DE2952593C2

DE2952593C2 - Vorrichtung zum Einbringen von stangenförmigen Wärmetauschern in das Erdreich

Info

Publication number: DE2952593C2
Application number: DE2952593A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1981-12-10
Also published as: SE8009133L; GB2072320A; IT8026887A0; GB2072320B; NL8006993A; IT1134867B; DK555480A; DE2952593A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einbringen von stangenförmigen Wärmetauschern in das Erdreich, bei dem jeweils eine Wärmetauschereinheit in ein Bohrloch eingebracht und in diesem festgelegt wird.

Um Erdwärme zu nutzen, ist es bekannt, als Wärmetauscher dienende Rohrleitungen in l-2m Tiefe horizontal in das Erdreich einzubringen. Da aber erhebliche Rohrleitungslängen in das Erdreich eingebracht werden müssen, mußte hierbei eine relativ große Fläche zur Verfügung stehen, um einen Einsatz zu ermöglichen. Außerdem ist nachteilig, daß bei schon bestehenden Gartenanlagen diese beim Einlegen der Rohrleitungen in das Erdreich zerstört werden mußten. Daher geht man zunehmend dazu über, die Wärmetauscher senkrecht oder annähernd senkrecht in das Erdreich einzubringen. Zu diesem Zweck sind sogenannte Stanger.wärmetauscher mit einer Länge von ca. 30-35 m bekannt Diese Wärmetauscher arbeiten in der Regel im geschlossenen System. Durch ein Innenrohr strömt ein Wärmeträgermedium in den Wärmetauscher hinein und durch den freien Ringquerschnitt zwischen beiden Rohren unter Aufnahme der Erdwärme wieder heraus.

Zum Einbringen dieser Stangenwärmetauscher in das Erdreich ist das sogenannte Spülbohrverfahren bekannt geworden. Hierzu wurde das Innenrohr aus dem Wärmetauscher herausgezogen und die Spitze mit einem offenen, mit Schaufeln versehenen Spülkopf bestückt Unter ständigem Drehen dieses Systems wird durch das Rohr von oben Wasser hineingedrückt Das in dem Bohrloch freigespülte Bohrgut entweicht jetzt zwangsläufig mit dem Wasser zwischen Erdreich und der äußeren Rohrwandung nach oben und verteilt sich auf der Erdoberfläche.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß durch das Hochspülen des Bohrgutes zwischen Erdreich und äußerer Rohrwandung ein Freiraum ausgespült wird, der zu einem schlechten Kontakt zwischen beiden führt Selbst bei einem nachträglichen Zuschütten dieses Freiraums ist eine Kavernenbildung nicht immer zu vermeiden, die zwangsläufig einen schlechten Wärmeübergang zur Folge hat Weiterhin ist nachteilig, daß bei bereits fertigen Gartenanlagen durch den erforderlichen Spülwagen bzw. durch das sich auf die Gartenanlage ergießende Bohrgut diese zerstört wird.

Das wesentlichste Problem bei diesem Verfahren besteht jedoch in der erforderlichen, einwandfreien Abdichtung des Rohres an seinem unteren Ende, nachdem es in das Erdreich eingebracht wurde. Das ist sehr aufwendig und zeitraubend, und die restlose Abdichtung ist nicht sofort kontrollierbar. Da das Rohr beim Einbringen in das Erdreich gedreht wird, mußte es, damit es verwindurtgssteif bleibt, mit einer entsprechend dicken Wandstärke ausgebildet werden, was wiederum eine gewisse zusätzliche Trägheit des Wärmeüberganges von Erdwärme auf das im Rohr fließende Wärmeträgermediutn bewirkt
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren,

so eine entsprechende Einrichtung und einen Wärmetauscher zu schaffen, die die geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten beseitigten.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, indem am vorderen Ende der Wärmetauschereinheit eine Meißelspitze angebracht und die Wärmetauschereinheit anschließend in das Erdreich eingeschlagen wird. Gemäß diesem Verfahren ist weder Wasser noch Spülwagen erforderlich und, was besonders wichtig ist; der auf diese Weise einsetzbare Wärmetauscher kann von vornherein unten geschlossen sein, so daß mit dem nachträglichen Abdichten keine Probleme mehr bestehen.

Eine zweckmäßige Einrichtung zum Einbringen von stangenförmigen Wärmetauschern ist gekennzeichnet durch eine am vorderen Ende der Wärmetauschereinheit anbringbare Meißelspitze, einen auf das hintere Ende der Wärmetauschereinheit lösbar aufsetzbaren Schlagkopf und ein Schlaggerät zur Beaufschlagung des

auf die Wärmetauschereinheit aufgesetzten Schlagkopfes,

Vorteilhafterweise wird vorgeschlagen, daß zwischen das hintere Ende der Wärmetauschereinheit und den Schlagkopf ein Adapter gesetzt ist, und daß in weiterer zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung das Schlaggerät einen Schlaghammer aufweist, der an den Schlagkopf anschließbar ist Schlaggeräte sind relativ schwer. Um zu vermeiden, daß sie von Hand bei jedem Neuansetzen von Teilstücken auf deren Höhe angehoben w?rden müssen, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß das Schlaggerät an einer Zwangsführung einer mobilen Mastkonstruktion vertikal verschiebbar gelagert und durch eine Seilwinde vertikal anhebbar ist.

Zweckmäßigerweise wird die Mastkonstruktion auf einen in das Erdreich eintreibbaren Haltepfahl aufgesetzt

Der stangenförmige Wärmetauscher, der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in das Erdreich eingebracht wird, ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß am vorderen Ende des Wärmetauschers eine Vorrichtung zum Vorsetzen einer Meißelspitze vor den Wärmetauscher und am hinteren Ende des Wärmetauschers eine Vorrichtung zum lösbaren Aufsetzen eines Schlagkopfes bzw. eines Schlagkopfadapters auf dem Wärmetauscher vorgesehen sind.

Der Wärmetauscher ist vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, daß er aus mehreren Teilstücken besteht, die ohne Verdickung des Außendurchmessers miteinander verbunden sind. Das ist erforderlich für einen guten Kontakt zwischen Erdreich und Wärmetauscher. Anderenfalls würde beim Einrammen des Stangenwärmetauschers in das Erdreich entsprechend der Verdickung das Loch größer aufgerieben werden, und auf der übrigen Länge würde ein Luftspalt entstehen, der einen schlechteren Wärmeübergang bewirken würde.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Wärmetauscher' besteht darin, daß die Enden der Teilstücke als selbständig dichtende Gewindestücke nut konischem Gewinde ausgebildet sind.

Die Erfindung wird anhand des gezeichneten Ausführungsbeispiels erläutert;

Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung, F i g. 2 die Verbindungsmittel zweier Teilstücke, F i g. 3 die Mastkonstruktion gemäß Schnitt a-a.

In den F i g. 1,2 und 3 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet In F i g. 1 ist mit 1 der Stangenwärmetauscher, bestehend aus Teilstücken 2 und 3 bezeichnet, die über die Verbindungsmittel 4 miteinander verbunden sind. Mit 5 sind die Meißelspitze und mit 6 der Adapter bezeichnet, mittels welchem der Schlagkopf 7 jeweils am Ende des einzutreibenden Teilstückes befestigt wird. Das Schlaggerät 8, dessen Schlaghammer 9 auf dem Schlagkopf 7 sitzt, ist von einem vertikal an der Mastkonstruktion 10 verfahrbaren Ausleger 11 gehalten. Mit 12 ist eine Seilwinde bezeichnet, deren Seil 13 über die .'^.ilrollen 14 und 15 mit dem Schlaggerät 8 verbunden ist Über den Haltepfahl 16, der in das Erdreich 17 eingerammt ist, wird die Mastkonstruktion 10 gehalten.

In F i g. 2 sind die Verbindungsmittel 4 ausschnittweise dargestellt Die einzelnen Teilstücke der Stangenwärmetauscher 1 sind an dem einen Ende mit einem konischen Außengewinde 18 und auf der anderen Seite mit einem entsprechenden konischen Innengewinde 19 versehen, so daß die einzelnen Teilstücke jeweils durch Verschrauben miteinander verbunden werden können. Diese konische Ausbildung ermöglicht es, daß keine Verdickung der Teilstücke in diesem Bereich nötig und trotzdem auch in den Kerbzonen noch genügend Festigkeit der zu verbindenden Rohrstücke vorhanden ist

In Fig.3 ist die Mastkonstruktion 10 gemäß Schnitt a-a dargestellt. Sie wird gebildet aus zwei K-förmigen Rahmenprofilen 20 und 21, in denen der Ausleger 11 mit seinen Rollen 22 und 23 verfahrbar geführt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

t. Verfahren zum Einbringen von stangenförmigen Wärmetauschern in das Erdreich, bei dem jeweils eine Wärmetauschereinheit in ein Bohrloch eingebracht und in diesem festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende der Wärmetauschereinheit eine Meißelspitze angebracht und die Wärmetauschereinheit anschließend in das Erdreich eingeschlagen wird.
2. Einrichtung zum Einbringen von stangenförmigen Wärmetauschereinheiten in das Erdreich, gekennzeichnet durch eine am vorderen Ende der Wärmetauschereinheit (2, 3) anbringbare Meißelspitze (5), einen auf das hintere Ende der Wärmetauschereinheit (2, 3) lösbar aufsetzbaren Schlagkopf (7) und ein Schlaggerät (8) zur Beaufschlagung des auf die Wärmetauschereinheit (2,3) aufgeseizten Schlagkopfes (7).
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das hintere Ende der Wärmetauschereinheit (2,3) und den Schiagkopf (7) ein Adapter (6) gesetzt ist
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlaggerät (8) einen Schlaghammer (9) aufweist, der an den Schlagkopf (7) anschließbar ist
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlaggerät (8) an einer Zwangsiührung einer mobilen Mastkonstruktion (10) vertikal verschiebbar gelagert und durch eine Seilwinde (12) vertikal anhebbar ist
6. Einrichtung nach Anspruch ">, dadurch gekennzeichnet, daß die Mastkonstruktion (10) auf einen in das Erdreich eintreibbaren Haltepfahl (16) aufsetzbar ist
7. Stangenförmiger Wärmetauscher zum Einbringen in das Erdreich, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende des Wärmetauschers (3) eine Vorrichtung zum Vorsetzen einer Meißelspitze (5) vor den Wärmetauscher (3) und am hinteren Ende des Wärmetauschers (2) eine Vorrichtung zum lösbaren Aufsetzen eines Schlagkopfes (7) bzw. eines Schlagkopfadapters (6) auf den Wärmetauscher (2) vorgesehen sind.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er aus mehreren Teilstücken besteht, die ohne Verdickung des Außendurchmessers miteinander verbunden sind.
9. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Teilstücke als selbständig dichtende Gewindestücke mit konischem Gewinde (18,19) ausgebildet sind.