DE29810894U1 - Vorrichtung mit als Wärmeenergieabsorber wirkenden Rohren für Energieträgerflüssigkeit - Google Patents

Vorrichtung mit als Wärmeenergieabsorber wirkenden Rohren für Energieträgerflüssigkeit

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Description

HiEBSCH Pee £·£·. .&agr; eJ&r m:a jNfJä-
PATENTANWÄLTE ** ** ***
EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS
Patentanwälte Hiebsch e.a. Postfach 464, D-78204 Singen Dipl.-lng. Gerhard F. Hiebsch Dipl.-lng. Klaus Peege (-1996) Dipl.-lng. Dr. oec. Niels Behrmann M.B.A. (NY)
D-78224 Singen/Germany Heinrich-Weber-Platz 1
Telephon/e (07731)95 73-0 Telefax (07731)95 73-30 Telex 793 850 hpsi
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Unser Zeichen:
MU159DE8 H/mü
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GEBRA UCHSMUSTER
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29722 707.6
(32) Prioritätstag /Priority Date:
29.12.1997
(33) Prioritätsland / Priority Country:
(54) Titel/Title:
Vorrichtung mit als Wärmeenergieabsorber wirkenden Rohren für Energieträgerflüssigkeit
(71) Anmelder/in /Applicant:
Betonbau GmbH Schwetzinger Straße 22-26 D-68753 Waghäusel
(74) Vertreter / Representative:
DipL-Ing. Gerhard F. Hiebsch DipL-Ing. Dr.oec. Niels Behrmann -Patentan wälte-Heinrich-Weber-Platz 1 D-78224 Singen
MU159DE8 -'Jl*.-.*
Vorrichtung mit als Wärmeenergieabsorber wirkenden Rohren für Enerqieträgerflüssiakeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit Formteilen, in die als Wärmeenergieabsorber wirkende Rohre für Energieträgerflüssigkeit eingebettet sind.
Die EP 0 442 432 Al der Anmelderin beschreibt ein Bauwerk mit plattenartigen Betonfertigteilen, in die als Wärmeenergieabsorber wirkende Rohre für eine Energieträgerflüssigkeit eingebettet und gegebenenfalls miteinander verbunden sind. Dieses Bauwerk besteht aus mehreren gesonderten, die Rohrschlange/n enthaltenden Platten, die radial an einer Mittelachse zu einer säulenartigen Konstruktion zusammengesetzt sind, zumindest teilweise in Abstand zueinander verlaufen sowie mit etwa einem Drittel ihrer Wärmeentzugsfläche unterirdisch angeordnet sein können. Die Höhe solcher sog. Energiesterne über Erdreich mißt etwa vier Meter und kann u.a. für die monovalente Heizung eines Einfamilienhauses herangezogen werden.
Dem Stande der Technik können auch Mauerwerke entnommen werden, in welche parallel geschaltete Rohrschlangen eingebettet sind, welche einen Verdampferkreislauf einer ersten Wärmepumpe bilden. Zwischen diesen Rohrschlangen sind weitere Rohrschlangen eines Kondensatorkreislaufes der ersten Wärmestufe vorgesehen. Ein Speicherbehälter bildet den Verdampfungskreislauf einer zweiten Wärmepumpe, deren Kondensatorkreislauf sodann als Wärmequelle dient. Diese Anordnung verschiedener Stufen von Wärmepumpen hat sich in der Praxis aufgrund des komplizierten Aufbaues nicht durchgesetzt, weshalb sich der Erfinder die Aufgabe gestellt hat, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß sie ohne weiteres als Abgrenzungselemente für Grundstücke, Terrassen od.dgl. auf einfache Weise verwendet werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches, die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an.
Erfindungsgemäß wird ein Rohrsystem mit zwei in Abstand parallelen Sammelrohren und diese strömungstechnisch verbindenden sowie sprossenartig angeordneten Registerrohren mit einem -- mineralische Zuschlagstoffe und Bindemittel enthaltenden -- nach dem Verformen erstarrenden Werkstoff so ummantelt, daß die Registerrohre enthaltende Werkstoffstäbe in Abstand zueinander monolithisch mit einem Sockelprofil sowie einem Kopfprofil verbunden sind; der bevorzugte Werkstoff ist Beton, insbesondere ein mit Fasern -- wie Polymer- oder Glasfasern -- versetzter Beton - letztere verhindern eine mögliche Rißbildung innerhalb des Betongebildes.
Erfindungsgemäß soll ein Optimum zwischen den leitenden und energieaufnehmenden Rohroberflächen sowie den Werkstoff oder Betonboberflachen einerseits und dem Werkstoff-Speichervermögen anderseits erzielt werden. Die vom Betonmantel aus der Umgebung aufgenommene Energie wird durch die Energieträgerflüssigkeit in üblicher Weise einer Energietauscheinrichtung zugeleitet und von dieser zur Heizung von Räumen od.dgl. abgegeben.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthalten sowohl das Sockelprofil als auch das Kopfprofil der Vorrichtung eines der die Registerrohre strömungstechnisch verbindenden Samme1rohre.
Dank dieser Maßgaben entsteht ein Massivabsorber-Bauteil, welches beispielsweise als Terrassenbrüstung eingesetzt werden kann und dann die übliche Höhe von etwa 1.000 mm anbietet. Wird ein solches Element beispielsweise als Umfriedungsmauer eingesetzt, besteht die Möglichkeit, die Bauwerkshöhe bis etwa zu 300 cm zu wählen.
MU15 9DE8
Als günstig hat es sich zudem erwiesen, den Abstand der Betonstäbe voneinander etwa deren Breite anzupassen, die bevorzugt dem vierfachen bis sechsfachen Durchmesser des Registerrohres entspricht. Dies führt zu einer optimalen Konfiguration der absorbierungsfähigen Betonmantelteile sowie der von diesen begrenzten Durchgangsspalte.
Günstig sind Betonstäbe polygonen -- vorteilhafterweise sechseckigen -- Querschnitts, wobei sich der Querschnitt des Betonstabes -- und/oder des Kopf prof ils -- zu einer Frontseite hin konisch verjüngt; die Seitenwände des Betonstabes bzw. des Kopfprofils begrenzen mit der Querschnittsachse einen Winkel.
So entstehen zwischen den Betonstäben Durchgangsöffnungen mit sich zur Frontfläche der Vorrichtung hin erweiterndem Querschnitt, welcher die Luftströmung zu begünstigen vermag. Aus gleichen Gründen ist die zum Kopfprofil gerichtete Oberfläche des Sockelprofils zur Frontseite hin abwärts geneigt und liegt der aufwärts geneigten Unterfläche des Kopfprofils gegenüber. Der bevorzugte Neigungswinkel dieser Flächen mißt etwa 15°.
Möglich sind auch Betonstäbe scheibenartigen oder kreisförmigen Querschnitts, dessen Durchmesser bevorzugt etwa 12 0 mm bis 150 mm mißt. Die Zwischenräume oder Spalte öffnen sich dann beidseits der gemeinsamen Durchmesserlinie und werden querschnittlich von Viertelkreiskonturen begrenzt; dies begünstigt die Strömungsverhältnisse für die durch den Spalt ziehende Luft.
Im Rahmen der Erfindung liegt als Maß der Dicke der das Sammelrohr oder das Registerrohr umgebenden Betonummantelung etwa das 1-fache bis 2-fache des Durchmessers des im Beton eingebetteten Rohres, insbesondere zwischen 35 und 50 mm.
MÜ159DE8
Ein vorteilhafter Durchmesser der Sammelrohre liegt bei etwa 5 0 mm und der Registerrohre bei etwa 2 0 mm. Zudem soll der Abstand zwischen den Registerrohren des Rohrsystems etwa 200 mm betragen und der Abstand der parallelen Sammelrohre zwischen 900 und 3.000 mm liegen. Deren bevorzugte -das Bauteil bestimmende -- Länge mißt zwischen 2000 mm und 60 00 mm.
Als günstig erwiesen hat sich ein Rohrsystem aus Stahl -insbesondere aus Edelstahl -- vor allem wegen seiner Armierungsfunktion. Jedoch werden auch Rohrsysteme aus -- bevorzugt schweißbarem -- Kunststoff eingesetzt, die besonders einfach zusammenzufügen sind.
Erfindungsgemäß sollen mehrere betonummantelte Rohrsysteme zu einem Gesamtsystem gekoppelt werden können und als Absorber-Anlage die Wärmequelle einer Wärmepumpen-Heizanlage bilden. Zur Ergänzung können zudem mehrere der gekoppelten betonummantelten Rohrsysteme mit einem Erdreich-Absorber verbunden sein, beispielsweise mit einem Grabenkollektor, einer oder mehrerer Erdsonden, Erdkollektoren od.dgl.
Mit den erörterten Maßnahmen entsteht ein filigranes monolithisches Fertigelement mit hoher Energie aufnehmender Gesamtoberfläche, das als Absorber und gleichzeitig als Zaunelement, Brüstungselement oder Fassadenelement eingesetzt zu werden vermag.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Fig. 1: eine Seitenansicht eines Rohrsystems für ein Massivabsorberelement;
Fig. 2: die Seitenansicht einer Anlage mit drei zu einer Anlage verbundenen Rohrsystemen nach Fig. 1;
Fig. 3: eine Seitenansicht von mit dem Rohrsystem der Fig. 1, 2 hergestellten Massivabsorberelementen;
Fig. 4: die Draufsicht auf Fig. 3;
Fig. 5: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3;
Fig. 6: den Schnitt durch Fig. 5 nach deren Linie VI-VI;
Fig. 7: eine Stirnansicht zu Fig. 5.
Ein Rohrsystem 10 nach Fig. 1 einer beispielsweisen Länge a von 3.000 mm weist in einem mittleren Abstand b von hier etwa 900 mm übereinander zwei -- aus schweißbarem Kunststoff geformte -- parallele Sammelrohre 12 eines Durchmessers d von etwa 50 mm auf, die jeweils einends mit einer Verbindungsmuffe 14 sowie andernends mit einem Blindstopfen 16 versehen sind. Die beiden Sammelrohre 12 sind durch -in einem mittleren Abstand b von 200 mm parallele -- Registerrohre 18 eines Durchmessers von etwa 20 mm bis 25 mm verbunden.
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Statt der beschriebenen HD-PE-Sammelrohre 12 können solche aus Stahl eingesetzt werden, die anstelle jener Verbindungsmuffe 14 ein Gewinde zum Anmuffen eines zweiten Rohrsystems 10 od.dgl. mittels eines Muffenringes 15 anbieten; derartige Muffenringe 15 läßt Fig. 2 an einer Galerie 20 aus drei aneinandergefügten Rohrsystemen 10 erkennen. Das in Fig. 2 linke Rohrsystem 10 ist an den Vorlauf 22 einer ansonsten nicht wiedergegebenen Wärmepumpen-Heizanlage angeschlossen, das andere Ende der Galerie 20 an den entsprechenden Rücklauf 24, der unterhalb der Galerie 20 sowie einer Rasensohle B mäanderartig als erdgekoppelter Absorber oder Grabenkollektor 26 ausgebildet ist.
Das Rohrsystem 10 wird mit Beton ummantelt, so daß beispielsweise gemäß Fig. 3 ein filigranes und monolithisches Fertigelement 30 in Form einer Freilandbrüstung entsteht; jeweils ein Rohrsystem 10 enthaltende Brüstungselemente 30 sind zwischen Vertikalpfosten 32 vorgesehen, deren Abstände i voneinander etwa 3.500 mm messen.
Jedes der Registerrohre 18 bildet innerhalb des Brüstungselementes 3 0 den armierenden Kern eines Betonstabes 34 polygonen Querschnittes, dessen größte Breite &eegr; hier 120 mm bei einem lichten Abstand q von 80 mm zwischen den Betonstäben 34 beträgt. Die Dicke &zgr; des um das Registerrohr 18 entstehenden Betonmantels beträgt das 1-fache bis 2-fache des Registerrohrdurchmessers. Nicht dargestellt ist eine Ausführung mit Betonstäben kreisförmigen Querschnitts eines beispielsweisen Durchmessers von 120 mm bis 150 mm; auch ein solcher Kreisquerschnitt ist infolge der sich beidseits von dem gemeinsamen Durchmesser der Betonstäbe weg jeweils mittels einer Viertelkreiskontur erweiternden Form des -von zwei der Betonstäbe begrenzten -- Zwischenraumes oder Spalt strömungstechnisch günstig.
Die Betonstäbe 34 sind mit einem Sockelprofil 38 und einem Kopfprofil 40 einstückig gegossen; nach Fig. 6 verjüngt sich der Betonstab 34 von seiner nahe der Elementrückseite
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31 vorhandenen größten Breite &eegr; zu seiner Frontfläche 35 hin unter Bildung eines Winkels w von etwa 15° seiner Seitenflächen 36 mit der Querschnittsachse Q. Gemäß Fig. 7 verjüngt sich auch das Kopfprofil 40 von einer größten Höhe t (14 0 mm) zu einer Höhe tx von 90 mm nahe der Frontseite 35 hin beidseits einer horizontalen Querschnittsmittelachse M. Die aufwärts gerichtete Oberfläche 39 des Sockelprofils 38 ist entsprechend der gegenüberliegenden Längsfläche 41 des Kopf prof ils 40 -- dazu gegenläufig -- geneigt, wobei der Neigungswinkel W1 auch hier etwa 15° mißt. Nahe der Rückseite 31 des Brüstungselementes 30 sind sowohl dessen Betonstäbe 34 als auch das Sockel- und das Kopfprofil 36 bzw. 38 bei 42 -- unter Bildung von Kanten 44 -- angefast.

Claims (25)

MÜ159DE8 ~ el*-» :"::11 :*': ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung mit Formteilen, in die als Wärmeenergieabsorber wirkende Rohre für Energieträgerflüssigkeit eingebettet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Rohrsystem (10) mit zwei in Abstand (b) parallelen Sammelrohren (12) und diese strömungstechnisch verbindenden sowie sprossenartig angeordneten Registerrohren (18) mit einem mineralische Zuschlagstoffe und Bindemittel enthaltenden, nach Verformung erstarrbaren Werkstoff ummantelt sind, wobei die Registerrohre enthaltende Stäbe (34) aus diesem Werkstoff in Abstand (q) zueinander monolithisch mit einem Sockelprofil (38) sowie einem Kopfprofil (40) verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sockelprofil (38) und Kopfprofil (40) je eines der Sammelrohre (12) des Rohrsystems (10) enthalten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Registerrohre (18) mit Beton ummantelt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonstäbe (34) aus mit Fasern, insbesondere Polymer- oder Glasfasern, versetztem Beton geformt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (q) der Werkstoff- oder Betonstäbe (34) voneinander etwa deren Breite (n) entspricht.
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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Breite (n) des Werkstoff- oder Betonstabes (34) etwa dem vierfachen bis sechsfachen Durchmesser des Registerrohres (18) entspricht .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Werkstoff- oder Betonstabes (34) polygon ausgebildet, bevorzugt sechseckig, ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Werkstoff oder Betonstabes (34) und/oder des Kopfprofils (40) zu einer Frontseite (35) hin konisch verjüngt, wobei die Seitenwände (36 bzw. 41) des Werkstoff- oder Betonstabes bzw. des Kopfprofils mit der Querschnittsachse (Q bzw. M) einen Winkel (w, W1) begrenzen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß von den Werkstoff- oder Betonstäben (34) begrenzte Durchgangsöffnungen oder Spalte einen sich zur Frontseite (35) konisch erweiternden Querschnitt aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Betonstäbe etwa kreisförmigen Umfangsquerschnittes.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Durchmesser des kreisförmigen Querschnittes von etwa 12 0 mm bis 150 mm.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß von den Betonstäben begrenzte Durchgangsöffnungen oder Spalte einen sich beidseits einer gemeinsamen Durchmesserlinie der Betonstäbe sich erweiternden Querschnitt aufweisen.
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13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Kopfprofil (40) gerichtete Oberfläche (39) des Sockelprofils (38) zur Frontseite
(35) hin abwärts geneigt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 13, gekennzeichnet durch einen Neigungswinkel (w, W1) von etwa 15°.
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (z) der das Sammelrohr (12) oder das Registerrohr (18) umgebenden Betonummantelung etwa dem 1-fachen bis 2-fachen des Rohrdurchmessers entspricht.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch einen Durchmesser (d) der Sammelrohre (12) von etwa 50 mm und/oder der Registerrohre (18) von etwa 2 0 mm bis 2 5 mm.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen Abstand (e) der Registerrohre (18) des Rohrsystems (10) von etwa 200 mm.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (b) der parallelen Sammelrohre (12) zwischen 900 und 3.000 mm beträgt.
19. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
18, gekennzeichnet durch eine Länge der Sammelrohre (12) zwischen 2000 mm und 6000 mm, bevorzugt von etwa 3 0 0 0 mm.
20. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (10) aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl, hergestellt ist.
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21. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (10) aus bevorzugt schweißbarem Kunststoff geformt ist.
22. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (12) jeweils einseitig geschlossen bzw. durch einen Blindstopfen (16) versperrt ist sowie auf der anderen Seite ein Anschlußstück (14, 15) zum Anschließen an ein weiteres Rohrsystem (10) enthält.
23. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere betonummantelte Rohrsysteme (10) zu einem Gesamtsystem gekoppelt sind und als Absorber-Anlage die Wärmequelle einer Wärmepumpen-Heizanlage bilden.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gekoppelte und betonummantelte Rohrsysteme (10) mit einem Erdreich-Absorber, bevorzugt mit einem Grabenkollektor (26), gekoppelt sind.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Befestigungsmitteln als Aufhänge- oder Befestigungspunkte für die Betonfertigteile versehen ist, die mit Beton ummantelt sind.
DE29810894U 1997-12-29 1998-06-18 Vorrichtung mit als Wärmeenergieabsorber wirkenden Rohren für Energieträgerflüssigkeit Expired - Lifetime DE29810894U1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITNO20080014A1 (it) * 2008-07-29 2010-01-29 Maria Rosa Rossi Pannelli solari polifunzionali

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