DE3117953A1

DE3117953A1 - Waerme- und stoffaustauscher mit einer membranlosen, im boden befindlichen speicherschicht

Info

Publication number: DE3117953A1
Application number: DE19813117953
Authority: DE
Inventors: Gerard Dr.-Ing. Besler; Zbigniew Dipl.-Ing. Duszniki Zdroj Burzynski; Zbigniew Dr.-Ing. Warszawa Czuba; Zbigniew Dr.-Ing. Wroclaw Spryszynski; Zbigniew Dipl.-Ing. Wroclaw Zubrzycki
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Current assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1980-05-26
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1982-02-04
Also published as: DD159206A1; PL224528A1; PL128261B1

Description

SCHIFF ν. FONER STREHL SCHDBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft einen Wärme- und Stoffaustauscher mit einer membranlosen, im Boden befindlichen Sperrschicht, der in Anlagen verwendet wird, in welchen die Außenluft zur Thermoventilation, zur Klimatisierung, zur Kühlung, zur Heizung oder zur Trocknung genutzt wird.

In bekannten Anlagen, wie Verflüssigern von Kühlanlagen oder in Ventilatorkühlhäusern, wird als Kühlmittel die unmittelbar aus der Umgebung, meistens durch die in dem Anlagengehäuse angeordneten Seitenjalousien angesaugte Außenluft benutzt. Die unmittelbare Zuführung der Luft zu diesen Anlagen hat den Nachteil, daß in der wärmsten Periode des Sommers die Außenluft eine verhältnismäßig hohe Temperatur hat, was eine hohe Antriebsleistung der Ventilatoren der Anlagen bedingt.

Bei anderen bekannten Anlagen, z.B. bei Klimatisierungs- und Ventilationsanlagen, wird die Außenluft unmittelbar aus der Umgebung angesaugt.

Bekannt sind weiterhin Luftführungen durch Bodenschichten für Klimatisierungs- und Ventilationsanlagen, in welchen sich über der in dem Boden angeordneten, die Form einer Ansaugleitung aufweisenden Luftführung Bodenschichten mit Füllstoffen befinden.

Bei der aus der CH-PS 210 069 bekannten im Boden befindlichen Luftführung dieser Art ist die Ansaugleitung direkt in die untere Schicht eingeführt, wobei die Weite der Schichten in Richtung nach unten bis auf die Weite der Ansaugleitung abnimmt.

Bei einer anderen, aus der DE-PS 1 295 165 bekannten Lösung ist das Ansaugrohr in einem zylinderförmigen, mit Löchern

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versehenen Schacht untergebracht. Zwischen den Kammerwänden und den Bodenschichten befindet sich eine Kieselschicht.

Kennzeichnend für beide Lösungen ist der vertikale Luftdurchfluß durch die Bodenschichten.

Ein Nachteil der bekannten Lösungen besteht in dem hohen Luftdurchflußwiderstand der Bodenschichten, so daß besondere Bodenschichten mit hoher Stabilität wegen der Wirkung von Wasserströmen verwendet werden müssen. Die obere Bodenschicht muß jedoch das Leben der darauf wachsenden Pflanzen sichern. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß die Luft durch Bodenschichten strömen muß, welche vom Gesichtspunkt des Wärmeaustausches eine geringe Rolle spielen. Darüber hinaus erfordern diese Anlagen, die Luftströme im Gleichstrom zu Berieselungswasserströmen zu führen und für die Positionierung der Sonderschichten große Erdmengen zu verlagern.

Bei einer weiteren, in der polnischen Patentanmeldung P-215 334 beschriebenen Anlage dieser Art sind im Boden vertikale Lufteintrittsschachte, vorzugsweise in Form von Brunnenschächten, ausgeführt, deren untere Teile mit einer Sammelkammer über Leitungssektionen oder Bodenschichten mit kleinem Strömungswiderstand und günstigem Wärmeleitvermögen verbunden sind. Die Sammelkammer ist mit einer technologischen Anlage, wie einem luftgekühlten Verflüssiger, einer Wasserkühlanlage, einer Klimatisierungs- oder Ventilationsanlage, verbunden.

Die Nachteile dieser Anlage sind die schnelle Abkühlung der Speicherschicht in der kalten Zeit und ihre schnelle Erwärmung in der Sommerzeit durch die obere, die Speicherschicht abdeckende Bodenschicht hindurch, die Möglichkeit der Verunreinigung der Speicherschicht durch die oberen Bodenschichten, die fehlende Möglichkeit, die Speicherschicht durchzuwaschen und ein beschränkter Wärme- und Stoffaustausch.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Wärme- und St off aus tauscher der genannten Art

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zu schaffen, mit dem sich die auf geringer Tiefe fast konstante Wärmeenergie des Bodens zum Kühlen, Erwärmen oder Trocknen von Luft ausnutzen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß oberhalb der Speicherschicht eine mit einer Wasserquelle verbundene Berieselungsanlage angeordnet ist, und daß oberhalb der Speicherschicht eine von oben mit Boden abgedeckte Isolierschicht verlegt Ist.

Der erfindungsgemäße Wärme- und Stoffaustauscher hat im Vergleich mit den bekannten Lösungen den Vorteil von beträchtlich höherer Energieeinsparung innerhalb der wärmsten und der kältesten Jahreszeit, der Intensivierung des Wärme- und Stoffaustauches als Folge der Berieselung des Bettes mit Kaltwasser im Sommer und mit Warmwasser, z.B. Thermalwasser, im Winter, und einer beträchtlich eingeschränkten Abkühlung der Speicherschicht im Winter und Erwärmung im Sommer durch die oberen Bodenschichten hindurch wegen der Verwendung einer Isolierschicht. Eine Verunreinigung der Speicherschicht durch die oberen Bodenschichten besteht nicht, die Sperrschicht kann außerdem durchgewaschen und somit gereinigt werden. Die Investitions- und Betriebskosten der an den erfindungsgemäßen membranlosen Austauscher angeschlossenen Anlagen sind, insbesondere während der energetischen Spitzen, erheblich niedriger als die für die konventionellen Lösungen erforderlichen.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Austauscher und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den von Auflagen freien Austauscher.

Der gezeigte Wärme- und Stoffaustauscher hat sechs Luftzuführungsschächte 1, die in gleichen Abständen von der Luftabführung 2 angeordnet sind, mit welchen sie über eine

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Speicherschicht 3 mit geringem Strömungswiderstand und günstiger Wärmeleitzahl, vorzugsweise eine Kieselschicht, verbunden sind. Die Speicherschicht 3 ist von oben mit einer aus Polyurethanhartschaum gefertigten Isolierschicht abgedeckt, die ihrerseits mit einer Bodenschicht 5 bedeckt ist. Zwischen der Speicherschicht 3 und der Isolierschicht befindet sich eine Wasserberieselungsanlage 6, die über eine Wasserleitung 8 mit einer Pumpe 7 mit Grundwasser versorgt wird. Der Außenluftstrom, dessen Temperatur während der wärmsten Periode im Sommer hoch und während der kalten Periode sehr niedrig ist, unterliegt aufgrund der Zwangsdurchströmung durch die Zuführungsschächte 1 und die Speicherschicht 3 in die Luftabführungen 2 einer Abkühlung und Trocknung in der wärmsten Periode und in der kältesten Periode einer Erwärmung infolge der Ausnutzung der fast konstanten Bodenenergie. Der Wärme- und Stoffaustausch wird als Folge der Wasserberieselung der Speicherschicht intensiviert.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRUCH

Wärme- und Stoffaustauscher mit einer membranlosen, im Boden befindlichen Sperrschicht, welche einen kleinen Strömungswiderstand und eine günstige Wärmeleitzahl hat und vorzugsweise aus Kiesel besteht, mit vertikalen Luftzuführungsschächten, deren untere Teile über die Speicherschicht mit Luftabführungen, wie Betonrohren, verbunden sind, die zu einer technologischen Anlage, z.B. einer Ventilationsanlage, einem luftgekühlten Verflüssiger, einem Wasserkühlhaus, einer Klimatisierungsanlage u. dgl. führen, dadurch gekennzeichnet , daß oberhalb der Speicherschicht (3) eine Wasserberieselungsanlage (6) angeordnet ist, die mit einer beliebigen Wasserquelle verbunden

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ist, wobei die Speicherschicht (3) und die Wasserberieselungsanlage (6) mit einer Wärmeisolierschicht (4) abgedeckt sind, oberhalb der eine Bodenschicht (5) vorgesehen ist.

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