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Die
Erfindung betrifft geothermische Verteilereinrichtungen umfassend ein
im Boden einzulassendes Verteilergehäuse mit Durchlässen für Erdwärme-Leitungen.
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Am
Markt erhältliche
geothermische Verteilereinrichtungen der vorstehend beschriebenen
Art sind als kreisrunde Schächte
aus Kunststoff ausgebildet, durch deren Wandung radial Durchlässe für Erdwärme-Leitungen
verlaufen. Dabei sind mehrere derartige Durchlässe für den Vor- bzw. Rücklauf verschiedener
Sonden im montierten Zustand vertikal übereinander angeordnet. Derartige
Verteiler sind sehr voluminös,
umständlich
in der Verlegung sowie im Anschluss von Erdwärme-Leitungen, und nicht robust gegen die üblicherweise
beim Verbauen auftretenden Belastungen.
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Vor
diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, geothermische
Verteilereinrichtungen mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch geothermische Verteilereinrichtungen mit den
Merkmalen der Ansprüche
1, 2, 5, 8 und 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Bei
einer geothermischen Verteilereinrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung
umfasst die Einrichtung ein im Boden (Erdreich) einzulassendes Verteilergehäuse mit
Durchlässen
für Erdwärme-Leitungen.
Bei Erdwärme-Leitungen handelt es
sich allgemein um Rohre, in denen eine geeignete Flüssigkeit
zirkuliert, mit welcher dem Erdreich über eine typischerweise bis
100 m tief gehende Sonde Wärme
entzogen oder (im Sommer) alternativ Abwärme zugeführt werden kann. Bei einer
Verteilereinrichtung gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung haben dabei alle Durchlässe für die Erdwärme-Leitungen von der Gehäuseoberkante,
die üblicherweise bündig mit
dem Geländeboden
installiert wird, einen Abstand von mindestens 0.5 m, vorzugsweise
mindestens 0.75 m, besonders bevorzugt mindestens 1.0 m.
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Die
beschriebene Verteilereinrichtung hat den Vorteil, dass alle zu-
und abgehenden Erdwärme-Leitungen
bei der Installation der Einrichtung so tief im Erdreich zu liegen
kommen, dass über
ihnen eine ausreichend dicke Bodenschicht existiert. Ein besonderer
Vorteil ist dabei, dass diese Bodenschicht ausreichend verdichtet
werden kann, da durch die Verdichtungsarbeiten kein Durchlass bzw. keine
Leitung beschädigt
werden kann.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung betrifft diese eine geothermische Verteilereinrichtung umfassend
ein im Boden einzulassendes Verteilergehäuse mit Durchlässen für Erdwärme-Leitungen,
bei welchem mindestens eine Wand des Verteilergehäuses eben
ist. Dabei soll unter einer "Wand" des Verteilergehäuses insbesondere
eine solche Fläche
verstanden werden, die im montierten Zustand der Verteilereinrichtung
im Wesentlichen senkrecht steht (im Gegensatz zum im Wesentlichen
horizontal verlaufenden Boden bzw. Deckel des Verteilergehäuses).
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Gegenüber den
bekannten, kreiszylindrischen Verteilergehäusen aus Kunststoff hat ein
Verteilergehäuse
mit mindestens einer ebenen Wand den Vorteil, dass es leichter verbaut
werden kann, da Ausschachtungen üblicherweise
ebene Wände
haben. An solche ebene Schachtwände
kann das Verteilergehäuse
mit seiner ebenen Gehäusewand
dann dicht herangesetzt werden. Im Gegensatz dazu muss bei zylindrischen
Verteilergehäusen
mit erheblichem Übermaß eine rechteckige
Grube im gewachsenen Erdreich ausgeschachtet werden, wobei die entstehenden
Hohlräume
anschließend
aufwändig
und mit in der Regel nicht ausreichender Bodenverdichtung wieder
verfüllt
werden müssen.
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Weiterhin
kann optional in der genannten ebenen Wand des Verteilergehäuses mindestens
ein Durchlass für
Erdwärme-Leitungen
angeordnet sein. Die im Verteilergehäuse vorzunehmenden Installationen
an derartigen Leitungen können
dann bedeutend einfacher und platzsparender an bzw. entlang der ebenen
Wand ausgeführt
werden, als dies in den bekannten kreiszylindrischen Verteilergehäusen möglich ist.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn mehrere, insbesondere wenn alle Wände des
Verteilergehäuses
eben sind, da dann die beschriebenen Vorteile an mehreren Außenflächen auftreten.
Insbesondere kann das Verteilergehäuse einen rechteckigen Grundriss
haben.
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Gemäß einem
dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine geothermische Verteilereinrichtung
umfassend ein im Boden einzulassendes Verteilergehäuse mit
Durchlässen
für Erdwärme-Leitungen,
bei dem mindestens eine Gehäusewand
des Verteilergehäuses
eine Versteifungsrippe aufweist.
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Mit
Hilfe der Versteifungsrippe ist es möglich, bei vergleichsweise
geringer Dicke bzw. Masse der Gehäusewand eine ausreichende Stabilität gegen den
Druck des anliegenden Erdreiches zu gewährleisten. Insbesondere ermöglicht es
die Versteifungsrippe, auch ebene Wände ausreichend zu stabilisieren.
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Die
genannte Versteifungsrippe kann insbesondere parallel zur Gehäuseoberkante
verlaufen, um die Gehäusewand
gegen senkrecht verlaufende Bruchlinien zu schützen.
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Des
Weiteren kann die Versteifungsrippe als geschlossener Gurt umlaufen,
d. h. entlang der Innenwände
des Verteilergehäuses
um 360° umlaufen. In
diesem Falle stellt die Versteifungsrippe eine sich selbst tragende
Struktur dar, die dem Verteilergehäuse maximale Stabilität verleiht.
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Gemäß einem
vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine geothermische Verteilereinrichtung
umfassend ein im Boden einzulassendes Verteilergehäuse mit
Durchlässen
für Erdwärme-Leitungen,
wobei das Verteilergehäuse
als Lichtschacht ausgebildet ist. Wie üblich wird dabei unter einem "Lichtschacht" eine Einrichtung
verstanden, wie sie beispielsweise vor im Boden liegenden Kellerfenstern eingesetzt
wird, um diesen einen Zugang zum Freien zu gewähren. Zu diesem Zweck sind
Lichtschächte an
zwei Seiten offen ausgebildet (an einer im montierten Zustand vertikalen,
zum Fenster gewandten ersten Seite und an einer im montierten Zustand
horizontalen, auf Höhe
des Geländes
liegenden zweiten Seite). Des Weiteren haben Lichtschächte häufig eine
Keilform mit einer mehr oder weniger stark gewölbten Außenseite.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Verteilereinrichtung wird vorteilhafterweise
die Funktion eines Lichtschachtes, wie er in der Regel ohnehin bei
vielen Häusern
an Kellerfenstern vorgesehen wird, mit der Installation von geothermischen
Verteilungen kombiniert. Die Installation eines zusätzlichen
Baukörpers
erübrigt
sich dadurch. Des Weiteren ist von Vorteil, dass die im Inneren
des Lichtschachtes liegenden Armaturen gut zugänglich und inspizierbar bleiben
(beispielsweise von oben bzw. durch ein Kellerfenster).
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Gemäß einem
fünften
Aspekt betrifft die Erfindung eine geothermische Verteilereinrichtung,
welche die folgenden Komponenten umfasst:
- a)
Einen zylindrischen Außenkörper aus
Beton, beispielsweise mit einer kreisrunden oder polygonalen Grundfläche.
- b) Ein im Außenkörper angeordnetes
Verteilergehäuse
mit Durchlässen
für Erdwärme-Leitungen. Bei
diesem Verteilergehäuse
kann es sich beispielsweise um ein Gehäuse nach einer oder oben beschriebenen
Ausführungsformen
handeln.
- c) Eine zwischen Außenkörper und
Verteilergehäuse
angeordnete Füllmasse.
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Bei
der Füllmasse
kann es sich beispielsweise um Beton handeln, welcher optional zusätzlich eine
Bewehrung enthalten kann.
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Die
vorstehende geothermische Verteilereinrichtung hat den Vorteil,
dass sie eine sehr hohe Stabilität
aufweist und daher zum Beispiel ohne weiteres befahrbar ausgebildet
sein kann. Diese Stabilität
wird zum einen durch den zylindrischen Außenkörper aus Beton erreicht, wobei
jedoch zu beachten ist, dass dieser Außenkörper durch die notwendigen
Durchlässe
für Erdwärme-Leitungen
Schwachstellen aufweist. Bei der an sich wünschenswerten Verwendung eines
am Markt erhältlichen
Standard-Bauteiles besteht daher die Gefahr, dass beim nachträglichen Einbringen
solcher Durchlässe
die berechnete Statik des Bauteiles ungültig wird und das Bauteil nicht mehr
befahrbar ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Verteilergehäuses im
Außenkörper und
das Verfüllen
der entstehenden Hohlräume
mit einer Füllmasse
kann dieses Problem jedoch behoben und die gewünschte Stabilität wieder
hergestellt werden.
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Während die
oben beschriebenen Ausführungsformen
gemäß den verschiedenen
Aspekten der Erfindung jeweils eigenständige Lösungen darstellen, versteht
es sich von selbst, dass natürlich auch
beliebige Kombinationen dieser Lösungen
vorgenommen werden können.
Des Weiteren werden nachfolgend verschiedene Weiterbildungen beschrieben,
die bei allen beschriebenen Verteilergehäusen angewandt werden können.
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So
können
beispielsweise mehrere Durchlässe
für Erdwärme-Leitungen
im gleichen Abstand von der Gehäuseoberkante
des Verteilergehäuses vorgesehen
werden. Solche im montierten Zustand horizontal nebeneinander liegende
Durchlässe
erlauben sowohl eine bessere Leitungsführung im Erdreich als auch
ein erleichtertes, platzsparendes Anschließen von Armaturen innerhalb
des Verteilergehäuses.
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Des
Weiteren besteht das Verteilergehäuse vorzugsweise aus Kunststoff,
da dieser leicht, kostengünstig
und besonders alterungsbeständig
ist. Ein geeigneter Kunststoff ist beispielsweise Polyethylen (PE).
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Um
eine ausreichende Stabilität
zu gewährleisten,
ist die Wandstärke
des Verteilergehäuses vorteilhafterweise
mindestens 8 mm, vorzugsweise mindestens 10 mm, besonders bevorzugt
mindestens 12 mm. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von
Kunststoff als Material für
das Verteilergehäuse.
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Die
im Verteilergehäuse
vorgesehenen Durchlässe
für Erdwärme-Leitungen
sind ferner typischerweise abgedichtet ausgeführt, um das Eindringen von
Schmutz und/oder Flüssigkeit
ins Innere des Verteilergehäuses
zu verhindern.
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Im
Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft
näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 eine
geothermische Verteilereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung in einem Schnitt entlang der Linie I-I von 2
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2 die
erste Verteilereinrichtung in einer Draufsicht;
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3 eine
als Lichtschacht ausgestaltete zweite geothermische Verteilereinrichtung
in einem seitlichen Schnitt entlang der Linie III-III von 5;
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4 die
zweite Verteilereinrichtung in einem frontalen Schnitt entlang der
Linie IV-IV von 3;
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5 die
zweite Verteilereinrichtung in einer Draufsicht;
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6 eine
befahrbar ausgestaltete dritte geothermische Verteilereinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Schnitt entlang der Linie VI-VI von 7.
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7 die
dritte Verteilereinrichtung in einem Schnitt entlang der Linie VII-VII
von 6.
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Gleiche
bzw. um Vielfache von 100 differierende Bezugszeichen stehen
in den Figuren für
identische oder gleichartige Komponenten.
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Die 1 und 2 zeigen
eine erste Ausführungsform
einer geothermischen Verteilereinrichtung 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Diese umfasst ein quaderförmiges Verteilergehäuse 110 mit
ebenen Seitenwänden 111, 112,
einem (ebenen) Boden 113, sowie einem (ebenen) Deckel 114.
Des Weiteren umfasst die Verteilereinrichtung 100 im Gehäuse liegende
Armaturen A, mit denen ein Druckausgleich zwischen den von verschiedenen
Erdwärmesonden
kommenden Leitungen S bei ihrer Ankopplung an die ins Haus führenden
Leitungen H herbeigeführt
werden kann. In (mindestens) einer Wand 111, 112 des
Verteilergehäuses 110 sind
ferner Durchlässe 120 für Erdwärme-Leitungen
S, H vorgesehen. Dabei sind die Durchlässe 120 im dargestellten
Beispiel in zwei Reihen auf gleicher Höhe, d. h. mit gleichem Abstand
d, d' von der Gehäuseoberkante
angeordnet. Dieser Abstand d, d' beträgt vorzugsweise
mindestens 50 cm, besonders bevorzugt mindestens 100 cm. Wenn das
Verteilergehäuse 110 bis zur
Oberkante (d. h. bis zum Deckel 114) ins Erdreich versenkt
ist, kommen die Durchlässe 120 somit
entsprechend tief im Erdboden zu liegen. Dies gewährleistet,
dass über
ihnen eine ausreichende Überdeckung
mit Boden besteht und dieser Boden ordnungsgemäß verdichtet werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil des dargestellten Verteilergehäuses 110 liegt in
seiner Quaderform, welche sich besonders günstig in – üblicherweise mit einem Bagger
hergestellten – Schachtlöchern verbauen lässt.
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Ferner
sind in den Figuren zwei innen im Verteilergehäuse 110 umlaufende
Versteifungsrippen 115 zu erkennen. Diese verleihen den
vergleichsweise dünnen,
ebenen Gehäusewänden eine
ausreichende Stabilität,
damit sie dem Druck des umgebenden Erdreiches standhalten können. Selbstverständlich können auch
mehr (oder weniger) als die dargestellten zwei umlaufenden Gurte
aus Versteifungsrippen 115 vorgesehen werden.
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Die 3 bis 5 zeigen
eine geothermische Verteilereinrichtung 200, bei der das
Verteilergehäuse 210 als
ein Lichtschacht ausgebildet ist. Lichtschächte dieser Art können beispielsweise
wie herkömmliche
Lichtschächte
vor Kellerfenstern installiert werden, wobei der Deckel 214 des
Lichtschachtes durch ein lichtdurchlässiges Rost gebildet wird.
Die Durchlässe 220 für Erdwärme-Leitungen S, H befinden
sich in der (leicht gewölbten)
Vorderwand 211 des Verteilergehäuses 210 und in einer
Seitenwand 212. Dadurch, dass diese Durchlässe 220 werkseitig
vorgesehen werden, können
sie sauber, mit definierter Anordnung, sowie mit ausreichender Stabilität ausgebildet
werden. Ferner können
Dichtungen vorgesehen sein, um die Durchlassbereiche gegen das Eindringen
von Erdreich und/oder Wasser zu schützen.
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Die 6 und 7 zeigen
eine weitere Ausführungsform
einer geothermischen Verteilereinrichtung 300, welche befahrbar
und damit besonders stabil ausgebildet ist. Die Verteilereinrichtung 300 umfasst
die folgenden Komponenten:
- – Einen kegelförmigen Außenkörper 330 aus
Beton, der im unteren Bereich einen Ring 331 und darüber einen
kegelförmigen
Deckel 332 enthält.
- – Ein
Verteilergehäuse 310 mit
Durchlässen 320 für Erdwärme-Leitungen
S, H sowie mit einer Armatur A, an welche die Erdwärme-Leitungen zwecks
Druckausgleichs angeschlossen sind. Das Verteilergehäuse 310 kann
beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein. Insbesondere kann
es sich um ein Verteilergehäuse
der in den 1 und 2 dargestellten
Art handeln.
- – Eine
Füllmasse 340,
die den Hohlraum zwischen dem quaderförmigen Verteilergehäuse 310 und
dem kreiszylindrischen Außenkörper 330 (im unteren
Bereich) ausfüllt.
Hierbei kann es sich insbesondere um Beton handeln, der zusätzlich noch durch
eine Bewehrung verstärkt
sein kann.
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Eine
besonders günstige
Bauweise wird erreicht, wenn der Außenkörper 330 aus Beton
durch ein Standard-Bauteil (beispielsweise einen Brunnenschacht)
verwirklicht werden kann. Wie die Figuren zeigen, sind durch die
Wand des Außenkörpers 330 Erdwärme-Leitungen
H, S zu führen,
wodurch dieser in undefinierter Weise geschwächt wird und dadurch allein
möglicherweise
ein Befahren mit Autos nicht mehr aushält. Durch die innerhalb des
Außenkörpers 330 angeordnete
Füllmasse 340 wird
jedoch die erforderliche Stabilität wieder hergestellt.