DE102009001169A1

DE102009001169A1 - Heiz- und Warmwassersystem für Gebäude

Info

Publication number: DE102009001169A1
Application number: DE102009001169A
Authority: DE
Inventors: Silvio Nasdala
Original assignee: LUEUMEL GmbH
Current assignee: Lueumel GmbH
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2010-11-04

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Energiegewinnung und -umwandlung und betrifft ein Heiz- und/oder Warmwassersystem, durch welches ein effizient arbeitendes System zur Gewinnung von Energie für Heizung und/oder Warmwasser vorhanden ist. Die Aufgabe der vorliegenden Lösung besteht in der Angabe eines Heiz- und Warmwassersystems, welches energiesparsam, wirtschaftlich und effizient arbeitet. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Heiz- und Warmwassersystem, das besteht aus einer Sonde, einem Wärmetauscher in einem Energiespeicher, einer Wärmepumpe, deren Wärmeaufnahmeteil die Sonde ist und deren Wärmeabgabeteil im Energiespeicher angeordnet ist, das Fluid ein Sole/Wassergemisch ist, der Fluidkreislauf des Wärmeaufnahmeteils der Wärmepumpe von der Wärmepumpe in die Sonde und zurück in die Wärmepumpe geführt ist und als Rohrleitung ausgebildet ist und diese Rohrleitung im Fluidrücklauf innerhalb der Sonde vollständige Schlingen aufweist und weiterhin im Fluidvor- und -rücklauf jeweils zwischen Wärmepumpe und Sonde ein Ventil zur Absperrung des Fluidkreislaufes vorhanden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Energiegewinnung und -umwandlung für Heizzwecke und betrifft ein Heiz- und/oder Warmwassersystem für Gebäude, durch welches unter Ausnutzung von Wärmepumpenanlagen ein über das ganze Jahr effizient arbeitendes System zur Gewinnung von Energie für Heizung und/oder Warmwasser vorhanden ist.
Damit können Ressourcen geschont werden und die erfindungsgemäße Lösung ist ein Beitrag zum Klimaschutz.
Es sind zahlreiche Lösungen bekannt, die unter Nutzung von Solarenergiegewinnungsanlagen und Wärmepumpenanlagen die Heizung und Warmwasserversorgung für ein Gebäude realisieren.
Grundsätzlich sind drei Lösungen für die Nutzung der Geothermie mittels Wärmepumpenanlagen bekannt.
1. Wasser/Wasser-Wärmepumpenanlagen
Bei diesen Anlagen wird Grundwasser über eine Brunnenpumpe angesaugt und über einen Wärmetauscher abgekühlt. Das abgekühlte Wasser wird über einen Schluckbrunnen verbracht. Mit diesen Anlagen lassen sich hohe Verdampfungstemperaturen realisieren und hohe Arbeitszahlen erreichen.
Nachteilig bei diesen Anlagen ist, dass relativ viel Hilfsenergie für die Brunnenpumpe benötigt wird, sowie diese Anlage nur bei Vorhandensein von ausreichend Grundwasser in technisch realisierbaren Tiefen vorhanden ist.
2. Sole/Wasser-Wärmepumpenanlagen
Bei diesen Anlagen wird über einen geschlossenen Kreislauf die oberflächennahe Wärme bis ca. 100 m Tiefe genutzt. Dazu wird ein Sole/Wassergemisch in einem Schlauchsystem in die Bohrung eingebracht und über eine Pumpe angetrieben. Die Wärmeenergie wird dann in einem Wärmetauscher an den Wärmepumpen-Kreislauf abgegeben.
Hilfsenergien sind ebenfalls erforderlich, jedoch in geringerem Maße als bei der Wasser/Wasser-Wärmepumpenanlage.
Nachteilig bei diesen Anlagen sind die relativ niedrigen Verdampfungstemperaturen durch die Wärmeverluste in den Bohrungen und Übergangs- und Übertragungsverluste. Damit sind die Arbeitszahlen meist geringer, als bei den Wasser/Wasser-Wärmepumpenanlagen, sie sind jedoch universeller einsetzbar und nicht oder nur in geringerem Maße von geologischen Verhältnissen abhängig.
3. Direktverdampfungs-Wärmepumpenanlagen
Bei diesen Anlagen werden mit CO₂, Ammoniak oder Kohlenwasserstoffen, wie Propan oder Butan, gefüllte Sonden in das Erdreich versenkt und über einen im Sondenkopf befindlichen Wärmetauscher die Wärmeenergie an einen separaten Wärmepumpenkreislauf abgegeben. Die Wärmeenergie wird übertragen, indem der gasförmige Sondeninhalt aufgrund des kälteren Mittels im Wärmepumpenkreislauf auf den Wärmeübertragungsvorrichtungen des Sondenkopfes kondensiert und in die Sonde zurücktropft oder -fließt.
Bei diesen Anlagen werden keine Hilfsenergien benötigt und die Wärmeenergie wird durch die gleichmäßige Auskühlung des Sondeninhaltes besser ausgenutzt. Jedoch treten durch die Wärmeübertragung auf den Wärmepumpenkreislauf immer noch Wärmeverluste auf.
Aufgrund der besonderen Bauart der Sonden und ihrer Inhalte sind diese Wärmepumpenanlagen kostenintensiver und erfordern höhere Sicherheitsmaßnahmen.
Weiterhin ist aus der DE 103 00 427 B4 ein Solarsystem mit Wärmepumpe bekannt, die aus einem Sonnenkollektor und einer Wärmepumpe besteht, wobei das in dem Sonnenkollektor erwärmte Medium einen Wärmetauscher zur Erwärmung des Heizkreises durchströmt oder über einen zweiten Leitungsstrang durch den Verdampfer der Wärmepumpe geleitet wird, und die Solarwärme für die Warmwassergewinnung in einem Wärmespeicher zwischengespeichert wird, der Innenraum des Solarkollektors mit der Außenluft verbindbar ist, und das im Sonnenkollektor erwärmte Medium einen mit Wasser bzw. Eis gefüllten Speicher durchströmt, um in Perioden mit geringem Wärmeangebot durch Phasenwechsel frei werdende Latentwärme zu nutzen, wobei die Solaranlage nur dann den Wärmespeicher direkt erwärmt, wenn dabei der gesamte Wärmebedarf gedeckt werden kann.
Auch ist aus der DE 101 02 041 A1 eine Heizanlage mit Wärmequelle, Wärmespeicher und Wärmepumpe bekannt. Dabei wird die in den Sonnenkollektoren gewonnene Wärme einer Wärmepumpe zugeführt, wobei bei Vorliegen von mehr Wärmemenge ein Teilwärmestrom in einen Erdspeicher geleitet werden kann, der selbst oder auch durch das umliegende Erdreich die Wärmeenergie speichern kann. Diese so gespeicherte Wärmeenergie kann in Zeiten der nicht ausreichenden Versorgung durch Solarenergie allein wieder abgegeben werden und so den Heizbedarf mit decken.
Ebenfalls ist ein Heiz- und Warmwassersystem für Gebäude unter Nutzung eines solarenergieversorgten Erdwärmespeichers mit oder ohne Infrarotstrahlungselement mit integrierter Sole-Wasser Wärmepumpe aus der DE 20 2006 011 482 U1 bekannt. Dabei wird ein Feststoff-Erdspeicher verwendet, der Wärmeenergie speichern kann, welche aus der thermischen Solaranlage stammt oder durch ein im Erdspeicher angeordnetes Strahlungselement oder durch natürliche und/oder initiierte Erdwärmestrahlung eintragbar ist.
Allen Lösungen nach dem Stand der Technik ist nachteilig gemeinsam, dass sie nicht effizient genug arbeiten, einen hohen Verbrauch an Hilfsenergie aufweisen und teilweise auch hohe Investitionskosten erfordern.
Die Aufgabe der vorliegenden Lösung besteht in der Angabe eines Heiz- und Warmwassersystems für Gebäude, welches energiesparsam, wirtschaftlich und effizient arbeitet, den Verbrauch von Hilfsenergien deutlich minimiert und durchschnittlich auch geringer Investitionskosten benötigt.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Heiz- und Warmwassersystem für Gebäude besteht aus mindestens einer vertikal im Erdreich angeordneten Sonde, mindestens einem Wärmetauscher, der in mindestens einem Energiespeicher angeordnet ist, mindestens einer Wärmepumpe, deren Wärmeaufnahmeteil die Sonde ist und deren Wärmeabgabeteil im Energiespeicher angeordnet ist, das Fluid ein Sole/Wassergemisch ist, der Fluidkreislauf des Wärmeaufnahmeteils der Wärmepumpe von der Wärmepumpe in die Sonde und zurück in die Wärmepumpe geführt ist und als Rohrleitung ausgebildet ist, und diese Rohrleitung im Fluidrücklauf innerhalb der Sonde im Erdreich bis zum Übergang aus der vertikalen Anordnung des Fluidrücklaufs vollständige Schlingen aufweist und weiterhin im Fluidvor- und rücklauf jeweils zwischen Wärmepumpe und Sonde ein Ventil zur Absperrung des Fluidkreislaufes vorhanden ist.
Vorteilhafterweise besteht die Sonde aus in einem Bohrloch angeordneten Metallrohren, noch vorteilhafterweise bestehen die Metallrohre aus Kupfer.
Weiterhin vorteilhafterweise sind die Schlingen im Rücklauf des Fluids mindestens im Abstand von jeweils 5 m, noch vorteilhafterweise in einem Abstand von jeweils 3–5 m, angeordnet.
Ebenfalls vorteilhafterweise sind die Schlingen im Rücklauf des Fluids in der Sonde als Windungen der Rohrleitung ausgebildet.
Und auch vorteilhafterweise enthält der mindestens eine Energiespeicher, mindestens den Wärmeabgabeteil der Wärmepumpe und mindestens den Wärmeaufnahmeteil des Verbrauchers.
Vorteilhaft ist es auch, wenn mindestens eine Pumpe im Medienumlauf des Verbrauchers angeordnet ist.
Auch vorteilhaft ist es, wenn die Sole aus Natriumazetat oder Mischungen davon besteht.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn als Wärmequelle das Erdreich über die Wärmepumpe dient.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der mindestens eine Wärmetauscher und/oder der Wärmeabgabeteil der Wärmepumpe, die beide im Energiespeicher angeordnet sind, wendelförmig ausgebildet sind.
Von Vorteil ist es auch, wenn die wendelförmigen Wärmetauscher und Wärmaufnahmeteil räumlich ineinander geflochten angeordnet sind, und glatt, profiliert oder strukturierte Oberflächen aufweisen.
Und auch von Vorteil ist es, wenn der mindestens eine Energiespeicher den Einlauf des Fluids aus der mindestens einen Wärmepumpe im oberen Teil aufweist.
Weiterhin von Vorteil ist es, wenn der mindestens eine Energiespeicher im oberen Bereich einen Abzug für das mit Wärmeenergie angereicherte Brauchwasser, im mittleren Teil einen Abzug für das mit Wärmeenergie ebenfalls noch angereicherte Wasser für den Vorlauf der Heizung und im unteren Teil einen Einlass für den Rücklauf des abgekühlten Wassers der Heizung und Einlass des kalten Brauchwassers aufweist.
Und ebenfalls von Vorteil ist es, wenn das System ohne eine Zusatzheizung arbeitet.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das System in Verbindung mit einer Solaranlage arbeitet.
Und auch vorteilhaft ist es, wenn durch die Ventile im Fluidkreislauf sowohl der Hochdruckteil als auch der Niederdruckteil der Wärmepumpe gemeinsam oder einzeln vom Fluidkreislauf in der Sonde abgesperrt werden können.
Vorteilhafterweise sind keinerlei Schraub- und Lötverbindungen in den Rohrleitungen, die sich in der Sonde befinden, vorhanden.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird es möglich, ein Heiz- und Warmwassersystem für Gebäude anzugeben, welches energiesparsam, wirtschaftlich und effizient unter maximaler Ausnutzung der Wärmeenergie arbeitet. Dabei werden insbesondere die täglichen und jahreszeitlichen Schwankungen des Energieeintrages und auch die Schwankungen des Verbrauchs durch die Verbraucher ausgeglichen und eine den Anforderungen entsprechende Wärmemenge garantiert zur Verfügung gestellt.
Hinzu kommt noch, dass Hilfsenergien für das Betreiben von Pumpen nur in sehr begrenztem Umfang benötigt werden, nämlich nur für den Kreislauf des Mediums der Wärmepumpe (nur Verdichterenergie) und für den Kreislauf des Verbrauchers, beispielsweise einer Fußbodenheizung.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems ist folgendes.
Ausgehend von einer Wärmepumpe gelangt als Fluid ein Kältemittel überein Ventil und eine Rohrleitung in eine Sonde. Die Sonde besteht aus einem Bohrloch im Erdreich mit der darin angeordneten Rohrleitung und gegebenenfalls noch Wärmeübertragungsmedien zwischen Erdreich und Rohrleitung. Dabei ist die Rohrleitung auf der Fluideintragsseite in die Sonde innerhalb der Sonde als unveränderte Rohrleitung ausgeführt, die ohne Formänderung bis zum Ende des Bohrlochs geführt wird. Dort ist die Rohrleitung so umgebogen, dass die Rohrleitung wieder aus dem Bohrloch herausführt. Dabei ist jedoch auf der Fluidaustragsseite die Rohrleitung so formgeändert, dass sie Schlingen aufweist. Diese Schlingen sollten vorteilhafterweise im Abstand von mindestens 5 m angeordnet sein und sind über den gesamten vertikalen Verlauf der Rohrleitung in der Sonde angeordnet. Durch den Saugunterdruck, der von der Wärmepumpe aufgebaut wird, wird das Fluid aus der Sonde heraus über ein weiteres Ventil in die Wärmepumpe gesaugt und dort komprimiert. Der im Verhältnis zum Gesamtsystem entstehende Unterdruck lässt das Kältemittel in der Sonde verdampfen und Wärme aufnehmen. Dieses von der Wärmepumpe verdichtete Fluid wird dann in das Wärmeabgabeteil der Wärmepumpe in den Energiespeicher geleitet, wo die Wärmeenergie an das Medium in den Verbraucherkreisläufen oder an das zu erwärmende Brauchwasser abgegeben wird.
Dabei ist der mindestens eine Energiespeicher so ausgeführt und angeordnet, dass der Einlauf des Fluids im Wärmepumpenkreislauf in den Wärmeabgabeteil sich im oberen Teil des Energiespeichers befindet und dort vorzugsweise das Brauchwasser erwärmt und als erwärmtes Brauchwasser speichert, welches vorteilhafterweise dann auch im oberen Teil des Energiespeichers abgezogen wird.
Im mittleren Teil des Energiespeichers wird dann das nicht mehr so stark erwärmte Medium des Vorlaufes für den Heizkreis beispielsweise einer Fußbodenheizung abgezogen.
Im unteren Teil des Energiespeichers wird dann das abgekühlte Medium des Rücklaufes des Heizkreises beispielsweise einer Fußbodenheizung wieder in den Energiespeicher eingeleitet.
Ein weiterer Vorteil des Energiespeichers besteht darin, das durch die Temperaturschichtung, die dort durch Energieeintrag oben erreicht wird, erwärmtes Brauch- und Heizwasser realisiert werden kann und mit den im Wesentlichen immer innenliegenden Wärmeeintragselementen und Wärmeentzugselementen für das Brauch und Heizwasser die Übergabe und Spreizungsverluste minimiert werden können, sowie zusätzliche Hilfsenergien nicht eingesetzt werden brauchen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Wärmepumpe auf der Wärmeabgabeseite das sogenannte Heißgas abgibt, welches gleichzeitig ein Energiereservoir für das Brauchwasser ist, weiches sich im oberen Teil des weiteren Energiespeichers befindet und dort erwärmt wird. Weiterhin sorgt das in der Mitte kondensierte Kältemittel im unteren Teil des Energiespeichers für eine maximal mögliche Unterkühlung, wodurch der Wirkungsgrad der Wärmepumpe gesteigert wird.
Auf der Wärmeeintragsseite der Wärmepumpe nutzt die erfindungsgemäße Lösung Wärmeenergie aus dem Fluid aus der Sonde und kann eben so Wärmeenergie von außerhalb des Energiespeicher innerhalb des Erdreiches für eine Wärmepumpe nutzen.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass für den gesamten Wärmepumpenkreislauf nur ein Fluid verwendet wird welches von der Wärmepumpe über den Energiespeicher und wieder über die Wärmepumpe in die Sonde und zurück zur Wärmepumpe geführt wird.
Dieser Vorteil konnte insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Fluidrücklauf in der Sonde mit Schlingen ausgeführt wurde. Dies ist deshalb erforderlich, da in dem Fluid als Kältemitte auch ein geringer Anteil an Öl für die Schmierung der entsprechenden Teile der Wärmepumpe enthalten ist. Dieses Öl würde sich bei einer Anordnung der Rohrleitung in der Sonde ohne Formänderung auf der Fluidrücklaufseite am untersten Ende der Sonde ansammeln, da es dort als Tröpfchen ausfallen und sich aufgrund der größeren Dichte dort sammeln würde. Damit könnte dann kein Kältemittel mehr durch die Rohrleitung geführt werden, da irgendwann der Druck der Wärmepumpe nicht mehr ausreichen würde, um dieses Öl mit dem Fluid oder verdampften Fluid wieder aus der Sonde auszutragen und gleichzeitig würde für die zu schmierenden Teile der Wärmepumpe das Öl fehlen, so dass sich diese Teile ebenfalls nach einer gewissen Zeit festfahren würden.
Diese Nachteile werden durch die schlingenförmige Anordnung der Rohrleitung auf der Fluidrücklaufseite in der Sonde behoben, da durch die schlingenförmige Anordnung einerseits ein Ausfallen der Tröpfchen vermieden wird und weiterhin die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen verdampften Fluids örtlich erhöht wird, so dass auch bereits ausgefallene Öltröpfchen mit dem gasförmigen verdampften Fluid wieder mitgerissen werden und nicht in der Rohrleitung verbleiben.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird das Kältemittel in den Sonden direkt verdampft und erreicht auf der Niederdruck- oder Saugseite die Wärmepumpe über ein Ventil. Dieses Ventil kann die Niederdruckseite der Wärmepumpe von Fluidkreislauf in der Sonde absperren, was im Falle des Stillstandes der Wärmepumpe zu keinem Druckausgleich mit der Hochdruckseite führt, die nachströmende Sondenumgebungswärme in der Fluidrücklaufseite bewirkt eine weitere Verdampfung und mit Ansteigen des Druckes auch eine steigende Verdampfungstemperatur. Dies wird vorteilhaft ausnutzt, so dass beim Wiederanfahren der Wärmepumpe innerhalb eines kurzen Zeitfensters für An- und Abschalten der Wärmepumpe dafür sorgen kann, dass energiereicheres verdampftes Fluid auf der Niederdruckseite der Wärmepumpe anliegt. Ebenfalls ist nach dem Hochdruckteil der Wärmepumpe der Niederdruckteil durch ein Ventil absperrbar, so dass beim Abschalten der Wärmepumpe auch kein abgekühles Fluid in die Sonde geleitet wird. Durch den Einsatz dieser beiden Ventile wird der Wirkungsgrad der gesamten Wärmepumpenanlage deutlich erhöht.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Dabei zeigt
1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Lösung.
Beispiel 1
Ein CU-Wärmetauscher 6 befindet sich in einen Energiespeicher 1 mit einem Volumen von 500 l. Im CU-Wärmetauscher 6 wird von oben nach unten das Kältemittel z. B. R410a nach Heißgastemperaturabgabe mit anschließender Kondensation in der Mitte und weiterer Unterkühlung im unteren Bereich abgekühlt.
Ein witterungsgeführter Wärmepumpencontroller übernimmt die Reglung für die Wärmepumpe 5. Über 2 Speicherfühler (Oben: Brauchwasser 50°C und Mitte: Heizung außentemperaturabhängig zwischen 25–40°C) erfolgt die Zuschaltung der Wärmepumpe 5. Diese Wärmepumpe 5 ist z. B. ein Scroll Verdichter mit Fluid R410a hat eine Leistungsaufnahme von 1,50 kW bei einer Verdampfungstemperatur von 0°C und einer Kondensationstemperatur von 30°C. Die Heizleistung beträgt hierfür 9 kW (10 K Sauggasüberhitzung/0 K Flüssigkeitsunterkühlung ohne Druckverluste). Die Wärmeabgabeseite der Wärmepumpe 5 erfolgt direktkondensierend ohne zusätzliche Hilfsenergie über einen Cu-Wärmetauscher 6 im Energiespeicher 1.
Die Wärmeeintragsseite der Wärmepumpe 5 erfolgt direktverdampfend ohne zusätzliche Hilfsenergie in der Sonde 9 in der sich ein plastummanteltes Cu-Rohr 8 befindet. Das Fluid mit einer Temperatur von 0°C wird von der Wärmepumpe 5 über das Ventil 10 in der Rohrleitung 8 in die Sonde 9 gedrückt, dort durch Aufnahme der Energie aus der Umgebungstemperatur verdampft und über die mit 5 Schlingen im Abstand von je 5 m voneinander ausgeführte Rohrleitung auf der Fluidaustragsseite der Sonde 9 mit einer Temperatur von 7°C über ein Ventil 11 in die Wärmepumpe 5 geleitet, wo das gasförmige Fluid zu Heißgas mit einer Temperatur von 50°C komprimiert wird.
Im Energiespeicher 1 wird unter Ausnutzung des Heißgases der Brauchwasserbereich, welches sich im Energiespeicher 1 befindet, erwärmt. Nachfolgend kühlt sich das Heißgas ab und kondensiert bei 30°C im Mittelteil des Energiespeichers 1. Im unteren Teil des Energiespeichers 1 wird das kondensierte Kältemittel nun als Fluid weiter unterkühlt durch Rücklauf des Heizwassers (27°C) und dem kalten Trinkwasservorlauf (15°C).
Das Brauchwasser 2 wird im Durchlaufverfahren mit einem 25 m DN 40 Edelstahlwellrohr von 15°C Eintritt in dem unteren Bereich des Energiespeichers 1 (23°C) über den Kondensationstemperaturbereich (30°C) im mittleren Bereich des Energiespeichers 1 und dem Heißgasbereich (50°C) im oberen Bereich des Energiespeichers 1 mit der Schichtung auf 45°C–50°C erwärmt.
Das Heizungswasser 30°C der Fußbodenheizung 4 wird aus dem mittleren Speicherbereich entnommen, in die Heizkreise transportiert und dort auf 23°C abgekühlt.
Über den Wärmepumpencontroller ist eine Mindestlaufzeit der Wärmepumpe 5 von 15 min vorgegeben, was einen stabilen Fluidkreislauf realisiert.

1: Energiespeicher
2: Brauchwasser kalt
3: Brauchwasser warm (Schichtentladung)
4: Verbraucher-Fußbodenheizung
5: Scroll Verdichter
6: CU-Wärmetauscher
7: Expansionsventil
8: Rohrleitung in der Sonde
9: Sonde
10: Ventil
11: Ventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10300427 B4 [0013]
- DE 10102041 A1 [0014]
- DE 202006011482 U1 [0015]

Claims

Heiz- und Warmwassersystem für Gebäude, bestehend aus mindestens einer vertikal im Erdreich angeordneten Sonde, mindestens einem Wärmetauscher, der in mindestens einem Energiespeicher angeordnet ist, mindestens einer Wärmepumpe, deren Wärmeaufnahmeteil die Sonde ist und deren Wärmeabgabeteil im Energiespeicher angeordnet ist, das Fluid ein Sole/Wassergemisch ist, der Fluidkreislauf des Wärmeaufnahmeteils der Wärmepumpe von der Wärmepumpe in die Sonde und zurück in die Wärmepumpe geführt ist und als Rohrleitung ausgebildet ist, und diese Rohrleitung im Fluidrücklauf innerhalb der Sonde im Erdreich bis zum Übergang aus der vertikalen Anordnung des Fluidrücklaufs vollständige Schlingen aufweist und weiterhin im Fluidvor- und rücklauf jeweils zwischen Wärmepumpe und Sonde ein Ventil zur Absperrung des Fluidkreislaufes vorhanden ist.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem die Sonde aus in einem Bohrloch angeordneten Metallrohren besteht.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 2, bei dem die Metallrohre aus Kupferbestehen.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem die Schlingen mindestens im Abstand von jeweils 5 m angeordnet sind.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 4, bei dem die Schlingen im Rücklauf des Fluids in einem Abstand von jeweils 3–5 m angeordnet sind.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem die Schlingen im Rücklauf des Fluids in der Sonde als Windungen der Rohrleitung ausgebildet sind.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Energiespeicher, mindestens den Wärmeabgabeteil der Wärmepumpe und mindestens den Wärmeaufnahmeteil des Verbrauchers enthält.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine Pumpe im Medienumlauf des Verbrauchers angeordnet ist.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem die Sole aus Natriumazetat oder Mischungen davon besteht.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem als Wärmequelle das Erdreich über die Wärmepumpe dient.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Wärmetauscher und/oder der Wärmeabgabeteil der Wärmepumpe, die beide im Energiespeicher angeordnet sind, wendelförmig ausgebildet sind.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 11, bei dem die wendelförmigen Wärmetauscher und Wärmaufnahmeteil räumlich ineinander geflochten angeordnet sind, und glatt, profiliert oder strukturierte Oberflächen aufweisen.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Energiespeicher den Einlauf des Fluids aus der mindestens einen Wärmepumpe im oberen Teil aufweist.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Energiespeicher im oberen Bereich einen Abzug für das mit Wärmeenergie angereicherte Brauchwasser, im mittleren Teil einen Abzug für das mit Wärmeenergie ebenfalls noch angereicherte Wasser für den Vorlauf der Heizung und im unteren Teil einen Einlass für den Rücklauf des abgekühlten Wassers der Heizung und Einlass des kalten Brauchwassers aufweist.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem das System ohne eine Zusatzheizung arbeitet.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem das System in Verbindung mit einer Solaranlage arbeitet.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem durch die Ventile im Fluidkreislauf sowohl der Hochdruckteil als auch der Niederdruckteil der Wärmepumpe gemeinsam oder einzeln vom Fluidkreislauf in der Sonde abgesperrt werden können.
Heiz- und Warmwassersystem nach Anspruch 1, bei dem keinerlei Schraub- und Lötverbindungen in den Rohrleitungen, die sich in der Sonde befinden, vorhanden sind.