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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie eines Fluids, insbesondere eines flüssigen Fluids, speziell von Wasser. Die Vorrichtung ist mit einem ein Volumen umschließenden Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass für das Fluid ausgebildet. Innerhalb des vom Gehäuse zur Aufnahme des Fluids umschlossenen Volumens ist mindestens ein Wärmeübertrager angeordnet.
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Aus dem Stand der Technik sind Wärmepumpen zum Erwärmen der Luft in Gebäuden und von Trinkwasser bekannt. Mit einer Wärmepumpe wird unter dem Einsatz technischer Arbeit thermische Energie aus einem Reservoir mit niederem Temperaturniveau, wie der Umgebung, aufgenommen und zusammen mit der technischen Arbeit beziehungsweise Antriebsenergie als Nutzwärme auf einem höheren Temperaturniveau an ein zu beheizendes System übertragen. Das Reservoir mit niederem Temperaturniveau stellt dabei die Wärmequelle für die Wärmepumpe dar. Als Wärmequellen können neben Umgebungsluft, Abluft und Erdwärme auch Seewasser, Flusswasser, Grundwasser, Regenwasser und Abwasser dienen. Beim Nutzen von Wärmeenergie aus Abwasser handelt es sich um eine Wärmerückgewinnung. Bisher findet das Nutzen von Wärmeenergie aus fließenden oder stehenden Gewässern nur wenig Beachtung. Herkömmliche Anlagen sind hauptsächlich als Glattrohrwärmeübertrager in Kombination mit Betonbehältern ausgebildet.
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So wird in der
DE 10 2016 002 734 A1 ein Wärmeübertrager zum Einsatz in Zisternen beschrieben, welcher für das Übertragen von Wärme von einer in der Zisterne gespeicherten Flüssigkeit, insbesondere Wasser, an ein innerhalb des Wärmeübertragers strömendes Wärmeträgerfluid ausgebildet ist. Der Wärmeübertrager weist zu Wendeln geformte Wärmeübertragerrohre auf, welche über Anschlussleitungen mit einer Wärmepumpe verbunden sind. Die an Armierungen beziehungsweise Zugstäben fixierten Wärmeübertragerrohre sind mit einer wärmeleitenden und stabilisierenden Füllmasse, insbesondere Beton, vergossen, welcher die einzelnen Komponenten vor Korrosion und Beschädigungen schützen sowie als Wärmespeicher dienen soll. Die Ausbildung der Füllmasse aus Beton soll zudem eine Frostsprengung des Wärmeübertragers mit bevorzugter Eisbildung verhindern.
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Derartige Wärmeübertrager sind mit schwer lösbaren logistischen Herausforderungen verbunden, welche unter anderem durch ein sehr großes Gewicht hervorgerufen und einen erforderlichen Zusammenbau am Einsatzort zudem sehr kostenintensiv und zeitaufwändig sind. Zudem besteht die Gefahr der Zerstörung der ebenfalls aus Beton ausgebildeten Wandung der Zisterne durch einen großen Eisansatz am Wärmeübertrager.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung und Verbesserung einer Vorrichtung zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie eines Fluid, insbesondere eines flüssigen Fluids, speziell von Wasser, wie Seewasser, Flusswasser, Grundwasser, Regenwasser beziehungsweise Abwasser, als Wärmequelle für eine Wärmepumpe. Mit der Vorrichtung soll bei entsprechender Dimensionierung die gesamte oder zumindest ein Teil der erforderlichen Wärmeenergie, beispielsweise der Wärmepumpe, bereitgestellt werden. Die Vorrichtung soll einfach zu installieren und bezüglich der Wärmeleistung flexibel zu variieren sein, um an den erforderlichen Wärmebedarf anpassbar zu sein. Die Vorrichtung soll zudem sowohl bei der Herstellung und Installation als auch beim Betreiben kostengünstig sein.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen des selbstständigen Schutzanspruchs gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Schutzansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie eines Fluids, beispielsweise von Seewasser, Flusswasser, Grundwasser, Regenwasser beziehungsweise Abwasser, welches industriellen oder nichtindustriellen Ursprungs sein kann, gelöst. Die auch als eine Energie-Zwischenspeichereinheit dienende Vorrichtung ist mit einem ein Volumen umschließenden Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass für das Fluid ausgebildet. Innerhalb des vom Gehäuse zur Aufnahme des Fluids umschlossenen Volumens ist mindestens ein Wärmeübertrager angeordnet.
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Nach der Konzeption der Erfindung weist der mindestens eine Wärmeübertrager eine Wärmeübertragerleitung mit einer Anschlussleitung und ein Halteelement für die Wärmeübertragerleitung auf. Dabei ist das Halteelement als ein hohlkreiszylinderförmiges Maschengitter mit einer in vertikaler Richtung ausgerichteten Symmetrieachse ausgebildet. Die Wärmeübertragerleitung ist als ein Wellrohr wendelförmig an einer Außenseite um das Halteelement herum und am Halteelement fixiert angeordnet. Zudem sind die Wärmeübertragerleitung und das Halteelement jeweils aus einem Edelstahl, insbesondere aus Edelstahl 1.4404, ausgebildet, während das Gehäuse aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, ausgebildet ist.
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Die Vorrichtung ist mit dem Gehäuse und dem im vom Gehäuse umschlossenen Volumen angeordneten Wärmeübertrager sehr kompakt und weist ein im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen geringes Gewicht sowie einen hohen Wärmedurchgangskoeffizienten des Wärmeübertragers auf. Mit der Ausbildung des Wärmeübertragers aus einem Edelstahl wird die Korrosion der Komponenten des Wärmeübertragers verhindert.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Wärmeübertragerleitung ausgehend von einer in vertikaler Richtung nach unten weisenden Stirnseite des Halteelements in gleichen Abständen in Richtung einer in vertikaler Richtung nach oben weisenden Stirnseite des Halteelements radial gewickelt am Halteelement angeordnet.
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Das Gehäuse ist vorteilhaft aus einem Abdeckelement, einem Boden und einem Mantel, vorzugsweise einstückig, ausgebildet. Dabei weist der Mantel des Gehäuses im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders, insbesondere eines Hohlkreiszylinders, mit einer in vertikaler Richtung ausgerichteten Symmetrieachse auf. Das Abdeckelement des Gehäuses ist mit einer verschließbaren Einstiegsöffnung zum Begehen und Bestücken des vom Gehäuse umschlossenen Volumens versehen.
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Der Einlass und der Auslass für das Fluid sind bevorzugt im Bereich des Abdeckelements oder im Bereich eines Übergangs vom Abdeckelement zum Mantel innerhalb des Mantels des Gehäuses angeordnet.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Wärmeübertragerleitung mit der Anschlussleitung mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss verbunden. Dabei sind der Einlassanschluss und der Auslassanschluss jeweils im Bereich des Abdeckelements oder im Bereich eines Übergangs vom Abdeckelement zum Mantel innerhalb des Mantels des Gehäuses angeordnet. Die Anschlussleitung erstreckt sich vorzugsweise zwischen dem Einlassanschluss und einem Beginn der Wendel der Wärmeübertragerleitung, welcher an der in vertikaler Richtung nach unten weisenden Stirnseite des Halteelements ausgebildet ist.
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Das Gehäuse weist bevorzugt Durchführöffnungen zum Hindurchführen der Wärmeübertragerleitung mit der Anschlussleitung auf. Dabei sind der Einlassanschluss und der Auslassanschluss jeweils mit einem Ende der durch die Durchführöffnungen des Gehäuses hindurchgeführten Wärmeübertragerleitung verbunden und auf einer Außenseite des Gehäuses angeordnet.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Halteelement über Fixierelemente am Gehäuse, insbesondere am Abdeckelement und am Boden des Gehäuses, fixiert ist.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des vom Gehäuse umschlossenen Volumens ein in vertikaler Richtung ausgerichtetes Steigrohr ausgebildet. Das Steigrohr weist an einem ersten, in vertikaler Richtung nach unten weisenden Ende eine offene Stirnseite auf und ist mit einer distal zur ersten Stirnseite ausgebildeten zweiten Stirnseite mit dem Auslass für das Fluid verbunden.
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Die Vorrichtung kann eine Vielzahl von Wärmeübertragern aufweisen, welche über ein Verteilrohr und ein Sammelrohr in paralleler Anordnung und Durchströmung, insbesondere für ein Wärmeträgerfluid, miteinander verbunden sind. Im mit dem Einlassanschluss der Vorrichtung verbundenen Verteilerrohr wird das Wärmeträgerfluid auf die Wärmeübertrager verteilt. Im mit dem Auslassanschluss der Vorrichtung verbundenen Sammelrohr wird das durch die Wärmeübertrager geströmte Wärmeträgerfluid wieder zusammengebracht und vermischt zum Auslassanschluss geleitet. Unter einer Vielzahl sind mindestens zwei Wärmeübertrager zu verstehen.
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Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung als Wärmespeicher einer Wärmepumpenanlage, insbesondere einer Solewärmepumpe. Die nutzbare Wärmeenergie des Fluids wird dabei in dem mindestens einen Wärmeübertrager der Vorrichtung an ein in einem Wärmeträgerfluidkreislauf zirkulierendes Wärmeträgerfluid, auch als Sole bezeichnet, übertragen.
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Die Solewärmepumpe weist als ein System vorteilhaft die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie und einen Kältemittelkreislauf auf. Der Kältemittelkreislauf ist mit mindestens einem als Verdampfer und mindestens einem als Kondensator betriebenen Wärmeübertrager, mindestens einem Verdichter und mindestens einem Expansionsorgan ausgebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und der Kältemittelkreislauf, insbesondere der mindestens eine als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs, sind über den Wärmeträgerfluidkreislauf hydraulisch miteinander verbunden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren Verwendung weisen zusammenfassend diverse Vorteile auf:
- - die modulare Zusammenstellung der Wärmeübertrager bezüglich deren Anzahl ermöglicht ein einfaches Variieren, das heißt Erweitern oder Reduzieren, und damit Anpassen der Vorrichtung an den erforderlichen Wärmebedarf,
- - das im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen sehr geringe Gewicht der Vorrichtung, insbesondere des Gehäuses, ermöglicht einen einfachen Transport sowie eine einfache und schnelle Montage der Vorrichtung am Einsatzort,
- - auch dadurch geringe Kosten bei der Herstellung und Wartung sowie während des Betriebes.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen
- 1: eine Vorrichtung zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie einer seitlichen Schnittdarstellung sowie
- 2: eine Vorrichtung zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie in einer Schnittdarstellung einer Draufsicht und
- 3: die Vorrichtung zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie als Komponente einer Anlage zum Nutzen von Seewasser oder Flusswasser in einer schematischen Darstellung.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils eine Vorrichtung 1 zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie gemäß 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung sowie gemäß 2 in einer Schnittdarstellung einer Draufsicht.
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Die Vorrichtung 1 weist jeweils ein Gehäuse 2 mit einem Abdeckelement 2a, einem Boden 2b und einem Mantel 2c auf, welche ein Volumen 3 umschließen. Das Gehäuse 2 ist als an den Stirnflächen mit dem Abdeckelement 2a und dem Boden 2b im Wesentlichen geschlossener Hohlkreiszylinder, insbesondere aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylen, ausgebildet. Der Mantel 2c weist von einem Hohlkreiszylinder abweichende und den Mantel 2c stabilisierende Ausformungen auf. Das Gehäuse 2 kann in einem Rotationsverfahren einstückig gegossen werden.
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Das Abdeckelement 2a weist eine verschließbare Einstiegsöffnung 4, auch als Mannloch bezeichnet, auf, durch welche das Gehäuse 2 begehbar und bestückbar ist.
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Das Gehäuse 2 ist zudem mit Durchführöffnungen 5 zum Hindurchführen von Leitungen, insbesondere Anschlussleitungen für mindestens einen Wärmeübertrager 11, sowie einem Einlass 6 und einem Auslass 7 zum Einleiten und Ableiten eines flüssigen Fluids 8, insbesondere Wasser, beispielsweise Seewasser, Flusswasser, Grundwasser, Brunnenwasser, Regenwasser beziehungsweise Abwasser, versehen. Die Durchführöffnungen 5 sowie der Einlass 6 und der Auslass 7 sind dabei im Bereich des Abdeckelements 2a, insbesondere im Abdeckelement 2a oder an einem Übergang vom Mantel 2c zum Abdeckelement 2a, ausgebildet.
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Das flüssige Fluid 8, welches als Wasser im Vergleich zu anderen Wärmequellen eine hohe Wärmekapazität und damit ein sehr großes Wärmespeichervermögen aufweist, wird über eine Fördervorrichtung 9, insbesondere eine Pumpe, in das vom Gehäuse 2 umschlossene Volumen 3 gefördert. Der Einlass 6 zum Einleiten des Fluids 8 in das Volumen 3 und der als Überlaufauslass ausgebildete Auslass 7 sind in vertikaler Richtung in einem oberen Bereich des Gehäuses 2 angeordnet. Die Fördervorrichtung 9 ist vorzugsweise außerhalb des geschlossenen Gehäuses 2 angeordnet.
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Innerhalb des umschlossenen Volumens 3 ist ein in vertikaler Richtung ausgerichtetes Steigrohr 10 ausgebildet. Das Steigrohr 10 endet mit einer ersten Stirnseite oberhalb des Bodens 2b des Gehäuses 2. Die distal zur ersten Stirnseite ausgebildete zweite Stirnseite des Steigrohres 10 ist im oberen Bereich des umschlossenen Volumens 3 mit dem als Überlaufauslass ausgebildeten Auslass 7 verbunden. Der Auslass 7 ragt ebenso wie der Einlass 6 des Fluids 8 durch die Wandung des Gehäuses 2 hindurch in die Umgebung.
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Innerhalb des vom Gehäuse 2 umschlossenen Volumens 3 ist neben dem flüssigen Fluid 8 der mindestens eine Wärmeübertrager 11 angeordnet. Der Wärmeübertrager 11 weist eine Wärmeübertragerleitung 12 auf, welche aus einem Edelstahlwellrohr ausgebildet ist. Die Wärmeübertragerleitung 12 ist als Wendel um ein Halteelement 15 angeordnet. Der Unterschied zwischen der Vorrichtung 1 aus 1 und der Vorrichtung 1 aus 2 liegt lediglich in der Anordnung des Wärmeübertragers 11 innerhalb des vom Gehäuse 2 umschlossenen Volumens 3 und damit in der relativen Anordnung des Wärmeübertragers 11 zum Gehäuse 2.
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Das Halteelement 15 ist als ein hohlkreiszylinderförmiges Maschengitter, ähnlich einem Korb oder einem Käfig, aus Edelstahl ausgebildet. Die Wärmeübertragerleitung 12 ist, ausgehend von der zum Boden 2b weisenden Stirnseite des Halteelements 15, in gleichmäßigen Abständen in Richtung der zum Abdeckelement 2a weisenden Stirnseite des Halteelements 15 hin als Rohrwendel radial gewickelt am Halteelement 15 fixiert.
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Die Wärmeübertragerleitung 12 und das Halteelement 15 des Wärmeübertragers 11 sind vorzugsweise aus Edelstahl 1.4404 ausgebildet.
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Ein Einlassanschluss 16 und ein Auslassanschluss 17 der Wärmeübertragerleitung 12 sind jeweils an einer in vertikaler Richtung höchsten Stelle des Wärmeübertragers 11 angeordnet. Ein durch die Wärmeübertragerleitung 12 geführtes Wärmeträgerfluid strömt in Strömungsrichtung 14 durch den Einlassanschluss 16 sowie eine mit dem Einlassanschluss 16 verbundene Anschlussleitung 13 in die Wärmeübertragerleitung 12 ein und wird von der zum Boden 2b des Gehäuses 2 weisenden Stirnseite der Rohrwendel zur zum Abdeckelement 2a weisenden Stirnseite der Rohrwendel und damit in vertikaler Richtung von unten nach oben geleitet. Anschließend strömt das Wärmeträgerfluid durch den Auslassanschluss 17 aus dem Wärmeübertrager 11 aus. Als Wärmeträgerfluid wird beispielsweise ein Kühlmittel, auch als Sole bezeichnet, verwendet.
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Der Wärmeübertrager 11 ist über am Halteelement 15 angeordnete Fixierelemente 18a, 18b jeweils am Boden 2b und dem Abdeckelement 2a des Gehäuses 2, beispielsweise gegen Auftreiben, Absinken und Verschieben relativ zum Gehäuse 2 und möglicherweise benachbart angeordneten Wärmeübertragern 11, fixiert.
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Die Anzahl der Wärmeübertrager 11 richtet sich dabei nach der erforderlichen, vom flüssigen Fluid 8 an das Wärmeträgerfluid zu übertragenden Wärmeleistung. Beim Einsatz von mehreren Wärmeübertragern 11 werden diese mittels eines Verteilrohrs und eines Sammelrohrs im Tichelmannprinzip miteinander und mit den durch die Wandung des Gehäuses 2 hindurchragenden Einlassanschluss 16 und Auslassanschluss 17 verbunden. Die Wärmeübertrager 11 der Wärmeübertrageranordnung werden dabei parallel zueinander vom Wärmeträgerfluid durchströmt.
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Der jeweils mit einem Polyethylenrohr ausgebildete Einlassanschluss 16 und Auslassanschluss 17 sind andererseits mit einer nicht dargestellten Wärmesenke, insbesondere mit einer Sole-Wärmepumpe, speziell einer Sole-Wasser-Wärmepumpe, verbunden. Dabei ist die vom Wärmeträgerfluid durchströmte Wärmeübertrageranordnung innerhalb eines Wärmeträgerfluidkreislaufs integriert und wird vom Wärmeträgerfluid beaufschlagt. Die Wärmeübertrageranordnung der Vorrichtung 1, bestehend aus dem mindestens einen Wärmeübertrager 11 oder den mehreren Wärmeübertragern, ist über den Wärmeträgerfluidkreislauf speziell mit einem Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs der Wärmepumpe gekoppelt.
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Die Wärmepumpe weist den Kältemittelkreislauf mit dem mindestens einen als Verdampfer und einem als Kondensator betriebenen Wärmeübertrager, mindestens einem Verdichter und mindestens einem Expansionsorgan auf. Wenn der Verbraucher einen Bedarf an Wärme hat, wird die Wärmepumpe derart betrieben, dass im Wärmeträgerfluidkreislauf zirkulierende Wärmeträgerfluid abzukühlen. Dabei wird das Wärmeträgerfluid mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere einer Pumpe, durch den Verdampfer des Kältemittelkreislaufs gefördert. Die Wärme wird vom Wärmeträgerfluid an das Kältemittel übertragen. Das Kältemittel verdampft. Die vom Kältemittel aufgenommene Wärme wird im Kondensator als Wärmequelle für den Verbraucher wieder abgeführt. Anschließend wird das Wärmeträgerfluid zur Vorrichtung 1 geführt und beim Durchströmen der Wärmeübertrageranordnung erwärmt. Dabei wird das im Gehäuse 2 angeordnete Fluid 8 abgekühlt und anschließend aus dem Gehäuse 2 abgeleitet. Die Wärme wird vom Fluid 8 an das Wärmeträgerfluid übertragen.
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Innerhalb des vom Gehäuse 2 umschlossenen Volumens 3 bildet sich durch laminare Strömung des Fluids 8 eine Temperaturschichtung im Fluid 8 aus. Infolge von Dichteunterschieden sammelt sich Fluid 8 niederer Temperatur am Boden 2b des Gehäuses 2. Mit dem konstruktiven Aufbau des Wärmeübertragers 11 besteht die Möglichkeit, das Fluid 8 zumindest vorübergehend unter den Gefrierpunkt abzukühlen und auf der Wärmeübertragerfläche Eis zu bilden. Die dabei vom Fluid 8 an das Wärmeträgerfluid übertragbare Wärmeenergie ist aufgrund des Phasenwechsels von flüssig zu fest um ein Vielfaches höher als bei bloßer Abkühlung des Fluids 8 im flüssigen Zustand.
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Dabei kann die Wärme beim Phasenwechsel zyklisch übertragen werden, um die Vorrichtung 1 als Energiezwischenspeicher, insbesondere als einen Spitzenlastspeicher, zu nutzen. Das Abschmelzen des angefrorenen Eises erfolgt bei Bevorratung von ausreichendem Volumen an Fluid 8 als Wärmequellenmedium, welches durch den Einlass 6 in vertikaler Richtung von oben in das Gehäuse 2 eingeleitet wird. Überschüssiges flüssiges Fluid 8 wird mittels des Steigrohres 10 durch den Auslass 7 aus dem Gehäuse 2 abgeleitet. Damit wird die Temperaturschichtung des Fluids 8 im Gehäuse 2 aufrechterhalten. Zwischen dem Fluid 8 und dem durch den Wärmeübertrager 11 strömenden Wärmeträgerfluid wird die Wärme im Gegenstromprinzip übertragen.
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Aufgrund der vorteilhaften Ausbildung des Gehäuses 2 aus Polyethylen ist ein nahezu vollständiges Durchfrieren des im vom Gehäuse 2 umschlossenen Volumen 3 angeordneten Fluids 8 möglich, da durch die ausreichende Elastizität und Dehnbarkeit des Gehäuses 2 ein Sprengen infolge der Eisbildung verhindert wird.
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Die Vorrichtung 1 kann beispielsweise in einem an einem Fluss mit schwankendem Pegel gelegenen Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 150 m2 und einem Vier-Personenhaushalt eingesetzt werden. Eine derartige Anlage bedarf der Genehmigung der unteren Wasserbehörde.
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Das Haus kann mit einer Wärmepumpe mit einer Heizleistung von 14 kW ausgebildet sein, welche sowohl für die Raumbeheizung als auch für die Trinkwasserbereitung konfiguriert ist. Die Wärmepumpe hat dabei eine maximale Kälteleistung von 10 kW.
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Die Vorrichtung 1 weist beispielsweise ein umschlossenes Volumen 3 von 8.000 Litern, einen inneren Durchmesser von 2.350 mm und eine Höhe von 2.550 mm sowie drei Wärmeübertrager 11 jeweils mit einer Höhe als vertikale Ausdehnung von 2.000 mm und einen Durchmesser von 580 mm auf. Die Wärmeübertragerleitung 12 ist jeweils mit einem Durchmesser von 32 mm und einer Länge von 54 m ausgebildet.
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Gemäß 3 wird das die Vorrichtung 1 speisende, flüssige Fluid 8 als Flusswasser über einen Sedimentationsbehälter 19 mit der Fördervorrichtung 9 in unmittelbarere Nähe des Fließgewässers entnommen. Der Sedimentationsbehälter 19 kann ein Entnahmebauwerk in Form eines aus Brunnenringen ausgebildeten Pumpensumpfes sein. Aus 3 geht die Vorrichtung 1 zum Speichern und Übertragen von Wärmeenergie als Komponente einer Anlage zum Nutzen von Seewasser oder Flusswasser in einer schematischen Darstellung hervor.
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Während des Betriebs der Wärmepumpe wird dem im Gehäuse 2 angeordneten Fluid 8 Wärme entzogen, sodass das Fluid 8 abgekühlt wird. Beim Unterschreiten der Temperatur des Fluids in der Vorrichtung 1 im Vergleich zur Temperatur des Wassers im Sedimentationsbehälter 19 von 1,5 K wird Wasser als Fluid 8 in das Gehäuse 2 der Vorrichtung 1 nachgespeist bis ein Temperaturunterschied von 0,5 K erreicht ist. Dieser Vorgang wird während des Betriebs je nach Bedarf wiederholt. Bei nicht ausreichender Nachspeisung an Wasser aus dem Sedimentationsbehälter 19 bleibt die Fördervorrichtung 9 außer Betrieb und die Wärmeübertragerflächen des Wärmeübertragers 11 beginnen zu vereisen. Sobald wieder ausreichend Wasser im Sedimentationsbehälter 19 vorhanden ist, wird dieses in das Gehäuse 2 eingespeist und zum Abschmelzen des an den Wärmeübertragflächen des Wärmeübertragers 11 angefrorenen Eises genutzt.
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LISTE DER BEZUGSZEICHEN
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 2a
- Abdeckelement des Gehäuses 2
- 2b
- Boden des Gehäuses 2
- 2c
- Mantel des Gehäuses 2
- 3
- umschlossenes Volumen
- 4
- Einstiegsöffnung
- 5
- Durchführöffnung
- 6
- Einlass
- 7
- Auslass
- 8
- Fluid Wärmequelle
- 9
- Fördervorrichtung
- 10
- Steigrohr
- 11
- Wärmeübertrager
- 12
- Wärmeübertragerleitung
- 13
- Anschlussleitung
- 14
- Strömungsrichtung Wärmeträgerfluid
- 15
- Halteelement
- 16
- Einlassanschluss
- 17
- Auslassanschluss
- 18a, 18b
- Fixierelement
- 19
- Sedimentationsbehälter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016002734 A1 [0003]
