Die Erfindung betrifft ein System mit einer von einem Fluid durchströmten Versorgungsleitung, einem mit einem Abschnitt der Versorgungsleitung in Verbindung stehenden Wärmetauscher sowie mindestens einer Anschlussleitung zur Entnahme von einem Teil des durch die Versorgungsleitung strömenden Fluids.

Es ist bekannt, die im Erdreich verlegten Versorgungsleitungen, wie z.B. Frischwasser-, Abwasser- oder Erdgasleitungen zu nutzen, um Energie in Form von Wärme zu gewinnen. Hierzu wird ein Wärmetauscher, durch den ein Wärmetauschmedium fließt, mit einem Abschnitt einer Versorgungsleitung verbunden. Sofern die Temperatur des Wärmetauschmediums unterhalb der Temperatur des in der Versorgungsleitung strömenden Fluids liegt, erfolgt dabei ein Wärmeübergang von der Versorgungsleitung beziehungsweise von dem darin strömenden Fluid auf das Wärmetauschmedium. Das so erwärmte Wärmetauschmedium kann dann einer Wärmepumpe zugeführt werden, in der dieses zur weiteren Nutzung, beispielsweise zum Heizen von Wohnhäusern, weiter erhitzt wird.

Die Nutzung von im Erdreich verlegten Versorgungsleitungen zur Energiegewinnung, die teilweise auch als „Hydrothermie" bezeichnet wird, weist den Vorteil auf, dass nicht nur die Abwärme von solchen Fluiden, die bereits mit einem relativ hohen Temperatur- niveau in die Versorgungsleitung eingespeist werden (z.B. Abwässer), genutzt werden kann, sondern auch die Abwärme von Fluiden, deren Temperaturniveau bei der Ein- speisung so niedrig ist, dass es eigentlich nicht für die Wärmegewinnung mittels Wärmetauscher geeignet ist. Diese Eignung ergibt sich dadurch, dass das ursprünglich mit einem niedrigen Temperatur in die Versorgungsleitung eingespeiste Fluid beim Durchströmen der unterhalb der Erdoberfläche verlegten Versorgungsleitungen durch die Aufnahme von Erdwärme auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird, die entsprechend genutzt werden kann. Aus diesem Grund können auch eine Vielzahl von Wärmetauschern (in einem definierten Mindestabstand) in eine einzige Versorgungsleitung integriert werden, da die durch den Wärmetauscher verursachte Absenkung der Temperatur des Fluids beim weiteren Durchströmen der Versorgungsleitung durch die Aufnahme von Erdwärme wieder rückgängig gemacht wird. Die Hydrothermie stellt somit dem Grunde nach eine Sonderform der Erdwärmenutzung („Geothermie") dar, da im Endeffekt hauptsächlich eine Nutzung von Erdwärme erfolgt.

Ein wesentlicher Vorteil der Hydrothermie im Vergleich zur konventionellen Geothermie liegt darin, dass nicht zunächst unter großem Arbeits- und Kostenaufwand eine Vielzahl von Geothermiesonden in das Erdreich eingebracht werden müssen, sondern es wird auf bereits verlegte oder ohnehin zu verlegende Versorgungsleitungen zurückgegriffen. Die Versorgungsleitungen müssen dann lediglich noch mit einem geeigneten Wärmetauscher verbunden werden, was jedoch in der Regel mit einem erheblich geringeren Aufwand verbunden ist, als das Verlegen von Geothermiesonden.

Konventionelle Hydrothermiesysteme weisen zumindest einen Wärmetauscher auf, der mit einem Abschnitt einer Versorgungsleitung verbunden ist, so dass ein Wärmeübergang von der Versorgungsleitung beziehungsweise von dem die Versorgungsleitung durchströmenden Fluid auf das in dem Wärmetauscher strömende Wärmetauschmedium erfolgt.

Da die Abwärme der Versorgungsleitung in der Regel für den häuslichen Gebrauch vorgesehen ist, werden die Wärmetauscher regelmäßig direkt in der Nähe des jeweiligen Gebäudes in die Versorgungsleitungen integriert, um die höheren Installationskosten, die mit einer Zuleitung über große Entfernungen verbunden sind, zu vermeiden. Daraus folgt, dass der Wärmetauscher einer für ein Gebäude vorgesehenen

Hydrothermieanlage regelmäßig in der Nähe der Anschlussleitung angeordnet ist, mit der dieses Gebäude mit einem Teil des durch die Versorgungsleitung strömenden Fluids versorgt wird. Insbesondere bei der hydrothermischen Nutzung einer Frischwasserversorgungsleitung muss bei der Integration des Wärmetauschers darauf geachtet werden, dass dieser nicht direkt vor der Anschlussleitung für das entsprechende

Gebäude in die Versorgungsleitung integriert wird. Der durch den Wärmetauscher bedingte Abfall des \Temperatumiveaus des durch die Versorgungsleitung strömenden Frischwassers würde nämlich dazu führen, dass das Gebäude mit entsprechend abgekühltem Frischwasser versorgt würde. Diese Temperaturdifferenz des Frischwassers müsste dann vor der Nutzung in dem Gebäude zumindest teilweise wieder durch Erwärmen ausgeglichen werden, wodurch die Energieeinsparung, die mit der Nutzung der Abwärme der Versorgungsleitung angestrebt wird, zumindest reduziert würde. Aus diesem Grund werden die Wärmetauscher regelmäßig in Strömungsrichtung hinter der Anschlussleitung für das jeweilige Gebäude in die Versorgungsleitung integriert.

Dadurch wird der für das Gebäude zu verwendende Teil des in der Versorgungsleitung transportierten Frischwassers abgezweigt, bevor dieses durch den Wärmetauscher abgekühlt wird. Eine solche Anordnung der Anschlussleitung und des Wärmetauschers zueinander in einer Versorgungsleitung ist jedoch nur dann möglich, wenn eine kon- stante Strömungsrichtung des Fluids in der Versorgungsleitung vorgesehen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbesserte System aus einer Versorgungsleitung, einem mit einem Abschnitt der Versorgungsleitung in Verbindung stehenden Wärmetauscher und mindestens einer Anschlussleitung anzugeben, bei dem eine sinnvolle Nutzung der Abwärme der Versorgungsleitungen auch bei wechselnden Durchströmungsrichtungen des Fluids durch die Versorgungsleitung gegeben ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.

Ein erfindungsgemäßes System, dass mindestens eine von einem Fluid durchströmte Versorgungsleitung, einen mit einem Abschnitt der Versorgungsleitung in Verbindung stehenden Wärmetauscher sowie mindestens eine Anschlussleitung zur Entnahme von einem Teil des durch die Versorgungsleitung strömenden Fluids aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung mindestens zwei Anschlusstücke aufweist, von denen jeweils eines in Strömungsrichtung vor und eines in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher in die Versorgungsleitungen mündet, wobei jedes der

Anschlussstücke mittels eines Ventilelements bedarfsweise absperrbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von mindestens jeweils einem Anschlussstück auf jeder Seite des in die Versorgungsleitung integrierten Wärmetauschers und durch die Möglichkeit, jedes dieser Anschlussstücke mittels eines Ventilelements abzusperren, kann erreicht werden, dass jeweils unabhängig von der in der Versorgungsleitung vorliegenden Strömungsrichtung des Fluids der Teil des Fluids, der über die Anschlussleitung entnommen werden soll, entnommen werden kann, bevor das Fluid durch den Abschnitt der Versorgungsleitung strömt, in den der Wärmetauscher integriert ist. Auf diese Weise kann beispielsweise unabhängig von der Strömungsrichtung von Frischwasser durch eine Frischwasserversorgungsleitung sichergestellt werden, dass ein zu entnehmender Teil des Frischwasser nicht erst dann abgezweigt wird, wenn dieser durch den Wärmeübergang von dem Frischwasser auf den Wärme- tauscher auf ein niedrigeres Temperaturniveau gebracht wurde.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, in jedes der Anschlusstücke mindestens ein Ventilelement zu integrieren. Bei diesen Ventilelementen kann es sich um einfache Absperrventile handeln, die das jeweilige Anschlussstück entweder freigeben oder absperren.

Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, zwei Anschlussstücke mittels eines Drei- Wege-Ventils (z.B. 3-Wege-Kugelhahn) mit der Anschlussleitung zu verbinden, so dass lediglich ein Ventilelement zur Steuerung der beiden Anschlussstücke erforderlich ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können weiterhin Steuerungsmittel vorgesehen sein, die, vorzugsweise automatisiert, das jeweilige Anschlussstück mittels des/der Ventilelements/-e absperren, auf dessen/deren Seite, bezogen auf den Wärmetauscher, die Temperatur des durch die Versorgungsleitung strömenden Fluids geringer ist. Hierdurch kann der Aufwand, der mit einer manuellen

Umsteuerung des/der Ventilelements/-e verbunden wäre, vermieden werden, und wodurch zusätzlich die Gefahr einer Fehlbedienung ausgeschlossen oder zumindest reduziert wird.

Die Steuerungsmittel können beispielsweise auf Messwerte von (elektronischen) Temperatursensoren zurückgreifen, von denen beispielsweise auf jeder Seite des Wärmetauschers mindestens einer in die Versorgungsleitung integriert sein kann. Anhand einer Differenzbildung der Messwerte der beiden Temperatursensoren kann auf einfache Weise mittels eines Rechnersystems die Strömungsrichtung des Fluids durch die Versorgungsleitung bestimmt werden, wodurch ermöglicht wird, den oder die Ventilelemente entsprechend anzusteuern. Eine solche mechatronische Lösung ist einfach umsetzbar und weist eine hohe Betriebssicherheit auf.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Steuerungsmittel im Wesentlichen oder ausschließlich mechanisch auszubilden. Beispielsweise kann ein Bimetall-Element zur

Steuerung des/der Ventilelements/e vorgesehen werden, das sich in Abhängigkeit von dem Temperaturniveau des Fluids in dem jeweiligen Abschnitt mehr oder weniger verformt und dadurch das damit verbundene Ventilelement entweder öffnet oder schließt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes System in einer ersten Ausführungsform und

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes System in einer zweiten Ausführungsform.

Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes System aus einer Versorgungsleitung 1, die von einem Fluid, beispielsweise Frischwasser, durchströmt wird, einem Wärmetauscher 2 sowie einer Anschlussleitung 3, über die ein Teil des in der Versorgungsleitung 1 strömenden Fluids abgezweigt wird, um beispielsweise in einem Gebäude (nicht dargestellt) zu Heizzwecken genutzt zu werden.

Die Anschlussleitung 3 mündet in zwei Anschlussstücke 4a, 4b, von denen jeweils eines in Strömungsrichtung vor und eines in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetau- scher 2 in die Versorgungsleitung 1 mündet. Dies gilt unabhängig von der jeweiligen

Strömungsrichtung des Fluids durch die Versorgungsleitung 1 , die wechseln kann, wie dies anhand des Pfeils 5 dargestellt ist. Bei einem Wechsel der Strömungsrichtung verändert sich die relative Position jedes der Anschlussstücke 4a, 4b bezüglich des Wärmetauschers 2, so dass dasjenige Anschlussstück 4a, 4b, das bei einer Durch- Strömung der Versorgungsleitung 1 in einer ersten Richtung vor dem Wärmetauscher 2 in die Versorgungsleitung 1 mündet, nach dem Wechsel der Strömungsrichtung nunmehr hinter dem Wärmetauscher 2 in die Versorgungsleitung 1 mündet.

In jedes der Anschlussstücke 4a, 4b ist ein Absperrventil 6a, 6b sowie ein Temperatur- sensor 7a, 7b integriert, wobei der Temperatursensor 7a, 7b jeweils in demjenigen

Abschnitt des Anschlussstücks angeordnet ist, der zwischen dem Absperrventil 6a, 6b sowie der Mündung des Anschlussstücks 4a, 4b in die Versorgungsleitung 1 liegt.

Unabhängig davon, ob das jeweilige Absperrventil 6a, 6b geöffnet oder geschlossen ist, kann mittels der zwei Temperatursensoren 7a, 7b die Temperatur des Fluids in dem entsprechenden Abschnitt der Versorgungsleitung 1 gemessen werden.

In einer ersten Strömungsrichtung durchströmt das Fluid die Versorgungsleitung 1 beispielsweise von links nach rechts (in der Fig. 1). Beim Durchströmen des Abschnitts der Versorgungsleitung 1 , der von den Wärmetauscher 2 umgeben ist, findet dabei ein Wärmeübergang von der Versorgungsleitung 1 bzw. dem darin strömenden Fluid auf ein dem Wärmetauscher 2 über einen Zulauf 8 zugeführtes Wärmetauschmedium statt, dessen Temperatur unterhalb der Temperatur des in der Versorgungsleitung 1 strömenden Fluids liegt. Der Wärmeübergang von der Versorgungsleitung 1 auf das Wär- metauschmedium erfolgt dabei während das Wärmetauschmedium den Wärmetauscher 2 durchströmt. Das erwärmte Wärmetauschmedium wird daraufhin über einen Ablauf 9 wieder abgeführt und kann beispielsweise einer Wärmepumpe (nicht dargestellt) zugeführt werden, in der dieses zur weiteren Nutzung auf ein weiter gesteigertes Temperaturniveau gebracht wird.

Aufgrund des Wärmeübergangs von dem Fluid in der Versorgungsleitung 1 auf das Wärmetauschmedium in dem Wärmetauscher 2 wird das Fluid bei dem Austritt aus dem Bereich der Versorgungsleitung 1 , der von dem Wärmetauscher 2 umgeben ist, eine geringere Temperatur aufweisen, als bei dessen Eintritt. Diese Temperaturdiffe- renz kann mittels einer Steuereinheit 10 durch eine Auswertung der Messwerte der zwei Temperatursensoren 7a, 7b ermittelt und daraus die Strömungsrichtung des Fluids durch die Versorgungsleitung 1 bestimmt werden. Die Steuereinheit 10 kann dadurch jeweils das Absperrventil 6a, 6b öffnen, das in Strömungsrichtung des Fluids durch die Versorgungsleitung 1 vor dem Wärmetauscher 2 liegt. Dadurch wird, unab- hängig von der jeweiligen Strömungsrichtung des Fluids, stets über dasjenige

Anschlussstück 4a, 4b ein Teil des Fluids abgezweigt und über die Anschlussleitung 3 abgeführt, in dem die Temperatur noch nicht eines Wärmeübergangs auf den Wärmetauscher 2 abgesenkt wurde.

Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 lediglich in der Art des eingesetzten Ventilelements. Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in jedem der Anschlussstücke ein Absperrventil 6a, 6b vorgesehen ist, kommt bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ein 3-Wege-Ventil 6c zum Einsatz, das die zwei Anschlussstücke 4a, 4b mit der Anschlussleitung 3 verbindet. Das 3-Wege-Ventil 6c umfasst ein verschwenkbares

Verschlusselement 11 , das in den beiden Endlagen der Verschwenkbewegung jeweils eine der Mündungen der Anschlussstücke 4a, 4b in das 3-Wege-Ventil 6c verschließt und die Verbindung des jeweils anderen Anschlussstücks 4a, 4b mit der Anschlussleitung 3 freigibt. Eine Verstellung des Verschlusselements 11 kann manuell oder - ent- sprechend der Ausführungsform der Fig. 1 - automatisch mittels einer Steuereinheit, die auf Messwerte der Temperatursensoren 7a, 7b zurückgreift, erfolgen.