DE2952593C2 - Vorrichtung zum Einbringen von stangenförmigen Wärmetauschern in das Erdreich - Google Patents
Vorrichtung zum Einbringen von stangenförmigen Wärmetauschern in das ErdreichInfo
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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,
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
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.
Claims (9)
- 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.
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