DE3015149A1

DE3015149A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE3015149A1
Application number: DE19803015149
Authority: DE
Inventors: Robert 3457 Stadtoldendorf Kreikenbohm; Heinz Dipl.-Ing. 3470 Höxter Schiedat
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1980-04-19
Filing date: 1980-04-19
Publication date: 1981-10-22

Description

Wärmetauscher
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Wärmeträgermedium, insbesondere einer Wärmepumpenanlage, der einen sich unten verjüngenden, geschlossenen Stahlmantel aufweist, welcher in Erdreich einzutreiben ist.
Derartige Wärmetauscher sind bekannt. In der US-PS 1 981 730 ist ein Wärmetauscher beschrieben, der aus einem unten spitz zulaufenden Stahlrohrmantel besteht und in Erdreich eingetrieben ist. Mit diesem Wärmetauscher soll Leitungswasser gekühlt werden. Zum Abzug des Leitungswassers ist im Innern des Stahlrohrmantels ein Leitungsrohr vorgesehen. Da dieser Wärmetauscher nur mit Wasser gefüllt ist, gehen von diesem Wärmetauscher, selbst dann, wenn er leckt, keine besonderen Gefahren aus.
Ein ähnlicher Wärmetauscher ist auch in der US-PS 2 105 383 beschrieben. Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit sind hier am Stahlrohrmantel außen seitliche Flossen angeordnet. In dem Wärmetauscher soll möglicherweise kondensiertes Gas verdampft werden. Maßnahmen, mit denen von einem Leck ausgehende Gefahren vermieden werden könnten, sind nicht vorgesehen.
Bei Wärmepumpenanlagen wird mitunter mit einem warrneträgerdedium gearbeitet, das physiologisch nicht völlig unbedenklich ist und deshalb keinesfal: ins Erdreich gelangen darf. Ein einfacher Stahlmantel, der je nach den Eigenschaften des jeweiligen Erdreichs mehr oder weniger korrosionsempfindlich ist, bietet nicht die erforderliche ausreichende Sicherheit.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der sich unter Berucksichtigung der von dem Wärmeträgermedium möglicherweise ausgehenden Gefahr auch für Wärmepumpenanlagen einsetzen läßt.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in den Stahlmantel ein Leitungsrohr für das Wärmeträgermedium eingesetzt ist und daß der Zwischenraum zwischen dem Stahlmantel und dem Leitungsrohr mit einer wärmeleitenden Masse ausgegossen ist.
Damit ist eine dreifache Sicherheit gegen ein Austreten des Wärmeträgermediums in das Erdreich gegeben. Das Wärmeträgermedium ist in dem Leitungsrohr geführt. Dieses ist in die Masse eingebettet, welche ihrerseits von dem Stahlmantel begrenzt ist. Selbst wenn der Stahlmantel an einer Stelle durch Korrosion zerstört ist und das Leitungsrohr an einer Stelle ein Loch hat, tritt keine Wärmeträgerflüssigkeit aus, da die Masse zwischen den beschädigten Stellen liegt.
Als Masse kann beispielsweise Betonit eingesetzt werden.
Es handelt sich hierbei um eine gießfähige, aushärtende Masse, die gut wärmeleitend ist. Vorzugsweise wird die Masse so eingestellt, daß eine gewisse Elastizität auch nach dem Aushärten erhalten bleibt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
In der Zeichnung zeigen: Figur 1 einen Erd-Wärmetauscher im Schnitt und Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erd-Wärmetauschers.
Der Wärmetauscher weist einen Stahlrohrmantel 1 auf, der unten kegelförmig zuläuft. Im Querschnitt kann der Stahlrohrmantel kreisförmig, rechteckig oder quadratisch sein.
An dem Stahlrohrmantel 1 sind außen an dessen Umfang verteilte Flossen 2 angeordnet. Diese können an den Stahlrohrmantel 1 angeschweißt oder mit diesem im Strangpreßverfahren hergestellt sein.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist in den Stahlrohrmantel 1 ein Leitungsrohr 3 eingesetzt. Dieses besteht aus Kunststoff oder vorzugsweise aus Stahl. Das Rohr 3 ist unten geschlossen. In das Rohr 3 ist konzentrisch ein Kunststoffrohr 4 mit kleinerem Querschnitt eingesetzt. Dieses endet offen vor dem unteren Abschluß des Rohrs 3.
Zwischen das Rohr 3 und den Stahlrohrmantel 1 ist eine Masse 5, beispielsweise ein Beton mit wärmeleitenden Eigenschaften eingefüllt. Oben ist eine Verschlußkappe 6 aufgesetzt. Die Rohre 3 und 4 sind an eine Wärmepumpenanlage 7 angeschlossen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist anstelle der Rohre 3 und 4 ein durchgehendes U-förmig gebogenes Rohr 8 vorgesehen.
Der Stahlrohrmantel 1 mit den Flossen 2 läßt sich mit üblichen Rammgeräten in den Erdboden treiben. Seine Länge kann beispielsweise 8 bis 10 m betragen.
Die Masse 5 und die Rohre 3 und 4 bzw. 8 können schon vor dem Eintreiben des Stahlrohrmantels 1 in das Erdreich in diesen eingebaut sein. Es ist auch möglich, die Rohre 3 und 4 bzw. 8 und die Masse 5 erst nach dem Eintreiben des Stahlrohrmantels 1 einzusetzen bzw. einzugießen.
An eine Wärmepumpenanlage 7 sind im Regelfalle mehrere der beschriebenen Wärmetauscher parallel angeschlossen.
Die beschriebenen Wärmetauscher sind im Hinblick auf daX in ihnen zirkulierende Wärmeträgermedium mehrfach gesichert. Selbst wenn eines der Teile 1 oder 3 bzw. 8 leckt, ist kein Austritt der Wärmeträgerflüssigkeit in das Erdreich zu befürchten.
Anstelle der Masse 5 auf Betonbasis kann auch eine Masse auf Kunststoffbasis eingesetzt werden. Diese wird vorzugsweise graphitiert, damit eine hinreichende Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Stahlrohrmantel 1 und dem Rohr 3 bzw. 8 erreicht wird.

Claims

Patentansprüche / Schutzansprüche 1. Warmetauscher für ein Wärmeträgermedium, insbesondere einer Wärmepumpe, der einen sich nach unten verjüngenden, geschlossenen Stahlmantel aufweist, welcher in Erdreich einzutreiben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stahimantel (1) ein Leitungsrohr (3, 4 8) für das Wärmeträgermedium eingesetzt ist und daß der Zwischenraum zwischen dem Stahlmantel (1)ddem Leitungsrohr (3; 8) mit einer wärmeleitenden Mass ausgegossen ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungsrohr ein U-förmiges Leitungsrohr (8) im Stahlmantel (1) verlegt ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außenleitungsrohr (3) und ein konzentrisches Innenleitungsrohr (4) vorgesehen sind.
4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (3, 4e 8) aus Stahl oder Kunststoff gefertigt ist.

3. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche9 dadurch gekennzeichnet, daß die Masse Betonit (5) ist.