DE3403746C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen im Erdreich angeordneten Wärmespeicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 31 18 920 ist ein Wärmespeicher bekannt, der ohne Wärmedämmung in das Erdreich eingelassen wird. Dabei wird der zur Speicherung von Solarwärme dienende Speicher mit einem Speichermedium gefüllt, das bei einer Temperatur schmilzt, die mit der mittleren Erdreichtemperatur annähernd zusammenfällt; es handelt sich dabei um einen Phasenumwandlungs­ speicher.

Weiter ist aus der US 43 32 290 ein Wärmespeicher bekannt, der einen Außenbe­ hälter und einen aus mehreren Schichten bestehenden Innenbehälter aufweist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärme­ speicher zu schaffen, der zum Betreiben einer bivalenten Hei­ zungsanlage, die sowohl Solarwärme, als auch - unter Verwendung einer Wärmepumpe - Erdwärme nutzt, auch zur Aufnahme der Erdwärme verwendet werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbehälter des Wärmespei­ chers ist ein Zwischenraum vorgesehen, der mittels einer Pumpe mit einer Wärmetauschflüssigkeit auffüllbar ist. Der Außenbehälter ist gegenüber dem Erdreich mit einer Isolierschicht versehen, damit möglichst wenig Speicherwärme an die Umgebung abfließen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2-5 enthalten.

In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Ansicht - zum Teil im Schnitt - des Wärmespeichers.

Der im Erdreich 1 angeordnete Wärmespeicher besteht aus einem in etwa eiförmigen Außenbehälter 5, in dem mit Abstand zu die­ sem ein Innenbehälter 4 an Halteseilen 6 sackartig auf­ gehängt ist. Zwischen dem Innenbehälter 4 und dem Au­ ßenbehälter 5 besteht damit ein Zwischenraum 3, in den über eine Pumpe 11 eine Sole einleitbar ist. Dabei wird die Pumpe 11 über einen Rechner 8 entsprechend den Meßsignalen einer Mehrzahl von Temperaturfühlern 9 gesteuert. In dem Innenbehälter 10 ist ein Wärmetauscher 7 angeordnet.

Bei Speicherung von über den Wärmetauscher 7 einge­ brachter Wärmeenergie wird die Sole aus dem Zwischen­ raum 3 abgepumpt, so daß der Zwischenraum 3 eine Isola­ tionsschicht bildet. Die Isolationswirkung kann dabei durch weiteres Abpumpen, also durch Aussaugen der Luft in diesem Bereich, verstärkt werden.

Bei Nutzung des Wärmespeichers als Erdwärmequelle einer Wärmepumpe dagegen wird die Sole in den Zwischenraum 3 eingepumpt, was eine thermische Ankopplung des Innen­ behälters 4 an das Erdreich 1 bewirkt. Die Wärmepumpe kann in diesem Fall zur Entnahme der aufgenommenen Erdwärme dienen.

Sensoren 9, die in dem Innenbehälter 4 in unterschiedlicher Höhe angeordnet sind, ermöglichen es, bei Wärmeschichtung in dem Innenbehälter 4 jeweils so­ viel Sole in den Zwischenraum 3 einzupumpen, daß in einen unteren Bereich des Zwischenraums 3, in dem die Tempe­ ratur des Speichermediums in dem Innenbehälter 4 die Temperatur des Erdreichs 1 unterschreitet, eine thermi­ sche Kopplung gegeben ist, während in dem oberen Be­ reich des Wärmespeichers 4, in dem die Temperatur des Speichermediums in dem Innenbehälter 4 die Temperatur des umgebenden Erdreichs 1 übersteigt, die Isolations­ wirkung erhalten bleibt.

Eine derartige Wärmeschichtung des Speichermediums in dem Innenbehälter 4 setzt voraus, daß für eine gute Wärmeschichtung Sorge getragen wird. Zu diesem Zweck ist in dem Innenbehälter 4 ein schwammartiges Material 10 eingebracht, das wärmeisolierend und starr ist und damit zur Ausbildung einer Wärmeschichtung beiträgt. Dies Material kann ein dünner, breitflächiger, sehr offenporiger Kunststoffilz sein, der vorzugsweise verspiegelt, also wärmestrahlend reflektierend ausge­ bildet ist.

Der vorgeschlagene Wärmespeicher eignet sich zur Ver­ wendung für eine bivalente Heizanlage mit Solaranteil und Wärmepumpenanteil; wenn und soweit die Temperatur in dem Wärmespeicher die Temperatur des ihn umgebenden Erdreichs 1 unterschreitet, nimmt er Wärmeenergie aus dem umgebenden Erdreich 1 auf, wenn und soweit die Tempe­ ratur in dem Innenbehälter 4 die Temperatur des umge­ benden Erdreichs 1 übersteigt, verhindert die Isola­ tionsschicht 3 eine Wärmeabgabe an das Erdreich 1.

Claims (5)

1. Im Erdreich angeordneterWärmespeicher, mit einem zu dem Erdreich nicht isolierten Außenbehälter und einem unter Bildung eines Zwischenraumes mit Abstand zu dem Außenbehälter ange­ ordneten, ein Speichermedium aufnehmenden Innenbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (3) zur thermischen Ankopplung an das Erdreich (1) ganz oder teilweise mittels einer Pumpe (12) mit einer Sole füll­ bar ist.

2. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenbehälter (4) sackartig in dem Außenbehälter (5) an Halteseilen (6) angehängt ist.

3. Wärmespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Innenbehälter (4) ein schwamm­ artiges Material (10) aufnimmt.

4. Wärmespeicher nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberfläche des schwammartigen Mate­ rials (10) Wärmestrahlen reflektierend ausgebildet ist.

5. Wärmespeicher nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von in dem In­ nenbehälter (4) in unterschiedlicher Höhe ange­ ordneten Temperaturfühlern (9).