DE3420635A1 - Earth heat absorber and reservoir with "peripheral ice latent system" for low temperature heating - Google Patents
Earth heat absorber and reservoir with "peripheral ice latent system" for low temperature heatingInfo
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Abstract
Description
Ausgehend von einem Erdwärmeabsorber und -speicher bekannter Bauweise, wie der Eis-Latentspeicher der Fa. Chemo, sollen die dort bekannten Mangel, Nachteile bzw. Leistungsschwächen vermieden werden. So ist jene Einrichtung nur in Verbindung mit einem Kollektor fahrbar, sofern die dort angegebenen 6 kW Leistung in der Eis-Latentphase möglich sein solU'Jenseits der Eis-Latentphase kann keine definitive Leistungsangabe gemacht werden. Das Gerät ist nicht zum Einbau unter Gebäuden geeignet noch vorgesehen. Das Wärmetauscher-Aggregat erfüllt das gesamte Behältervolumen· Eine Totalvereisung des Behälterinhalts ist zugelassen mit all ihren nachteiligen Folgen für die Behälterkonstruktion, die erheblichen Drücken ausgesetzt ist. Eine gezielte höhere Temperaturdifferenz an den mit dem Erdreich kontaktierten Behälterwänden ist nicht vorgesehen. Zur monovalenten Beheizung eines 140 qm Wohnhauses werden zwei solcher Geräte vorgeschlagen mit zusätzlich ca. 70 qm Kollektorfläche im oberirdischen Bereich. Damit ist die Anlage zu teuer und zu aufwendig. Wieviel Erdwärme wirklich absorbiert wird, in welcher Zeit, ist offen und fraglich »ob überhaupt in einer nennenswerten Leistung in der kritischen Phase der Heizperiode. Ein monovalenter Heizbetrieb wird damit zum Wagnis.Based on a geothermal heat absorber and storage of known design, like the ice latent storage from Chemo, the deficiencies known there should Disadvantages or weaknesses in performance are avoided. Such is that establishment Can only be moved in connection with a collector, provided that the specified there 6 kW power in the ice latent phase should be possible beyond the ice latent phase no definitive performance information can be given. The device is neither suitable nor intended for installation under buildings. The heat exchanger unit Fills the entire container volume · A total freezing of the container contents is permitted with all its negative consequences for the Container construction that is exposed to significant pressures. A targeted higher temperature difference on the container walls in contact with the soil is not provided. For monovalent heating of a 140 sqm house two such devices are proposed with an additional approx. 70 square meters of collector surface in the above-ground area. This makes the system too expensive and complex. How much geothermal heat is actually absorbed and in what time is open and questionable »Whether at all in a noteworthy performance in the critical phase of the heating season. A monovalent heating operation is therefore a risk.
In Kenntnis obiger Tatsachen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einem einzigen Gerät eines Erdwärmeabsorbers und -Speichers auszukommen für die o.g. Wohnhausgröße. Die Regeneration des Erdreichs soll darch.eine schonende Betriebsweise, die Eisbildung im Erdreich äußerst gering hält, ab Ende der Heizperiode beschleunigt erfolgen. Die Abwärme des Hauses aus Fundamenten und Wänden sowie Fußböden soll vom Erdwärmeabsorber und- -speicher einfangbar sein. Die jahreszeitliche Auskühlung des Erdreichs im Bereich des Aggregats soll umgangen werden. Der Behälter soll keinen Druck aus Eisbildung im Inneren erhalten. Die Wärmeströme aus dem Erdreich sollen optimal ins Innere abgeleitet werden. Vorzusehen ist eine große Speicherreserve an Energie, die schnell abrufbar sein muß. Es sollen die Erdschichten zur Wärmeabsorbtion erreichbar sein, die ganzjährig Temperaturen von konstant um die 7 bis 10° C aufweisen. Radial soll etwa ein Bereich von ca. 10 m um die Behälterwandung herum thermisch erfaßt werden.Knowing the above facts, the invention is based on the object with A single device of a geothermal heat absorber and storage tank can be used for the above-mentioned size of the house. The regeneration of the soil should be a Gentle operation, which keeps ice formation in the ground extremely low, accelerated from the end of the heating season. The waste heat from the house Foundations and walls as well as floors should be catchable by the geothermal heat absorber and storage. The seasonal cooling of the soil in Area of the unit should be bypassed. The container should not receive any pressure from ice formation inside. The heat flows from the ground should can be optimally diverted into the interior. A large storage reserve must be provided of energy that has to be available quickly. The layers of the earth should be accessible for heat absorption, the year-round temperatures of constant around 7 to 10 ° C. Radially, an area of approx. 10 m around the container wall can be detected thermally.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Behälter vorgesehen ist, der nach Form und Größe beste Eignung zur Aufgabenerfüllung mitbringt: Volumen ca. 7 bis 10 Kubikmeter groß, geformt als Zylinder mit Halbkugelboden, flacher Deckel, gelagert im Erdreich unter dem Gebäude .und zwar senkrecht mit der Zylinder-Achse in den Boden. Eine Luftschicht verbleibt zwischen Kellerboden und Erdboden darunter, als Schutz gegen Wärmeabv\änderung aus dem Fußboden in das Erdreich. Direkter Behälterzugang vom Gebäude-According to the invention the object is achieved in that a container is provided who is best suited to the task in terms of shape and size: Volume approx. 7 to 10 cubic meters, shaped as a cylinder with a hemispherical bottom, flat cover, stored in the ground under the building, with the cylinder axis perpendicular to the ground. A layer of air remains between the basement floor and the ground below, as protection against heat changes from the floor into the ground. Direct container access from the building
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inneren über einen Schachtdeckel- Auskleidung der inneren Behälterwand mit einem Rohrnetz mit Solefüllung, wogegen der Behälter eine normale Wasserfüllung erhält- Durch diese Konstruktion kann eine kurzzeitige schnelle Eisbildung an den Rohrwandungen und der nahen Behälterwand erfolgen zwecks Erreichung eines rel- hohen Temperaturgefälles hin zum Erdreich, welches auch nach Abschalten der Wärmepumpe über einen Zeitraum von wenigen Stunden anhält und damit für einen angemessenen Wärmestrom aus dem Erdreich sorgt und das bei den weitaus besseren Wärmeleiteigenschaften von Eis gegenüber Wasser. :'!··'- ". .. . -inner over a manhole cover lining of the inner container wall with a pipe network filled with brine, whereas the container is filled with normal water This construction allows a short-term, rapid formation of ice on the pipe walls and the nearby container wall for the purpose of Achieving a relatively high temperature gradient towards the ground, which even after the heat pump has been switched off for a period of a few Hours and thus for an adequate flow of heat from the ground and that with the much better thermal conductivity properties of ice Water. : '! ··' - ". ... -
Eine Vereisung des gesamten Behälterinhalts ist nicht vorgesehen. Ein Kern im Inneren wird dauernd eisfrei gehalten. Ab einer gewissen Leistungsgrenze wird ein Luftwärmeabsorber zwecks weiterer Leistungssteigerung zuschaltbar eingerichtet, sofern ein zweiter '.Erdwärmeabsorber und -speicher nicht die bessere Investition ist.Icing of the entire contents of the container is not intended. A core inside is kept free of ice at all times. Above a certain performance limit, an air heat absorber can be set up to further increase performance, provided that a second geothermal absorber and storage unit is not the better investment.
Der Erdwärmeabsorber und -speicher soll so gefahren werden, daß in 24The geothermal heat absorber and storage should be operated in such a way that in 24
I tI. t
Stunden nach Möglichkeit die entnommene Energie nachlieferbar ist. Seine Gesamtkonzeption ist darauf angelegt im Einklang mit den bekannten Reserven des beanspruchten Erdreichs.an Wärme.Hours, if possible, the withdrawn energy can be delivered. Its overall design is based on the known reserves of the claimed Erdreichs.an heat.
Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert: Es zeigt:The invention is explained below with reference to a drawing: It shows:
Figur 1 den Behälter im QuerschnittFigure 1 shows the container in cross section
Figur 2 : den Behälter im HorizontalschnittFigure 2 : the container in horizontal section
(mit Blick zum Behältereinstieg)(with a view of the container entrance)
Wie aus den Figuren ersichtlich, handelt es sich um eine relativ einfache Anlage, zur preiswerten Wärmegewinnung aus dem Erdreich, bei gleichzeitiger Einfangung eines Teils der häuslichen Abwärme in das Erdreich. Darüber hinaus ist die Gesamt-Konzeption weiter gefaßt: Luftwärmeabsorber jedweder Bauart mit gleicher Sole-Beschaffenheit wie das Durchflußsystem der v.g. Anlage, sind zur weiteren Wärmeleistungssteigerung, wie auch zur Regeneration einsetzbar. As can be seen from the figures, it is a relatively simple system, for inexpensive heat recovery from the ground, with simultaneous capture of part of the domestic waste heat in the ground. Furthermore the overall conception is broader: air heat absorbers of any type with the same brine properties as the flow system of the above. System, can be used to further increase the heat output as well as for regeneration.
Bei Heizwärmebedarf läßt die Pumpe 19 den Solekreislauf -14 über den Verdampfer 21 zirkulieren. Hierbei ist die Geschwindigkeit bedarfsgerecht einstellbar. Es kann mit niedriger Temperaturdifferenz gefahren werden bei entsprechend groß ausgelegten Verdampferflächen, was sich vorteilhaft auf die Leistungsziffer auswirkt. Die allmählich tiefer sinkenden Soletemperaturen führen zur Ver-When there is a need for heating, the pump 19 lets the brine circuit -14 via the evaporator 21 circulate. The speed can be adjusted as required. It can be operated with a lower temperature difference if accordingly large evaporator surfaces, which is beneficial to the coefficient of performance affects. The gradually lowering brine temperatures lead to
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eisung an den äußeren Rohrwandungen im inneren des Behälters. Das setzt durch die eingetretene Phasenumwandlung Erstarrungswärme frei. Bei weiterem Fortschreiten der Entwärmung berührt die Eisschicht die Behälterwandung 8, 10 wodurch eine bessere Wärmeleitfähigkeit zum Erdreich hergestellt wird, als sie Wasser eigen ist: = 0,56 und Eis = 2,2 W/mK nach Klaus Schimmelpfennig in 'Flächenwärmetauscher1 auf Seite 81. Also ein fast 4 mal so großer Wärmeleitwert.icing on the outer pipe walls inside the container. This releases solidification heat due to the phase change that has occurred. As the cooling progresses, the ice layer touches the container walls 8, 10, which results in better thermal conductivity to the ground than is inherent in water: = 0.56 and ice = 2.2 W / mK according to Klaus Schimmelpfennig in 'Surface heat exchanger 1 on page 81. So a thermal conductivity value that is almost four times as high.
An der Außenwandung des Behälters kommt es ebenfalls zu Eisbildung und freiwerdender Erstarrungswärme- Nach Abschalten der Wärmepumpe bleibt die Eisschicht noch wenige Stunden erhalten , bis sie völlig abgetaut ist. Dieser segensreiche Umstand erhält also noch über diese Zeit eine erhebliche und überaus nützliche Temperaturdifferenz zum entfernteren Erdreich, wodurch ein kräftiger Wärmestrom in Richtung Behälter fließt. Natürlich auch aus dem inneren Flüssigkeitskern 22 des Behälters. Nach dieser Erholungsphase gleichen sich die Temperaturen wieder in etwa aus. Es dauert lange bis im angrenzenden Erdreich, in etwa 7 Metern Entfernung von der Behäl-Ice also forms on the outer wall of the container and Freezing heat of solidification - After switching off the heat pump, the ice layer remains for a few hours until it has completely thawed. This Beneficial circumstance thus still receives a considerable and extremely useful temperature difference to the distant soil over this time, whereby a strong flow of heat flows in the direction of the container. Of course also from the inner liquid core 22 of the container. After this recovery phase, the temperatures more or less equalize. It takes a long time to the adjacent soil, about 7 meters away from the container
A1 terwandung 8, meßbar eine nennenswerte Entwärmung sich einstellt, bei A 1 terwandung 8, measurable a significant cooling occurs, at
ca. 100 kWh Verbrauch je Tag.approx. 100 kWh consumption per day.
Die am Ende einer Heizperiode verbleibende Eisschichtdicke im Inneren des Behälters (Eismantel 20)^sowie die am äußeren Behälter im Erdreich, lassen Rückschlüsse über die Erdreichentwärmung zu. Daneben wird die entzogene Wärmemenge aus dem Erdreich gemessen.The thickness of the ice layer remaining inside the Container (ice coat 20) ^ as well as the one on the outer container in the ground Conclusions about the geothermal cooling. In addition, the amount of heat extracted from the ground is measured.
Ab Mai vollzieht sich die Regenerierung des Erdreichs auf natürliche Weise-Dieser zeitlich sehr aufschlußreiche Vorgang ist einfach meßbar, an den wieder ansteigenden Temperaturen im Flüssifkern 22 des Behälters. Mit diesen Daten gewinnt man verläßliche Aussagen über die Ergiebigkeit des jeweils verschiedenen Erdreichs. Eine Abschätzung der Erdwärmekapazität je Bodenklasse ist rcl. genau möglich.From May onwards, the soil is regenerated naturally The process, which is very informative in terms of time, can easily be measured from the again increasing temperatures in the liquid core 22 of the container. With this data one obtains reliable statements about the productivity of the various Soil. An estimate of the geothermal capacity per soil class is rcl. exactly possible.
Der Wasserinhalt des Behälters bedarf u.U. einer Behandlung mit Schwimmbad Chemikalien zur Erhaltung sauberen Wassers, frei von Faulstoffen.The water content of the tank may require treatment with a swimming pool Chemicals to maintain clean water, free from putrefactive substances.
Die Kunststoffrohrleitung ist nahtlos aus einem Stück ausführbar.The plastic pipeline can be seamlessly made from one piece.
EPO GOPY ώ EPO GOPY ώ
Claims (1)
trägermedium ist. „ι
is the carrier medium. "
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DE3420635A DE3420635A1 (en) | 1984-06-02 | 1984-06-02 | Earth heat absorber and reservoir with "peripheral ice latent system" for low temperature heating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3420635A1 true DE3420635A1 (en) | 1985-12-05 |
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ID=6237496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3420635A Withdrawn DE3420635A1 (en) | 1984-06-02 | 1984-06-02 | Earth heat absorber and reservoir with "peripheral ice latent system" for low temperature heating |
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---|---|
DE (1) | DE3420635A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006045551A2 (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Rohr Alex | Energy accumulator, heat exchanger system for an energy accumulator, energy storage system and corresponding method |
WO2016109861A3 (en) * | 2015-01-08 | 2016-09-01 | Josef Masswohl | Method for the regeneration of the primary energy store of a brine water heat pump |
-
1984
- 1984-06-02 DE DE3420635A patent/DE3420635A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006045551A2 (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Rohr Alex | Energy accumulator, heat exchanger system for an energy accumulator, energy storage system and corresponding method |
WO2006045551A3 (en) * | 2004-10-26 | 2006-08-17 | Rohr Alex Von | Energy accumulator, heat exchanger system for an energy accumulator, energy storage system and corresponding method |
WO2016109861A3 (en) * | 2015-01-08 | 2016-09-01 | Josef Masswohl | Method for the regeneration of the primary energy store of a brine water heat pump |
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