DE20115397U1 - Erdwärmesonde mit integriertem Abstandshalter - Google Patents

Description

Erdwärmesonde mit integriertem Abstandshalter

Beschreibung

Erdwärmesonden üblicher Bauart als Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonden weisen 4 Einzelrohre aus, von denen jeweils mindestens 2 am Fuß durch Umlenkstücke oder entsprechende Gefäße miteinander hydraulisch verbunden sind. Solche Wärmetauscheranordnungen erschließen das Erdreich als Wärmequelle für Wärmepumpen oder als Wärmesenke abzuleitende Wärme aus Kühlungsprozessen sowie zur zur Speicherung von Wärme. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen Erdreich und innerhalb der EWS-Rohre zirkulierendem Wärmeträgerfluid werden punktweise Abstandshalter sowie Verfüllmaterial mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit eingesetzt.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen über die gesamte Länge der Erdwärmesonde festgelegten Abstand der benachbarten Einzelrohre untereinander zu schaffen, der im eingebauten Zustand den Wärmeübergang zwischen dem aufwärts strömenden erwärmten Wärmeträgerfluid und dem abwärtsströmenden kalten Fluid vermindert.

Das Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Stegen gelöst.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass infolge der Steifigkeit des mit dem Rohrmaterial identischen Materials der Stege ein einheitliches Rohrbündel entsteht, bei dem im aufgerollten Zustand (auf einer Trommel mit genügend großem Kerndurchmesser) alle Rohre in einer Ebenen liegen. Beim Abrollen und Einbau in die fertiggestellte Bohrung ermöglicht die Biegung des Stegmaterials die Anpassung des Rohrbündels an den Durchmesser der Bohrung unter Beibehaltung des fixierten Abstandes zwischen den jeweils durch Stege verbundenen Rohren.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 2 sichert im überwiegend kreisförmigen Querschnitt der Bohrung infolge der Rückstellkraft der eingesetzten Federelemente das Andrücken zumindest der äußeren Rohre des Bündels an die Bohrlochwand und damit von der Geometrie her die bestmöglichen Bedingungen zum Wärmeübergang zwischen Erdstoff und im Rohrinnern fließenden Wärmeträger. Ein weiterer Vorteil wird mit der Gestaltung entsprechend Schutzanspruch 3 dadurch wirksam, dass durch Querschnittsverringerung der das Wärmeträgermedium hinaufleitenden Rohre eine möglichst hohe Temperatur übertage erzielt wird. Entsprechende Vorteile sind im Kühlfall bei Umkehr der Strömungsrichtung zu erreichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur 1 bis 3 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt durch die Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonde

Fig. 2 die Ansicht des Rohrstranges mit Aussparungen zur Aufnahme der Spannelemente

Fig. 3 eine Querschnittszeichnung der Bohrung mit eingebauter Erdwärmesonde In den Figuren ist die Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonde mit Rohren kleinen (1) und größeren (2) Durchmessers sowie den verbindenen Stegen (3) dargestellt. Die Umlenkungen (4) bilden den Fuß der Erdwärmesonde. Die Spannelemente (5) können in die Aussparungen (6) eingeführt werden und spreizen die Anordnung. Die Erdwärmesonde wird werksseitig hergestellt, mit den beiden Umlenkungen (4) komplettiert, auf Dichtheit geprüft und auf einer Trommel an die Bohrstelle geliefert. Der Fußbereich wird zur in das Bohrloch (8) passenden Röhrenform gebogen, mit geeignetem Klebeband fixiert und mit Fußgewichten versehen. Nach Erreichen der vorgesehenen Einbautiefe erfolgt die Verfüllung (9) über das mitgeführte oder in die Anordnung integrierte Verpressrohr (7). In den Grenzen der gegebenen Maße drücken die in angemessener Anzahl angeordneten Spannelemente (5) mindestens die beiden äusseren Rohre an die Bohrlochwand an.

Claims (4)

1. Doppel-U-Rohr-frdwärmesonde zum Einbau in Bohrungen als Wärmetauscher mit dem umgebenden Erdreich für Kühl- und Heizzwecke insbesondere in Verbindung mit Wärmepumpen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre achsenparallel über Stege im Zuge ihres Herstellungsvorganges mechanisch miteinander verbunden werden und diese Stege geeignet sind, den Abstand zwischen den angrenzenden Rohren zu fixieren, und dass am unteren Ende des Rohrbündels Umlenkungen in geeigneter und dauerhafter Weise befestigt sind, die wiederum zur Aufnahme von Fussgewichten zwecks Ausgleich der Auftriebskräfte geeignet sind.

2. Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonde nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die Stege Aussparungen aufweisen, die zur Aufnahme von Spannelementen dienen, deren Federkraft die Streckung der Anordnung von Rohren und Stegen in eine Ebene senkrecht zu den parallel verlaufenden Rohrachsen bewirkt.

3. Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonde nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die zur Herabführung und die zur Hinaufleitung des benutzten flüssigen Wärmeträgers vorgesehenen Rohre unterschiedliche Innendurchmesser haben.

4. Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonde nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass ein zur Verfüllung des Raumes zwischen Erdwärmesondenrohren und Bohrlochwand im Contractorverfahren geeignetes Verfüllrohr in die Anordnung von mit Stegen verbundenen Rohren integriert wird oder gesondert mitgeführt wird.