DE3009572A1

DE3009572A1 - Vorrichtung zum gewinnen von waermeenergie aus dem erdreich

Info

Publication number: DE3009572A1
Application number: DE19803009572
Authority: DE
Inventors: Hermann-Dietrich 2300 Kiel Molsner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1981-09-24

Description

Vorrichtung zum Gewinnen von Wrmeenergie aus
dem Erdreich Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewinnen von Wärmeenergie aus dem Erdreich unter Verwendung von Stangenwdrmetauschern, die in das Erdreich eingebracht werden.
Es ist bereits bekannt, Stangenwörmetauscher in das Erdreich einzubringen, um die Erdwörme als Nutzenergie zu gewinnen. Zu diesem Zweck wird über ein Wärmeträgermedium, das die Erdwörme, die ca.
zwischen 40C - 80 C liegt, von den Stangenwormetauschern zu einer Wärmepumpe geführt, mittels welcher diese Temperatur dann auf Nutztemperatur "hochgepumpt wird und dann zum Verbraucher gelangen kann.
Da dem Erdreich so durch die Stangenwärmetous cher ständig Wärme entzogen wird, ist darauf zu achten, daß zwischen dem Wdrmeentzug und dem Wärmenachschub im Erdreich ein möglichst ausgeglichenes Verhältnis besteht. Wird dem Erdreich mehr Wärme entzogen als nachfließen kann, wird es in diesem Bereich unterkühlt, was im Extremfall örtlich zu einer "künstlichen Winterlandschaft" an der Oberfläche führen kann.
Um dieses zu vermeiden, werden die einzelnen Stangenwärmetauscher in einem entsprechenden Abstand von ca. sechs Metern zueinander senkrecht in dss Erdreich eingebracht. Da aber zur Gewinnung der für eine Wohneinheit erforderlichen Wärmeenergie eine ganze Anzahl dieser Stangenwörmetauscher erforderlich ist, taucht hier, bei den heutigen kleinen Grundstücken, sofort das Platzproblem auf.
Einen weiteren gravierenden Nachteil dieser Anordnung stellt die Tatsache dar, daß die einzelnen Stangenwarmetöuscher über lange Verbindungsleitungen miteinander verbunden werden müssen, was einerseits sehr aufwendig ist und andererseits zu Wörmeverlusten führen kann.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgobe wird dadurch gelöst, daß mehrere Stangenwärmetsuscher vorgesehen sind, und daß die Stangenwärmetous cher strahlenförmig divergierend in dem Erdreich angeodnet sind. Auf diese Weise wird es möglich, von einem kleinen Oberflächenzentrum aus alle Stangenwärmetauscher in das Erdreich einzubringen, und entsprechend den Winkeln zueinander - sowohl horizontal als auch vertikal - unter denen sie in das Erdreich eingebracht werden, mit zunehmender Tiefe einen immer größer werdenden Abstand voneinander bekommen, der im Spitzenabstand den geforderten Mindestabstand der Stangenwörmetauscher zueinander noch weit übertreffen kann.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zum Einbringen der Stangenwärme taus cher in das Erdreich das Rammkernsondierverfahren anwendbar ist. Das Eintreiben der Stangenwärmetauscher nach dem Rammkernsondierverfahren ermöglicht es sogar, von einem geeignet großen Kellerraum oder sonst von mehreren Kellerräumen, eines bereits bestehenden Hauses aus alle Stangenwörmetauscher in das Erdreich einzutreiben. Man hat hier den idealen Einsotzzustond, bei dem die gewonnene Erdwärme unmittelbar nach dem austreten des Wärmetrdgermediums aus den Stangenwärmetauschern der Wärmepumpe zugeführt werden kann. Störende Leitungen, die durch den Garten führen, sind nicht mehr erforderlich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zum Einbringen der Stangenwurmetouscher in das Erdreich das Spülbohrverfahren anwendbar ist. Dieses Verfahren st für den Einsatz in Kellerräumen bereits bestehender Hauser jedoch praktisch nicht einsetzbar, da das hier erforderliche Spülwasser die Kellerräume überschwemmen, bzw. der aus dem Bohrloch hochgespülte Erdschlamm die Räume völlig verschmutzen würde.
Um das schräge Einbringen der Stongenwärmetouscher in das Erdreich zu erleichtern und um stets die Stangenwörmetauscher unter dem gewünschten Winkel einzubringen, wird in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Stangenwärmetauscher während des Einbringvorganges in das Erdreich von einem Ramm- und/oder Spülbohrschlitten axial verschiebbar gehalten sind, und daß die Schlittenneigung des Ramm- und/oder Spülbohrschlittens einstellbar ist.
Die Erfindung wird anhand des gezeichneten Ausführungsbeispiels erläutert.
In der Figur ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitenansicht schematisch dargestellt. Mit 1 sind die Stangenwärmetauscher bezeichnet, die von dem kleinen Oberflächenzentrum 2 - bis auf den mittleren Stangenwärmetauscher -schräg und in einem Winkel zueinander in das Erdreich 3 eingebracht werden. Die Anordnung der einzelnen Stangenwärmetauscher 1 ist beliebig. Sie können als ein horizontal verlaufender Strahlenkranz oder als mehrere Strahlenkränze mit unterschiedlicher Neigung oder auch nur als segmentförmige Teilstücke derselben angeordnet sein. Mit 4 ist der Ramm- und Spülbohrschlitten bezeichnet, bestehend aus einem Fuß 5 und einer Rohrführung 6, die um die Achse 7 in Ihrer Neigung einstellbar ist. Mit Hilfe dieses Ramm- und Spülbohrschlittens 4 wird die Neigung eingestellt unter welcher der jeweilige Stangenwörmetauscher 1 in das Erdreich 3 eingebracht werden soll, der Stangenwärmetauscher 1 wird in die Rohrführung 6 geschoben und je nach dem eingesetzten Verfahren entweder in das Erdreich gerammt oder unter ständigem Spülen hineingebohrt. Durch den Ramm-und Spulbohrschlitten 4 werden die Winkel, unter welchen die Stangenwärmetauscher 1 auch zueinander in das Erdreich 3 eingebracht werden, genau eingehalten, so daß die gewünschten bzw. auch - um ein Unterkühlen des Erdreiches durch zu enges Setzen -erforderlichen Abstände der Spitzen der einzelnen Stangenwörmetauscher 1 gewährleistet sind.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1) Vorrichtung zum Gewinnen von Wärmeenergie aus dem Erdreich unter Verwendung von Stangenwarmetauschern, die in das Erdreich eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stangenwärmetauscher (1) vorgesehen sind, und daß die Stangenwärmetouscher (1) strahlenförmig divergierend in dem Erdreich (3) angeordnet sind.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einbringen der Stangenwärmetaus cher (1) in das Erdreich (3) das Rammkernsondierverfahren anwendbar ist.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einbringen der Stangenwarmetauscher (1) in das Erdreich (3) das Spülbohrverfohren anwendbar ist.
4) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stongenwurmetouscher (1) während des Einbringvorganges in das Erdreich (3) von einem Ramm- und/oder Spülbohrschlitten (4) axial verschiebbar gehalten sind, und daß die'Schlittenneigung des Ramm- und/oder Spülbohrschlitten (4) einstellbar ist.