DE102013020310A1 - Heat storage for a building energy system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher für eine Energieanlage eines Gebäudes mit einer unter dem Gebäude eingebrachten Schlauch- oder Rohrschlange (20). Um den Wärmespeicher gegen Eindringen von Regen- oder Grundwasser zu schützen und die Leistungseffizienz des Wärmespeichers über die gesamte Betriebsdauer sicherzustellen, ist unter dem Gebäude ein geschlossenes Fundament angeordnet, dessen Mauern (12) aussen mit einer Isolierschicht (14) für Flüssigkeiten und innen mit einer Wärmedämmschicht (16) versehen sind. Die Mauern (12) reichen etwa 2 m tiefer als das umgebende Erdreich (E). Die Schlauch- oder Rohrschlange (20) ist etwa 1,5 m tiefer als das umgebende Erdreich (E) im Innenraum (17) des Fundaments eingebracht. Zudem ist der Innenraum (17) des Fundaments mit der Schlauch- oder Rohrschlange (20) mit gut wärmeleitendem Material (21) aufgefüllt und die Oberseite (18) des Fundaments ist mit einer Bodenplatte (19) verschlossen. Die Unterseite des Fundaments ist mit einer Wärmedämmschicht (30) und einer wasserundurchlässigen Isolierschicht (31) verschließbar, um, in einem Erdreich mit Grundwasser das Eindringen des Grundwassers in den Innenraum des Fundaments zu verhindern und einen Wärmeverlust an das unter der Schlauch- oder Rohrschlange (20) liegende Erdreich zu vermeiden.The invention relates to a heat accumulator for an energy system of a building with an inserted under the building hose or pipe coil (20). To protect the heat accumulator against ingress of rain or ground water and to ensure the performance efficiency of the heat accumulator over the entire operating life, a closed foundation is located under the building, the walls (12) outside with an insulating layer (14) for liquids and inside with a Thermal insulation layer (16) are provided. The walls (12) reach about 2 m lower than the surrounding soil (E). The hose or pipe coil (20) is placed about 1.5 m deeper than the surrounding soil (E) in the interior (17) of the foundation. In addition, the interior (17) of the foundation with the hose or tube coil (20) is filled with good heat conducting material (21) and the top (18) of the foundation is closed with a bottom plate (19). The underside of the foundation is closable with a thermal barrier coating (30) and a watertight insulating layer (31) to prevent groundwater from entering the interior of the foundation in a groundwater environment and heat loss to the underwater coil (or pipe coil). 20) to avoid lying soil.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher für eine Gebäude-Energieanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heat accumulator for a building energy system according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Wärmespeicher ist aus der DE 195 333 475 B4 bekannt. Bei diesem bekannten Wärmespeicher befindet sich unter dem Gebäude eine Schlauch- oder Rohrschlange, die von Wasser mit einem Frostschutzmittel durchflossen ist. Dabei kann die Schlauch- oder Rohrschlange auch in mehrere Bereiche unterteilt sein, die über thermisch gesteuerte Ventile mit einem gemeinsamen Kollektor verbunden sind. Die Verbindungen werden über thermisch gesteuerte Ventile hergestellt. Die dem Wärmespeicher zugeführte oder entnommene Wärme kann zur Heizung oder Kühlung des Gebäudes verwendet werden.Such a heat storage is from the DE 195 333 475 B4 known. In this known heat storage is located under the building a hose or pipe coil, which is traversed by water with an antifreeze. In this case, the hose or pipe coil can also be subdivided into a plurality of regions, which are connected via thermally controlled valves to a common collector. The connections are made via thermally controlled valves. The heat supplied or removed from the heat storage can be used to heat or cool the building.

Dieser bekannte Wärmespeicher nützt die Tatsache aus, dass selbst im Winter bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt aufgrund der aufsteigenden Energie die Temperatur im Erdreich wesentlich wärmer ist. Beispielsweise liegt eine mittlere Temperatur in einer Tiefe von 2 m bei freier Oberfläche bei +7°C bis +9°C. Unter einem Gebäude beträgt die Temperatur in dieser Tiefe etwa +14°C bis +16°C. Der bekannte Wärmespeicher hat den Nachteil, dass er unter dem Gebäude nur durch eine umgebende Wärmedämmschicht gegen eindringendes Regen- und Grundwasser geschützt ist. Dies reicht vielfach nicht aus, dass der Wärmespeicher eine dauernd gesicherte Leistungseffizienz aufweist, zumal auch die offene Unterseite des Wärmespeichers dagegen nicht geschützt ist.This known heat storage utilizes the fact that even in winter at temperatures below freezing due to the rising energy, the temperature in the ground is much warmer. For example, an average temperature at a depth of 2 m for a free surface is + 7 ° C to + 9 ° C. Below a building, the temperature at this depth is about + 14 ° C to + 16 ° C. The known heat accumulator has the disadvantage that it is protected under the building only by a surrounding thermal barrier coating against penetrating rainwater and groundwater. This is often not enough that the heat storage has a permanently secured power efficiency, especially since the open bottom of the heat storage is not protected.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den bekannten Wärmespeicher so in ein Gebäude zu integrieren, dass er gegen das Eindringen von Regen- und Grundwasser besser geschützt ist und so über die gesamte Betriebszeit eine gleichbleibende Leistungseffizienz aufweist. Zudem soll der neue Wärmespeicher für den Aufbau und die Stabilität des Gebäudes von Vorteil sein.It is an object of the invention to integrate the known heat storage in a building that it is better protected against the ingress of rain and groundwater and thus has a constant power efficiency over the entire operating time. In addition, the new heat storage for the construction and stability of the building should be beneficial.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The stated object is solved by the features of claim 1.

Dies wird dadurch erreicht, dass das Gebäude auf einem Fundament aus festen Mauern aufgebaut ist, die bis etwa 2 m Tiefe im umgebenden Erdreich reichen. Die Aussenseiten dieser Mauern sind mit einer Isolierschicht für Flüssigkeiten und die Innenseiten der Mauern mit einer Wärmedämmschicht versehen. In den Innenraum des Fundaments ist mindestens eine Schlauch- oder Rohrschlange in einer Tiefe von etwa 1,50 m im umgebenden Erdreich eingebracht, die von einer Flüssigkeit mit einem Frostschutzmittel durchflossen ist. Der Innenraum des Fundaments mit der Schlauch- oder Rohrschlange ist mit einem gut wärmeleitenden Material ausgefüllt. Die Oberseite des Fundaments ist mit einer Bodenplatte verschlossen. Unter der Schlauch- oder Rohrstange ist die Unterseite des Fundaments mit einer Wärmedämmschicht und einer wasserundurchlässigen Isolierschicht abschließbar.This is achieved by building the building on a foundation of solid walls that reach a depth of about 2 meters in the surrounding soil. The outside of these walls are provided with an insulating layer for liquids and the insides of the walls with a thermal barrier coating. In the interior of the foundation at least one hose or pipe coil is introduced at a depth of about 1.50 m in the surrounding soil, which is traversed by a liquid with an antifreeze. The interior of the foundation with the hose or pipe coil is filled with a good heat-conducting material. The top of the foundation is closed with a base plate. Under the hose or pipe bar, the bottom of the foundation with a thermal barrier coating and a water-impermeable insulating layer is lockable.

Da die Schlauch- oder Rohrschlange im Erdreich höher liegt als die Unterseite des Fundaments, schützen die Mauern des Fundaments mit der Isolierschicht für Flüssigkeiten auf ihren Aussenwänden das Eindringen von Regenwasser zur Schlauch- oder Rohrschlange sicher. Eine Beeinflussung der Leistungseffizienz des Wärmespeichers ist dadurch nicht mehr möglich. Die Wärmedämmschicht auf den Innenseiten der Mauern des Fundaments verhindert einen Wärmeverlust durch ein Nachaussendringen von Wärme aus dem Innenraum des Fundaments. Das Auffüllen des Innenraumes des Fundaments mit gut wärmeleitendem Material und die Ausbildung der die Oberseite des Fundaments verschließenden Bodenplatte verbessert den Kontakt zwischen dem Wärmespeicher und dem Raum des Gebäudes über der Bodenplatte und trägt zur besseren Heizung oder Kühlung dieses Raumes bei. Eine Wärmedämmschicht und eine wasserundurchlässige Isolierschicht bringen eine sichere Entkopplung der Schlauch- oder Rohrschlange zum festen Erdreich unter dem Gebäude.Since the hose or pipe coil in the soil is higher than the bottom of the foundation, protect the walls of the foundation with the insulating layer for liquids on their outer walls, the penetration of rainwater to the hose or coil snake safely. An influence on the power efficiency of the heat storage is no longer possible. The thermal barrier coating on the insides of the walls of the foundation prevents heat loss by retransmission of heat from the interior of the foundation. The filling of the interior of the foundation with good heat-conducting material and the formation of the top of the foundation occlusive bottom plate improves the contact between the heat storage and the space of the building on the bottom plate and contributes to better heating or cooling of this room. A thermal insulation layer and a waterproof insulating layer bring a safe decoupling of the hose or pipe coil to the solid soil under the building.

Dabei ist der Wärmespeicher entsprechend in den Flüssigkeitskreislauf der Anlage einbezogen.The heat storage is included accordingly in the fluid circuit of the system.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Wärmespeichers sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the heat accumulator can be found in the dependent claims.

So kann das Eindringen von Grundwasser in den Innenraum des Fundaments dadurch noch besser verhindert werden, dass die Unterseite des Fundaments in einem Erdreich mit Grundwasser mit einer Wärmedämmschicht und einer wasserundurchlässigen Isolierschicht abgedeckt ist. Die Wärmedämmschicht verhindert einen Wärmeverlust an das unter dem Fundament liegende Erdreich.Thus, the penetration of groundwater into the interior of the foundation can be even better prevented that the bottom of the foundation is covered in a soil with groundwater with a thermal barrier coating and a water-impermeable insulating layer. The thermal barrier prevents heat loss to the soil under the foundation.

Das Fundament kann sich dabei auch nur über einen Teil der Grundfläche des Gebäudes erstrecken, wobei die Mauern des Teil-Fundaments mit Wänden des Gebäudes zusammenfallen.The foundation may extend over only part of the floor area of the building, with the walls of the partial foundation coinciding with walls of the building.

Die Schlauch- oder Rohrschlange kann auch in einen zentralen Bereich und mehrere den Mauern des Fundaments zugekehrte Bereiche aufgeteilt sein. Unter dem zentralen Bereich ist dann eine Wärmedämmschicht angeordnet. Der zentrale Bereich und die den Mauern des Fundaments zugekehrten Bereiche der Schlauch- oder Rohrschlange sind über thermisch gesteuerte Ventile mit einem gemeinsamen Kollektor verbunden. Der gemeinsame Kollektor ist über eine Pumpe mit einem Solarkollektor in Verbindung bringbar, so dass auch dieser in die Wärmeversorgung der Anlage einbeziehbar ist.The hose or pipe coil can also be divided into a central area and several areas facing the walls of the foundation. Under the central area then a thermal barrier coating is arranged. The central area and the walls of the tubing facing the foundations of the tubing or coil are connected by thermally controlled valves to a common collector. The common collector is connected via a pump with a solar collector in connection, so that this is included in the heat supply of the system.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Show it:

1 in perspektivischer Darstellung einen Wärmespeicher, der sich über die Grundfläche eines Gebäudes erstreckt und dessen vordere Mauer des Fundaments weggelassen ist und 1 in a perspective view of a heat storage, which extends over the base of a building and the front wall of the foundation is omitted and

2 eine Aufteilung der Schlauch- und Rohrschlange in Bereiche und ihre Verbindung mit einem gemeinsamen Kollektor, der auch zur Einbeziehung eines Solarkollektors vorgesehen ist. 2 a division of the hose and pipe coil into areas and their connection to a common collector, which is also intended to include a solar collector.

Wie die 1 zeigt, werden in ein Erdreich E Mauern 12 eines Fundaments eingebracht, das einen geschlossenen Innenraum 17 umschließt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Fundament über die Grundfläche des Gebäudes. (Die Vorderwand des Fundaments ist in der Zeichnung weggelassen, um die Einzelheiten des Fundaments besser zeigen zu können). Das Fundament bildet ein geschlossenes Viereck. Dabei reichen die Mauern 12 bis in eine Tiefe von etwa 2 m des umgebenden Erdreiches E. Die Mauern 12 sind auf der Aussenseite 13 mit einer Isolierschicht 14 für Flüssigkeiten versehen, die das Eindringen von Wasser durch die Mauern 12 in den Innenraum 17 des Fundaments verhindert. Die Innenseiten 15 der Mauern 12 sind mit einer Wärmedämmschicht 16 versehen, die den Innenraum 17 über die Mauern 12 vom umgebenden Erdreich E wärmedicht abtrennt.As the 1 shows are in a soil E walls 12 a foundation that has a closed interior 17 encloses. In the illustrated embodiment, the foundation extends over the base of the building. (The front wall of the foundation is omitted in the drawing to better show the details of the foundation). The foundation forms a closed square. The walls are enough 12 to a depth of about 2 m of the surrounding soil E. The walls 12 are on the outside 13 with an insulating layer 14 provided for liquids, the ingress of water through the walls 12 in the interior 17 of the foundation prevented. The insides 15 the walls 12 are with a thermal barrier coating 16 provided the interior 17 over the walls 12 from the surrounding soil E thermally separated.

In den Innenraum 17 des Fundaments ist mindestens eine Schlauch- oder Rohrschlange 20 in einer Tiefe von etwa 1,50 m des umliegenden Erdreichs E eingebracht. Die Mauern 12 des Fundaments überragen daher die Unterseite der eingebrachten Schlauch- oder Rohrschlange 20 um etwa 0,5 m, so dass Regenwasser sicher nicht in den Innenraum 17 des Fundaments eindringen kann.In the interior 17 of the foundation is at least one hose or pipe coil 20 introduced at a depth of about 1.50 m of the surrounding soil E. The walls 12 of the foundation therefore project beyond the bottom of the introduced hose or tube coil 20 by about 0.5 m, so that rainwater certainly not in the interior 17 of the foundation can penetrate.

Ist der Wärmespeicher in ein Erdreich E mit Grundwaser eingebracht, dann ist die Unterseite 22 des Fundaments mit einer Wärmedämmschicht 30 und einer wasserundurchlässigen Isolierschicht 31 abdeckbar. Der Innenraum 17 des Fundaments ist über die Isolierschicht 31 mit dem sich darunter befindenden Erdreich E wasserundurchlässig abgetrennt. Die darüber liegende Wärmedämmschicht 30 verhindert einen Wärmeverlust an das unter dem Fundament liegende Erdreich.If the heat storage is placed in a soil E with groundwater, then the bottom is 22 of the foundation with a thermal barrier coating 30 and a water-impermeable insulating layer 31 coverable. The interior 17 of the foundation is over the insulating layer 31 separated with the ground underneath E water-impermeable. The overlying thermal barrier coating 30 Prevents heat loss to the soil under the foundation.

Der Innenraum 17 des Fundaments mit der Schlauch- und Rohrschlange 20 wird mit gut wärmeleitendem Material 21 von der Unterseite 22 bis zur Oberseite 18 ausgefüllt. Die Oberseite 18 des Fundaments wird mit einer Bodenplatte 19 verschlossen. Auf dieser Bodenplatte 19 wird dann das Gebäude aufgebaut und stellt die Verbindung zwischen dem Innenraum 17 des Fundaments und dem über dem Fundament liegenden Raum oder Räumen des Gebäudes her. Die Schlauch- oder Rohrschlange 20 ist mit seinem Anfang 20a und seinem Ende 20e durch die Bodenplatte 19 geführt und mit den Bauteilen der Anlage verbunden.The interior 17 of the foundation with the hose and pipe coil 20 is made with good heat conducting material 21 from the bottom 22 up to the top 18 filled. The top 18 of the foundation comes with a base plate 19 locked. On this floor plate 19 Then the building is set up and establishes the connection between the interior 17 of the foundation and the room or rooms of the building above the foundation. The hose or pipe coil 20 is with his beginning 20a and its end 20e through the bottom plate 19 guided and connected to the components of the system.

Das Fundament kann sich auch nur über einen Teil der Grundfläche des Gebäudes erstrecken, wobei die Mauern 12 des Fundaments vorteilhafterweise mit Wänden des Gebäudes zusammenfallen.The foundation can also extend only over part of the floor area of the building, with the walls 12 of the foundation advantageously coincide with walls of the building.

Wie der 2 zu entnehmen ist, kann die Schlauch- oder Rohrschlange 20 aus einem zentralen Bereich I und den Mauern 12 des Fundaments zugekehrten Bereichen II und III aufgeteilt sein, wobei der zentrale Bereich I zur Unterseite des Fundaments hin mit mindestens einer Wärmedämmschicht versehen ist.Again 2 it can be seen, the hose or pipe coil 20 from a central area I and the walls 12 of the foundation facing areas II and III be split, with the central area I is provided to the bottom of the foundation out with at least one thermal barrier coating.

Alle Bereiche I, II und III sind über thermisch gesteuerte Ventile 32, 37 und 38 mit einem gemeinsamen Kollektor 33 verbunden. Mit diesem Kollektor 33 kann über ein thermisch gesteuertes Ventil 36 und eine Pumpe 34 auch ein Solarkollektor 35 verbunden und in die Anlage für das Gebäude integriert werden.All areas I . II and III are thermally controlled valves 32 . 37 and 38 with a common collector 33 connected. With this collector 33 can via a thermally controlled valve 36 and a pump 34 also a solar collector 35 connected and integrated into the plant for the building.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 195333475 B4 [0002] DE 195333475 B4 [0002]

Claims (6)

Wärmespeicher für eine Gebäude-Energieanlage, insbesondere zur Erhitzung oder Vorwärmung von Brauchwasser und/oder zur Versorgung einer Heiz- und/oder Kühlanlage, mit einer unter dem Gebäude eingebrachten Schlauch- oder Rohrschlange, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude auf einem Fundament aus festen Mauern (12) aufgebaut ist, die bis etwa eine Tiefe von 2,0 m in das umgebende Erdreich (E) reichen, dass die Aussenseiten (13) der Mauern (12) mit einer Isolierschicht (14) für Flüssigkeiten und die Innenseiten (15) mit einer Wärmedämmschicht (16) versehen sind, dass in den Innenraum (17) des Fundaments die Schlauch- oder Rohrschlange (20) in einer Tiefe von etwa 1,50 m im umgebenen Erdreich (E) eingebracht ist, die von einer Flüssigkeit durchflossen ist, dass der Innenraum (17) des Fundaments mit der Schlauch- oder Rohrschlange (20) mit gut wärmeleitendem Material (21) ausgefüllt ist, dass die Oberseite (18) des Fundaments mit einer Bodenplatte (19) für den Aufbau des Gebäudes verschlossen ist und dass die Unterseite (22) des Fundaments mit einer Wärmedämmschicht (30) und einer undurchlässigen Isolierschicht (31) verschließbar ist.Heat storage for a building energy system, in particular for heating or preheating of service water and / or for supplying a heating and / or cooling system, with an introduced under the building hose or pipe coil, characterized in that the building on a foundation of solid walls ( 12 ), which extend to a depth of approximately 2.0 m into the surrounding soil (E), that the outer sides ( 13 ) of the walls ( 12 ) with an insulating layer ( 14 ) for liquids and the insides ( 15 ) with a thermal barrier coating ( 16 ) are provided in the interior ( 17 ) of the foundation the hose or pipe coil ( 20 ) is introduced at a depth of about 1.50 m in the surrounding soil (E), which is traversed by a liquid that the interior ( 17 ) of the foundation with the hose or pipe coil ( 20 ) with good heat-conducting material ( 21 ) is filled in that the top ( 18 ) of the foundation with a bottom plate ( 19 ) is closed to the construction of the building and that the underside ( 22 ) of the foundation with a thermal barrier coating ( 30 ) and an impermeable insulating layer ( 31 ) is closable. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das geschlossene Fundament mit seinen Mauern (12) nur über einen Teil der Grundfläche des Gebäudes erstreckt.Heat storage according to claim 1, characterized in that the closed foundation with its walls ( 12 ) extends only over part of the floor space of the building. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlauch- oder Rohrschlange (20) in einen zentralen Bereich (I) und mehrere den Mauern (12) des Fundaments zugekehrte Bereiche (II, III) aufgeteilt ist.Heat accumulator according to claim 1, characterized in that the hose or pipe coil ( 20 ) into a central area ( I ) and several walls ( 12 ) of the foundations ( II . III ) is divided. Wärmespeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter den zentralen Bereich (I) der Schlauch- oder Rohrschlange (20) eine Wärmedämmschicht angeordnet ist.Heat accumulator according to claim 3, characterized in that below the central area ( I ) of the hose or pipe coil ( 20 ) A thermal barrier coating is arranged. Wärmespeicher nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Bereich (I) und die den Mauern (12) zugekehrten Bereiche (II, III) der Schlauch- oder Rohrschlange (20) über thermisch gesteuerte Ventile (32, 37, 38) mit einem zentralen Kollektor (33) verbunden sind und dass der gemeinsame Kollektor (33) über eine Pumpe (34) und ein thermisch gesteuertes Ventil (36) mit einem Solarkollektor (35) in Verbindung bring bar ist.Heat storage according to claim 3 and 4, characterized in that the central area ( I ) and the walls ( 12 ) facing areas ( II . III ) of the hose or pipe coil ( 20 ) via thermally controlled valves ( 32 . 37 . 38 ) with a central collector ( 33 ) and that the common collector ( 33 ) via a pump ( 34 ) and a thermally controlled valve ( 36 ) with a solar collector ( 35 ) is bar. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfang (20a) und das Ende (20e) der Schlauch- oder Rohrschlange (20) durch die Bodenplatte (19) des Gebäudes geführt und mit den Bauteilen der Anlage verbunden ist.Heat accumulator according to claim 1, characterized in that the beginning ( 20a ) and the end ( 20e ) of the hose or pipe coil ( 20 ) through the bottom plate ( 19 ) of the building and connected to the components of the system.
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