DE2429748C3 - Wärmepumpen-Heizungsanlage - Google Patents

Wärmepumpen-Heizungsanlage

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Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpen-Heizungsanlage, mit im geschlossenen Arbeitsmittelkreislauf angeordneten Kompressor, Kondensator, Drosselstelle und Verdampfer, wobei der Verdampfer ein Rohr ist, das in ein Erdloch ragt.
Bei einer bekannten derartigen Anlage besteht die Gefahr, daß der in das Erdloch ragende Verdampfer vereist, wodurch die abgebbare Leistung sehr verringert wird. Weiterhin wird die Vereisungsgefahr des Verdampfers noch dadurch erhöht, daß die Drosselstelle der Wärmepumpe am Grunde des Erdloches im Verdampfer angeordnet ist. Dadurch werden auch notwendige Reparatur- und Wartungsarbeiten erschwert. Darüber hinaus ist ein nicht unerheblicher Abschnitt des sich im Erdloch befindenden Teiles der Anlage mit einer Wärmeisolierung versehen, so daß in diesem Abschnitt kein Wärmeübergang stattfinden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wärmepumpen-Heizungsanlage der genannten Art vorzuschlagen, die bei großer Leistungsfähigkeit auch unter ungünstigen Bodenverhältnissen nicht vereist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verdampferrohr U-förmig ausgebildet ist und das Erdloch als Haupterdloch über 9 m tief in den Boden reicht, daß die Anlage mindestens einen weiteren geschlossenen Arbeitsmittel-Hilfskreislauf mit Hilfskompressor, Hilfskondensator und Hilfsverdampfer aufweist, daß der Hilfsverdampfer einen U-förmigen Rohrabschnitt aufweist, der in mindestens einem weiteren Hilfserdloch angeordnet ist und der Hilfskondensator einen U-förmigen Rohrabschnitt aufweist, der im Haupterdloch parallel und im Abstand zum U-förmigen Verdampferrohr des Hauptkreislaufes angeordnet ist, und daß die Erdlöcher mit Frostschutzmittel gefüllt sind.
Durch den tief in das Erdreich reichenden Verdampfer wird eine bessere Verteilung der übertragenen Wärme erreicht. Allein hierdurch wird die Vereisungsgefahr erheblich verringert. Die Anordnung mehrerer Erdlöcher gewährleistet auch unter sehr ungünstigen Verhältnissen die andauernde Entnahme sehr großer Wärmemengen aus dem Boden. Dadurch daß in dem Haupterdloch der wärmeabgebende Kondensator einer weiteren Wärmepumpe angeordnet ist, die über ein anderes Erdloch arbeitet, kann in dem Haupterdloch praktisch keine Vereisung auftreten.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt Es zeigt
F i g. 1 eine Heizungsanlage mit einem Entfroster, der durch die Wirkung des Erdreiches arbeitet,
F i g. 2 eine andere Ausführungsform einer Heizungsanlage.
ίο Die Vorrichtung nach Fig. 1 ist ein geschlossener Kreislauf, in dem ein Fluid, ζ. B. ein Kältemittel wie Freon, zirkuliert. Das Fluid kann in bestimmten Zoner, des Kreislaufes flüssig und in anderen Zonen gasförmig sein.
Der Kreislauf umfaßt einen Kompressor 1, der durch einen Elektromotor angetrieben ist, einen Kondensator 3 in Form eines Radiators, durch den ein Gebläse 4 die Umgebungsluft bläst, ein Kapillarrohr 6, das relativ lang ist und einen geringen Innendurchmesser hat, ein U-förmiges Verdampferrohr 7 mit relativ großem Innendurchmesser, das in ein in das Erdreich gebohrtes Loch 8 ragt, und eine Rohrleitung 9, die zurück zum Kompressor 1 führt.
Wenn die Anlage als Heizung arbeitet und dem Erdloch 8 Wärme entzieht, besteht die Gefahr, daß die Wandungen des Verdampferrohres 7 im Loch 8 vereisen. Um dies zu vermeiden, sind gemäß F i g. 1 noch zwei weitere U-förmige Verdampferrohre (Rohrabschnitte 15 und 16) im selben Loch 8 enthalten. Die beiden U-Rohre 15 und 16 dienen hierbei als Vorwärmer.
Das U-Rohr 15 ist im geschlossenen Kreislauf mit einem Kompressor 17 und einem weiteren U-Rohr (Rohrabschnitt 18) in einem Hilfserdloch 19 verbunden. Ebenso ist das U-Rohr 16 im geschlossenen Kreislauf mit einem Kompressor 20 und einem weiteren U-Rohr (Rohrabschnitt 21) in einem Hilfserdloch 22 verbunden.
Die geschlossenen Kreisläufe (15, 17, 18 und 16, 20, 21) sind mit einem Fluid, z.B. einem Kältemittel wie Freon, gefüllt.
Der Kreislauf 15,17,18 arbeitet wie eine Wärmepumpe, die Wärmeenergie aus der Erde des Loches 19 entnimmt und sie ins Innere des Loches 8 abgibt.
Ebenso nimmt der Kreislauf 16, 20, 21 Wärme im Erdloch 22 auf und liefert sie in das Loch 8.
Die Zahl und die Dimensionierung der vorbeschriebenen Hilfsanordnungen kann je nach der notwendigen Stärke der Enteisung im Loch 8 beliebig sein.
Gleichfalls können automatische elektrische Schalter die Elektromotoren der Kompressoren 1,17, 20 und des Gebläses 4 so steuern, daß sie nur in Abhängigkeit von der laufend gemessenen Temperatur des zu klimatisierenden Luftvolumens arbeiten.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist neben dem U-Rohr 7 ein weiteres U-Rohr 16 der vorher beschriebenen Art im Loch 8 untergebracht. Weiterhin ist das Loch 8, in dem sich die beiden U-Rohre 7 und 16 befinden, mit einem Frostschutzmittel 23 gefüllt.
Wie vorhergehend ist das U-Rohr 16 im geschlossenen Kreislauf mit einem weiteren U-Rohr 21 in einem Erdloch 22 verbunden. Das Loch 22 ist mit einem Frostschutzmittel gefüllt, das durch ein Zirkulationsorgan (Pumpe) 25 im geschlossenen Kreislauf bewegt wird. Dazu verbinden Rohrleitungen 26, 27, 28, 29 die b<* drei nebeneinander angeordneten Erdlöcher 22, 30, 31. );is Zirkulationsorgan 25 drückt das Frostschutzmittel durch die Rohrleitung 28 in das Erdloch 31. wo es sich in Berührung mit der Erde erwärmt, durch die Rohrleitung
s Loch 30, wo es vollständig erwärmt wird, und e Rohrleitung 26 in das Loch 22, wo es sich bei eisung der Rohrleitung (Verdampferrohr) 7 ibkühlt Schließlich kehrt das Frostschutzmittel ^irkulationsorgan 25 zurück und schließt damit islauf.
ahl der Hilfserdlöcher 22,30 und 31 kann je nach ünschten Stärke der Enteisung verschieden sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Wärmepumpen-Heizungsanlage, mit im geschlossenen Arbeitsmittelkreislauf angeordneten Kompressor, Kondensator, Drosselstelle und Verdampfer, wobei der Verdampfer ein Rohr ist, das in ein Erdloch ragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampferrohr (7) U-förmig ausgebildet ist und das Erdloch als Haupterdloch (8) über 9 m tief in den Boden reicht, daß die Anlage mindestens einen weiteren geschlossenen Arbeitsmittel-Hilfskreislauf mit Hilfskompressor, Hilfskondensator und Hilfsverdampfer aufweist, daß der Hilfsverdampfer einen U-förmigen Rohrabschnitt (18, 21) aufweist, der in mindestens einem weiteren Hilfserdloch (19, 22) angeordnet ist und der Hilfskondensator einen U-förmigen Rohrabschnitt (15, 16) aufweist, der im Haupterdloch parallel und im Abstand zum U-förmigen Verdampferrohr (7) des Hauptkreislaufes angeordnet ist, und daß die Erdlöcher mit Frostschutzmittel (23,24) gefüllt sind.
DE2429748A 1973-07-04 1974-06-21 Wärmepumpen-Heizungsanlage Expired DE2429748C3 (de)

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