-
Die
Erfindung betrifft erdverlegte fluidführende Leitung mit
Wärmetauscheinrichtung. Sie betrifft außerdem
ein Verfahren, mit dem derartige Leitungen mit einer Wärmetauscheinrichtung
verlegt werden können.
-
Versorgungs-
und Entsorgungsleitungen in Form von fluidführenden Leitungen
werden üblicherweise in der Erde verlegt. Diese fluidführenden
Leitungen sind insbesondere Trinkwasser- oder Schmutzwasserleitungen.
Dabei wird darauf geachtet, dass diese fluidführenden Leitungen
im frostfreien Raum verlegt werden, üblicherweise also
in Tiefen von mehr als 1 m, häufig auch 2 m je nach Region und
Bodenzusammensetzung.
-
Für
die Zufuhr von Trinkwasser ist dabei die Trinkwasserverordnung zu
beachten. Diese legt fest, dass Trinkwasser aus hygienischen Gründen
eine Temperatur von 10°C oder weniger aufweisen sollte. Der
Grund hierfür liegt darin, dass mit steigender Temperatur
eine Vermehrung von Keimen, Mikrobakterien und anderen unerwünschten
Verunreinigungen im Trinkwasser nicht nur stattfindet, sondern auch
mit der Temperatur exponentiell zunimmt.
-
Schmutzwasser-
beziehungsweise Abwasserleitungen unterliegen anderen Vorschriften.
Auch hier wird jedoch eine Einleitung von Schmutzwasser höherer
Temperatur nur in Sonderfällen gestattet und niedrige Temperaturen
sind ebenfalls aus hygienischen Gründen bevorzugt.
-
Zunehmend
kann allerdings festgestellt werden, dass die Temperatur des Erdbodens
zumindest im städtischen Raum höher liegt, als
dies in diesem Zusammenhang gewünscht ist. Dies liegt an
den heutzutage häufig wärmeren Kellerräumen,
deren Wärme in den umgebenden Erdbodenbereich abgegeben
wird, ebenso aber auch an der Versiegelung von Flächen,
die ein Eindringen von Regenwasser und dadurch eine Abführung
von Wärme durch Wärmeübergang in die
Regenwassermoleküle und Wärmeleitung durch Absinken
dieser Regenwassermoleküle erschweren. Auch die übliche
Abfuhr von Wärme durch andere Witterungsbedingen, etwa
durch Wind, findet gerade im städtischen Raum immer weniger
statt.
-
Dies
führt dazu, dass der Erdboden im Bereich der fluidführenden
Leitungen höhere Temperaturen als gewünscht und
in außerstädtischen Bereichen möglich
und üblich aufweist, die zu der Gefahr führen,
dass diese höhere Bodentemperatur auch an die Wandungen
der fluidführenden Leitungen und damit an die darin fließenden
Fluide abgegeben wird, sodass das Trinkwasser eine Wassertemperatur
von mehr als 10°C und auch das Abwasser eine zu hohe Temperatur
aufweist.
-
Um
dem entgegenzuwirken, muss das Trinkwasser vor der Einspeisung in
die Versorgungsleitungen deutlich niedriger gekühlt werden
als an sich erforderlich oder es müssen entsprechende Zwischenstationen
mit Abkühlmechanismen eingesetzt werden.
-
Auch
die Temperaturen in den Schmutzwasserleitungen werden durch die
hohen Temperaturen der umgebenden Erdböden nicht in dem
Maße abgeführt, wie dies wünschenswert
wäre.
-
Um
die Temperaturen in Trinkwasser- und insbesondere auch Abwasserleitungen
zu reduzieren, sind bereits verschiedene Möglichkeiten
vorgeschlagen worden. So werden etwa in der
DE 20 2005 013 590 U1 und
der
DE 10 2006
039 250 A1 Wärmetauscher in Form von Wellrohren
in Abwasserleitungen eingesetzt und auf diese Weise durch Wärmeleitung
aus dem Abwasser in das von Abwasser umflossene Wellrohr die überschüssige
Wärme in die Wärmetauscher überführt.
Von besonderem Vorteil ist es dabei, dass nicht nur die unerwünschte
Wärme abgeführt werden kann, sondern dass auch
eine Wärmerückgewinnung möglich wird.
-
Auch
aus der
DE 11
2005 000 262 T5 ist eine Abwasserrohrleitung mit integrierten
Wärmetauschern für sanitäre Einrichtungen
bekannt. Hier ist der Wärmetauscher nicht für
erdverlegte Abwasserleitungen vorgesehen, sondern hausintern unmittelbar
in der Sanitäranlage.
-
Die
DE 10 2006 008 379
A1 schlägt ein Rohrsystem zur Abwasserentsorgung
und Wärmerückgewinnung vor, bei dem in dem Bereich
des Mantels des Rohrs entsprechende Wärmetauscheinrichtungen
in Form von Rohranordnungen vorgesehen sind, die zugleich bei der
Neuverlegung des Rohres mit ins Erdreich eingebracht werden können.
-
Alle
vorgenannten Konzepte haben den Nachteil, dass sie entweder hydraulisch
problematisch sind, weil ihre Integration im Inneren der Trinkwasser-
oder Abwasserrohrleitungen den Fluidfluss hemmt oder jedenfalls
behindert, oder dass es erforderlich ist, die Trinkwasser- und Abwasserleitungen bereits
bei ihrer Verlegung entsprechend auszustatten und dabei unter Umständen
auch die Wandungen zu schwächen, indem dort die Rohrleitungen
eingelegt werden.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es demgegenüber, eine Möglichkeit
vorzuschlagen, mit weniger aufwändigen Mitteln eine Abkühlung
der Wassertemperaturen in den fluidführenden Leitungen
herbeizuführen.
-
Diese
Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen fluidführenden
Leitung erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Wärmetauscheinrichtung eine Vielzahl an Spiralwindungen
aufweist, dass die Wärmetauscheinrichtung außerhalb
der Wandung der fluidführenden Leitung angeordnet ist,
und dass die Spiralwindungen um die Wandung der fluidführenden Leitung
herumlaufen.
-
Diese
Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren gelöst,
mit dem sehr einfach nachträglich erdverlegte Trinkwasser-
und Abwasserleitungen mit Wärmetauscheinrichtungen ausgestattet
werden können. Dieses Verfahren zeichnet sich durch Ausheben
einer Vertiefung im Erdboden im Bereich einer fluidführenden
Leitung, Absperren des strömenden Fluids in der fluidführenden
Leitung, Aufschneiden der fluidführenden Leitung an zwei
voneinander beabstandeten Schnittstellen, Anheben des Rohrstückes
der fluidführenden Leitung zwischen den beiden Schnittstellen,
achsparalleles Aufschieben von Spiralwindungen einer Wärmetauscheinrichtung
außen auf die Wandung des Rohrstückes der fluidführenden Leitung,
Herablassen und Verbinden des Rohrstückes der fluidführenden
Leitung an den Schnittstellen mit den nicht bewegten Abschnitten
der fluidführenden Leitung, Ausdehnen und/oder Verschieben
der Spiralwindungen der Wärmetauscheinrichtung auf der
Wandung der fluidführenden Leitung auch über die
Schnittstellen hinaus, Anschließen der Wärmetauscheinrichtung
an einer Verwertungseinrichtung, Entfernung der Absperrung des Fluids
in der fluidführenden Leitung und Auffüllen der
Vertiefung mit Erdboden bis zur Bodenoberfläche aus.
-
Eine
derartige Konzeption ermöglicht nicht nur sehr effektiv
eine gewünschte Abkühlung der fluidführenden
Leitung, und zwar auf eine sehr kostengünstige Form. Gleichwohl
tritt keine Behinderung des Fluidstroms im Inneren der Leitungen
ein. Darüberhinaus entstehen jedoch noch weitere Vorteile verglichen
mit dem Stand der Technik.
-
Durch
die Konstruktion wird es möglich, diese Wärmetauscheinrichtungen
nachträglich mit vertretbarem Aufwand zu installieren.
Dies ist ein sehr wichtiger Gesichtspunkt, da kostenaufwändige
und arbeitsintensive Maßnahmen nicht vertretbar sind.
-
Die
erfindungsgemäßen Wärmetauscheinrichtungen
können jedoch eingebaut werden, wenn beispielsweise ohnehin
Wartungsarbeiten an existierenden Trinkwasserleitungen vorgenommen
werden sollen, wenn ein neuer Hausanschluss in einem Neubaugebiet
gelegt werden soll oder wenn Straßenbaumaßnahmen
durchgeführt werden.
-
Bei
einem derartigen Vorgang kann dann vor Ort das ohnehin entsprechend
freiliegende oder mit vergleichsweise geringem Aufwand freilegbare
Rohr nach entsprechender Sperrung des Fluidstromes in der Leitung
auseinandergetrennt werden. Über das so freiliegende Ende
des Rohres kann dann eine gewünschte Anzahl oder gewünschte
Länge der erfindungsgemäßen Wärmetauscheinrichtung
geschoben werden.
-
Da
die erfindungsgemäßen Wärmetauscheinrichtungen
spiralförmig und in gewissem Rahmen dadurch elastisch sind,
kann ein erhebliches Stück dieser Wärmetauscheinrichtung
relativ einfach über das Rohrende geschoben werden.
-
Wird
dann die Trinkwasserleitung wieder geschlossen und die beiden freien
Enden wieder verschweißt und abgedrückt, so kann
nun die flexible Wärmetauscheinrichtung in eine oder in
beiden Richtungen über die Trinkwasserleitung hinweggeschoben
und freigegeben oder auseinandergezogen werden.
-
Die
Wärmetauscheinrichtung ist nun sehr einfach und frei parallel
zur Trinkwasserleitung in Rohrrichtung beweglich und kann so angeordnet werden,
wie dies gewünscht wird.
-
Ist
die gewünschte Position erreicht, werden die Wärmetauscheinrichtungen
dann im gleichmäßigen Abstand zur innenliegenden
fluidführenden Leitung fixiert.
-
Es
entstehen ganz erhebliche Vorteile. Bereits eine geringfügige
Reduzierung der Temperaturen der strömenden Fluide in den
entsprechend behandelten Leitungen ist sehr wertvoll, da sich wie
erwähnt die Keime exponentiell mit der Temperatur vermehren.
Bereits eine Absenkung um 1 oder wenige Temperaturgrade ist daher
von Nutzen.
-
Darüber
hinaus kann mit der durch die Wärmetauscheinrichtung gewonnenen
Energie außerordentlich kostengünstig eine Wärmepumpenanlage betrieben
werden. Da die Wärmetauscheinrichtungen spiralförmige
Leitungen sind, können sie die so aus den Wasser- und Abwasserleitungen
partiell entnommene Wärmeenergie auch ihrerseits in einem entsprechenden
Fluid transportieren und einer solchen Wärmepumpenanlage
gezielt zuführen.
-
Insbesondere
im unmittelbaren lokalen Bereich kann die so gewonnene Wärmeenergie
gleich mit erheblichem Nutzen wieder eingesetzt werden, etwa zur
Beheizung eines Wohngebäudes, eines kommunalen Gebäudes,
einer Schule oder dergleichen.
-
Die
gewonnenen Energiemengen sind auch keineswegs vernachlässigbar,
da es sich um kontinuierlich aus strömenden Fluiden gewinnbare
Energiemengen handelt, die gewissermaßen stetig gewonnen
werden können.
-
So
ist das Teilstück der fluidführenden Leitung,
das ausgebaut oder getrennt werden muss, sehr kurz. Das Auseinanderschneiden
und Wiederzusammensetzen der Leitung und das Anbringen der Wärmetauscheinrichtung
ist unproblematisch. Betrachtet man beispielsweise eine übliche
Trinkwasserleitung mit einem Durchmesser von 200 mm und Rohrstücken
in handelsüblicher Länge von 12 m, so kann ein
Auftrennen des Rohres einfach durch ein Absperren der Leitung auf
beiden Seiten eines Rohrstückes und ein Auswechseln dieses
Rohrstückes von 12 m Länge erfolgen.
-
Bevor
das neue Rohrstück eingebaut wird, schiebt man eine entsprechende
Länge einer Wärmetauscheinrichtung mit einer Anzahl
komprimierter Spiralwindungen über das Rohr. Diese Wärmetauscheinrichtung
kann beispielsweise einen Durchmesser von 300 mm besitzen und dadurch
ohne größeren Aufwand und ohne Komplikationen über
das Rohr geschoben werden.
-
Nachdem
die Trinkwasserleitung (oder die Abwasserleitung oder andere fluidführende
Leitung) wieder verschweißt und abgedrückt wurde,
kann man die Wärmetauscheinrichtung mit ihren zahlreichen
Spiralwindungen in die eine oder auch in beide Richtungen über
die Trinkwasserleitung hinwegschieben und die Spiralwindungen auseinanderziehen.
-
Die
Wärmetauscheinrichtung wird dann mit ihren Windungen in
gleichmäßigem Abstand zur innerhalb liegenden
Rohrleitung fixiert.
-
Danach
wird diese Konstruktion dann in einem gewissen Abstand rechts und
links im Erdreich bevorzugt verschalt und weiter bevorzugt mit einer entsprechenden
Suspension bis oberhalb der Wärmetauscheinrichtung vergossen.
Auf diese Weise kann dann sehr vorteilhaft zwischen der innenliegenden
Leitung und der Wärmetauscheinrichtung ein sehr guter Wärmeübertrag
stattfinden.
-
Die
Ausfallzeiten der Rohrleitung sind extrem kurz. Es müssen
keine mühsamen Umbauten erfolgen, sondern einfach ein vielleicht
ohnehin erforderliches Auswechseln oder kurzfristiges einseitiges Anheben
eines kleinen Abschnittes der Rohrleitung erfolgen, beispielsweise
wie erwähnt ein Austausch eines Rohrstückes von
12 m Länge.
-
Besonders
bevorzugt werden auseinanderziehbare Spiralwärmetauscher
eingesetzt. Diese rohrartigen Leitungen bestehen aus einem plastisch verformbaren
Material, welches eine variable und manuell einstellbare Verstellung
des Abstandes der spiralförmigen Windungen in Achsrichtung
voneinander erlaubt.
-
Auf
einer Länge von 12 m, also beispielsweise bei einem Austausch
eines einzigen Rohrstücks, kann eine Wärmetauscheinrichtung
mit einer Anzahl von Spiralwindungen angeordnet werden, die bis zum
15-fachen der Leitungslänge der Rohrleitung auseinandergezogen
werden kann. Das bedeutet, dass die Rohrleitung von 12 m Länge
ihre Wärmeenergie an eine Wärmetauscheinrichtung
abgibt, die auf diesem Rohrstück durch die spiralförmige
Anordnung eine Länge von 180 m besitzt.
-
Besonders
vorteilhaft ist, dass keine Einbauten in die Rohrleitung selbst
erfolgen müssen. Die Rohrleitung bleibt unberührt.
Es findet kein Eingriff in das vorhandene Rohrnetz statt. Weder
in hydraulischer noch in hygienischer Hinsicht ändert sich
in der fluidführenden Leitung etwas. Die gesamte Wärmetauscheinrichtung
befindet sich nur außerhalb der Rohrleitung und windet
sich um diese herum.
-
Die
erfindungsgemäße Konzeption ist für Stadtwerke,
Wasserverbände und Kommunen geeignet.
-
Eine
bevorzugt vorgesehene Verschalung der fluidführenden Leitung
samt der spiralförmig um diese herum gewundenen Wärmetauscheinrichtung dient
auch zur Isolierung gegenüber dem umgebenden Erdreich.
Dadurch kann eine Wärmeleitung aus dem Erdreich in das
Fluid ebenso unterbunden werden, wie eine nicht gewünschte
Wärmeleitung aus der Wärmetauscheinrichtung in
das umgebende Erdreich außerhalb der Verschalung. Dadurch
kann eine relativ konstante, vorhersehbare Temperatur in und um
sowohl die Trinkwasser- und Abwasserleitung als auch in der Wärmetauscheinrichtung
sichergestellt werden.
-
Als
Material für die Verschalung bieten sich Werkstoffe an,
wie sie beispielsweise unter der Marke Styrodur angeboten werden.
Unter Styrodur werden insbesondere Dämmstoffplatten aus
Polystyrol angeboten, wobei es sich um ein meist geschlossenzelliges,
relativ feinporiges extrudiertes Polystyrol in Form eines Hartschaums
handelt.
-
Eine
weitere Verbesserung der Wärmeleitung von der fluidführenden
Leitung zur Wärmetauscheinrichtung kann bevorzugt dadurch
erreicht werden, dass der gesamte Bereich insbesondere innerhalb
einer Verschalung mit einer Suspension ausgefüllt werden
kann, die den Kontakt zwischen der Trinkwasser- und Abwasserleitung
und der Wärmetauscheinrichtung verbessert. Als Material
für diese Suspension kommen beispielsweise Bentonit, Beton oder
Quarzsand in Betracht.
-
Der
Einsatz der äußeren Dämmung mit den bevorzugt
vorgesehenen Dämmstoffplatten und das zusätzliche
Verfüllmaterial innerhalb der Platten, also zwischen der
Dämmung und der Rohrleitung, hat ganz erhebliche zusätzliche
Vorteile. Dabei ist nämlich zu berücksichtigen,
dass eine Rohrleitung etwa für Trinkwasser oder Schmutzwasser über
24 h täglichen Betrieb gesehen nie eine gleichmäßige
Auslastung hat. Die Durchströmung schwankt ständig
im Tagesablauf. Das bedeutet aber auch, dass die in den strömenden
Fluiden mitgeführte Energiemenge nicht gleichmäßig
ist und dass aufgrund der unterschiedlichen Kontaktflächen
auf der Innenseite der Rohre auch der Energieentzug über
die Zeit gesehen nicht gleichmäßig sein kann.
So weisen Schmutzwasserleitungen im Allgemeinen ständig
nur eine Teilfüllung auf. Bei Trinkwasserleitungen besteht üblicherweise nachts
nur eine vergleichsweise geringe Strömungsgeschwindigkeit,
da nur geringe Abnahmen erfolgen.
-
Soll
nun die erfindungsgemäße Konzeption insbesondere
auch zur Wärmerückgewinnung und damit etwa zur
Energieversorgung von umliegenden Gebäuden dienen, so ist
es sinnvoll, wenn man einen Puffer schafft, um die zur Verfügung
stehende Entzugsenergie zwischen zu Puffern. Genau das wird mit
einer Verfüllmasse in dem Bereich zwischen der Dämmung
und der Rohrleitung erreicht. Durch diesen Bereich verläuft
wie erörtert die Wärmetauscheinrichtung.
-
Die
konkret eingesetzte Menge an Verfüllmasse und auch die
konkrete Anordnung der Wärmetauscheinrichtung innerhalb
dieses Zwischenraumes zwischen Rohrleitung und Dämmung
kann etwas variieren, je nach den üblichen Betriebs bedingungen
des zur Energielieferung herangezogenen Rohres der erdverlegten
fluidführenden Leitung.
-
Aufgrund
der Wärmeaufnahmekapazität des Zwischenraumes
zwischen Rohrleitung und Dämmung kann man als Ergebnis
festhalten, dass die benötigte Rohrleitungslänge
und damit auch die zur Verfügung zu stellende Grabenlänge
geringer ist, als wenn ein System ohne einen solchen Puffer eingesetzt
wird.
-
Insgesamt
wird es mit den verschiedenen alternativen Ausführungsformen
der Erfindung möglich, besonders günstig und ohne
eine Beeinträchtigung des Fluidstromes eine Energiegewinnung
zum kostengünstigen Betreiben einer Wärmepumpenanlage
bereitzustellen.
-
Die
Erfindung ist insbesondere im Zusammenhang mit Trinkwasser- und
Schmutzwasserleitungen beschrieben worden. Es ist jedoch auch möglich,
sie im Zusammenhang mit Leitungen einzusetzen, bei denen etwa in
chemischen Großanlagen Reaktionsströme geführt
werden, die Prozesswärme enthalten. Es können
dort ähnliche Probleme auftreten, insbesondere kann diese
Prozesswärme noch energetisch genutzt werden und zugleich
die häufig auch unerwünschte hohe Temperatur durch
die Erfindung herunter gekühlt werden.
-
Im
Folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen
schematischen Schnitt durch eine Situation im Erdboden mit einer
Versorgungsleitung und einer Ausführungsform der Erfindung;
-
2 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung
während der Anbringung; und
-
3 eine
schematische Darstellung der Erfindung im Anwendungsfall.
-
In
der 1 ist schematisch eine Situation dargestellt,
in der in einem Erdboden 10 eine Vertiefung 11 ausgehoben
ist. Die Vertiefung 11 ragt damit von einer Bodenoberfläche 12 aus
in die Tiefe. Benachbart zum untersten Punkt der ausgehobenen Vertiefung 11 im
Erdboden 10 ist schematisch im Schnitt eine fluidführende
Leitung 13 dargestellt, etwa eine Versorgungsleitung für
Trinkwasser. Es kann sich auch um eine Entsorgungsleitung handeln. Die
fluidführende Leitung 13 verläuft senkrecht
zur Blattebene in der ausgehobenen Vertiefung 11 im Erdboden 10 weitgehend
horizontal und somit etwa parallel zum Erdboden 10, beispielsweise
in einer Tiefe zwischen 1 m oder 2 m.
-
Üblicherweise
ist die Vertiefung 11 angefüllt bis zur Bodenoberfläche 12 mit
Erdboden 10 und verdeckt mithin die fluidführende
Leitung 13, sodass auf der Bodenoberfläche 12 der
Verkehr fließen und Fußgänger gehen können.
Dargestellt ist also eine Situation, bei der etwa aus Wartungsgründen
oder zu Reparaturzwecken oder auch zum Anschließen einer Abzweigleitung
für ein Neubaugebiet die Vertiefung 11 ausgehoben
ist, um an die fluidführende Leitung 13 oder aber
auch an andere Leitungen im Erdboden zu gelangen, beispielsweise
an Kabel für die Stromversorgung oder Telekommunikationsleitungen.
-
Die
fluidführende Leitung 13 ist rohrförmig, was
sich durch den kreisförmigen Querschnitt in der 1 bestätigt.
Innerhalb der fluidführenden Leitung 13 fließt
ein Fluid, üblicherweise also Trinkwasser beziehungsweise
im Falle einer Entsorgungsleitung Abwasser.
-
Dargestellt
ist nun im Schnitt, dass um die fluidführende Leitung 13 herum
eine Wärmetauscheinrichtung 20 angeordnet ist,
die eine Vielzahl von Spiralwindungen 21 (in 1 nicht
zu erkennen) aufweist. Die Anbringung dieser Wärmetauscheinrichtung 20 mit
den Spiralwindungen 21 um die fluidführende Leitung 13 herum
ist in der 2 näher dargestellt.
-
Man
sieht auch hier die Bodenoberfläche 12 des Erdbodens 10,
und zwar schematisch etwa im rechten Winkel auf die Situation in
der 1.
-
Ein
schematisch im Erdboden 10 dargestelltes Rohr der fluidführenden
Leitung 13 verläuft dementsprechend in der 2 von
links nach rechts und könnte als im Schnitt oder in einer
Ansicht dargestellt vorgestellt werden.
-
Diese
fluidführende Leitung 13 wird nun im Bereich einer
Vertiefung 11 (nicht dargestellt) angeschnitten. Hierzu
wird natürlich zuvor außerhalb der Darstellung
dafür gesorgt, dass das in der Versorgungsleitung strömende
Fluid unterbrochen wird und während der nun folgenden Maßnahmen
keine strömenden Fluide in der sonst fluidführenden
Leitung 13 sind.
-
Dieses
Stück der fluidführenden Leitung 13 wird
nun in zwei Schnittstellen 16 vom Rest des Stranges der
fluidführenden Leitung 13 getrennt und aufgeschnitten
und nach oben angehoben. Ein Rohrstück von beispielsweise
10 m Länge befindet sich jetzt also außerhalb
des Rohrstranges der fluidführenden Leitung 13.
Dieses Rohrstück ist nun von beiden Seiten frei zugänglich.
-
Nun
wird wie schon angedeutet eine Wärmetauscheinrichtung 20 mit
einer Vielzahl an Spiralwindungen 21 von einem dieser beiden
freistehenden Enden über das Rohrstück fluidführender
Leitung 13 geschoben. Dabei sind diese Spiralwindungen 21 der Wärmetauscheinrichtung 20 eng
zueinander benachbart; die Spirale ist gewissermaßen zusammengedrückt.
Die Spiralwindungen besitzen einen Durchmesser, der geringfügig
größer als der Außendurchmesser des Rohrstückes
der fluidführenden Leitung 13 ist und legen sich
somit eng um die fluidführende Leitung 13.
-
Nachdem
die komplette Wärmetauscheinrichtung 20 mit den
Spiralwindungen 21 sich auf dem herausgehobenen Rohrstück
der fluidführenden Leitung 13 befindet, kann diese
wieder in die Vertiefung 11 herabgelassen und zwischen
die beiden Schnittstellen 16 der fluidführenden
Leitung 13 eingefügt werden. Hier wird sie wieder
mit einschlägigen Mitteln, beispielsweise durch Verschweißen,
mit dem Rest des Rohrstranges der fluidführenden Leitung 13 verbunden.
-
Der
folgende Schritt kann am besten in der 3 erkannt
werden. Die 3 zeigt die Landschaft aus der 2 in
einem späteren Verfahrensschritt. Man sieht wiederum unter
der Bodenoberfläche 12 des Erdbodens 10 die
fluidführende Leitung 13, um die jetzt bereits
die Wärmetauscheinrichtung 20 mit den Spiralwindungen 21 herum
gelegt ist.
-
Allerdings
wird jetzt nicht mehr die Spiralanordnung der Wärmetauscheinrichtung 20 zusammengedrückt,
sondern die Spiralwindungen 21 können sich frei
in Richtung seitwärts ausdehnen, was durch den geänderten
Verlauf in der 3 angedeutet ist. Die Spiralwindungen 21 können
dabei durch manuelle Maßnahmen genau so angeordnet werden, wie
die von äußeren Umständen vorgegeben
oder vom Benutzer gewünscht ist. Er kann also die einzelnen
Spiralwindungen 21 gleichmäßig auseinanderziehen
oder – insbesondere dann, wenn Hindernisse im Weg sind – auch
bestimmte Bereiche der Wärmetauscheinrichtung 20 mit
den jeweiligen Spiralwindungen 21 steiler und enger zusammengedrängt oder
aber auseinandergezogen zur Umgehung eines Hindernisses platzieren.
-
Damit
dies geschehen kann, muss die Vertiefung 11 natürlich
entsprechend weit ausgedehnt werden, so dass der Erdboden 10 in
dem entsprechenden Bereich entfernt worden ist.
-
Nach
dem die Spiralwindungen 21 sich wie in der 3 schematisch
angedeutet ausgedehnt haben oder ausgedehnt worden sind, können
sie (nicht dargestellt) entsprechend mit einer Verwertungsstation
verbunden werden, die auch dafür sorgt, dass entsprechend
ein Fluid durch die Spiralwindungen 21 der Wärmetauscheinrichtung 20 strömt
und Wärme aufnehmen kann. Diese Ver wertungseinrichtung kann
dann etwa zur Wärmeversorgung eines benachbarten Gebäudes
(nicht dargestellt) dienen.
-
Betrachtet
man nun wiederum die Situation in der 1, in der
die fluidführende Leitung 13 senkrecht zur Blattebene
und zu der Situation in den 2 und 3 dargestellt
ist, so sieht man, dass die fluidführende Leitung 13 mitsamt
der diese umgebenden Wärmetauscheinrichtung 20 von
einer Suspension 30 umgeben ist. Diese Suspension 30 füllt die
Räume um die Spiralwindungen 21 und die Außenwandung
der fluidführenden Leitung 13 herum aus und verbessert
somit den Wärmeübergang von dem Fluid in der fluidführenden
Leitung 13 auf die Spiralwindungen 21 der Wärmetauscheinrichtung 20.
-
Um
den Bereich der Suspension 30 zur besseren Wärmeleitung
herum befindet sich dann wiederum eine Wärmedämmung 32.
Diese unterbindet die weitere Wärmeleitung aus dem Bereich
der Suspension 30 in die Umgebung. Dies verhindert zum
Einen, dass die Umgebung unbeabsichtigt zusätzlich durch
das strömende Fluid in der fluidführenden Leitung 13 erwärmt
wird, und sorgt außerdem dafür, dass die nun zur
Energieversorgung nutzbare Wärme in der Wärmetauscheinrichtung 20 auch
in dieser verbleibt und nicht etwa an die Umgebung ungenutzt abgegeben
wird.
-
- 10
- Erdboden
- 11
- ausgehobene
Vertiefung im Erdboden
- 12
- Bodenoberfläche
- 13
- fluidführende
Leitung
- 16
- Schnittstellen
zur Entnahme eines Rohres der fluidführenden Leitung 13
- 20
- Wärmetauscheinrichtung
- 21
- Spiralwindung
- 30
- Suspension
zur besseren Wärmeleitung
- 32
- Wärmedämmung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202005013590
U1 [0009]
- - DE 102006039250 A1 [0009]
- - DE 112005000262 T5 [0010]
- - DE 102006008379 A1 [0011]