DE8215688U1 - Vorrichtung zur gewinnung von waermeenergie aus festmist - Google Patents

Description

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Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wärmeenergie aus Festmist, mit zumindest einem in den Pestmist einzubettenden, von Rohren gebildeten Leitungssystem für ein strb'mungsfähiges Medium, insbesondere Wasser, wobei mehrere Rohre zu einer Gruppe zusammengefaßt sind.

Bekanntlich entsteht in F_estmist bei der Verrottung eine erhebliche Wärmemenge, die bisher kaum genutzt wurde. Einer der wenigen Vorschläge, diese Wärmemenge zu nutzen, besteht darin, Polyäthylenrohre in die Bodenplatte einer Dungstätte einzubetten. Durch die im Mist entwickelte Wärme wird das in den Rohren strömende Wärmeträgermedium erwärmt, vrobei die aufgenommene Wärme entweder direkt, z.B. für Gebrauchswasser genutzt werden kann oder indirekt in beliebiger Weise für die Energiegewinnung nutzbar gemacht werden kann. Nachteilig beim bekannten Vorschlag ist jedoch, daß eine unbewegliche bzw. unveränderbare Anordnung \ der Rohre in der Bodenplatte vorliegt. Da in erster Linie I die der Bodenplatte benachbarten Mistpartien ihre Wärme _f abgeben, ergibt sich bald eine Abkühlung der der Bodenplatte benachbarten Mistmengen, wogegen die der Bodenplatte ferne Mistmengen ihre Wärme im wesentlichen behalten. Um auch die in den Bodenplatten fernen Mistmengen enthaltene Wärme zu gewinnen, muß der Mist umgeschaufelt werden, was nicht immer und überall problemlos möglich ist.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß ihr Wirkungsgrad erhöht wird, wobei zugleich das erwähnte Umschaufeln des Mistes entfällt. Die Neuerung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Rohre jeder Gruppe in Mäanderform in Serie aneinander angeschlossen sind, wobei die zur einen Seite des Mäanders liegenden Umlenkstellen desselben nebeneinander zu einer Linie ausgerichtet angeordnet sind und an einer allen diesen Umlenkstellen gemeinsamen Schiene befestigt sind und wobei die Rohre an den der Schiene abgewendeten Umlenkstellen des Mäanders mit Einführkeilen und bzw. oder Ausziehkeilen versehen sind. Auf diese Weise lassen sich die

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Rohre jeder Gruppe gemeinsam bewegen, so daß sie z.B_c mittels eines Traktors aus dem Mist gemeinsam herausgezogen oder auch in den Mist hineingeschoben werden können. Die Einführ- bzw. Ausziehkeile erleichtern dies. Die neuerungsgemäße Vorrichtung ist daher für mehrere Festmistmengen wahlweise einsetzbar bzw. es können unterschiedliche Abschnitte derselben Festmistmenge zur Wärmegewinnung erfaßt werden. Die in Mäanderform angeordneten Rohre behindern die erwähnte Einschub- bzw. Ausziehbewegung nicht wesentlich, wogegen bei der eingangs geschilderten bekannten Vorrichtung eine solche Einschiebung bzw. Ausziehung nicht möglich wäre, da dort die Polyäthylenrohre zueinander parallel geschaltet oder als Rohrschlangen ausgebildet sind, v/as beides eine Verschiebung der Rohre im Festmist unmöglich macht, abgesehen davon, daß bei der bekannten Vorrichtung durch die Einbettung der Polyäthylenrohre in die Bodenplatte von vorne herein eine Bewegung der Rohre verhindert ist.

Außerdem hat die neuerungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß sich durch die mäanderförmige Anordnung der Rohre ein langer Strömungsweg für das in den Rohren strömende Wärmeträgermedium, insbesondere Wasser, ergibt, so daß höhere Temperaturen dieses Mediums erreichbar sind. Es hat sich gezeigt, daß bei durchschnittlicher Festmistzusammensetzung eine Erwärmung von Wasser auf etv/a 60°C möglich ist. Außerdem wird die Mistqualität bzw. die Qualität des aus dem Mist gewonnenen Düngers bzw. Kompostes nicht geändert, wenn der Wärmeentzug nicht zu vollständig ist. Da gemäß der Neuerung jedoch verschiedene Bereiche der zur Verfügung stehenden Festmistmenge erfaßbar sind, kann eine übermäßige Abkühlung des Festmistes leicht vermieden werden. Es kann auch gemäß einer Weiterbildung der Neuerung die Anordnung so getroffen sein, daß zumindest zwei Leitungssysteme vorhanden sind, die wechselweise, z.B. durch eine Schaltuhr, einschaltbar sind. Während der Betriebspausen des gerade nicht eingeschalteten Leitungssystemes können sich die es umgebenden Festmistpartien wieder erwärmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung ist die Schiene ein die Umlenkstellen umgreifendes U-Profil.

Dadurch läßt sich die Schiene leicht und dauerhaft an den Rohren befestigen, z.B. durch Schweißung und es werden die Umlenkstellen durch die sie dreiseitig abdeckende Schiene geschützt.

Gemäß einer Weiterbildung der Neuerung hat jeder Einführkeil einen zugespitzten Grundkörper, in welchem ein Verbindungskanal vorgesehen ist, in den zwei Anschlußbohrungen für die mit dem Einführkeil zu verbindenden Rohre münden. Um die Ausbildung des Verbindungskanales zu erleichtern, reicht im Rahmen der Neuerung der Verbindungskanal bis zur Mantelfläche des Grundkörpers und ist dort durch einen Pfropfen verschlossen.

Für die Ausbildung des Ausziehkeiles ist es im Rahmen der Neuerung besonders günstig, wenn jeder Ausziehkeil von einer an der Umlenkstelle des Mäanders zwischen den beiden Rohren angeordneten, nach hinten gerichteten Verlängerung des Einführkeiles gebildet ist, die keilförmig angeordnete bzw. auf eine Schneide zulaufende Wände hat. Durch diese Schneide wird bei der Ausziehung der Rohre die MistciGnge zerteilt und dadurch den Ausziehwiderstand der Mäanderumlenkstelle verringert.

Es ist ferner von Vorteil, wenn für die Rohre eine Führung mit Öffnungen zum Hindurchstecken der Rohre vorhanden ist. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung der Kohre im Festmist gewährleistet.

Im Rahmen der Neuerung bestehen die Rohre aus würmeleitendem Material, insbesondere rostfreiem Stahl. Dies hat den Vorteil eines besseren Wärmeüberganges vom Mist auf das Wärmeträgermedium im Vergleich zu den bekannten Polyäthylenrohren.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Neuerungs gegenstandes schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine neuerungsgemäße Vorrichtung in der Gebrauchsstellung. Fig. 2 ist eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1. Fig. 3 zeigt in Draufsicht ein bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 verwendetes Rohrsystem. Fig. 4 zeigt einen Einführkeil in Ansicht und Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der

Fig. 4. Pig. β zeigt ein Detail im Schnitt. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvar-iante zur Fig. 1. Fig. 8 zeigt eine Anlage mit zwei Leitungssystemen zur Erwärmung von Gebrauchswasser und Fig. 9 zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 8.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 ist Festmist 1 in .einem durch Wände begrenzten Abteil gelagert. In den Festmist sind mehrere Leitungssysteme 3 eingebettet, deren jedes aus mäanderförmig in Gruppen aneinander angeschlossenen Rohren 4 (Fig. 3) besteht, wobei jede dieser Gruppen fünf Rohrpaare aufweist und benachbarte Gruppen, die auf derselben Höhe liegen, miteinander in Serie geschaltet sind. Um die Höhenlage der einzelnen Gruppen von Rohren 4 im Festmist 1 zu sichern, hat zumindest eine der Wände die Funktion einer Führung 2, die Öffnungen 5 zum Hindurchstekken je eines Rohrpaares aufweist. Dadurch können die Leitungssysteme 3 bzw. deren Rohrgruppen von außen durch die Öffnungen 5 in den Festmist eingeschoben und hiebei in diesem eingebettet werden. Um dies zu erleichtern, hat jedes Rohrpaar an seinem Einschiebende einen Einführkeil 6, der aus Stahl oder Hartkunststoff besteht, wogegen die Rohre 4 aus wärmeleitendem Material, insbesondere Stahl, bestehen. Jeder Einführkeil 6 hat einen mit einer Spitze 7 (Fig. 4, 5) versehenen Grundkörper 8, in welchem ein Verbindungskanal 9 vorgesehen ist, in den zwei Anschlußbohrungen 10 für die mit dem Einführkeil 6 zu verbindenden Rohre 4 münden. Auf diese Weise können die mit Gewinde versehenen Enden der Rohre 4, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Dichtungen, leicht mittels des Einführkeiles 6 so verbunden werden, daß die Umlenkstelle des Mäanders entsteht. Der Verbindungskanal 9 reicht an seinem einen Stirnende bis zur Mantelfläche 11 des Grundkörpers 8 des Einführkeiles 6 und ist dort durch einen eingeschweißten Pfropfen 12 dicht verschlossen. Dadurch läßt sich der Verbindungskanal 9 als Bohrung ausbilden,

Die jeweils anderen Stirnenden der Rohre 4 sind mittels üblicher Krümmer 13 (Fig. 3) aneinander zur Bildung des mäanderförmigen Leitungssystemes 3 angeschlossen. Alle Rohrkrümmer eines Leitungssystems sind durch eine die von den

Krümmern 13 gebildeten Umlenkstellen umgreifende Schiene 14 mit U-Profil abgedeckt, wobei die Schenkel des U zwischen je zwei Rohren 4 mit Schrauben 15 zusammengespannt sind. Dadurch werden die Schenkel der Schiene 14 gegen die Rohre 4 gepreßt und dadurch die Schiene 14 fest mit den Rohren bzw. den Krümmern 13 verbunden. An der Schiene 14 sind Haken oder Ösen 16 befestigt, an denen Zugorgane, z.B. Ketten oder Stahlseile, befestigt werden können, so daß das Leitungssystem 3 aus dem Festmist, z.B. mittels eines Traktors, f herausgezogen werden kann. Um dies zu erleichtern, sind an J. den Rohren 4 bzw. den Einführkeilen 6 auch Ausziehkeile 17 (Fig. 6) befestigt, die z.B. von je einer hinteren Verlängerung der Einführkeile 6 gebildet sein können, die zwischen den beiden durch den Einführkeil 6 zusammengefaßten Rohren angeordnet und am Grundkörper 8 des Einführkeiles 6 befestigt sein können. Die der Spitze 7 abgewendeten Enden dieser Ausziehkeile 17 sind mit einer Schneide 18 versehen.

Durch das von den Leitungssystemen 3 gebildete Rohrsystem, das in den Mist 1 eingebettet ist, wird mittels einer nicht dargestellten Umlaufpumpe Wasser hindurchgeleitet, das durch die vom Festmist 1 entwickelte Wärme aufgeheizt wird. Die vom Wasser aufgenommene Wärme kann in an sich bekannter Weise genützt werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 6 ergibt sich durch die Öffnungen 5 eine genau festgelegte Höhenlage der Leitungssysteme 3 im Festmist 1. Derartige Anordnungen lassen sich auch bei sehr großen Abteilen bzw. großen Längen der Rohre 4 problemlos bewältigen, insbesondere wenn die Anordnung nach Fig. 7 verwendet wird, die die einzelnen Leitungssysteme 3 in Ansicht von der Schiene 14 her zeigt und bei welcher die von den Leitungssystemen 3 gebildeten Rohrgruppen durch strichliert gezeichnete Verbindungsleitungen 19 untereinander verbunden sind. Diese Verbindungsleitungen 19 können auch außerhalb des Festmistes 1 verlaufen und von Schläuchen oder Rohren gebildet sein. Das ge- _;, samte System ist mit einer Entnahmeleitung 20, die z.B. zu | einem Heißwasserspeicher führt, verbunden, sowie mit einer K Zufuhrleitung 21, in die eine nicht dargestellte Umlauf-

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pumpe eingeschaltet ist und die z.B. ebenfalls an den Heißwasserspeicher angeschlossen ist. Selbstverständlich läßt sich eine derartige Vorrichtung sowohl in der gleichen Weise in den Festmist 1 einbringen, wie dies im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 6 beschrieben wurde, was durch die Einführkeile bzw. Ausziehkeile erleichtert wird, als auch dadurch, daß eine solche Vorrichtung oder Teile derselben bei der Anhäufung des Festmistes 1 in diesen eingelegt und auf diese Weise in d η Festmist 1 eingebettet werden. Die Herausziehung bzw. Wiedereinschiebung einzelner Leitungssysteme 3 ist dann wie oben beschrieben möglich.

Bei der Anlage nach Fig. 8 zur Bereitung von warmem Gebrauchswasser ist ein Heißwasserspeicher 22 vorgesehen, an den Leitungen 23, 24 oben bzw. unten angeschlossen sind. Die Leitung 24 führt über eine Verzweigung zu zwei Umlaufpumpen 25, 26, deren jede mit ihrer Druckseite an eine Leitung 21 angeschlossen ist, wobei die beiden Leitungen 21 zu zwei voneinander getrennten Leitungssystemen 3, 3¹ führen. Die Entnahmeleitungen 20 dieser beiden Leitungssysteme 39 3' sind an die beiden Eingänge eines Umschaltventiles 29 angeschlossen, dessen Ausgang an die Leitung 23 angeschlossen ist. Die beiden Umlaufpumpen 25, 26 und das Umschaltventil 29 können durch eine Schaltuhr 27 wechselweise eingeschaltet bzw. umgeschaltet werden, so daß jeweils nur das eine der beiden Leitungssysteme 3, 3' wirksam ist. Das Umschaltventil 29 verhindert, daß ein Rückfluß des Warmwassers in die gerade nicht wirksame Leitung 21 stattfinden kann, so daß der Wasserkreislauf über den Heißwasserspeicher 22 laufen muß.

Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 9 ist nur eine Umlaufpumpe 25 an die Leitung 24 angeschlossen, wobei die Druckseite dieser Umlaufpumpe 25 zu einem Dreiwegeventil führt, an dessen beide Ausgänge die beiden zu den Leitungssystemen 3, 3^f führenden Zufuhrleitungen 21 angeschlossen sind. Dieses Dreiwegeventil 28 kann durch eine Schaltuhr 27 so umgeschaltet werden, daß jeweils nur eines der beiden Leitungssysteme 3, 3» von der Flüssigkeit durchströmt und

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damit wirksam ist.

_o Mit den Anlagen nach den Fig. 8 und 9 ist es möglich,

die Wärme dem Festmist bakterienschonend zu entnehmen, so daß sich die dem gerade nicht wirksamen Leitungssystem zugeordneten Bakterien erholen können, während das andere Leitungssystem wirksam ist. Selbstverständlich lassen sich derartige Anlagen auch auf mehr als zwei Leitungssysteme erweitern.

Claims (8)

Schutzansprüche :

1. Vorrichtlang zur Gewinnung von Wärmeenergie aus Festmist, mit zumindest einem in den Festmist einzubettenden, von Rohren gebildeten Leitungssystem für ein strömungsfähiges Medium, insbesondere Wasser, wobei mehrere Rohre zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rohre (4) jeder Gruppe in Mäanderform in Serie

aneinander angeschlossen sind, wobei die zur einen Seite des Mäanders liegenden Umlenkstellen desselben nebeneinander zu einer Linie ausgerichtet angeordnet sind und an einer allen diesen Umlenkstellen gemeinsamen Schiene (14) befestigt sind, und wobei die Rohre (4) an den der Schiene (14) abgewendeten Umlenkstellen des Mäanders mit Einfünrkeilen (6) und bzw. oder Ausziehkeilen (17) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (14) ein die Umlenkstellen umgreifendes U-Profil ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeler Einführkeil (6) einen zugespitzten Gpundkörper (8) hat, in welchem ein Verbindung-skanal (9) vorgesehen ist, in den zwei Anschlußbohrungen (10) für die mit dem Einführkeil (6) zu verbindenden Rohre (4) münden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (9) bis zur Mantelfläche (11) des Grundkörpers (8) reicht und dort durch einen Pfropfen (12) verschlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausziehkeil (17) von einer an der Umlenkstelle des Mäanders zwischen den beiden Rohren (4) angeordneten nach hinten gerichteten Verlängerung des Einführkeiles (6) gebildet ist, die keilförmig angeordnete bzw. auf eine Schneide (18) zulaufende Wände hat.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rohre (4) eine Führung (2) mit Öffnungen (5) zum Hindurchstecken jeweils zweier Rohre (4) der Gruppe vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

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gekennzeichnet, daß zumindest zwei Leitungssysteme (3, 3¹) vorhanden sind, die wechselweise, z.B. durch eine Schaltuhr (27), einschaltbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (4) aus wärmeleitenden Material bestehen.

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