DE9316592U1 - Heat pump tank - Google Patents
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Description
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Johann Neudorfer
Unterlixlau 17
A-4844 RegauJohann Neudorfer
Unterlixlau 17
A-4844 Regau
WärraepumpenbehälterHeat pump tank
Die Erfindung betrifft einen Wärmepumpenbehälter nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heat pump container according to the preamble of claim 1.
Bei Wärmepumpen mit Erdwärmeko11ektoren für die Direktverdampfung des Kältemittels bestehen Zu- und Ableitungsrohrstränge gewöhnlich aus Kupfer mit einer Kunststoffummantelung, wie Polyäthen.In heat pumps with geothermal collectors for direct evaporation of the coolant, the supply and discharge pipes are usually made of copper with a plastic coating, such as polyethylene.
Diese Rohrstränge mit Rohrdurchmessern von 10 bis 20 mm sind zu Montageringen von 50 bis 120 m und vorzugsweise von 75 m Gesamtrohrlänge, Durchmessern von 0,50 bis 1,50 m und einer Höhe von 5 bis 20 cm gewickelt und werden in dieser Form an die Verlegungsstelle angeliefert, wo sie auf der dafür vorgesehenen, eingetieften Sohle des Erdreiches ausgelegt werden und an den einen Enden miteinander verbunden sind, während ihre Anschlußenden durch die Wand eines Verteilerschachtes, eines KeIlerlichtschachtes oder durch die Kellermauer des zu beheizenden Gebäudes an die Verteileranschlüsse der Verdampfersammelleitungen einer Wärmepumpe geführt und eingelötet werden.These pipe strings with pipe diameters of 10 to 20 mm are wound into assembly rings of 50 to 120 m and preferably 75 m total pipe length, diameters of 0.50 to 1.50 m and a height of 5 to 20 cm and are delivered in this form to the installation site, where they are laid out on the designated, sunken base of the ground and connected to one another at one end, while their connecting ends are led through the wall of a distribution shaft, a basement light shaft or through the basement wall of the building to be heated to the distribution connections of the evaporator manifolds of a heat pump and soldered in.
Ganz besonders schwierig und zu Störungen Anlaß gebend ist dabei, daß die notwendigen Verbindungen zwischen den Rohrleitungen auf der Bau-What is particularly difficult and causes problems is that the necessary connections between the pipelines on the construction site
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stelle hergestellt werden müssen, wodurch leicht Fehler, insbesondere Verunreinigungen, Undichtigkeiten oder schlecht verlötete Stellen auftreten können, die dann schwierig zu beseitigen sind.location, which can easily lead to errors, in particular contamination, leaks or poorly soldered points, which are then difficult to eliminate.
Bei Verwendung FCKW-freier Kältemittel, wie beispielsweise Propan oder anderen altenativen Kältemittel, besteht eine besondere Gefährdung durch Ausströmen des brennbaren, explosiven und/oder giftigen Kältemittels in das zu beheizende Gebäude.When using CFC-free refrigerants, such as propane or other alternative refrigerants, there is a particular risk of the flammable, explosive and/or toxic refrigerant escaping into the building to be heated.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine einfachere, raschere Montage der Wärmepumpenanlage und eine einfachere Handhabung bei der Verlegung der Erdwärmekollektoren zu erreichen.The object of the invention is to avoid these disadvantages and to achieve a simpler, faster installation of the heat pump system and easier handling when laying the geothermal collectors.
Diese Aufgabe wird bei einem Erdwärmekollektor der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved in a geothermal collector of the type mentioned at the outset with the features of the characterizing part of claim 1.
Die Unteransprüche, die ebenso wie Anspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung der Anmeldung bilden, betreffen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims, which, like claim 1, simultaneously form part of the description of the application, relate to particularly advantageous embodiments of the invention.
Durch die Anwendung eines im Freien aufgestellten Behälters für die Montage der Wärmepumpe und der Verteiler an die die Erdwärmekol lektoren angeschlossen werden, wird bei Anwendung gasdichter Heizschläuche oder Hüllrohre, sowie elektrischer Versorgungs- und Steuer leitungen, die Gefährdung durch ausströmendes Kältemittel beseitigt.By using a container set up outdoors for the installation of the heat pump and the distributor to which the geothermal collectors are connected, the risk of escaping coolant is eliminated when using gas-tight heating hoses or sheaths, as well as electrical supply and control cables.
Die Gefährdung durch ausgeströmtes oder ausströmendes Kältemittel bei öffnen des Deckels des Wärmepumpenbehälters wird durch eine flache Ausbildung des Wärmepumpenbehälterunterteils vermieden, weil dadurch das Kältemittel sehr rasch aus dem Behälter abgeführt wird.The danger posed by leaking or escaping coolant when opening the lid of the heat pump tank is avoided by a flat design of the lower part of the heat pump tank, because this allows the coolant to be drained out of the tank very quickly.
Bei großen Erdwärmepumpenbehälter bei denen auch eine Ausführung aus Beton sinnvoll ist, ist die Anwendung eines Lüftungsgebläses mit explo-35 For large geothermal heat pump tanks where a concrete design is also sensible, the use of a ventilation fan with explo-35 is recommended.
a.a.
sionsgeschütztem Motor zur Vermeidung gefährlicher Gasmischungen bei Ausströmen von Kältemittel notwendig.A leak-proof motor is necessary to avoid dangerous gas mixtures if refrigerant escapes.
Besonders vereinfachend für die Montage ist es, wenn die Durchführungsstutzen oder die dichten Durchführungen für die das Kältemittel führenden Zu- und Ableitungssrohrstränge im Unterteil des Behälters angebracht sind, weil dadurch eine gute Zugänglichkeit bei Montage und Revision besteht.It is particularly easy to install if the feedthrough nozzles or the sealed feedthroughs for the supply and discharge pipes carrying the refrigerant are installed in the lower part of the tank because this allows good accessibility for installation and inspection.
Zur Anhebung der Temperatur im Wärmepumpenbehälter bis oberhalb des Taupunktes ist es vorteilhaft, die Innenwand mit einer Wärmeisolation zu versehen, wobei die Versetzung des Wärmepumpenbehälters im Erdreich die Wärmeisolation verbessert und gleichzeitig Behälter und Leitungen schützt, die ebenfalls unterirdisch verlegt sind.To raise the temperature in the heat pump tank above the dew point, it is advantageous to provide the inner wall with thermal insulation, whereby the relocation of the heat pump tank in the ground improves the thermal insulation and at the same time protects tanks and pipes that are also laid underground.
Die dichte und lösbare Verbindung zwischen Deckel und Unterteil des Wärmepumpenbehälters verhindert den Gasaustausch und das Eindringen von Tieren oder Verschmutzung und kann gegen Zufrieren mit einer Begleitheizung ebenso ausgestattet sein, wie das Behälterinnere.The tight and detachable connection between the lid and the bottom of the heat pump tank prevents gas exchange and the ingress of animals or dirt and can be equipped with a heating system to prevent freezing, just like the inside of the tank.
Ganz besonders arbeitssparend und die Qualität der Rohrverbindungen verbessernd ist es, wenn die Anschlußenden der Zu- und Ableitungsrohrstränge des Erdwärmekollektors bereits in der Werkstatt an die Verteiler der Verdampfersammei 1eitungen der Wärmepumpe angeschlossen werden können.It is particularly labor-saving and improves the quality of the pipe connections if the connection ends of the supply and discharge pipes of the geothermal collector can already be connected to the distributors of the evaporator manifolds of the heat pump in the workshop.
Dies ist dann am einfachsten möglich, wenn die Wärmepumpe in einem Wärmepumpenbehälter angebracht ist, der zum Aufstellen im freien Erdreich bestimmt ist und bei dem die Verteiler der Wärmepumpe mit Durchführungsstutzen in der Außenwand des Behälters verbunden sind, an welche die Anschlußenden der Zu- und Ableitungen des Erdwärmekollektors, die noch zu einem Montagering gewickelt sind, angeschlossen werden oder durch abgedichtete Durchführungen in den Wärmepumpenbehälter geführt werden, wobei eine besonders einfache Lösung darin besteht, die noch zu Montageringen gewickelten Erdwärmekollektoren, die im Durchmesser an den Durchmesser des Deckels des Wärmepumpenbehälters angepaßt sind, aufThis is easiest to do if the heat pump is installed in a heat pump tank that is intended for installation in the open ground and in which the heat pump distributors are connected to lead-through nozzles in the outer wall of the tank, to which the connection ends of the supply and discharge lines of the geothermal collector, which are still wound into an assembly ring, are connected or are led into the heat pump tank through sealed lead-throughs, whereby a particularly simple solution is to place the geothermal collectors, which are still wound into assembly rings and whose diameter is adapted to the diameter of the cover of the heat pump tank, on
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diesem abzulegen und mit einer Haltevorrichtung für den Transport und das Versetzen des Behälters zu sichern.This must be placed on top of the container and secured with a holding device for transport and relocation of the container.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wärmepumpenbehälter in der Werkstatte bei der Vormontage auf eine Palette gesetzt wird und die Erdwärmekollektoren und die Heizleitungen fertig montiert, mit dem Wärmepumpenbehälter verbunden werden und auf der Baustelle im Freien auf der vorbereiteten Sohle des Erdreiches in einer Tiefe, die auf die Bauhöhe des Wärmepumpenbehälters abgestimmt ist, aufgestellt wird.It is particularly advantageous if the heat pump tank is placed on a pallet in the workshop during pre-assembly and the geothermal collectors and heating pipes are fully assembled, connected to the heat pump tank and placed outdoors on the construction site on the prepared base of the ground at a depth that is tailored to the height of the heat pump tank.
Die Heizleitungen sind dabei in einem Heizschlauch oder in einem vorgefertigten, vorzugsweise zusammengesetzten, Hüllrohr durch das Erdreich und die Wand eines VerteilerSchachtes oder dergl. zu der Zentralheizungsanlage geführt und an diese angeschlossen.The heating cables are routed in a heating hose or in a prefabricated, preferably assembled, sheathing pipe through the ground and the wall of a distribution shaft or similar to the central heating system and connected to it.
Die Erdwärmekollektoren sind für die einfache Handhabung vorteilhafterweise zu Montageringen so gewickelt, daß die Anschlußenden der Zu- und Ableitungsrohrstränge an den äußeren Stirnseiten des Montageringes und deren gekrümmtes Verbindungsrohrstück im Inneren des Montageringes in einer Wickel ebene, mit möglichst jenem Krümmungsdurchmesser, der dem Verlegungsabstand von optimal etwa 60 cm entspricht oder diesem wenigstens angenähert ist, der aber wenigstens den zulässigen Krümmungsradius des Rohrmaterials nicht unterschreitet, angeordnet sind.For easy handling, the geothermal collectors are advantageously wound into mounting rings in such a way that the connecting ends of the supply and discharge pipe strands are arranged on the outer end faces of the mounting ring and their curved connecting pipe section inside the mounting ring in a winding plane, with the curvature diameter that corresponds to the installation distance of optimally around 60 cm or is at least approximate to it, but which at least does not fall below the permissible curvature radius of the pipe material.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Zu- und Ableitungsrohrstränge des Erdwärmeko11ektors ohne Verwindungen oder Drall der Rohre verlegt sind.It is also advantageous if the supply and discharge pipes of the geothermal collector are laid without twisting or twisting the pipes.
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungbeispielen beschrieben. Es zeigt:The invention is described using exemplary embodiments. It shows:
Fig. 1 die Draufsicht auf einen Montagering eines ErdwärmekollektorsFig. 1 the top view of a mounting ring of a geothermal collector
Fig. 2 die Stirnansicht eines Montageringes, teilweise aufgeschnitten nach I - IIFig. 2 the front view of a mounting ring, partially cut open according to I - II
Fig. 3 die Draufsicht auf einen verlegten Erdwärmekollektor mit Durchführung durch eine VerteilerwandFig. 3 the top view of a laid geothermal collector with passage through a distribution wall
Fig. 4 die Seitenansicht eines im freien Gelände im Erdreich aufgestellten Wärmepumpenbehälters mit angedeuteten Heizungsleitungen, in Draufsicht, mit teilweise enferntem DeckelFig. 4 the side view of a heat pump tank installed in the ground in the open air with heating pipes indicated, in plan view, with the lid partially removed
Fig. 5 den Wärmepumpenbehälter nach Fig. 4 im Vertikal schnitt nach III - IV.Fig. 5 the heat pump tank according to Fig. 4 in vertical section according to III - IV.
Ein, vorzugweise auf eine Palette (nicht dargestellt) gesetzter, Wärmepumpenbehälter 14 aus Kunststoff oder Edelstahl, mit einem aufgesetzten dichten Deckel 15 mit zwischengelegter umlaufender Deckeldichtung 21 zum Verschl iej3en einer oberen Einstiegs- oder Revisionsöffnung 16, wird in der Werkstatt mit Durchführungsstutzen 11,11' ausgestattet, die an die Verteiler 7 der Verdampfersammelleitungen 12,12' einer im Behälter montierten Wärmepumpe 13 angeschlossen sind.A heat pump container 14 made of plastic or stainless steel, preferably placed on a pallet (not shown), with a tight lid 15 fitted on it with an intermediate, all-round lid seal 21 for closing an upper access or inspection opening 16, is equipped in the workshop with feedthrough nozzles 11, 11' which are connected to the distributors 7 of the evaporator manifolds 12, 12' of a heat pump 13 mounted in the container.
An den Innenwänden des Wärmepumpenbehälters 14 ist eine Wärmeisolation 20 angebracht, die das Unterschreiten des Taupunktes im Inneren des Behälters verhindert, um Probleme durch Tropfwasser zu vermeiden.A thermal insulation 20 is attached to the inner walls of the heat pump tank 14, which prevents the temperature inside the tank from falling below the dew point in order to avoid problems caused by dripping water.
Weiters werden in der Werkstatt zu Montageringen 5 gewickelte Zu- und Ableitungen 2,2' der Erdwärmekollektoren 1 mit den Anschlußenden 3,3' an den Durchführungsstutzen 11,11' angeschlossen und für den Transport auf den verschlossenen Deckel 15 des Wärmepumpenbehälters 14 aufgelegt und mit einer Haltevorrichtung 23 gesichert.Furthermore, in the workshop, supply and discharge lines 2,2' of the geothermal collectors 1 are wound into assembly rings 5 and connected to the connection ends 3,3' on the feedthrough sockets 11,11' and placed on the closed lid 15 of the heat pump container 14 for transport and secured with a holding device 23.
Der WärmepumpenbehäHeruntertei1 22 ist flach ausgebildet und der Deckel 15 bildet gleichzeitig den Oberteil des Wärmepumpenbehälters 14, so daß bei dessen Abnahme eine gute Zugänglichkeit von außen besteht und bei Verwendung von Propan oder anderen alternativen Kältemittel eine gute Belüftung des Behälters ohne Hilfsmittel sichergestellt ist, die eine Gefährdung der Bedienungsperson zuverlässig verhindert. 35The heat pump tank lower part 22 is flat and the lid 15 simultaneously forms the upper part of the heat pump tank 14, so that when removing it there is good access from the outside and when using propane or other alternative coolants, good ventilation of the tank is ensured without any aids, which reliably prevents any danger to the operator. 35
Auf der Baustelle wird der vorbereitete Wärmepumpenbehälter 14 auf der Sohle 8 des freien Geländes oder jedenfalls auf geeignetem Niveau aufgestellt, damit die Zugänglichkeit des geöffneten Wärmepumpenbehälters gegeben ist, der sich über den größten Teil seiner Höhe im Erdreich 17 befindet und die Zu- und Ableitungen 2,2' der Erdwärmekollektoren 1 auf der Sohle 8 in etwa 60 cm Abstand ohne Verwindung oder Drall ver1egt.On the construction site, the prepared heat pump tank 14 is set up on the level 8 of the open ground or at least at a suitable level, so that the open heat pump tank is accessible, which is located in the ground 17 over most of its height and lays the supply and discharge lines 2,2' of the geothermal collectors 1 on the level 8 at a distance of about 60 cm without twisting or swirling.
Der Wärmepumpenbehälter 14 wird mit einem, die Heizleitungen 18,18' führenden gasdichten Heizschlauch 6 oder in einem, vorzugsweise zusammensetzbaren Hüllrohr 6 durch das Erdreich 17 und die Wand 10 eines Verteilerschachtes, eines KeIlerlichtschachtes oder der Kellermauer hindurch mit einer Heizungsanlage verbunden, wodurch die Gefährdung im zu beheizenden Gebäude bei Ausströmen! von brennbarem bzw. giftigem Kältemittel, wie beispielsweise Propan oder Ammoniak, vermieden wird.The heat pump tank 14 is connected to a heating system with a gas-tight heating hose 6 leading the heating lines 18, 18' or in a preferably collapsible sheathing pipe 6 through the ground 17 and the wall 10 of a distribution shaft, a basement light shaft or the basement wall, whereby the danger in the building to be heated in the event of the escape of flammable or toxic coolant, such as propane or ammonia, is avoided.
Durch dieses oder ein gesondert verlegtes Hüllrohr 6 können auch die elektrischen Energieversorgungsleitungen, sowie Steuerleitungen gasdicht geführt werden.The electrical power supply lines and control lines can also be routed in a gas-tight manner through this or a separately laid cladding pipe 6.
Ein Montagering 5 besteht aus parallel zueinander und mit einem Durchmnesser von etwa 1 m aufgewickeltem Zu- und Ableitungsrohrsträngen 2,2' , aus mit Kunststoff ummanteltem Kupferrohr, mit einer Wickel länge von insgesamt etwa 75 m hergestellt, dessen Anschlußenden 3,3', für den Anschluß an eine Wärmepumpe 13 an der Stirnseite des Montageringes 5 nebeneinander angeordnet sind und an deren anderem Ende sie zu einem gekrümmten Verbindungsrohrstück 4, das im Montagering 5 innen in einer Ringebene liegt, gebogen sind.A mounting ring 5 consists of supply and discharge pipe strands 2,2' wound parallel to one another and with a diameter of approximately 1 m, made of plastic-coated copper pipe with a total winding length of approximately 75 m, the connection ends 3,3' of which are arranged next to one another on the front side of the mounting ring 5 for connection to a heat pump 13 and at the other end they are bent to form a curved connecting pipe section 4 which lies in a ring plane inside the mounting ring 5.
Üblicherweise werden für eine Wärmepumpe 13 mehrere Erdwärmekollektoren 1 verlegt, deren Zahl sich nach der Wärmeleistung der Wärmepumpe und der vorgesehen Rohr1 eitungslänge eines Erdwärmekollektors richtet und die im vorliegenden günstigen Montagefall 75 m Gesamtlänge beträgt.Usually, several geothermal collectors 1 are installed for a heat pump 13, the number of which depends on the heat output of the heat pump and the planned pipe length of a geothermal collector and which, in the present favorable installation case, amounts to a total length of 75 m.
Nach der Verlegung der Erdwärmekollektoren 1 und der Heizleitungen 18,18' wird eine Deckschicht 9 geeigneter Höhe von vorzugsweise 1,2 m aufgebracht.After laying the geothermal collectors 1 and the heating pipes 18,18', a covering layer 9 of suitable height, preferably 1.2 m is applied.
04G05DE Legende04G05DE Legend
1 Erdwärmeko11ektor1 geothermal collector
2,2' Zu- und Ableitungsrohrstränge2.2' supply and discharge pipe strings
3,3* Anschlußenden der Zu- und Ableitungsrohrstränge 2,2'3.3* Connection ends of supply and discharge pipe strings 2.2'
4 gekrümmtes Verbindungsrohrstück der Zu- und Ableitungsrohrstränge 2,2'4 curved connecting pipe section of the supply and discharge pipe strings 2.2'
5 Montagering des Erdwärmekollektors5 Mounting ring of the geothermal collector
6 Hüllrohr der Heizleitungen 18,18'6 Sheath of heating cables 18,18'
7,7' Verteiler der Verdampfersammei leitungen 12,12'7.7' Evaporator manifold distributor 12.12'
8 Sohle für die Verlegung des Erdwärmekollektors8 Base for laying the geothermal collector
9 Abdeckungsschicht für den Erdwärmekollektor9 Cover layer for the geothermal collector
10 Wand eines VerteilerSchachtes oder dergleichen10 Wall of a distribution shaft or similar
11,11' Durchführungsstutzen des Wärmepumpenbehälters11,11' Heat pump tank feedthrough nozzle
12,12' Verdampfersammei leitungen der Wärmepumpe12,12' Heat pump evaporator manifolds
13 Wärmepumpe13 Heat pump
14 Wärmepumpenbehälter14 heat pump tanks
15 Deckel15 lids
16 Einstiegs- oder Revisionsöffnung16 Access or inspection opening
17 Erdreich17 Soil
18,18' Heizleitungen der Wärmepumpe18.18' Heating pipes of the heat pump
19 Verteil erschacht19 Distribution
20 Wärmeisolation des Wärmepumpenbehälters 14 und des Deckels20 Thermal insulation of the heat pump tank 14 and the lid
21 Umlaufende Decke!dichtung21 All-round ceiling seal
22 Wärmepumpenbehä1terunterte22 Heat pump tank base
23 Haltevorrichtung 3023 Holding device 30
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1993
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