DE3600230A1 - Waermegewinnungsanlage zur nutzbarmachung von erdwaerme z.b. zur gebaeudeheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmegewinnungsanlage zur Nutzbarmachung von Erdwärme z.B. zur Gebäudeheizung mit einer Wärmepumpe zwischen einem die Erdwärme aufneh­ menden Absorberkreis und einem Heizkreis.

Bekannt ist neben der Nutzung des Wärmeinhalts z.B. der Um­ gebungsluft durch sogenannte Freiabsorber oder in Gebäude­ außenwände eingebettete Absorberkreise (DE-PS 31 03 877) sowie von Grundwasser die Nutzung der Erdwärme über einen Absorberkreis einer Wärmepumpe, bestehend aus einem mit Sole betriebenen Rohrnetz, welches außerhalb des jeweiligen Gebäudes in frostfreier Tiefe im Erdreich verlegt wird. Dadurch wird zwar auch bei tiefen Außentemperaturen die Wärmeentnahme aus dem Erdreich mit Hilfe der Wärmepumpe ermöglicht; nachteilig bei dieser Methode ist jedoch, daß außerhalb des jeweils zu beheizenden Gebäudes oder Gebäude­ teils eine ziemlich große Freifläche benötigt wird, deren Größe über der Größe der betreffenden Gebäude-Grundfläche liegt. Abgesehen von dem großen Freiflächen-Bedarf erfor­ dert die Einbettung des Rohrnetzes des Absorberkreises um­ fangreiche zusätzliche Erdbewegungen und damit entsprechend hohe Investitionskosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmegewin­ nungsanlage zur Nutzbarmachung von Erdwärme z.B. zur Gebäu­ deheizung zu schaffen, welche praktisch keine zusätzliche Grundfläche außerhalb des zu beheizenden Gebäudes erfordert und auch die bisher notwendigen, kostenaufwendigen Erdbe­ wegungsarbeiten für die Einbettung des Rohrsystems des Ab­ sorberkreises der Wärmepumpe vermeidet.

Obige Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Das Rohrsystem für den Ab­ sorberkreis ist somit vorteilhaft in dem oder den ohnehin erforderlichen Fundamentkörpern für das jeweilige Gebäude bzw. Gebäudeteil enthalten, so daß für dessen Unterbringung im Erdreich keine zusätzliche Grundfläche neben dem jeweili­ gen Gebäude oder Gebäudeteil benötigt wird. Außer dem Erd­ aushub für den oder die Fundamentkörper fallen daher auch keine zusätzlichen Erdbewegungsarbeiten mehr an. Die Mehr­ kosten gegenüber einem Fundament ohne eingebettetes Rohr­ system sind gering und im Vergleich zu den durch weggefal­ lene Erdbewegungsarbeiten eingesparten Kosten bedeutungs­ los. Im Gegensatz zu den nach bekanntem Prinzip in Gebäude­ außenwänden verlegten Absorber-Rohrleitungen ergeben sich mehrere Vorteile:

• 1. Durch die Erfindung wird im Betrieb jegliche Durchfeuch­ tung der Wände oder Schwitzwasserbildung vermieden.
• 2. Außerdem wird die Gefahr einer Beschädigung der Rohr­ schlangen, z.B. durch Anbohren oder dgl. ausgeschlossen.
• 3. Vor allem ist auch die Ausführung der Hauswände in be­ liebiger Form möglich und
• 4. die Abkühlung der Hauswände durch die Wärmeentnahme und damit der erhöhte Wärmeentzug aus dem Hausinnern fällt fort.

Da der bzw. die Fundamentkörper so ausgebildet und im Erd­ reich angeordnet werden, daß ihre für den Wärmeübergang wirksame Oberfläche wenigstens ein Drittel unter der Frost­ grenze im Erdboden liegt und außerdem die Summe der Umfangs­ linien des oder der Fundamentkörper im Grundriß gemessen mindestens annähernd so lang wie die äußere Umrißlinie des von wenigstens einem Fundamentkörper getragenen Gebäudes ist, wird eine für Heizzwecke ausreichende Erdwärmeaufnahme durch das Rohrsystem des Absorberkreises gewährleistet; und dies wirkt auch in der kalten Jahreszeit.

Der oder die Fundamentkörper erfüllen also aufgrund der er­ findungsgemäßen Maßnahmen neben ihrer traditionellen sta­ tischen Aufgabe den zusätzlichen Zweck, daß sie für das Erdwärme aufnehmende Rohrsystem des Absorberkreises der betreffenden Wärmegewinnungsanlage ein "wärmeleitfähiges Gehäuse" bilden.

Durch die DE-OS 30 35 538 ist es zwar bereits bekannt, mit­ tels eines Wärmepumpenprozesses der Umgebung über dem Erd­ boden Wärme mittels eines Absorberkreises zu entziehen und einem Heizkreis zur Gebäudeheizung zuzuführen. Überschüssi­ ge Wärme wird dabei in einem sogenannten Langzeitspeicher gespeichert, aus dem sie im Bedarfsfall in den Heizkreis geleitet wird. Dieser Langzeitspeicher kann dabei auch von Fundamentteilen des betreffenden Gebäudes oder von Gebäude­ teilen gebildet sein. Die Fundamentteile können ihrerseits auch aus Fertigbauteilen bestehen. Im Gegensatz zur Erfin­ dung werden hier jedoch die Fundamentteile als Speicher­ körper für die über der Erdoberfläche gewonnene Wärme der Atmosphäre benutzt, während erfindungsgemäß die Fundament­ körper gut wärmeleitende Gehäuse für das Rohrsystem des Absorberkreises bilden und infolge der guten Wärmeleitfähig­ keit des Betons der umgebenden und darunter befindlichen Erde Wärme entziehen und an das Heizsystem abgeben.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unter­ ansprüchen hervor. Nach den Ansprüchen 2 und 3 können die Fundamentkörper wahlweise, je nach den örtlich gegebenen Erfordernissen aus Ortbeton oder einem Beton-Fertigbauteil bestehen. Die Merkmale des Anspruches 4 bringen eine bauli­ che Vereinfachung und Kosteneinsparung.

Wenn nach Anspruch 5 der Fundamentkörper zur Vergrößerung seiner in Erdberührung stehenden Oberfläche mit Vorsprün­ gen, Rippen oder dgl. versehen ist, wird in vorteilhafter Weise die Wärmeübergangsfläche zwischen Erdreich und Funda­ mentkörper ohne merkliche Volumenerhöhung vergrößert.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verhältnis der Wärmeübergangsfläche zwischen den Fundamentkörpern und dem Erdreich, gemessen in m², zum Volumen der Fundamentkörper, gemessen in m³, den Wert von mindestens 8×m^-1 ausmacht.

Die Aufnahmefähigkeit des Absorberkreises für Erdwärme wird weiter verbessert, wenn nach noch einer anderen Ausgestal­ tung der Erfindung das Rohrsystem in dem Fundamentkörper nahe der in Erdberührung stehenden Oberflächen angeordnet ist.

Eine zusätzliche Verbesserung in oben genanntem Sinne wird dadurch erreicht, daß die Fundamentkörper hohl sind und der bzw. die Hohlräume in Erdberührung bringbar ist bzw. sind. Diese hohlen Fundamentkörper sind als Fertigbetonbau­ teile auch infolge ihres vergleichsweise geringeren Ge­ wichts einfacher vom Herstellungsbetrieb zum Einsatzort transportierbar.

Die Einbettung der fabrikmäßig vorgefertigten Fundamentkör­ per ins Erdreich wird auch erleichtert, wenn nach einer an­ deren Ausgestaltung der Erfindung die Hohlräume der Funda­ mentkörper beim Einbringen derselben ins Erdreich zuerst oben und/oder unten offen sind und dann oben ggf. durch eine Platte, z.B. Bodenplatte verschlossen werden.

Wenn z.B. beengte Verhältnisse an der Baustelle oder nur schmale Transportwege zwischen dem Fabrikationsbetrieb und dem Einsatzort der Fundamentkörper vorhanden sind, ist es vorteilhaft, wenn nach noch einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Fundamentkörper aus einzelnen Teilen bestehen, die entlang dem jeweiligen Gebäudegrundriß angeordnet sind und deren Rohrsysteme durch überbrückende Rohrleitungen ver­ bunden sind. Solche relativ kleinere Fundamentkörper bean­ spruchen weniger Transportraum und -Gewicht und sind auch einfacher auf- und abzuladen bzw. in die vorbereiteten Gru­ ben im Erdreich einzusetzen. Die einzelnen Fundamentkörper können vorteilhaft auch typisiert und damit wirtschaftlich hergestellt werden.

Weitere in diese Richtung zielende Ausgestaltungen der Er­ findung sind dadurch gekennzeichnet, daß die Fundamentkör­ per aus Säulen mit kreisrundem oder polygonem Querschnitt bestehen.

Die fundamentkörper können aber auch aus hochkant anzuord­ nenden Platten bestehen.

Noch eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Fundamentkörper kastenförmig mit oder ohne Bodenplatte ausgebildet ist. Ein solcher Fundament­ körper ist vorgefertigt besonders für Kleingebäude und mo­ nolithische Raumzellen, wie z.B. Betonfertiggaragen gut ge­ eignet. Zum Transport kann dabei die Fertiggarage auf den vorgefertigten Fundamentkörper aufgesetzt oder umgekehrt der Fundamentkörper auf die Fertiggarage aufgelagert wer­ den. In letzteren Fall kann dann an der Baustelle der ka­ stenförmige Fundamentkörper vorteilhaft zuerst abgehoben und in einen Graben mit entsprechendem rechteckigen Grund­ riß eingesetzt werden. Die Fertiggaragen können dabei rei­ henweise oder einzeln freistehend angeordnet oder auch in benachbarte Gebäude mit eingebaut werden.

Wenn nach noch einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das Rohrsystem in dem kastenförmigen oder säulenförmigen Fundamentkörper aus wenigstens einer wendelförmig angeord­ neten Rohrleitung besteht, erreicht man vorteilhaft Rohr­ krümmungen mit relativ großen Radien, was weniger Wider­ stand für die Soleströmung und damit eine geringere Lei­ stungsaufnahme des Solepumpenmotors im Absorberkreis bedeu­ tet.

Eine andere Maßnahme der Erfindung ist dadurch gekennzeich­ net, daß zur Verbesserung des Wärmeübergangs vom gewachsenen Erdreich auf den als Beton-Fertigbauteil ausgebildeten Fundamentkörper der dazwischen befindliche Hohlraum mit einer fließ- oder schüttfähigen Füllmasse hoher Wärmeleit­ fähigkeit (z.B. magerer Schüttbeton) ausgefüllt wird.

Zweckmäßig ist der Fundamentkörper mit einem eingebauten Sole-Sammler und -Verteiler versehen.

Wenn nach noch einer anderen Ausbildung der Erfindung zwi­ schen dem Fundamentkörper und dem darüber befindlichen Ge­ bäude bzw. Gebäudeteil wenigstens ein Element mit hoher Wärmeleitfähigkeit zur Wärmeübertragung vorgesehen ist, werden vorteilhaft die Gebäudeaußenwände mit in das Auf­ fangssystem für Umgebungswärme einbezogen, wobei in diesem Fall auch die Wärme der Außenluft, die Strahlungswärme der Sonne usw. nutzbar gemacht werden können, solange ein aus­ reichendes Wärmegefälle zwischen den Gebäudeaußenwänden und dem Fundamentkörper vorhanden ist, der das Rohrsystem des Absorberkreises der Wärmegewinnungsanlage enthält.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Wärmegewinnungsanlage gemäß der Erfindung, wobei der das Rohrsystem des Absorberkreises enthaltende Fundamentkörper entwe­ der mit einem fabrikgefertigten Rohrsystem und Um­ mantelung aus Ortbeton in der Baugrube hergestellt oder als Fertigbetonelement vollständig in der Fa­ brik fabriziert ist und eine Fertiggarage trägt, die auch einen Teil der Anlage zur Beheizung des benachbarten Wohngebäudes enthält;

Fig. 2 eine Ansicht eines Transportfahrzeugs mit aufge­ ladener Fertiggarage und auf dieser aufgelagertem Fertig-Fundamentkörper für diese Garage zwecks ge­ meinsamen Transports zur Baustelle;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Fundamentkörpers und der Fertiggarage der Fig. 2 nach erfolgter Einbettung des Fundamentkörpers ins Erdreich mit aufgesetzter Garage;

Fig. 4 eine Schrägansicht eines kastenförmig als Fertig­ teil ausgebildeten Fundamentkörpers mit dem einge­ bauten Rohrsystem des Absorberkreises in strich­ punktierten Linien, teilweise aufgeschnitten, um auch das tragende Gestell für das Rohrsystem zu zeigen;

Fig. 5 eine Einzelheit in Form eines zwischen dem Funda­ mentkörper und der auf diesem aufgesetzten Fertig­ garage angeordneten streifenförmigen wärmeleitfä­ higen Elements;

Fig. 6 eine Schrägansicht eines Wohngebäudes mit einem an­ gebauten Nebengebäude z.B. in Form einer Garage, wobei das tragende Fundament für diese Gebäude aus einer Reihe von säulenförmigen Fundamentkörpern ge­ bildet ist, die das Rohrsystem des Absorberkreises der Wärmegewinnungsanlage enthalten;

Fig. 7 einen Grundriß der in Fig. 6 gezeigten Gebäude in gestrichelten Linien sowie die Anordnung der den Gebäudegrundriß folgenden säulenförmigen Fundament­ körper;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen säulenförmigen Fer­ tig-Fundamentkörper entsprechend den Fig. 6 und 7, der eine eingebettete Rohrleitung an einem Ge­ stell erkennen läßt, welche ein Teil des Rohrsy­ stems des Absorberkreises bildet;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht des Fundamentkörpers der Fig. 8;

Fig. 10 einen Längsschnitt von einem aus Ortbeton gefertig­ ten säulenförmigen Fundamentkörper gemäß der Erfin­ dung, eingebettet im Erdreich;

Fig. 11 eine Schrägansicht von einem Teil eines Wohngebäu­ des mit einer angebauten Reihe von Fertiggaragen, abgestützt auf säulenförmige Fundamentkörper gemäß der Erfindung;

Fig. 12 eine Reihe von Fertiggaragen wie in Fig. 11, jedoch abgestützt auf Fundamentkörper gemäß der Erfindung, bestehend aus hochkant angeordneten Fertig-Beton­ platten und

Fig. 13 eine Reihe von Fertiggaragen, ähnlich wie Fig. 11 und 12, jedoch auf vorgefertigte Fundamentkörper gemäß der Erfindung aufgelagert.

In Fig. 1 ist im Schnitt ein kastenförmiger Fundamentkörper 1 aus Beton gezeigt, der im Erdreich 2 eingebettet ist und auf dem eine monolithische Raumzelle z.B. in Form einer Fer­ tiggarage 3 aus Beton aufgestellt ist. Die Fertiggarage 3 ist gleich dem benachbarten Wohngebäude 4 lediglich schema­ tisch angedeutet und enthält z.B. in einem abgetrennten Raum wesentliche Bestandteile einer Wärmegewinnungsanlage zur Nutzbarmachung von Erdwärme für die Beheizung des Ge­ bäudes 4. Bei den wesentlichen Bestandteilen der Anlage handelt es sich im einzelnen um eine Wärmepumpe 5 und einen sogenannten Pufferkessel 6, in dem ein Heizwasserspeicher und ein durch eine andere Energieart als Erdwärme beheizba­ rer Kessel zu einem erfindungswesentlichen Gebilde verei­ nigt sind. Diese Zusatzheizung tritt immer dann in Funktion, wenn in der kalten Jahreszeit die Energiegewinnung aus Erd­ wärme zur Beheizung des Gebäudes 4 nicht mehr ausreicht.

Mit 7 ist der die Erdwärme aufnehmende Absorberkreis be­ zeichnet, in dem eine Pumpe 8 zur Umwälzung der in dem Ab­ sorberkreis enthaltenen Wärmetransportflüssigkeit bzw. Sole eingebaut ist. Die Wärmepumpe 5 transformiert in bekannter Weise die vom Absorberkreis 7 zugeführte Wärmemenge auf eine höhere Temperatur und gibt diese an den Heizkreis 9 zur Beheizung des Gebäudes 4 ab. In dem Heizkreis 9 ist der Pufferkessel 6 eingeschaltet. Mit 10 sind eine Ladepumpe, mit 11 eine Heizungspumpe und mit 12 sind die Heizkörper in dem Heizkreis 9 bezeichnet, welche zur Beheizung des Ge­ bäudes 4 dienen. Die Heizkörper 12 können auch durch eine Fußbodenheizung ersetzt werden.

Das die Erdwärme aufnehmende Rohrsystem 13 des Absorberkrei­ ses 7 ist in dem als Fundament dienender Beton-Körper 1 ein­ gebettet, was am besten im Zuge einer vollständigen fabrik­ mäßigen Herstellung erfolgt. Es ist aber auch möglich, le­ diglich das Rohrsystem 13 mit einer Tragstruktur bzw. einem tragenden Gestell fabrikmäßig herzustellen, im Erdreich 2 eine Baugrube 16 auszuheben und in diese das Rohrsystem 13 mit seinem tragenden Gestell einzusetzen und die Baugrube 16 mit Beton zu füllen.

Der vorzugsweise als Fertigteil fabrikmäßig hergestellte Fundamentkörper 1 mit dem eingebetteten Rohrsystem 13 kann vorteilhaft, wie in Fig. 2 angedeutet ist, für den Trans­ port zum Einbauort auf die Fertiggarage 3 aufgesetzt wer­ den, die ihrerseits auf einem Transportfahrzeug 14 verla­ den ist. Dadurch ist ein gemeinsamer Transport des typisier­ ten, fabrikgefertigten Fundamentkörpers 1 und der Fertig­ garage 3 zum jeweiligen Einsatzort möglich. Am Einbauort wird der Fundamentkörper 1 mittels eines fahrzeugseitigen Hebezeugs 15 einfach in den vorbereiteten Graben 16 mit entsprechend rechteckförmigem Grundriß abgesetzt und ni­ velliert, wobei zur Verbesserung des Wärmeübergangs vom gewachsenen Erdreich 2 auf den Fundamentkörper 1 in den da­ zwischen befindlichen Hohlraum eine fließ- oder schüttfä­ hige Füllmasse hoher Wärmeleitfähigkeit z.B. magerer Schütt­ beton eingefüllt wird (nicht gezeigt). Zur Vergrößerung seiner in Erdberührung stehenden Oberfläche kann, wie in Fig. 4 gezeigt ist, der Fundamentkörper 1 innen und außen angeformte Rippen 17 aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend den Fig. 1-4 sowie auch bei allen weite­ ren Beispielen ist ferner von Bedeutung, daß der Fundament­ körper eine große Bauhöhe (z.B. 1,0 bis 1,20 m) hat, daß ein wesentlicher Teil der für den Wärmeübergang wirksamen Oberfläche (wenigstens 1/3) unter der Frostgrenze im Erd­ reich 2 liegt. Vorzugsweise befindet sich 2/3 bis 3/4 die­ ser für den Wärmeübergang wirksamen Oberfläche des Funda­ mentkörpers unter dieser Frostgrenze. Auf diese Weise kann der in dem Fundamentkörper 1 eingebettete Absorberkreis 7 auch dann noch Wärme aus dem Erdreich entnehmen, wenn der obere, über der Frostgrenze liegende Teil des Erdreichs be­ reits durch strengen Frost gefroren ist.

Die das Rohrsystem 13 des Absorberkreises 7 bildende Rohr­ leitung ist in dem kastenförmigen Fundamentkörper 1 wendel­ förmig mit relativ großen Radien an den Ecken des Funda­ mentkörpers an einem tragenden Gestell 33 angeordnet (z.B. mittels Befestigungsdrähte), das ganz oder teilweise durch die Bewehrung 34 des Betonkörpers 1 gebildet ist. Durch diese großen Radien wird der Reibungswiderstand für die das Rohrsystem 13 durchströmende Sole entsprechend niedrig ge­ halten. Das Gestell 33 fixiert die Rohrleitung bis der Be­ ton ausgehärtet ist. Um den Wärmeübergang vom Erdreich 2 auf das Rohrsystem 13 des Absorberkreises 7 weiter zu ver­ bessern, ist das Rohrsystem 13 ziemlich dicht neben den Außenwänden des Fundamentkörpers 1 angeordnet. Mit 18 ist eine Nische in dem Fundamentkörper 1 bezeichnet, in welche ein an das Rohrsystem 13 anzuschließender Sole-Sammler bzw. -Verteiler (nicht gezeigt) eingebaut werden kann, wodurch eine schnelle und kostensparende Verbindung mit der Wärme­ pumpe 5 möglich ist.

In Fig. 5 ist eine Variante gezeigt, bei der das Rohrsy­ stem 13 des Absorberkreises 7 über den Fundamentkörper 1 nicht nur Erdwärme, sondern zusätzlich über die Außenwände der Fertiggarage 3 auch Wärme aus der Umgebungsluft usw. entnehmen kann. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Funda­ mentkörper 1 und der Fertiggarage 3 ein längliches plat­ tenförmiges Wärmeübertragungselement 19 z.B. aus Leicht­ metall vorgesehen, welches sich z.B. über die drei massi­ ven Außenwände der Fertiggarage 3 erstrecken und in wärme­ leitender Berührung mit der obersten Wendel des Rohrsy­ stems 13 gebracht werden kann.

Um eine möglichst große Wärmeübergangsfläche zwischen dem Fundamentkörper 1 und dem Erdreich 2 zu erhalten, ist der Fundamentkörper 1, wie schon erwähnt, als Hohlkörper ka­ stenförmig ausgebildet, was bedeutet, daß seine innere und äußere Umfangslinie im Grundriß wesentlich länger als die äußere Umrißlinie der Fertiggarage 3 ist. Dieses Prinzip gilt auch dann, wenn der Fundamentkörper nicht aus einem, sondern aus zahlreichen einzelnen Teilen besteht. Ein der­ artiges Beispiel ist in den Fig. 6-11 gezeigt. Dort sind als Fundamente für ein Wohngebäude 21 bzw. ein Neben­ gebäude 22 zahlreiche entlang dem Grundriß 210, 220 dieser Gebäude im gegenseitigen Abstand voneinander angeordnete, säulenförmige Fundamentkörper 20 ins Erdreich 2 eingesetzt. Bei diesem Beispiel entfällt auch die Unterkellerung des Wohngebäudes 21, was Investitionskosten spart. Die säulen­ förmigen Fundamentkörper 20 bestehen am besten gleichfalls aus fabrikmäßig hergestellten Beton-Fertigbauteilen, in die im Zuge der Herstellung jeweils wendelförmige Rohrlei­ tungen 13 A mit einem tragenden Gestell 33 A eingebettet werden. (Jedoch können auch fabrikgefertigte Rohrwendeln 13 A an einem tragenden Gestell 33 A in Baugruben eingesetzt werden, die örtlich mit Beton ausgegossen werden).

Die Rohrleitungen 13 A in den einzelnen säulenförmigen Funda­ mentkörpern 20 befinden sich dicht neben den zylindrischen Außenwänden dieser Körper und sind durch nicht gezeigte über­ brückende Rohrleitungen parallel geschaltet untereinander sowie mit der Wärmepumpe der Wärmegewinnungsanlage verbun­ den, die der in Fig. 1 gezeigten entsprechen kann. Die Vor­ teile dieser Anordnung bestehen unter anderem darin, daß die Fundamentkörper 20 als Fertigbauteile infolge ihrer re­ lativ kleineren Abmessungen einfacher zu transportieren sind und daß die Wärmeaufnahmeleistung des sich aus den einzel­ nen wendelförmigen Rohrleitungen 13 A in den Fundamentkör­ pern 20 zusammensetzenden Absorberkreises 7 durch eine grö­ ßere oder kleinere Anzahl von Fundamentkörpern 20 dem Wärme­ bedarf des Wohngebäudes 21 angepaßt werden kann. Eine Min­ destzahl dieser Fundamentkörper 20 wird dabei sowohl durch die energietechnische wie auch durch ihre statische Funk­ tion für das jeweilige Gebäude bestimmt. Die Fundamentkör­ per können auch als Hohlzylinder vorgefertigt werden.

In Fig. 10 ist eine Variante der säulenförmigen Fundament körper 20 A in einer Ausführung aus Ortbeton gezeigt. In die Grube bzw. das Bohrloch 24 im Erdreich 2 wird zunächst das Gestell 33 A mit der angebundenen Rohrleitung 13 A eingesetzt. Dann wird in das Bohrloch 24 Beton 26 eingebracht, um den Fundamentkörper 20 A zu bilden, in dem die Rohrleitung 13 A mit Gestell 33 A eingebettet wird. Mit 27 ist eine Boden­ platte für das betreffende Gebäude bezeichnet, die auf einer Reihe von Fundamentkörpern 20 A aufgelagert ist.

In Fig. 11 ist neben einem Wohngebäude 28 eine Reihe von Fertiggaragen 29 gezeigt, die in Abhängigkeit vom Wärme­ bedarf des Gebäudes 28 alle oder nur teilweise auf säulen­ förmige Fundamentkörper 20 oder 20 A mit eingebetteten Rohr­ leitungen 13 A entsprechend Fig. 8 oder 10 aufgelagert sind. Die Verbindung der Rohrleitungen 13 A in den einzelnen Fun­ damentkörpern 20 untereinander und mit der Wärmepumpe er­ folgt in der bereits oben in Verbindung mit den Figuren 6 und 7 erläuterten Art und Weise.

Fig. 12 zeigt als weiteres Beispiel eine Reihenanlage von Fertiggaragen 29, welche jeweils auf Fundamentkörper 30 aufgelagert sind, die aus fabrikmäßig vorgefertigten Beton­ platten bestehen. Diese Betonplatten 30 werden hochkant in entsprechende Gräben im Erdreich 2 ähnlich den Fundament­ körpern 1 bzw. 20 eingesetzt. In jedem plattenförmigen Fun­ damentkörper 30 ist eine Rohrschlange 31 an einem tragenden Gestell (nicht gezeigt) eingebettet; alle Rohrschlangen 31 in sämtlichen Fundamentkörpern 30 sind parallel mit nicht gezeigten Rohrleitungen verbunden, die ihrerseits an der Wärmepumpe der betreffenden Wärmegewinnungsanlage ange­ schlossen sind, welche der in Fig. 1 gezeigten entsprechen kann. Jede einzelne Fertiggarage 29 ist hier entlang ihren Längsseiten auf zwei plattenförmige Fundamentkörper 30 auf­ gelagert. Es können jedoch auch plattenförmige Fundament­ körper an den Querseiten angeordnet sein.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 ist jede Fertiggarage 29 auf einem kastförmigen Fundamentkörper 1 aufgelagert, der dem in Fig. 4 gezeigten entspricht, mit Ausnahme, daß hier die Rippen 17 weggelassen sind. Die wendelförmig ver­ laufenden Rohrleitungen 13 in den einzelnen Fundamentkör­ pern 1 sind parallel an nicht gezeigte Rohrleitungen ange­ schlossen, welche ihrerseits mit der Wärmepumpe der Wärme­ gewinnungsanlage verbunden sind. Bei dieser Variante wird zur Aufnahme der zahlreichen nebeneinander anzuordnenden Fundamentkörper 1 im Erdreich 2 eine entsprechend große Grube ausgehoben, in welche die Fundamentkörper 1 aufeinan­ der ausgerichtet eingesetzt und nivelliert werden, so daß ihre Oberkanten bündig miteinander abschließen. Nach erfolg­ tem Verbinden ihrer Rohrleitungen 13, die gemeinsam den Ab­ sorberkreis 7 bilden, werden die Hohlräume 32 der Funda­ mentkörper 1 mit Erdreich ausgefüllt, und anschließend kön­ nen dann die einzelnen Fertiggaragen 29 auf die Fundament­ körper 1 aufgesetzt werden.

Die Fundamentkörper bestehen bei den beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen vorzugsweise aus Beton, können jedoch auch aus einem anderen Werkstoff mit ähnlichen Eigenschaften (gute Wärmeleitfähigkeit und hohe Belastbarkeit) bestehen.

Claims (17)

1. Wärmegewinnungsanlage zur Nutzbarmachung von Erdwärme z.B. zur Gebäudeheizung mit einer Wärmepumpe zwischen einem die Erdwärme aufnehmenden Absorberkreis und einem Heizkreis, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (13, 31) des Absorberkreises (7) an einem tragenden Ge­ stell (33) angeordnet ist und mit einer Beton-Umhüllung zu einem statisch tragenden Gebäude-Fundamentkörper (1, 20, 30) kombiniert wird, daß von der in Erdberührung befindlichen und für den Wärmeübergang wirksamen Ober­ fläche des Fundamentkörpers (1, 20, 30) mindestens ein Drittel unter der Frostgrenze im Erdboden (2) liegt und daß die Summe der Umfangslinien des oder der Fundament­ körper im Grundriß gemessen mindestens annähernd so lang wie die äußere Umrißlinie des von wenigstens einem Fun­ damentkörper getragenen Gebäudes ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Rohrsystem (13 A) des Absorberkreises (7) tragenden Gestell (33) in eine Baugrube (24) eingesetzt wird, die die zur Ausbildung der Beton-Umhüllung bzw. des statisch tragenden Gebäude-Fundamentkörpers (20 A) mit Beton (26) ausgegossen wird.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebäude-Fundamentkörper (1, 20, 30) mit dem eingebette­ ten Rohrsystem (13, 31) des Absorberkreises (7) und seinem tragenden Gestell (33) als transportables Beton- Fertigbauteil ausgebildet wird, wobei nach seinem Ein­ setzen in eine Baugrube (16) am Einsatzort ein gut wär­ meleitender Verbund zwischen diesem und dem gewachsenen Baugrund hergestellt wird.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das tragende Gestell (33) für das Rohrsy­ stem (13) des Absorberkreises (7) zugleich die Beweh­ rung oder ein Teil der Bewehrung für den Fundamentkör­ per (1) aus Beton bildet.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fundamentkörper (1) zur Vergrößerung seiner in Erdbe­ rührung stehenden Oberfläche mit Vorsprüngen, Rippen (17) oder dgl. versehen ist.

6. Anlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Wärmeübergangsfläche zwischen den Fundamentkörpern (1, 20, 30) und dem Erdreich (2), gemessen in m², zum Volumen der Fundamentkörper, gemes­ sen in m³, den Wert von mindestens 8×m^-1 ausmacht.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rohrsystem (13, 31) in dem Fundament­ körper (1, 20, 30) nahe dessen in Erdberührung stehen­ der Oberfläche angeordnet ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fundamentkörper (1) hohl sind und der bzw. die Hohlräume (32) in Erdberührung bringbar ist bzw. sind.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume der Fundamentkörper (1) beim Einbringen der­ selben ins Erdreich oben und/oder unten offen und oben gegebenenfalls durch eine Platte z.B. Bodenplatte verschließbar sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fundamentkörper aus einzelnen Teilen (20, 30) bestehen, die entlang dem jeweiligen Gebäude­ grundriß (z.B. 210, 220) angeordnet sind und deren Rohr­ systeme (13 A, 31) durch überbrückende Rohrleitungen verbunden sind.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fundamentkörper (20) aus Säulen mit kreisrundem oder polygonem Querschnitt bestehen.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fundamentkörper (30) aus hochkant anzuordnenden Platten bestehen.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Fundamentkörper (1) kastenförmig mit oder ohne Bodenplatte ausgebildet ist.

14. Anlage nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (13, 13 A) in dem kastenförmigen oder säulenförmigen Fundamentkörper (1, 20) aus wenigstens einer wendelförmig angeordneten Rohrleitung besteht.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Verbesserung des Wärmeübergangs vom gewachsenen Erdreich (2) auf den als Beton-Fertig­ bauteil ausgebildeten Fundamentkörper (1, 20, 30) der dazwischen befindliche Hohlraum mit einer fließ- oder schüttfähigen Füllmasse hoher Wärmeleitfähigkeit (z.B. magerer Schüttbeton) ausgefüllt wird.

16. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fundamentkörper (1) mit einem eingebauten Sole-Sammler und -Verteiler versehen ist.

17. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Fundamentkörper (1) und dem darüber befindlichen Gebäude (3) bzw. Gebäudeteil wenigstens ein Element (19) mit hoher Wärmeleitfähig­ keit zur Wärmeübertragung vorgesehen ist.