DE202019000255U1 - Wärmetauscher für Gülle - Google Patents

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Abstract

Wärmetauscher (1) für Gülle zur Entnahme von thermischer Energie in Höhe einer Wärmemenge von wenigsten 20.000 kWh pro Jahr aus einer mit Gülle (1.4) gefüllten Güllegrube (1.4.1), wobei der Gülle-Wärmetauscher (1) mobil und flexibel ausgeführt wird, mit einfachen Mitteln schnell in einer mit Gülle (1.4) gefüllten Güllegrube (1.1.4) eingesetzt und wieder entnommen werden kann, insbesondere ein- oder mehrsträngige flüssigkeitsführende Leitung(en), Rohr(e) oder Schlauch(e), aufweist, wobei dieser(e) insbesondere als Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) ausgeführt wird, und ständig in Gülle (1.4) eingetaucht ist,insbesondere im oberen Bereich der Gülle (1.4) flächenparallel zur Gülleoberfläche (1.1.11), in konstanter Eintauchtiefe (1.1.10) unabhängig vom Füllstand (1.1.13) der Güllegrube (1.4.1) in schwebender Eintauchposition (1.1.16) in der Gülle (1.4) schwimmt, wobei der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) von der Wärmeträgerflüssigkeit (1.1.19) durchströmbar ist, und von der warmen Gülle erwärmt (1.4) wird,und wobei der Gülle-Wärmetauscher (1) folgende Bauteile aufweist:- einen Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1),insbesondere aus flexiblem Kunststoff der eine gewellte, dünne Wandung aufweist, wobei dieser ein- oder mehrsträngig ausgeführt wird, insbesondere zwei- oder dreidimensional zu einer zusammenhängenden großflächiger Baugruppe verbunden wird, vornehmlich eine parallel zueinander verlaufende, mäanderförmige Linienführung aufweist, und mindestens einen Zulaufleitung (1.1.2) und mindestens eine Ablaufleitung (1.1.1) aufweist,- ein Träger-Gittergewebe (1.2) welches mit dem Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) stellenweise verbunden wird, insbesondere Schlauchbefestigungen (1.3) aufweist,- mehrere Schwimmkörper (1.1.5) mit vertikal nach oben gerichteter Auftriebskraft (1.1.18) verbunden mittels mehrerer Aufhängungen (1.1.15) mit dem Gülle-Wärmetauscher (1),- mehrere Beschwerungsgewichte (1.1.12) mit vertikal nach unten gerichteter Gewichtskraft (1.1.17) verbunden mit dem Wärmetauscher (1),- mehrere vertikal angeordnete Führungen (1.1.14) welche durch Fixierung (1.1.9) mit dem Wärmetauscher (1) lösbar verbunden sind, um diesen in der Güllegrube (1.4.1) horizontal auszurichten und zu fixieren,- eine Druckluft-Reinigung (1.1.3) welche mehrere Druckluftaustrittsdüsen aufweist, durch welche anhaftende Verschmutzungen (1.1.4) vom Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) entfernt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Gülle zur Entnahme von thermischer Energie in Höhe einer Wärmemenge von wenigsten 20.000 kWh pro Jahr, vorzugsweise 35.000 kWh pro Jahr oder mehr, aus einer mit Gülle gefüllten Güllegrube, wobei der Gülle-Wärmetauscher mobil und flexibel ausgeführt wird, mit einfachen Mitteln schnell in der mit Gülle gefüllten Güllegrube eingesetzt und wieder entnommen werden kann, insbesondere ein- oder mehrsträngige flüssigkeitsführende Leitung(en) oder Rohr(e) aufweist, wobei diese(r) insbesondere als Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch ausgeführt wird, und ständig in Gülle eingetaucht ist,
    insbesondere im oberen Bereich der Gülle flächenparallel zur Gülleoberfläche, in konstanter Eintauchtiefe unabhängig von der Füllstandshöhe der Güllegrube in schwebender Eintauchposition in der Gülle schwimmt, wobei der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch von der Wärmeträgerflüssigkeit durchströmbar ist, und von der warmen Gülle erwärmt wird,
    und wobei der Gülle-Wärmetauscher folgende Bauteile aufweist:
    • - einen Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch,

    insbesondere aus flexiblem Kunststoff der eine gewellte, dünne Wandung aufweist, wobei dieser ein- oder mehrsträngig ausgeführt wird, insbesondere zwei- oder dreidimensional zu einer zusammen-hängenden großflächiger Baugruppe verbunden wird, vornehmlich eine parallel zueinander verlaufende, mäanderförmige Linienführung aufweist, und mindestens einen Zulaufleitung und mindestens eine Ablaufleitung aufweist,
    • - ein Träger-Gittergewebe welches mit dem Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch stellenweise verbunden wird, insbesondere Schlauchbefestigungen aufweist,
    • - mehrere Schwimmkörper mit vertikal nach oben gerichteter Auftriebskraft, verbunden mittels mehrerer Aufhängungen mit dem Gülle-Wärmetauscher,
    • - mehrere Beschwerungsgewichte mit vertikal nach unten gerichteter Gewichtskraft verbunden mit dem Wärmetauscher,
    • - mehrere vertikal angeordnete Führungen welche durch Fixierung mit dem Wärmetauscher lösbar verbunden sind, um diesen in der Güllegrube horizontal auszurichten und zu fixieren,
    • - eine Druckluft-Reinigung welche mehrere Druckluftaustrittsdüsen aufweist, durch welche anhaftende Verschmutzungen vom Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch entfernt werden.
  • Ein Rohrwärmetauscher ist in DE 3119862 , Anmeldung: 19.5.1981, als „Rohrwärmetauscher“ bezeichnet. Der Wärmetauscher besteht aus räumlich ausgebildeten spiralförmig, bzw. wendelartig verlaufenden Rohrschlangen welche mit mehreren starren, Trägerkreuzstreben und stangenartigen Träger-Längsschienen befestigt werden. Dieser zusammenhängende dreidimensionale Wärmetauschkörper mit räumlicher Struktur kann für unterschiedliche Wärmeträger-Fluide zwecks Wärmegewinnung verwendet werden.
  • Der in DE 10 2006 039 250 , Anmeldung: 22.8.2006, wird ein „Wärmetauscher aus Wellrohr für Abwasser u. Oberflächenwasser“ beschrieben. Der Wärmetauscher wird mit Spannseilen und Schellen fest im jeweiligen Medium eingebaut und fixiert. Er ist dafür geeignet um u.a. die Abwärme aus ruhenden und fließenden Gewässern zu nutzen. Zur Funktion ist eine Mindestfüllhöhe erforderlich.
  • In AT 516716 2016-08-15, Anmeldung: 3.2.2015, wird ein „Wärmetauscher für Abwasser mit Pufferspeicherung“ beschrieben. Das System beruht darauf, dass warmes Abwasser in einen Pufferspeicher in Form eines Behälters gespeichert wird. Dieser Behälter weist mehrere Trennwände auf. In den jeweiligen Zwischenräumen, zwischen jeweils zwei Trennwänden, werden die Wärmetauscherrohre vertikal verteilt über die Füllhöhe des Abwassers angebracht.
  • Nachteilig der in o.g. Schutzrechten beschriebenen Wärmetauscher ist, das diese nur bis zu einem Minimum-Füllstand des umgebenden Mediums direkten Kontakt mit diesen haben. und die entsprechende Wärmeenergie nur übertragen werden kann, wenn der Minimum-Füllstand nicht unterschritten wird, insbesondere dadurch begründet, dass die Wärmetauscher fest und unveränderbar in dem Medium mit Seilen, Streben und Schellen verankert und befestigt sind, und durch diese fixierte Einbauposition ein Wärmeübertrag nur eingeschränkt möglich ist, wobei die Eintauchtiefe der Wärmetauscher sich mit zu- und abnehmendem Füllstand ändert; und durch die stationäre Ausführung weitere nachteilige Einschränkungen hinsichtlich der Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere bezüglich von Reinigungs- und Wartungsarbeiten aufweist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Wärmetauscher für Gülle der im Oberbegriff genannten Art zu konzipieren, der sich durch Mobilität, Flexibilität auszeichnet, im oberen Bereich flächenparallel zur Gülleoberfläche, in gleichbleibender Eintauchtiefe, unabhängig vom Füllstand der Güllegrube permanent im Schwebezustand, in gleichbleibender Eintauchposition schwimmt, mit einfachen Mitteln schnell in gefüllten Güllegruben eingesetzt und wieder entnommen werden kann, dabei Wärmeenergie aufnimmt, welche für Raum-Flächenheizung, Brauchwassererwärmung und/oder Ferkel-Fußbodenheizung genutzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch dadurch gelöst, das der Wärmetauscher mindestens einen Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch aufweist, bei dem die Wandung innen und außen gewellt, oder außen gewellt und innen glatt, oder außen glatt und innen gewellt ist. Durch die gewellte Schlauchwand wird die Kontaktfläche zwischen warmer Gülle und Schlauchwand um mindestens 50%, vorzugsweise um bis zu 100% gegenüber einer glatten Schlauchoberfläche vergrößert. Das führt zu einer erhöhten Wärmeübertragung von der Gülle über die Schlauchwand auf die Wärmeträgerflüssigkeit im Schlauch.
  • Vorteilhaft ist, dass die Eintauchtiefe des Wärmetauschers in der Gülle durch Längenänderung der einzelnen Aufhänger variiert werden kann. Die Aufhänger bestehen vorzugsweise aus Seilen oder Ketten. Diese können verlängert, gekürzt oder ausgetauscht werden, so dass die gewünschte Eintauschtiefe von 50 mm bis 800 mm, vorzugsweise auf 300 mm eingestellt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die effektivste Wärmeübertragung auf den Wärmetauscher im oberen Bereich der erwärmten Gülle erfolgt. Diese Überlegung basiert darauf, dass die obere Schicht der Gülle die höchste Temperatur im Flüssigkeitsgradient der Güllegrube aufweist, da diese Gülle, aufgrund des geringeren spezifischen Gewichtes, immer nach oben steigt. Aus diesem Grund schwimmt der Wärmetauscher permanent in dieser wärmsten Flüssigkeitsschicht der Gülle in einem Schwebezustand. Mehrere auf der Gülleoberfläche gleichmäßig verteilte Schwimmkörper mit vertikal nach oben wirkender Auftriebskraft, sorgen dafür, dass der Wärmetauscher ständig eine flächenparallele Position in gleichbleibender Eintauchtiefe zur Gülleoberfläche einnimmt, und nicht weiter absinkt. Beschwerungsgewichte mit vertikal nach unten gerichteter Kraft sorgen dafür, dass der Wärmetauscher nicht durch Auftriebskräfte nach oben aufsteigt. Dadurch wird gewährleistet, dass auch bei Änderung des Füllstandes, durch Zuführung von Frischgülle, bzw. Entnahme von Gülle, der Wärmetauscher ständig in der eingestellten Eintauchtiefe im Schwebezustand bleibt und sich parallel mit Änderung der Füllstandshöhe der Gülle in der Güllegrube hebt und senkt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch in einer flächenparallel zueinander verlaufenden Linie geführt, wobei eine mäanderförmige Anordnung mit einem Abstand von Schlauch zu Schlauch von 50 mm bis 300 mm, insbesondere 100 mm bevorzugt wird.
  • Der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch erstreckt sich über eine Gesamtlänge von 200 m bis 800 m, vorzugsweise über 200 m. Der Schlauch wird von einer Wärmeträgerflüssigkeit, welche vorzugsweise aus einer Mischung aus 80% Wasser und 20% Glykol besteht, kontinuierlich durchströmt. Dabei erwärmt sich die Wärmeträgerflüssigkeit und nimmt Wärmeenergie von der umgebenden Gülle über die Kontaktoberfläche der Schlauchwand auf. Schlauchlänge und Schlauchdurchmesser bestimmen unter anderem das Füll-, bzw. Durchflussvolumen und die Verweildauer der Wärmeträger-Flüssigkeit im Schlauch.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch in einem Durchmesser von 10 bis 25 mm, vorzugsweise 21 mm ausgeführt. Dieser wird als flexibler Kunststoffschlauch in ein- oder mehrsträngiger verlaufender Anordnung ausgeführt. Aussendurchmesser mit der daraus resultierenden Schlauchoberfläche bildet im Zusammenhang mit dem Füllvolumen das sogenannte A/V Verhältnis. Dieser Wert ist hinsichtlich der Effektivität der Wärmeübertragung von großer Wichtigkeit. Je größer die Schlauchoberfläche im Verhältnis zum Füllvolumen ist, umso effektiver ist die Wärmeübertragung. Das A/V-Verhältnis ist in der Thermodynamik ein Maß für die Kompaktheit eines Körpers. Bei einem bevorzugten Schlauch-Außendurchmesser von 21,1 mm und der sich daraus ergebenden Oberfläche von 19,9 m2 bei 200 m Schlauchlänge, und einem Füllvolumen von 0,0433 m3 errechnet sich ein A/V Wert von ≈ 460 1/m. Die Wärmeübertragung erfolgt durch Wärmeleitung und Konvektion. Dieser Vorgang beinhaltet den Übergang der Wärme von der Gülle auf die Rohrwandung, die anschließende Wärmeleitung durch die Rohrwandung und den Übergang der Wärme von der Rohrwandung auf die kältere Wärmeträgerflüssigkeit im Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Mäanderbreite des Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauches von 1 bis 4 m, vorzugsweise in 2 m ausgeführt.
  • Die Schwimmkörper werden vorzugsweise aus Kunststoffhohlkörper mit Durchmessern von 150 bis 400 mm, verzugsweis in 300 mm ausgeführt. Die Aufgabe besteht darin die notwendige vertikal nach oben gerichtete Auftriebskraft für den angehängten Wärmetauscher aufzubringen, damit dieser nicht in Richtung Grubenboden absinkt, sondern permanent in vorbestimmter gleichbleibender Schwebeposition eingetaucht bleibt.
  • Bei dem in einer Güllegrube eingesetzten Wärmetauscher besteht die Gefahr, dass sich Verschmutzungen in Form von Fäkalien und sonstigen Feststoffen auf der Oberfläche des Schlauches ablagern. Diese Verschmutzungen können zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Wärmeübertragung führen. Je nach Art und Menge tritt eine vergleichbare negative Wirkung von einer Wärmedämmschicht ein. Dadurch verschlechtert sich die Wärmeübertragung von der Gülle über die Rohrwandung auf die Wärmeträgerflüssigkeit im Schlauch. Deshalb müssen diese Verschmutzungen regelmäßig entfernt werden. In einer bevorzugten Lösung für diese Aufgabe wird eine Druckluft-Reinigung, vorzugsweise bestehend aus einem elektrischen Kompressor, einem Versorgungsschlauch, einem Verteilerschlauch und Druckluft-Austrittsdüsen. Durch die Düsen tritt Druckluft impulsartig in Zeitintervallen in Richtung der Verschmutzungen aus und reinigt damit den Wärmetauscher.
    Vorzugsweise erfolgt der Durchfluss der Wärmeträgerflüssigkeit durch den Wärmeträger-flüssigkeits-Schlauch, die Ablaufleitung, den Pufferspeicher und der Zulaufleitung mittels einer Umwälzpumpe. Diese ist stufenlos regelbar und hat die Aufgabe die Wärmeträgerflüssigkeit permanent zirkulationsartig durch das geschlossene Leitungssystem zu transportieren. Dabei laufen vier aufeinander folgende Schritte ab, welche sich ständig kreislaufmäßig wiederholen: Energieaufnahme und Erwärmung beim Durchfluss der Wärmeträgerflüssigkeit durch den mäanderförmigen verlaufenden Schlauch in schwimmender Eintauchposition in der Gülle, Transport der erwärmten Wärmeträgerflüssigkeit durch die Ablaufleitung, optionale Erhöhung der Vorlauftemperatur durch eine Wärmepumpe, Wärmeabgabe an den Pufferspeicher und Rücklauf der abgekühlten Wärmeträgerflüssigkeit durch die Zulaufleitung. Anschließend laufen die vorbeschriebene Schritte in gleicher Folge ab.
  • Der Erfindung betrifft des Weiteren einen Wärmetauscher für Gülle zur regenerativer, ganzjähriger Entnahme von thermische Energie direkt aus Güllegruben, Behälter bzw. Keller, welche bevorzugt in Viehstallgebäuden angeordnet sind, mittels eines Pufferspeichers und anschließender regenerativer Nutzung für Raum-Flächenheizungen, Brauchwassererwärmung und/oder eine Ferkel-Fußbodenheizung. Kosteneinsparungen, Reduzierung des Primärenergieverbrauchs sowie eine Verminderung des Abgasausstoßes sind hierbei wesentliche Ziele.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die E-Steuerung. Diese Einheit hat die Aufgabe den gesamten Wärmetauscher mittels einer speziellen Software zu steuern, sowie alle wichtigen technischen Daten zu erfassen und auszuwerten. Der Wärmetauscher wird für diesen Zweck mit mehreren Sensoren ausgerüstet. Diese haben nachstehende Aufgaben: Erfassung von: Gülle-Temperatur in der Grube, Temperaturmessung in der Ablaufleitung, Temperaturmessung in der Zulaufleitung, Durchflussvolumenmessung der Wärmeträgerflüssigkeit im Schlauch, Wärmemengenzähler, Luft-Außentemperaturmessung, Wassertemperaturmessung im Pufferspeicher, Belüftungsmengenmessung, Belüftungszeitmessung und Regelung der Umwälzpumpe.
  • Ein zusätzlicher optionaler Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Belüftung. Diese besteht aus: einer Belüfterpumpe, einem Versorgungsschlauch und einer Ausströmeinheit welche auf dem Boden der Güllegrube platziert wird. Die Belüftung erfolgt mittels vieler kleiner, gleichmäßig aufsteigenden Luftblasen. Diese führen zu einer aeroben Vergärung, einer Umwälzbewegung, der Aktivierung biologischer, chemischer und physikalischer Vorgänge, so dass die Eigentemperatur der Gülle ansteigt.
  • Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand mehrerer Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
    • 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher 1 mit einer Wärmeleistung von insbesondere 4 kW. Die Darstellung zeigt einen Querschnitt durch eine Güllegrube 1.4.1 in der der Wärmetauscher 1 eingesetzt ist. Der Schnittverlauf ist in 2 mit C-D gekennzeichnet. Die Schnittdarstellung ist nicht maßstäblich. Sie zeigt von den insgesamt 100 Mänder-Abschnitten des Schlauches 1.1 lediglich 20 im Querschnitt. Der Wärmetauscher 1 umfasst den Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch 1.1 welcher parallel zueinander im Schlauchabstand 1.1.7 verläuft und mit dem darunter angeordneten Träger-Gittergewebe 1.2. zu einer Einheit verbunden ist. Der Wärmetauscher 1 ist in Schwebeposition 1.1.16 in der Eintauchtauchtiefe 1.1.10 dargestellt. Die Güllegrube 1.4.1 weist eine Füllstandshöhe 1.1.13 auf. Der Wärmetauscher 1 schwebt in der oberen Gülleschicht, da diese die höchste Temperatur, aufgrund des geringeren spezifischen Gewichtes innerhalb der Güllegrube 1.4.1 aufweist. Der Wärmetauscher 1 ist mit mehreren, gleichmäßig verteilten Schwimmkörpern 1.1.5, mit vertikal nach oben wirkender Auftriebskraft 1.1.18 mittels Aufhängungen 1.1.15 verbunden. Dadurch schwebt er ständig in gleichbleibender Eintauchposition 1.1.16. Durch Längenänderung der Aufhängungen 1.1.15 kann die Eintauchtiefe 1.1.10 verstellt werden kann. Die Schwimmkörper 1.1.5 verhindern das Absinken des angehängten Wärmetauschers 1 auf den Boden der Güllegrube 1.4.1. Am Wärmetauscher sind mehrere Beschwerungsgewichte 1.1.12 mit vertikal nach unten gerichteter Gewichtskraft 1.1.17 angehängt. Mit in der Güllegrube befestigten Führungen 1.1.14 wird der Wärmetauscher 1 durch Fixierungen 1.1.9 verbunden und horizontal in der Güllegrube 1.4.1 verankert. Der untere Bereich des Güllebehälters weist ein Rührwerk 1.7 auf.
    • 2 zeigt den erfindungsgemäßen Wärmetauscher 1 in einer Draufsicht. Der obere Teil der Draufsicht zeigt den in der Güllegrube 1.4.1 eingesetzten Wärmetauscher 1. Der mäanderförmig verlaufende Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch 1.1 ist mittels Schlauchbefestigungen 1.3 mit dem Träger-Gittergewebe 1.2 verbunden. Schlauchabstand 1.1.7 und Mäanderbreite 1.1.6 bestimmen die Linienführung. Die Wärmeträgerflüssigkeit 1.1.19 durchströmt den Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch 1.1 dann die Ablaufleitung 1.1.1, den Pufferspeicher 4 und die Zulaufleitung 1.1.2. Der untere Teil der Draufsicht weist beispielhaft einige Verwendungsmöglichkeiten zur Nutzung der gewonnen Wärmeenergie auf. Die optional einsetzbare Wärmepumpe 3 ermöglicht eine Temperaturerhöhung der vorgewärmten Wärmeträgerflüssigkeit 1.1.19 in der Ablaufleitung. Der Pufferspeicher 4 weist vorzugsweise einen wärmegedämmten Kombi-Pufferspeicher auf und dient zur Zwischenspeicherung von Wärmeenergie. Er hat einen integrierten Brauchwarmwasser-Speicher. Durch die Vorlaufleitung der Heizung 4.3 strömt warmes Wasser in Richtung einer Wandflächenheizung 4.5 und/oder einer Fußboden-Heizung 4.6. Warmes Brauwasser 4.1 ist für die Nutzung einer Dusche, eines Geschirrspülers und/oder einer Waschmaschine gedacht. Die in der 2 dargestellte Heizungsanlage 5 kann optional mittels der Vorlaufleitung 5.1 und der Rücklaufleitung 5.2 mit dem Pufferspeicher 4 verbunden werden. Der Zulauf für frisches Kaltwasser ist mit Leitung 4.2 dargestellt. Die E-Steuerung S umfasst, ein Gülle-Thermometer S1, ein Thermometer für die Zulaufleitung S2, ein Thermometer für die Ablaufleitung S3, ein Thermometer für die Ablaufleitung S4 vor dem Eintritt in den Pufferspeicher, einen Durchflussvolumenmesser S5, einen Wärmemengenzähler S6, ein Thermometer Außentemperatur S7, ein Thermometer für den Pufferspeicher S8, einen Durchflussvolumenmesser S9, einen Belüftungs-Zeitmesser S10 und einen Regler für die Umwälzpumpe S11.
    • 3 zeigt einen Querschnitt durch den Wärmeträger-Schlauch mit symbolischer Darstellung der Wärmeübertragung. Der Schnittverlauf A-B ist in 2 ersichtlich. Die Wärmeübertragung erfolgt von der Gülle 1.4 über die Schlauchwandung 1.1 auf die Wärmeträgerflüssigkeit 1.1.19 im Schlauch. Der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch 1.1 weist vorzugsweise eine gewellte Wandung auf um die Kontaktfläche zwischen Gülle 1.4 und Schlauchwandung um mindestens 50%, im Vergleich zu einer glatten Oberfläche, zu vergrößern. Eine perspektivische Darstellung einer gewellten Schlauchwandung ist unten links ersichtlich. Weiterhin ist das Träger-Gittergewebe 1.2 sowohl im Querschnitt, als auch in einer Draufsicht ersichtlich.
    • 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch den Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch 1.1 mit symbolischer Darstellung der Reinigung. Der Schnittverlauf A-B ist in 2 ersichtlich. Dieser Querschnitt zeigt die erfindungsgemäße Druckluft-Reinigung 1.1.3, wobei die aus den Druckluftaustritts-düsen ausströmende Druckluft in Form von Pfeilen dargestellt ist. Die Luft 1.1. ist in Richtung der Verschmutzungen 1.1.4 auf der Schlauchoberfläche gerichtet. Die impulsartig ausströmende Druckluft führt zu einer regelmäßigen Lösung der anhaftenden Fäkalien und sonstigen Verunreinigungen 1.1.4 am Gülle-Wärmetauscher 1.
    • 5 zeigt einen in einer Güllegrube eingetauchten Wärmetauscher mit optional installierter Belüftung. Der Schnittverlauf C-D ist in 2 ersichtlich. Dargestellt ist die optionale Möglichkeit der Installation einer Belüftung 1.6. In der Querschnitts-Darstellung sind folgende Teile ersichtlich: eine Belüfterpumpe 1.6.1, ein Belüftungs-Zeitmesser S10, ein Versorgungsschlauch und ein Durchflussvolumenmesser S9. Am Boden der Güllegrube 1.4.1 ist der Versorgungsschlauch mit vielen, gleichmäßig verteilten Auströmern platziert. Die Ausströmer bestehen vorzugsweise aus einzelnen Luftdüsen durch welche aufsteigende Luftblasen in der Gülle erzeugt werden können. Diese führen zu einer aeroben, sauerstoffreichen Vergärung und Umwälzung der Gülle und zu biologischen, physikalischen und chemischen Vorgängen. Dadurch steigt die Temperatur der Gülle an.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gülle-Wärmetauscher
    1.1
    Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch
    1.1.1
    Ablaufleitung Vorlauf
    1.1.2
    Zulaufleitung Rücklauf
    1.1.3
    Druckluft-Reinigung
    1.1.4
    Verschmutzung
    1.1.5
    Schwimmkörper
    1.1.6
    Mäanderbreite
    1.1.7
    Schlauchabstand
    1.1.8
    Fließrichtung
    1.1.9
    Fixierung
    1.1.10
    Eintauchtiefe
    1.1.11
    Gülleoberfläche
    1.1.12
    Beschwerungsgewicht
    1.1.13
    Füllstandshöhe
    1.1.14
    Führung
    1.1.15
    Aufhängung
    1.1.16
    Eintauchposition
    1.1.17
    Gewichtskraft
    1.1.18
    Auftriebskraft
    1.1.19
    Wärmeträgerflüssigkeit
    1.2
    Träger Gittergewebe
    1.3
    Schlauchbefestigung
    1.4
    Gülle
    1.4.1
    Güllebehälter
    1.5
    Wärmeübertragung
    1.6
    Belüftung optional
    1.6.1
    Belüfterpumpe optional
    1.7
    Rührwerk
    2
    Umwälzpumpe
    3
    Wärmepumpe optional
    4
    Pufferspeicher
    4.1
    Warmes Brauchwasser
    4.2
    Zulauf Kaltwasser
    4.3
    Vorlaufleitung Heizung
    4.4
    Rücklaufleitung Heizung
    4.5
    Wand-Flächenheizung
    4.6
    Fußboden-Heizung
    5
    Heizkessel
    5.1
    Vorlaufleitung Heizung
    5.2
    Rücklaufleitung Heizung
    S
    E-Steuerung
    S1
    Thermometer Gülle
    S2
    Thermometer Zulaufleitung
    S3
    Thermometer Ablaufleitung
    S4
    Thermometer Ablaufleitung
    S5
    Durchflussvolumenmesser
    S6
    Wärmemengenzähler
    S7
    Thermometer Außentemperatur
    S8
    Thermometer, Wassertemperatur im Pufferspeicher
    S9
    Durchflussvolumenmesser optional
    S10
    Belüftungszeitmesser optional
    S11
    Regler Umwälzpumpe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3119862 [0002]
    • DE 102006039250 [0003]

Claims (11)

  1. Wärmetauscher (1) für Gülle zur Entnahme von thermischer Energie in Höhe einer Wärmemenge von wenigsten 20.000 kWh pro Jahr aus einer mit Gülle (1.4) gefüllten Güllegrube (1.4.1), wobei der Gülle-Wärmetauscher (1) mobil und flexibel ausgeführt wird, mit einfachen Mitteln schnell in einer mit Gülle (1.4) gefüllten Güllegrube (1.1.4) eingesetzt und wieder entnommen werden kann, insbesondere ein- oder mehrsträngige flüssigkeitsführende Leitung(en), Rohr(e) oder Schlauch(e), aufweist, wobei dieser(e) insbesondere als Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) ausgeführt wird, und ständig in Gülle (1.4) eingetaucht ist, insbesondere im oberen Bereich der Gülle (1.4) flächenparallel zur Gülleoberfläche (1.1.11), in konstanter Eintauchtiefe (1.1.10) unabhängig vom Füllstand (1.1.13) der Güllegrube (1.4.1) in schwebender Eintauchposition (1.1.16) in der Gülle (1.4) schwimmt, wobei der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) von der Wärmeträgerflüssigkeit (1.1.19) durchströmbar ist, und von der warmen Gülle erwärmt (1.4) wird, und wobei der Gülle-Wärmetauscher (1) folgende Bauteile aufweist: - einen Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1), insbesondere aus flexiblem Kunststoff der eine gewellte, dünne Wandung aufweist, wobei dieser ein- oder mehrsträngig ausgeführt wird, insbesondere zwei- oder dreidimensional zu einer zusammenhängenden großflächiger Baugruppe verbunden wird, vornehmlich eine parallel zueinander verlaufende, mäanderförmige Linienführung aufweist, und mindestens einen Zulaufleitung (1.1.2) und mindestens eine Ablaufleitung (1.1.1) aufweist, - ein Träger-Gittergewebe (1.2) welches mit dem Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) stellenweise verbunden wird, insbesondere Schlauchbefestigungen (1.3) aufweist, - mehrere Schwimmkörper (1.1.5) mit vertikal nach oben gerichteter Auftriebskraft (1.1.18) verbunden mittels mehrerer Aufhängungen (1.1.15) mit dem Gülle-Wärmetauscher (1), - mehrere Beschwerungsgewichte (1.1.12) mit vertikal nach unten gerichteter Gewichtskraft (1.1.17) verbunden mit dem Wärmetauscher (1), - mehrere vertikal angeordnete Führungen (1.1.14) welche durch Fixierung (1.1.9) mit dem Wärmetauscher (1) lösbar verbunden sind, um diesen in der Güllegrube (1.4.1) horizontal auszurichten und zu fixieren, - eine Druckluft-Reinigung (1.1.3) welche mehrere Druckluftaustrittsdüsen aufweist, durch welche anhaftende Verschmutzungen (1.1.4) vom Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) entfernt werden.
  2. Wärmetauscher nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1), innen und außen gewellt, oder außen gewellt und innen glatt, oder außen glatt und innen gewellt ausgeführt wird.
  3. Wärmetauscher nach Schutzanspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Eintauchtiefe (1.1.10) des Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauches (1.1) durch Längenänderung der Aufhängungen (1.1.15) von 50 mm bis 800 mm verändert werden kann, insbesondere 300 mm aufweist.
  4. Wärmetauscher nach den Schutzansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1) in der Gülle (1.4) der Güllegrube (1.4.1) sich mit der Änderung des Füllstandes (1.1.13) parallel hebt und senkt, wobei die Eintauchtiefe (1.1.10) unverändert bleibt.
  5. Wärmetauscher nach den Schutzansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Mäander-Schlauchabstand (1.1.7) 50 mm bis 300 mm, vorzugsweise 100 mm beträgt.
  6. Wärmetauscher nach den Schutzansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauches (1.1) von 200 m bis 800 m, vorzugsweise 200 m beträgt.
  7. Wärmetauscher nach den Schutzansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1), einen Aussendurchmesser von 10 bis 25 mm, vorzugsweise 21 mm aufweist.
  8. Wärmetauscher nach den Schutzansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Mäanderbreite (1.1.6) 1 bis 4 m, vorzugsweise 2 m beträgt.
  9. Wärmetauscher nach den Schutzansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmkörper (1.1.5) werden bevorzugt aus Kunststoffhohlkörper mit einem Durchmesser von 150 bis 400 mm, vorzugsweise in 300 mm ausgeführt.
  10. Wärmetauscher nach den Schutzansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft-Reinigung (1.1.3) vorzugsweise aus einem elektrischen Kompressor, einem Versorgungsschlauch, einem Verteilerschlauch und Druckluft-Austrittsdüsen besteht.
  11. Wärmetauscher nach den Schutzansprüchen 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussbewegung der zirkulierenden Wärmeträgerflüssigkeit (1.1.19) durch den Wärmeträgerflüssigkeits-Schlauch (1.1), die Ablaufleitung (1.1.1), den Pufferspeicher (4) und die Zulaufleitung (1.1.2), vorzugsweise von einer Umwälzpumpe (2) erzeugt wird.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3119862A1 (de) 1981-05-19 1982-12-02 Herbert 8602 Bischberg Meissinger "rohrwaermetauscher"
DE102006039250A1 (de) 2005-08-26 2007-04-12 Lutz Gerstenberger Wärmetauscher aus Wellrohr für Abwasser u. Oberflächenwasser

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3119862A1 (de) 1981-05-19 1982-12-02 Herbert 8602 Bischberg Meissinger "rohrwaermetauscher"
DE102006039250A1 (de) 2005-08-26 2007-04-12 Lutz Gerstenberger Wärmetauscher aus Wellrohr für Abwasser u. Oberflächenwasser

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