DE3032748A1

DE3032748A1 - Latentspeicher fuer waermepumpenanlagen

Info

Publication number: DE3032748A1
Application number: DE19803032748
Authority: DE
Inventors: Willibald 7590 Achern Lang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-30
Filing date: 1980-08-30
Publication date: 1982-05-06
Also published as: DE3032748C2

Description

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Dipl.-Designer Willibald Lang, 759o Aohern 2 Latentspeicher für Wärmepumpenanlagen

Die Erfindung betrifft einen Latentspeicher für Wärmepumpenanlagen mit einem im Erdreich eingebetteten, ■wassergefüllten Behälter, in dem eine von einer Wärmetransportflüssigkeit durchströmte, mit der Wärmepumpe verbundene Wärmetauscherleitung angeordnet ist,

Wärmepumpenanlagen für Heizungen und zur Warmwasserbereitung sind in zahlreichen Ausführungsformen· bekannt. Als Energiequellen dienen die Sonnenstrahlung, die Außen-•10 luft, das Oberflächenwasser, das Grundwasser oder das Erdreich. Die zur Energieaufnahme verwendeten Absorber werden beim Wärmepumpenbetrieb von einer Wärmetransportflüssigkeit durchströmt, deren Temperatur niedriger ist als die der Umgebung, aus der Energie aufgenommen wird.

Die Wirtschaftlichkeit der Energiegewinnung durch eine Wärmepumpenanlage verringert sich um so mehr, je niedriger die Temperatur der Umgebung ist, aus der die Energie aufgenommen werden soll. Eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit läßt sich dadurch erreichen, daß

ein sogenannter Latentspeicher vorgesehen wird, der bei niedrigen Temperaturen, d. h. in dem Bereich, in dem die Wärmepumpenanlage sich der Grenze der Wirtschaftlichkeit nähert, latente Wärme an die Wärmetransportflüssigkeit abgibt, ohne daß durch diese Wärmeabgabe eine weitere Tempera türabSenkung erfolgt.

Derartige bekannte Latentspeicher werden als im Erdreich eingebettete Behälter ausgeführt, die mit Wasser gefüllt sind. Die Wärmetransportflüssigkeit der Wärmepumpenanlage durchströmt den Behälter in einer Wärmetauscherleitung. Wenn das Wasser bis zum Gefrierpunkt abgekühlt ist, gibt es während des Gefriervorgangs eine erhebliche latente Wärmemenge an die Wärmetransportflüssigkeit ab.

Da die Behälter im Erdreich eingebettet sind, erfolgt auch eine. Wärmeaufnahme aus dem Erdreich; im wesentlichen erfolgt die Wärmeaufnahme jedoch durch einen gesonderten Absorber, beispielsweise ein Energiedach oder eine im Erdreich verlegte Absorberleitungsschlange.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Latentspeicher der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Latentspeicher zugleich auch die Funktion des Absorbers übernimmt .

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der wassergefüllte Behälter ein im Erdreich als Wärmetauscher-Rohrschlange verlegtes Latentspeicherrohr ist, in dessen Rohrinnenraum die Wärmetauseherleitung verläuft. Das Latentspeicherrohr steht mit dem umgebenden Erdreich an einer großen Wärmeübertragungsfläche in Berührung; der Wärmeübertragungsweg aus dem Erdreich zu der von der Wärmetransportflüssigkeit durchströmten

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Wärmetauscherleitung im Inneren des Latentspeicherrohrs ist verhältnismäßig kurz.

Im Vergleich zu einem herkömmlichen Erdwärme-Absorber kann die Rohrlänge des Latentspeicherrohrs wesentlich geringer gewählt werden. Verglichen mit einem herkömmlichen Latentspeicher ergibt sich eine wesentlich ver- · besserte Absorberwirkung, so daß auf einen gesonderten Absorber verzichtet oder dieser wesentlich kleiner ausgelegt werden kann.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß das Latentspeicherrohr an seinen Rohrenden verschlossen ist. Statt-^dessen ist es aber auch möglich, die beiden Rohrenden des Latentspeicherrohrs über eine Umwälzpumpe miteinander zu verbinden, um einen Kreislauf des im Latentspeicherrohr enthaltenen Wassers zu erreichen. Dadurch läßt sich eine Verbesserung der Absorber wirkung und zugleich eine Verbesserung der Speicherwir-.

kung erreichen, und zwar insbesondere, wenn der Rohrinnenraum des Latentspeicherrohrs mit einem Wassersammelbehälter verbunden ist, vorzugsweise einem Regenwasser-Sammelbehälter. Dann erfolgt ein ständiger Wasser- und Wärmeaustasuch zwischen dem im Behälter gesammelten Regen wasser und dem im Latentspeicherrohr enthaltenen Wasser.

In besonders vorteilhafter Ausführungsform des Erfindungs gedankens ist vorgesehen, daß im Rohrinnenraum des Lat'ent speicherrohrs neben der Wärmetauscherleitung mindestens eine im Kreislauf mit einem Wärmeabsorber verbundene zusätzliche Leitung für eine Wärmetransportflüssigkeit verlegt ist. Damit kann der Vereisungsvorgang hinausgezögert bzw. der Auftauvorgang beschleunigt werden, wo-

ORIGlNAL INSPECTED

bei eine Wärmequelle von verhältnismäßig niedrigem Temperaturniveau verwendet werden kann, beispielsweise indem die zusätzliche Leitung im Kreislauf mit einem Wärmeabsorber eines Energiedachs verbunden ist. Dadurch werden im jahreszeitlichen Betrieb der Wärmepumpenanlage diejenigen Zeiträume verkürzt oder ganz ausgeschlossen, in denen der Latentspeicher keine Speicherwirkung mehr hat, weil er vollständig vereist ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 in stark vereinfachter Darstellungsweise eine Wärmepumpenanlage mit einem im Erdreich verlegten Latentspeicherrohr,

· Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig.2.

Die in Fig. 1 gezeigte Wärmepumpenanlage weist eine nur schematisch angedeutete Wärmepumpe 1 auf, die beispielsweise zum Betrieb einer ebenfalls nur vereinfacht angedeuteten Heizungsanlage 2 dient. Die Wärmepumpe 1 nimmt die zur Erzeugung von Heizenergie benötigte Energie aus dem Erdreich 3 mittels einer Wärmetauseherleitung h auf, ■ die von einer Wärmetransportflüssigkeit durchströmt wird, beispielsweise einem Glykol-Wasser-Gemisch.

Die Wärmetauscherleitung k liegt im Innenraum eines

ORIGINAL INSPECTED

Latentspeicherrohrs 5, das im Erdreich 3 als Wärmetauscherregister eingebettet und mit Wasser 6 gefüllt ist.

Das Latentspeicherrohr 5 ist an einen Regenwasser-Sammelbehälter 7 angeschlossen, der über einen in Fig. 1 nur angedeuteten Zu- und Ablauf 8 mit Regenwasser versorgt wird.

Das Latentspeicherrohr 5 ist an seinen beiden Enden über eine Umwälzpumpe 9 verbunden, die eine Umwälzströmung des Wassers 6 erzeugt.

Neben der Wärmetauseherleitung k ist im Innenraum des Latentspeicherrohrs 5 eine zusätzliche Flüssigkeitsleitung 10 als an einem Ende,des Latentspeicherrohrs 5 geschlossene Rohrschleife verlegt. Die beiden Enden der Leitung 10 sind mit einem Absorber eines Energiedachs verbunden, so daß die Leitung 10 ständig von einer im Energiedach 11 aufgeheizten Flüssigkeit durchströmt wird.

Die Wärmetauscherleitung h und die zusätzliche Leitung sind im Latentspeicherrohr 5 frei beweglich eingelegt.

ORIGINAL INSPECTED

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Leerseite

Claims

Dipl.-Designer Willibald Lang, 759o Acherh 2 Latentspeicher für Wärmepumpenanlagen

Patentansprüche:

Latentspeicher für Wärmepumpenanlagen mit einem im Erdreich eingebetteten, wassergefüllten Behälter, in dem eine von einer Wärmetransportflüssigkeit durchströmte, mit der Wärmepumpe verbundene Wärmetauscherleitung angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, daß der wassergefüllte Behälter ein im Erdreich (3) als Wärmetauscher-Rohrschlange verlegtes Latentspeicherrohr (5) ist, in dessen Rohrinnenraum die Wärmetauscherleitung (k) verläuft.
2. Latentspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Latentspeicherrohr (5) an seinen Rohr-

enden verschlossen ist. . ■ .
3. Latentspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrenden des La tentspeicherrohr.s (5) über eine Umwälzpumpe (9) miteinander verbunden sind.
k. Latentspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrinnenraum des Latentspeicherrohrs (5) mit einem Wassersammelbehälter (7)» vorzugsweise einem Regenwasser-Sammelbehälter verbunden ist.
5· Latentspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohrinnenraum des Latentspeicherrohrs (5) neben der Wärmetauscherleitung (4) mindestens eine im Kreislauf mit einem Wärmeabsorber (11) verbundene zusätzliche Leitung (1O) für eine Wärmetransportflüssigkeit verlegt ist.
6. Latentspeicher nach Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Leitung (io) im Kreislauf mit einem Wärmeabsorber (11) eines Energiedachs verbunden ist.
7. Latentspeicher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohrinnenraum des Latentspeiclierrohrs (5) zwei zusätzliche Leitungen (io) verlegt sind, die an einem Ende des Latentspeicherrohrs (5) zu einer Rohrschleife verbunden und am anderen Ende mit dem Vorlauf bzw. dem Rücklauf des Wärmeabsorbers (11) verbunden sind.
8. Latentspeicher nach einem der Ansprüche 1 - 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherleitung (4) und gegebenenfalls die zusätzliche, mit einem Absorber (11) verbundene Leitung (io) in das Latentspe'icherrohr (5) frei beweglich eingelegt sind.