DE2938891A1

DE2938891A1 - Verfahren und vorrichtung zum einsetzen von erdreichkollektoren

Info

Publication number: DE2938891A1
Application number: DE19792938891
Authority: DE
Inventors: Volker 2000 Hamburg Rebhan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1981-04-16

Description

Verfahren und Vorrichtung zum
Einsetzen von Erdreichkollektoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtung zum Einsetzen von Erdreichkollektoren in Form von Wärmetauschern zur geothermischen Erdwärmegewinnung, die über eine Wärmepumpe mit einem Verbraucher gekoppelt sind.
Die Ausbildung von Erdkollektoren und die entsprechenden Verlegungsarten zur Ausnutzung der Erdwärme ist in vielfältigen Ausführungen bekannt geworden. Eine gebräuchliche Verfahrensweise ist es, in einer Tiefe von 1,20m bis 1,80m und in einem Abstand von etwa einem halben Meter Rohrschlangen als Erdreichkollektoren zu verlegen.
Hierbei hat sich gezeigt, daß es zur Nutzung erforderlich ist, eine entsprechende Kapazität eines Umlaufmediums zu schaffen und es oftmals schwierig ist, entsprechende Grundflächen zur Verfügung zu stellen. Dartiber hinaus ist zu berücksichtigen, daß die ausgenutzten Tiefen oftmals nicht ausreichen ein wirkungsgradgünstiges Wärmegefälle aufzubauen. Weiterhin sind in der Praxis Schwierigkeiten bei der Verlegung der erforderlichen Rohrleitungen aufgetreten. Insbesondere im weichen Erdboden ist der Aufwand für die Verlegearbeiten relativ groß.
Die Aufgabe ist es, ein einfaches Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, die mit geringem Aufwand die Herstellung wirkungsgradgünstiger Erdreichkollektoren bei geringem Platzbedarf in der Ebene ermöglicht und mit geringem Aufwand an Tiefbauarbeiten durchführbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß ein wiederverwendbarer Verdrängungskörper aus einem rohrartigen Hohlkörper mit einer verschließbaren Stirnseite an der Eintriebsseite in das Erdreich einbringbar ist und vor dem Herausziehen ein Erdkollektor in Form eines rohrförmigen Einsatzkörpers als geschlossener Behälter mit mindestens einem Zu- und Ablauf eingesetzt wird, der Einsatzkörper durch ein Umlaufmedium gefüllt und anschließend der Verdrängungskörper als Hüllrohr aus dem Erdreich herausgezogen wird. Hiermit ist es möglich Erdreichkollektoren im wesentlichen senkrecht bzw. in einer Schräglage einzubringen ohne den Ublicherweise großen Platzbedarf zu benötigen. Nach Herausziehen des wiederverwendbaren Verdrängungskörpers wird der Einsatzkörper vom Erdreich umschlossen, so daß ein guter Wärmeübergang gewährleistet wird. Es wird dabei das ursprünglich vorhandene Erdreich nur wenig verändert.
Durch dieses Verfahren wird zusätzlich der Vorteil geschaffen, daß es nunmehr möglich ist, auch ohne die Fläche bzw. nur die Fläche unter einem Haus zu nutzen, um eine ausreichende Anordnung von Erdreichkollektoren unterzubringen. Bei Unterkellerung besteht der Vorteil, daß eine noch tiefere Zone zu erreichen ist und die Frostgrenze auch für den oberen Bereich unterschritten werden kann.
Eine einfache Ausbildung des Verdrängungskörpers wird dadurch geschaffen, daß die verschließbare Stirnseite des Verdrängungskörpers durch eine aufgesetzte Spitze als Verlustkörper gebildet ist.
Um die Oberfläche für den Wärmeübergang zu vergrößern, wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Einsatzkörper eine wellenförmige Wandung aufweist.
Weiterhin ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Zulauf im oberen Bereich des Einsatzkörpers angeordnet ist, während der Ablauf im unteren Bereich über ein durch den Einsatzkörper geführtes isoliertes Rohr gebildet ist. Hiermit soll auf einfache Weise verhindert werden, daß beim Durchtritt durch kälteres Umlaufmedium ein Wärmeverlust auftritt.
Eine spezielle Ausführung wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß das Rohr für den Ablauf innerhalb des Einsatzkörpers durch zwei konzentrische Rohre gebildet ist, wobei der gebildete Ringraum nach oben einen Abschluß aufweist. Damit wird in dem Ringraum eine Isolierzone geschaffen, wobei beim Einfüllen des Umlaufmediums teilweise Luft mit eingeschlossen wird, die die Isolierwirkung erhöht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen in das Erdreich eingebrachten VerdrSinfiunskörper und Fig. 2 einen eingebrachten Einsatzkörper nach Entfernen des Verdrängungskörpers.
Der dargestellte Verdrängungskörper 1 ist als rohrartiger Hohlkörper 2 ausgebildet und an seiner Eintriebsseite mit einer Spitze 3 als Verlustkörper versehen. Der Verdrängungskörper 1 wird in bekannter Weise in das Erdreich 4 eingebracht. Nach Erreichen seiner Endposition wird ein entsprechend zugeordneter Einsatzkörper 5 in den Hohlraum 2 des Verdrängungskörpers 1 eingesetzt und mit einem Umlaufmedium gefüllt. Hierdurch wird der Einsatzkörper 5 beschwert und der Verdrängungskörper 1 als rohrförmige Hülse entfernt. Die Spitze 3 verbleibt dabei im Erdreich. Selbstverständlich ist es auch möglich den Verdrängungskörper 1 mit einer Spitze zu versehen, die mit geborgen werden kann.
Nach Entfernen des Verdrängungskörpers 1 wird der Einsatzkörper 5 vom umgebenden Erdreich umschlossen.
Der Einsatzkörper 5 besitzt einen Zu- und Ablauf 6,7 und ist mit einer Wärmepumpenanlage 8 verbunden.
Der Zulauf 6 ist im oberen Bereich des Einsatzkörpers 5 angeordnet. Der Ablauf 7 wird durch ein in den unteren Bereich des Einsatzkörpers 5 geführtes Rohr 9 gebildet und besitzt hier eine Eintrittsöffnung 10.
Um eine Abkühlung des abgeführten Umlaufmediums zu verhindern ist das Rohr 9 durch ein weiteres Rohr 11 umgeben, so daß sich ein Ringraum 12 ausbildet. Dieser Ringraum 12 ist nach oben abgeschlossen und bildet eine Isolierschicht aus. Beim Einfüllen des Umlaufmediums wird im Ringraum 12 Luft eingeschlossen, die zur Verbesserung der Isolierung zusätzlich beiträgt.

Claims

Patentansprüche Verfahren und Vorrichtung zum Einsetzen von Erdreichkollektoren in Form von Wärmetauschern zur geothermischen Erdwärmegewinnung, die über eine Wärmepumpe mit einem Verbraucher gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein wiederverwendbarer Verdrängungskörper (1) aus einem rohrartigen Hohlkörper (2) mit einer verschließbaren Stirnseite an der Eintriebsseite in das Erdreich (4) einbringbar ist und vor dem Herausziehen ein Erdkollektor in Form eines rohrförmigen Einsatzkörpers (5) als geschlossener Behälter mit mindestens einem Zu- und Ablauf (6,7) eingesetzt wird, der Einsatzkörper (5) durch ein Umlaufmedium gefüllt und anschließend der Verdrängungskörper (1) als Hüllrohr aus dem Erdreich (4) herausgezogen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Stirnseite des Verdrängungskörpers (1) durch eine aufgesetzte Spitze (3) als Verlustkörper gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (5) eine wellenförmige Wandung aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (6) im oberen Bereich des Einsatzkörpers (5) angeordnet ist, während der Ablauf (7) im unteren Bereich über ein durch den Einsatzkörper (5) geführtes isoliertes Rohr (9) gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr für den Ablauf (7) innerhalb des Einsatzkörpers (5) durch zwei konzentrische Rohre (9,11) gebildet ist, wobei der gebildete Ringraum (12) nach oben einen Abschluß aufweist.