Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeerzeuger nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Ein derartiger Wärmeerzeuger ist bekannt.
Solche bekannten Wärmeerzeuger haben meist den Nachteil, dass ein
überdurchschnittlich großer Aufwand zur Erschließung der Primärenergie mittels Sole-Pumpenkreislauf
zu einem sehr unwirtschaftlichem, umweltgefährdetem und kostenintensivem System
führt.
Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile
zu vermeiden und einen Wärmeerzeuger zu schaffen, der als kompakte Einheit, zur
direkten Primärenergiegewinnung und Kühlung, sowie deren Kondensation, Verdampfung
und Verdichtung im außenliegendenan externen Technikraum zusammengefasst ist, ohne
jegliche Umweltgefährdung.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die kennzeichnenden
Merkmale des Hauptanspruches. Vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes des Anspruches
1 ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche, sowie aus der Beschreibung
und der Zeichnung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Yeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Besehreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Wärmeerzeuger im Schnitt durch
die Erdsonde mit Sondenschutzrohr
2 einen Querschnitt durch die Erdsonde
mit integriertem Kühlkreislauf im Sondenschutzrohr in der Schnittebene A–A
von 1
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein Wärmeerzeuger 1 auch „Wärmepumpe" genannt, besthend
aus Erdsonde mit Sondenschutzrohr 16 als Wärmeübertrager mit intergriertem
Kühlkreislauf und aufgebauter Kondensator/Verdampfereinheit 6, sowie einem
Kältemittelverdichter 9 zur Verdichtung und Erzeugung der Heißgase, hermetisch
getrennt in Primär- und Sekundärkreis durch die Kondensator/Verdampfereinheit
6.
Das verflüssigte Kältemittel gelangt über Kondensatleitung primär
4 in da Flüssigkeitsverteilerrohr 17. Durch die Benetzung des
Sondenmantelrohrs 14 mit flüssigem Kältemittel von innen, verdampft das
Kältemittel über die zugeführte Erdwärme und steigt gasförmig im Sondenrohrraum
15 unter Einwirkung des Massenstrom-Synchronisators 2 nach oben
zur Kondensator/Verdampfereinheit 6, kondensiert unter Einwirkung von verdampfendem
Kältemittel im Sekundärkreis, bei anschließender Verdichtung unter Einwirkung des
Kältemittelverdichters 9 zu Heißgas. Die Anschlüsse 23 und
23.1 ermöglichen den Anschluss eines Kühlkreislaufs über das Wärmeträgermedium/Kühlwasser
13.
Wirkungsweise
Das in der Kondensator/Verdampfereinheit 6 im Technikraum
außen 1.1 kondensierte und verflüssigte Kältemittel gelangt über die Kondensatleitung
primär 4 zum Flüssigkeitsverteilerrohr 17 was zu einer gleichmäßigen
Benetzung der Sondenmantelrohrinnenfläche 14 durch abfließendes Kältemittel
führt.
Unter permanenter Einwirkung der Erdwärme, sowie durch vorhandenes
Grundwasser erfolgt über das Sondenschutzrohr 16 und das Wärmeträgermedium
13, ein sich einstellender Temperaturunterschied durch Verdampfen des flüssigen
Kältemittels an der Sondenmantelrohrinnenfläche 14 im Sondenrohrraum
15 und führt zu dem gewünschten Energieeintrag, zur Gewinnung der Primärenergie.
Die so aufgenommene Wärmeenergie wird durch die Enthalphi –
Differqenz des Kältemitteldampfes bestimmt und gelangt nach vollzogener Aggregatszustandsänderung
über den Sondenrohrraum 15 unter Einwirkung des Massenstrom-Synchronisators
2 Sondendampfrohr primär 3, zur Kondensator/Verdampfereinheit
6.
Unter Einwirkung auf den Dampfsensor 5.1 und Flüssigkeitssensor
5, sowie externer Regelgrößen, werden alle erforderlichen Parameter in
der Blockbox 26 generiert, was zu einer Optimierung der thermodynamischen
Verhältnisse in der Kondensator -Verdampfereinheit 6 und somit zu einer
sensiblen Abstimmung von Primär- und Sekundärkreislauf über den Massenstrom-Synchronisator
2 führt. Der auf der Sekundärseite in der Kondensator/Verdampfereinheit
6 durch Kondensierung auf der Primärseite erzeugte Kältemitteldampf gelangt
über das Dampfrohr sekundär 7 Kältemittelverdichter 9 und wird
unter Zuhilfenahme elektrischer Antrtebsenergie verdichtet, tritt über die Heißgasleitung
sekundär 10 aus, zu einer nicht näher dargestellten wassergekühlten Kondensationseinheit,
zur Erwärmung von Frischwasser und Heizungswasser im Technikraum innen
1.2.
Das dabei verflüssigte Kältemittel gelangt über die Flüssigkeitsleitung
sekundär 8 wieder zurück zur Kondensator/Verdampfereinheit 6 und
schließt damit den sekundären Kältekreislauf
Durch den Anschluss eines Kühlkreislaufs an die Anschlüsse
23 und 23.1, sowie über die Rücklaufleitung
23.2 mit Eintritt des kalten Wärmeträgermediums/ Kühlwasser 13
an der Eintrittsöffnung 23.3 ist die Voraussetzung des Wärmeträgermediums/Kühlwasser
13 und deren Abkühlung durch das Erdreich 25 gegeben.
Die 1 und 2
lassen die wesentlichen Merkmale der Erfindung erkennen.
1- Wärmeerzeuger
1.1- Technikraum außen
1.2- Technikraum innen
2- Massenstrom-Synchronisator
2.1- elektr. Ansshlusskabel (Massenstrom-Synchronisator)
3- Sondendampfrohr primär
4- Kondensatleitung primär
5- Flüssigkeitssensor
5.1- Dampfsensor primär
6- Kondensator/Verdampfereinheit
7- Dampfrohr sekundär
8- Flüssigkeitsleitung sekundär
9- Kältemittelverdichter
9.1- Elektro-Anschlusskabel
10- Heißgasleitung sekundär
11- Schutzrohrverbindung außen, innen
12- Erdreichverfüllung
13- Wärmeträgermedium/Kühlwasser
14- Sondenmantelrohr
15- Sondenrohrraum
16- Sondenschutzrohr
17- Flüssigkeitsverteilerrohr
18- Kältemitteldampf
19- Bohrloch
20- Sondenfußteil
21- Sondenschutzrohr-Fußteil
22- Sondenwiderlager
23- Kühlwassereintritt
23.1- Kühlwasseraustritt
23.2- Kühlwasserrücklaufrohr
23.3- Eintritt Wärmeübertragermedium/Kühlwasser
24- Sondenkopfteil
25- Erdreich
26- Blackbox