DE4018936A1 - Einrohrwaermespeicher - Google Patents

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um einen Speicher der aus einem gewellten, im Erdreich liegenden und nur zu einem Teil mit Wasser gefülltem Rohr besteht, in dessen Inneren durch Einfrieren ein Hohlraum ausgebildet wird, durch das erwärmtes Wasser geleitet wird, um die Schmelzwärme im Speicherrohr auszunutzen.

Bei allen bisher bekannten Latentwärmespeichern werden Rohre oder Leitungen und auch Kugeln oder ähnliche Behälter, die mit einem Frostschutzmittel gefüllt sind verwandt, um latente Wärme in einem Speicher nutzbar zu machen in dem diese Rohre, Kugeln oder Behäl­ ter, von einer Wärmepumpe entwärmt werden.

Das Wesentliche der nachstehend beschriebenen Erfindung besteht darin, das in in einem Rohrspeicher, der nur zu einem Teil mit Wasser gefüllt ist, durch Einfrieren ein zweites Rohr entsteht, durch das nach Einfrieren erwärmtes Wasser geleitet werden kann, um so die Eisbildung wieder aufzuheben und die Schmelzwärme auszunutzen.

Diese Konstruktion hat zur Folge, daß ein Latentwärmespeicher ent­ steht, der weder Rohrleitungen noch Behälter oder Frostschutzmittel bedarf.

Das Speicherrohr (1) wird in der Baugrube oder an anderer Stelle im Erdreich versenkt und in dem Behälter (9) zusammengeführt.

Die Tauchpumpe (6) pumpt Wasser aus dem Pumpensumpf (11) in ein Dreiwegeventil (4) das durch die Thermostate 15 und 16 gesteuert wird. Zunächst wird der Wasserfüllung (10) mittels Wärmepumpe (14) über den Verdampfer (5) Wärme entzogen. Sind 0°Cel. er­ reicht friert die Wasserfüllung zu Eis, so daß sich der Hohlraum (8) bildet. Der Thermostat (15) stellt das Dreiwegeventil in Richtung A und schaltet gleichzeitig die Tauchpumpe (6) ein, so daß warmes Wasser in den eingefrorenen Teil des Rohrspeichers geleitet wird und so zum Schmelzen gebracht wird.

Sollte zu diesem Zeitpunkt die Temperatur im Solarabsorber (3) höher sein als die Wasserfüllung, stellt der Thermostat 16 das Dreiwegeventil in Richtung B, so daß die Tauchpumpe das Wasser aus dem Pumpensumpf durch den Solarabsorber pumpt und damit die Wasser­ füllung (10) erwärmt.

Ist im Rohrspeicher die gleiche Temperatur wie im Solarabsorber erreicht, schaltet sich die Tauchpumpe ab und das Wasser aus dem Solarabsorber läuft in den Pumpensumpf zurück. Bei Minustemperatur steht das Dreiwegeventil in Stellung A damit ein Einfrieren ver­ hindert wird.

Um ein Einfrieren des Pumpensumpfes zu verhindern, wird die Flüssig­ keitsleitung (13), die aus dem Kondensator der Wärmepumpe zum Einspritzventil (12) führt, durch den Pumpensumpf geleitet. Gleichzeitig wird die Antriebswärme der Tauchpumpe ebenfalls zu diesem Zwecke der Temperaturanhebung genutzt.

Da Pumpensumpf und Einrohrspeicher von einander getrennt sind ist ein Einfrieren der Tauchpumpe unmöglich.

1 Rohrspeicher gewellt
2 Rückführung Solarabsorber
3 Solarabsorber
4 Dreiwegeventil
5 Verdampfer
6 Tauchpumpe
7 Erdreich
8 Hohlraum
9 Gehäuse
10 Wasserfüllung
11 Pumpensumpf
12 Verdampferventil
13 Flüssigkeitsleitung Wärmepumpe
14 Wärmepumpe
15 Speicherthermostat
16 Solarthermostat

Claims (8)

1. Einrohrwärmespeicher im Erdreich der ohne zusätzliche Rohr­ leitungen und ohne Frostschutzmittel, auch bei Minusgraden, in der Lage ist, Solar und Erdwärme zu speichern und bei Be­ darf abzugeben. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem gewellten nicht ganz mit Wasser gefülltem Rohr, (1) das in einem Pumpensumpf endet, (11) der direkt verdampfende Wärme­ tauscher einer Wärmepumpe (12) das dort befindliche Wasser (10) einfriert und so eine Rohrleitung entstehen läßt, durch die das vom Solarabsorber (3) erwärmte Wasser transportiert wird.

2. Einrohrwärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpensumpf gleichzeitig die Anschlüsse des Einrohr­ speichers, die notwendige Wärmepumpe, den Pufferspeicher, die Förderpumpe, Verdampfer und Kondensator sowie alle anderen Teile für die Heizung und Brauchwasserbereitung auf­ nimmt.

3. Einrohrwärmespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermostate 15 + 16 ein Dreiwegeventil in Fließrich­ tung des Wassers so steuert, daß bei Erreichen des Eispunktes wärmeres Wasser aus dem Pumpensumpf und dem offenen Teil des Einrohrwärmespeichers in Richtung Verdampfer befördert wird.

4. Einrohrwärmespeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kondensator kommende Flüssigkeitsleitung (13) das Pumpensumpfwasser ständig erwärmt und damit ein Ein­ frieren des Pumpensumpfes verhindert. Außerdem verhindert die Unterkühlung der Flüssigkeitsleitung Kältemitteldampfbildung und damit einen Leistungsabsfall im Verdampfer.

5. Einrohrwärmespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (16) bei Erwärmung des Solarabsorbers (3) das Regelventil (4) so stellt, daß der im kalten Zustand leere Absorber durch die Pumpe (6) mit Wasser aus dem Pumpensumpf versorgt wird und das so aufgeheizte Wasser in den Einrohrspeicher zurückgeführt wird und die Eisbildung im Bereich des Verdampfers aufgehoben wird.

6. Einrohrwärmespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Pumpensumpf (11) vorhandene Pumpe (6) ihre An­ triebswärme an das Speicherwasser abgibt und somit ebenfalls nutzbar macht.

7. Einrohrwärmespeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (5) unten auf dem Boden des Einrohrwärme­ speichers liegt und über seine Berührung mit dem Speicherrohr dem angrenzenden Erdreich direkt Wärme entziehen kann.

8. Einrohrwärmespeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher aus einem gewellten Rohr besteht, um so die wirksame Oberfläche zu vergrößern und die Rohrwandung so dünn wie möglich zu halten und damit den Wärmeübergang zum Erd­ reich zu verbessern.