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Dokumentenidentifikation DE202004019042U1 14.04.2005
Titel Wärmeerzeuger
Anmelder Dietz, Erwin, 75305 Neuenbürg, DE
DE-Aktenzeichen 202004019042
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 14.04.2005
Registration date 10.03.2005
Application date from patent application 09.12.2004
IPC-Hauptklasse F25B 30/02
IPC-Nebenklasse F24F 5/00   

Beschreibung[de]

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.

1Wärmeerzeuger 1.1Technikraum außen 1.2Technikraum innen 2Massenstrom-Synchronisator 2.1elektr. Ansshlusskabel (Massenstrom-Synchronisator) 3Sondendampfrohr primär 4Kondensatleitung primär 5Flüssigkeitssensor 5.1Dampfsensor primär 6Kondensator/Verdampfereinheit 7Dampfrohr sekundär 8Flüssigkeitsleitung sekundär 9Kältemittelverdichter 9.1Elektro-Anschlusskabel 10Heißgasleitung sekundär 11Schutzrohrverbindung außen, innen 12Erdreichverfüllung 13Wärmeträgermedium/Kühlwasser 14Sondenmantelrohr 15Sondenrohrraum 16Sondenschutzrohr 17Flüssigkeitsverteilerrohr 18Kältemitteldampf 19Bohrloch 20Sondenfußteil 21Sondenschutzrohr-Fußteil 22Sondenwiderlager 23Kühlwassereintritt 23.1Kühlwasseraustritt 23.2Kühlwasserrücklaufrohr 23.3Eintritt Wärmeübertragermedium/Kühlwasser 24Sondenkopfteil 25Erdreich 26Blackbox

Anspruch[de]
  1. Wärmeerzeuger (1) zusammengefasst in einer außenliegenden Kompakt-Einheit, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeübertrager ausgebildet als Sondenmantelrohr (14) – zur Aufnahme der Primärenergie über das Erdreich (25), eine Kondensator/Verdampfereinheit (6), sowie ein Kältemittelverdichter (9) in unmittelbarer Zusammenwirkung stehen und das Wärmeübertragermedium/Kühlwasser (13) zwischen Sondenschutzrohr (16) und Sondenmantelrohr (14) über die Anschlüsse 23 und 23.1, einem externen Kreislauf zugeführt wird.
  2. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zirkulation ohne Hilfsenergie durch Verdampfung und Kondensation in der Kondensator/Verdampfereinheit (6), im Wärmeerzeuger (1) des Primärkreislaufs über das Sondenmantelrohr (14), sowie das Flüssigkeitsverteilerrohr (17) stattfindet.
  3. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung und Sensiblisierung in der Kondensator/Verdampfereinheit (6) ein Massenstrom-Synchronisator (2)verwendbar ist.
  4. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Primärenergie aus dem Erdreich (25) ein horizontal verlegter Wärmeerzeuger verwendbar ist.
  5. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaulage des Wärmeerzeugers beliebig sein kann.
  6. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Umwelt- und Sicherheitsaspekte gemäß Kyotoprotokoll, durch die Verwendung eines Sondenschutzrohres (16) mit dem Wärmeübertragermedium/Kühlwasser (13),als Auslaufschutz von Kältemittel, erfüllt sind.
  7. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondenmantelrohr (14) des wärmeübertragers (1) immer demontierbar bleibt.
  8. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1, 2, 3, 6 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Vorhandensein des Sondenschutzrohres (16), auftretende Erdverwerfungen kompensiert werden können.
  9. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelverdichter (9) im Technikraum außen (1.1) sich auch im Technikraum innen (1.2) befinden kann.
  10. Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wärmeerzeuger (1) zu einem Verbund aus beliebig vielen, als Enheit zusammenfassbar.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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