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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR ENERGY TRANSFER AND FOR ENERGY STORAGE IN A LIQUID RESERVOIR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/004937
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for energy transfer and for energy storage in a liquid reservoir (FR), wherein the device (VO) has a water heat exchanger (WW) arranged on a bottom (BP) and has an air heat exchanger (LW) arranged above the water heat exchanger (WW), wherein the water heat exchanger (WW) is arranged in a liquid reservoir (FR) that is surrounded by an inner shell (IH) which delimits the device (VO) with respect to an outer shell (AH) covering the inner shell (IH) from the bottom, wherein the outer shell (AH) is at least partially inserted into an earth layer (ER), and the device (VO) is closed upwardly by a lid (DE) in such a way as to make it possible to generate a flow of air from an air inlet (LE) to an air outlet (LA) of the air heat exchanger (LW).

Inventors:
SCHECHNER ALEXANDER (DE)
SCHWENK GÜNTHER (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/068821
Publication Date:
January 14, 2021
Filing Date:
July 03, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ENVOLA GMBH (DE)
International Classes:
F28D1/04; F24T10/30; F28D20/00
Domestic Patent References:
WO2017093426A12017-06-08
Foreign References:
DE20203713U12002-12-19
DE102005037997A12007-02-15
EP2302311A12011-03-30
DE2926610A11981-01-22
DE102015104909B32016-09-29
DE102015121177A12017-06-08
Attorney, Agent or Firm:
BAUR & WEBER PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Energieübertragung und zur Energiespeicherung in einem Flüssigkeitsreservoir (FR), wobei die Vorrichtung (VO) einen auf einem Boden (BP) angeordneten Wasserwärmetauscher (WW) und einen über dem Wasser wärmetauscher (WW) angeordneten Luftwärmetauscher (LW) aufweist, wobei der Wasserwärmetauscher (WW) in einem Flüssigkeitsreservoir (FR) angeord net ist, das von einer Innenhülle (IH) umgeben ist, die die Vorrichtung (VO) ge gen eine die Innenhülle (IH) vom Boden aus überdeckende Außenhülle (AH) abgrenzt, wobei die Außenhülle (AH) wenigstens teilweise in eine Erdschicht (ER) eingebracht ist, und die Vorrichtung (VO) nach oben durch einen Deckel (DE) so abgeschlossen ist, das ein Luftstrom von einem Lufteinlass (LE) zu ei nem Luftauslass (LA) durch den Luftwärmetauscher (LW) erzeugbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der zwischen dem Wasserwärmetauscher (WW) und dem Luftwärmetauscher (LW) eine Isolationsschicht (IS) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der zwischen der Isolationsschicht (IS) und der Außenhülle (AH) eine Abdichtung angebracht ist, die vorzugsweise als we nigstens teilweise umlaufende Manschette (MA) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der beabstandet zur Au ßenhülle (AH) ein auf dem Boden (BP) angebrachtes Ständerwerk (SW) vorge sehen ist, das den Deckel (DE) trägt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Ständerwerk (SW) aus mehreren vertikalen Stützen zusammengesetzt ist, die auf der dem Deckel (DE) zuge wandten Seite mit einem Verstellmechanismus (VM) versehen sind, um die La ge des Deckels (DE) auszurichten. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der das Ständerwerk (SW) mit einem wenigstens teilweise umlaufenden Ringsegment (RS) versehen ist, das als oberer Abschluss der Innenhülle (IH) dient.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Innenhülle (IH) als flexible Folie ausgeführt ist, die mit dem Ringsegment (RS) verbunden, insbesondere in die ses eingehängt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Lufteinlass (LE) schlitzförmig entlang des Außenumfang des Deckels (DE) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Deckel (DE) mit dem Luftauslass (LA) mittig am Deckel (DE) angeordnet ist, wobei vorzugswei se unterhalb des Deckels (DE) am Luftauslass (LA) ein Ventilator (VE) ange ordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der Deckel (DE) mit einer oder mehreren Einsenkungen (ES) versehen ist, die mit Wasser oder Erd reich gefüllt sein können, um eine naturnahe Erscheinung der Vorrichtung (VO) zu schaffen, oder bei der der Deckel (DE) befahrbar oder begehbar ist.

1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Wasserwärme tauscher (WW) in Wasser oder Paraffinverbindungen als Flüssigkeitsmedium des Flüssigkeitsreservoirs (FR) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , bei der der hydrdynami- sche Druck im Flüssigkeitsreservoir (FR) die Innenhülle (IH) gegen die Außen hülle (AH) presst. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der der Luftwärmetau scher (LW) und der Wasserwärmetauscher (WW) jeweils mit einer Vielzahl von kreisförmig angeordneten Rohren (R1 ; R2) ausgeführt sind, die über Zufluss- und Abflussleitungen mit einer Anschlusseinheit (AE) verbunden sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Außenhülle (AH) von der An schlusseinheit (AE) durchbrochen ist, die vorzugweise in einer Höhe zwischen dem Wasserwärmetauscher (WW) und dem Luftwärmetauscher (LW) angeord net ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der der Luftwärmetau scher (LW) und der Wasserwärmetauscher (WW) so ausgeführt sind, dass die Vorrichtung (VO) eine im wesentlichen zylindrische Außenform aufweist.

Description:
Vorrichtung zur Energieübertragung und zur Energiespeicherung in einem

Flüssigkeitsreservoir

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieübertragung und zur Energie speicherung in einem Flüssigkeitsreservoir.

Die Verwendung fossiler Energieträger ist nicht nur zunehmend unwirtschaft lich, sondern wird auch aufgrund der damit verbundenen negativen Auswirkun gen auf das Klima zunehmend in Frage gestellt. Neben einer Steigerung der Nutzung regenerativer Energiequellen sind zunehmend auch effiziente Systeme zur Energiespeicherung von Nöten, die in Kombination mit intelligenten Steue rungen beispielsweise beim Fleizen von Gebäuden oder beim Kühlen von Anla gen für einen reduzierten Energieverbrauch sorgen können. Aufgrund derartiger Maßnahmen lässt sich unabhängig vom verwendeten Energieträger ein hohes Einsparpotential schaffen, was auch die damit verbundenen Installationskosten auffängt.

Aus der DE 29 26 610 A1 ist ein Speicher zur Bereitstellung der Eingangswär meenergie auf niederem Temperaturniveau für Wärmepumpenanlagen be kannt, die diese Energie aufnehmen und auf höherem Temperaturniveau wie der abgeben. Dabei ist ein Wasserbecken so gestaltet, dass sein Wasserinhalt ohne Beckenbeschädigung einfrieren kann und dass ein am Beckenboden be findliches oder in den Beckenboden eingelassenes Wärmetauschersystem er laubt, die Abkühlungs- und Gefrierwärme dieses Beckens der Kaltseite einer Wärmepumpe zuzuführen.

Neben der Verwendung eines künstlichen Wasserbeckens ist es auch bekannt, natürliche Gewässer als Speichermedium zu nutzen. So ist aus der DE 10 2015 104 909 A1 ein Energiespeicher bekannt, der einen Wärmetauscher auf weist, der auf einem vorzugweise über eine erste Zuleitung mit Wasser befüll- barem, als See ausgebildetem Unterbecken schwimmend angeordnet ist, wobei über eine zweite Zuleitung Wasser aus dem Unterbecken und über eine dritte Zuleitung den Wärmetauscher durchdringendes Kühlmittel einer Wärmepumpe in getrennten Kreisläufen zuführbar ist, so dass Energie über den Wärmetau scher unter Vereisung des Wassers des Unterbeckens oder in Form von sen sibler Wärme aus dem Wasser des Unterbeckens entnehmbar und an einen Verbraucher zur Wärmeabgabe und/oder zur Kälteabgabe weiterleitbar ist.

Desweiteren ist aus der DE 10 2015 121 177 A1 eine schwimmende Vorrich tung zum Einbringen von Wärmeenergie in ein Gewässer sowie zum Entziehen von Wärmeenergie aus dem Gewässer bekannt, die einen Wasserwärmetau scher aufweist, der nach dem Einsetzen der Vorrichtung in das Gewässer in dieses eintaucht und einen Zulauf und einen Ablauf für eine Wärmeträgerflüs sigkeit aufweist, die Wärmeenergie an das Gewässer abgeben oder dem Ge wässer Wärmeenergie entziehen kann. Die Vorrichtung weist darüber hinaus einen Luftwärmetauscher auf, der von Umgebungsluft durchdrungen werden kann und darüber hinaus einen Einlass für aus dem Gewässer stammendes Wasser mit einem entsprechenden Auslass aufweist, so dass Wasser aus dem Gewässer durch den Luftwärmetauscher strömen kann, wobei Wärmeenergie zwischen der dem Luftwärmetauscher durchströmenden Umgebungsluft und dem den Luftwärmetauscher durchströmenden Wasser übertragbar ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik haben sich die Erfinder nun die Auf gabe gestellt, eine Vorrichtung zur Energieübertragung und zur Energiespeiche rung in einem Flüssigkeitsreservoir zu schaffen, die auch ohne natürliches Ge wässer genutzt werden kann und darüber hinaus besonders einfach zu installie ren ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unter- ansprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombi niert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Energieübertragung und zur Energiespeicherung in einem Flüssigkeitsreservoir geschaffen, die einen auf einem Boden angeordneten Wasserwärmetauscher und einen über dem Was serwärmetauscher angeordneten Luftwärmetauscher aufweist, wobei der Was serwärmetauscher in einem Flüssigkeitsreservoir angeordnet ist, das von einer Innenhülle umgeben ist, die die Vorrichtung gegen eine die Innenhülle vom Bo den aus überdeckende Außenhülle abgrenzt, wobei die Außenhülle wenigstens teilweise in eine Erdschicht eingebracht ist, und die Vorrichtung nach oben durch einen Deckel so abgeschlossen ist, dass ein Luftstrom von einem Luftein lass zu einem Luftauslass durch den Luftwärmetauscher erzeugbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann demnach in drei Abschnitte aufgeteilt werden, von denen der Wasserwärmetauscher zuunterst in dem Flüssigkeitsre servoir angeordnet ist. Im oberen Bereich ist der Luftwärmetauscher angeord net, der von der Umgebungsluft durchströmt werden kann. Über diesem Luft wärmetauscher ist der Deckel angeordnet, der entsprechend gestaltet werden kann, um einen weiterhin nutzbaren Bereich, beispielsweise in einem Garten eines Wohnhauses zu schaffen, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung bis zum Deckel im Erdreich versenkt ist. Typischerweise werden die aktiven Berei che des Wasserwärmetauschers und des Luftwärmetauschers über eine Hyd raulikeinheit mit einer Wärmepumpe verbunden und typischerweise zum Ener gieaustausch von einem Glykol-Wassergemisch durchströmt. Dabei kann Ener gieaustausch auf unterschiedliche Weise stattfinden. Zunächst ist es möglich, zu Heizzwecken über die Wärmepumpe Umweltwärme aus dem Luftwärmetau scher zu entnehmen. Dabei kann überschüssige Umweltwärme gleichzeitig in den Wasserwärmetauscher eingeleitet werden. Falls nun nicht genügend Um- weltwärme aus dem Luftwärmetauscher zu Heizzwecken zur Verfügung steht, kann diese dem Wasserwärmetauscher entzogen werden. Verfügbare Nutz wärme aus dem Luftwärmetauscher kann abgezweigt werden und dem Was serwärmetauscher zur Regeneration und Laden des Speichers wiederum zuge führt werden. Neben der Entnahme von Umweltwärme aus dem Luftwärmetau scher kann auch zu Kühlzwecken Wärme über den Luftwärmetauscher abge geben werden. Dabei kann teilweise Kälte abgezweigt werden und dem Was serwärmetauscher als aktive Vorkühlung des Speichers zugeführt werden. Eine entsprechende Kältemenge kann auch dem Wasserwärmetauscher entnommen werden, um über die Wärmepumpe Wärme zu Kühlzwecken mittels des Luft wärmetauschers abzugeben. Schließlich ist es auch möglich, zur Abgabe von freier Kühlung über den Luftwärmetauscher zur freien Vorkühlung des Wasser wärmetauschers eine freie Vorkühlung des Speichers zu erreichen. Im Ergebnis wird die Vorrichtung die Effizienz der Erzeugung von Nutzwärme steigern, da der Wasserwärmetauscher Umweltwärme aus warmen Tagen, in die nicht so effizienten kalten Tage verschieben kann und dabei die Effizienz deutlich er höht. Es ist anzunehmen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine direkte elektrische Zuheizung praktisch vollständig vermeidet oder diese deutlich ver ringert. Bei der Kühlung von Gebäuden und/oder Maschinen ist der Effekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch ausgeprägter, da die Kühle der Nacht in den Speicher gebracht wird, um die Erzeugung der Kälte am Tag durch niedrige Quelltemperaturen zu unterstützen.

Neben dieser Effizienzsteigerung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so aus geführt, dass sie den Einbau und den Betrieb einer derartigen Anlage deutlich erleichtert. Dazu wird zunächst im Erdreich die Außenhülle eingesetzt, der wäh rend des Einbaus durch einen stabilen Kern gestützt sein kann, um entspre chende Einbeulungen zu verhindern. Das Flüssigkeitsreservoir wird im Inneren der Innenhülle gebildet, wobei nach Entnahme des Kerns die Innenhülle zur Stabilisierung der Außenhülle herangezogen werden kann, was dadurch er- reicht wird, dass die Außenhülle die Innenhülle vom Boden aus überdeckt. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die darüber hinaus auch kostengünstig installiert werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Wasserwärme tauscher und dem Luftwärmetauscher eine Isolationsschicht angeordnet, wobei zwischen der Isolationsschicht und der Außenhülle eine Abdichtung angebracht sein kann, die beispielsweise als umlaufende Manschette oder teilweise umlau fende Manschette ausgebildet sein kann.

Demnach ist es möglich, den Bereich des Wasserwärmetauschers von dem des Luftwärmetauschers zu isolieren, wobei die Kombination aus Wasserwärmetau scher, Luftwärmetauscher und Isolationsschicht als eine Baueinheit bereitge stellt sein kann, die in die Außenhülle eingebracht wird. Durch Ausbilden einer Manschette kann die entsprechende Isolationswirkung nach Einsetzen der Ein heit zur Außenhülle vervollständigt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist beabstandet zur Au ßenhülle ein auf dem Boden angebrachtes Ständerwerk vorgesehen, das den Deckel trägt. Dabei kann das Ständerwerk aus mehreren vertikalen Stützen zusammengesetzt sein, die auf der dem Deckel zugewandten Seite mit einem Verstellmechanismus versehen sein können, um die Lage des Deckels auszu richten. Dabei kann das Ständerwerk mit einem wenigstens teilweise umlaufen den Ringsegment versehen sein, das als oberer Abschluss der Innenhülle dien te. Die Innenhülle kann dabei als flexible Folie ausgeführt sein, die in das Ring segment eingehängt ist.

Demnach wird durch wenige Komponenten ein mechanisch stabiler Aufbau der Vorrichtung geschaffen, in die der Luftwärmetauscher und der Wasserwärme tauscher eingesetzt werden können und anschließend mit der Flüssigkeit des Flüssigkeitsreservoirs befü llt werden. Ein dem Deckel zugewandter Verstellme chanismus erlaubt dabei in gewissen Grenzen Neigungswinkel zwischen dem Boden und der gewünschten Lage des Deckels auszugleichen, während die Innenhülle als flexible Folie sich eventuellen Unebenheiten anpasst. Das Stän derwerk ist auf einfache Weise auf dem Boden zusammenzusetzen, wobei vor zugsweise der Boden in Form einer betonierten Bodenplatte ausgeführt sein kann. Dies ermöglicht eine deutliche Vereinfachung der vorbereitenden Tief bauarbeiten zur Installation der Vorrichtung. Der Deckel kann auch mehrteilig ausgeführt sein und entsprechend über separate Verstellmechanismen verfü gen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Lufteinlass schlitzförmig entlang des Außenumfangs des Deckels ausgebildet. Der Deckel kann dabei mit dem Luftauslass mittig am Deckel angeordnet sein, wobei un terhalb des Deckels am Luftauslass ein Ventilator angeordnet sein kann.

Diese Vorgehensweise ermöglicht es, auf einfache Weise Umgebungsluft dem Luftwärmetauscher zuzuführen. Nachdem Kälte oder Wärme über den Luft wärmetauscher ausgetauscht wird, verlässt diese über den Luftauslass den Be reich des Luftwärmetauschers, wobei der Luftstrom mittels eines Ventilators erzeugt werden kann.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Deckel mit einer oder mehreren Ein senkungen versehen ist, die entweder als Pflanzbeet mit Erdreich gefüllt sein können oder auch als Wasserspiel mit Wasser befüllt werden können. Dies er laubt es, eine naturnahe Erscheinung der Vorrichtung zu schaffen, wobei in wiederum anderen Anwendungsfällen auch eine Befahrbarkeit oder Begehbar keit des Deckels erreicht werden kann. Aufgrund dieser Vorgehensweise ist es möglich, dass der beispielsweise im Bereich eines Gartens eines Wohnhauses für die Vorrichtung zur Verfügung zu stellende Bereich dennoch weiterhin nutz bar ist.

Im Flüssigkeitsreservoir kann als Flüssigkeitsmedium typischerweise Wasser eingebracht werden, wobei allerdings auch andere Flüssigkeiten, insbesondere Paraffinverbindungen oder dergleichen verwendet werden können. Da es sich erfindungsgemäß nicht um ein natürliches Gewässer handelt, ist die Wahl des Flüssigkeitsmediums hier nicht auf Wasser beschränkt.

Aufgrund der flexibel ausgeführten Innenhülle kann der hydrodynamische Druck im Flüssigkeitsreservoir diese gegen die Außenhülle pressen, was auch die Außenhülle weiter gegen das Erdreich stabilisiert.

Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind der Luftwärmetauscher und der Wasserwärmetauscher jeweils mit einer Vielzahl von kreisförmig ange ordneten Rohren ausgeführt, die über Zufluss- und Abflussleitungen mit einer Anschlusseinheit verbunden sind. Dabei kann die Außenhülle von der An schlusseinheit durchbrochen sein, die typischerweise zwischen dem Wasser wärmetauscher und dem Luftwärmetauscher angeordnet ist.

Demnach ist es möglich, bereits beim Einbringen der Außenhülle in das Erd reich eine Verbindung der typischerweise im Gebäude befindlichen Wärme pumpe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu schaffen, die über die An schlusseinheit erfolgen kann.

Da die Außenhülle und die Einheit umfassend den Luftwärmetauscher und den Wasserwärmetauscher sequenziell eingebracht werden, können Anschlusslei tungen zunächst durch das Erdreich zur Anschlusseinheit gelegt werden, so dass der Raum innerhalb der Außenhülle zunächst frei bleibt. Nach dem Einbau der Wärmetauscher werden entsprechende Zuleitungen nun von der Innenseite her zur Anschlusseinheit geführt. Diese können, um den Einbau der Einheit nicht zu stören, zunächst radial angeordnet werden, und anschließend zu den entsprechenden Anschlussorten geführt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der Luftwärmetauscher und der Wasserwärmetauscher so ausgeführt, dass die Vorrichtung eine im Wesentlichen zylindrische Außenform aufweist.

Eine derart gestaltete Vorrichtung lässt sich sowohl auf einfache Weise zum Einsatzort transportieren und kann nach Abschluss der Tiefbauarbeiten und gegebenenfalls Entnahme eines stabilisierten Kerns zügig in den vorgesehenen Freiraum eingebaut werden.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 2A eine Schnittansicht entlang der Linie A-A‘ der Vorrichtung nach

Figur 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A‘ der Vorrichtung nach

Figur 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Figur 3 eine perspektivische Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 1 ,

Figur 4 eine perspektivische Seitenansicht eines ersten Teils der Vorrich tung nach Figur 1 , und Figur 5 eine perspektivische Seitenansicht eines zweiten Teils der Vor richtung nach Figur 1 .

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteil mit den glei chen Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist in einer Ausführungsform eine erfindungsgemäße Vorrichtung VO in einer Seitenansicht gezeigt. Die Vorrichtung VO wird typischerweise im Au ßenbereich eines Gebäudes installiert, das mittels der Vorrichtung VO beheizt oder gekühlt werden soll. Um eine einfache Installation der Vorrichtung VO zu ermöglichen, wird zunächst die zu installierende Grundfläche bereitgestellt, wo bei hier typischerweise als Boden eine Betonplatte BP vorgesehen werden kann. Desweiteren wird im Außenbereich des Gebäudes Erdreich ER entfernt, so dass eine Außenhülle AFI eingebracht werden kann, die auf der Bodenplatte BP ruht. Vor dem Einbringen der Außenhülle AFI wird typischerweise ein Lei tungsstrang zu einer im Gebäude untergebrachten Wärmepumpe verlegt, der - wie weiter unten noch erläutert werden wird - über eine Anschlusseinheit AE mit der Vorrichtung VO verbunden werden wird. Für eine materialsparende Ausgestaltung der Außenhülle AH kann es vorgesehen sein, bis zur Installation der Vorrichtung VO einen entsprechenden Platzhalter in das Innere der Außen hülle AH einzusetzen, der als stabilisierender Kern wirkt und ausbeulende Au ßenhülle AH verhindern soll. Typischerweise ist die Außenhülle AH bezüglich ihrer Höhe so ausgebildet, dass die Vorrichtung VO vollständig oder nahezu vollständig im Erdreich ER zu liegen kommt. Für den Betrieb der Vorrichtung VO ist es jedoch wichtig, dass ein Lufteinlass LE Umgebungsluft das Innere der Vorrichtung VO führt und diese über einen Luftauslass LA wieder abgeben kann. Dazu ist die Vorrichtung VO auf ihrer Oberseite mit einem Deckel DE ver sehen, der den Querschnitt der Außenhülle AH nahezu vollständig überdeckt, wobei lediglich ein umfangsseitig angeordneter Spalt verbleibt, der zumindest abschnittsweise als Lufteinlass LE herangezogen werden kann. Der in Figur 1 gezeigte Deckel DE sowie die Oberseite des Erdreichs RE bilden eine nahezu ebene Fläche, wobei die Außenhülle AFI typischerweise in Form eines Zylinders mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist, die über ihre ganze axiale Flöhe im Erdreich ER angeordnet ist. In anderen Ausführungsfor men kann es jedoch möglich sein, dass die Vorrichtung VO teilweise über die Oberseite des Erdreichs hinausragt, so dass der Lufteinlass LE ebenfalls über einen zylindrischen Außenbereich erfolgen könnte. Anstelle einer Außenhülle AH wäre dann hier beispielsweise ein Schutzgitter oder dergleichen zwischen der Oberseite des Erdreichs ER und dem Deckel DE angebracht.

Unter Bezugnahme auf Figur 2A wird nun eine Schnittansicht durch die Ebene A - A‘ erläutert, die das Innere der Vorrichtung VO gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der Erfindung detailliert zeigt. Die Vorrichtung VO ist aus einem Luftwärmetauscher LW und einem Wasserwärmetauscher WW aufgebaut, wo bei der Wasserwärmetauscher WW ein innerhalb einer Innenhülle IH ausgebil detes Flüssigkeitsreservoir FR aufweist, das auf der Bodenplatte BP ruht. Nach oben hin ist der Wasserwärmetauscher WW vom Luftwärmetauscher LW mittels einer Isolationsschicht IS getrennt, die bezüglich der Außenhülle AH durch eine nachträglich einzubringende Manschette MA weiter abgedichtet ist. Somit ist es möglich, die Einheit, bestehend aus Luftwärmetauscher LW, Isolationsschicht IS und Wasserwärmetauscher WW gemeinsam in das Innere der Außenhülle AH zu führen, wobei mittels der Manschette MA nachträglich eine Isolation zwi schen dem vom Lufteinlass LE durchströmten Bereich des Luftwärmetauschers LW und dem Bereich des Wasserwärmetauschers WW geschaffen werden kann. Der Luftwärmetauscher LW weist mehrere Metalllamellen ML auf, die in Form mehrerer Blöcke angeordnet sind hierbei werden die Lamellen typi scherweise aus Gründen der Gewichtsreduzierung in Aluminium gefertigt, wäh rend die die Lamellen verbindenden Rohre aus Kupfer hergestellt sein können. Die Metalllamellen ML werden von Umgebungsluft umströmt, wobei die Umge- bungsluft über den Lufteinlass LE mittels eines Ventilators VE zum Luftauslass LA am Deckel DE geführt wird. Entsprechende Zu- bzw. Abflussleitungen der Metalllamellen ML werden, wie nachfolgend noch erläutert werden wird, mit der im Gebäude befindlichen Wärmepumpe verbunden.

Der Wasserwärmetauscher WW weist ebenfalls kreisförmig aufgewickelte zwei te Rohre R2 auf, die innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs FR angeordnet sind. Typischerweise wird das Flüssigkeitsreservoir FR mit Wasser gefüllt sein, wobei jedoch andere Flüssigkeitsmedien, wie z. B. Paraffinverbindungen oder derglei chen nicht ausgeschlossen sind. Auch hier werden wiederum entsprechende Zuleitungen bzw. Abflussleitungen eine Verbindung mit der im Gebäude befind lichen Wärmepumpe hersteilen, wobei sowohl die ersten Rohre R1 als auch die zweiten Rohre R2 typischerweise mit einem Wasserglykolgemisch durchströmt sind, um einen Energietransfer bzw. eine Energiespeicherung zu erreichen.

Desweiteren ist in Figur 2A zu erkennen, dass der Deckel DE mit einer Vielzahl von Einsenkungen ES gebildet wird, die mit Erdreich oder auch mit Wasser ge füllt sein können, um eine optisch ansprechende Gestaltung, beispielsweis ein einem Garten eines Wohnhauses, zu ermöglichen. Der Deckel DE kann aber auch so ausgestaltet sein, dass er begehbar oder befahrbar ist, um sich bei spielsweise in bereits vorhandene Wege einzufügen.

In Figur 2B ist eine Schnittansicht durch die Ebene A - A‘ dargestellt, die das Innere der Vorrichtung VO gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung detailliert zeigt. Die Vorrichtung VO ist wiederum aus einem Luftwärmetauscher LW und einem Wasserwärmetauscher WW aufgebaut. Im Gegensatz zur Aus führungsform der Figur 2A weist der Luftwärmetauscher LW eine Vielzahl erster Rohre R1 auf, die von Umgebungsluft umströmt werden, wobei die Umge- bungsluft über den Lufteinlass LE mittels eines Ventilators VE zum Luftauslass LA am Deckel DE geführt wird. Entsprechende Zu- bzw. Abflussleitungen der ersten Rohre R1 werden mit der im Gebäude befindlichen Wärmepumpe ver bunden. Die ersten Rohre R1 können beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein.

Obwohl die Darstellungen der Figur 2A bzw. 2B keine Maßangaben erhalten, ist dennoch zu erkennen, dass sich die beiden Vorrichtungen VO in ihrer Größe unterscheiden. Allgemein kann mit dem erfindungsgemäßen Aufbau der Vor richtungen VO die Leistung bzw. Auslegung des Wärmespeichers gezielt ver ändert oder angepasst werden. Dazu kann sowohl der Durchmesser als auch die Höhe des Energiespeicher verändert werden. Des Weiteren kann durch die Anordnung bzw. die Ausführung des Luftwärmetauscher LW und des Wasser wärmetauscher WW eine Anpassung erreicht werden.

Unabhängig von der Ausgestaltung des Luftwärmetauschers LW kann es nach Befüllen des Flüssigkeitsreservoirs FR des Wasserwärmetauschers WW insbe sondere vorgesehen sein, dass die Innenhülle IH aufgrund einer flexiblen Aus gestaltung in Richtung der Außenhülle AH gepresst wird, was eine zusätzliche Stabilisierung der Außenhülle AH zum umgebenden Erdreich ER schafft. Wie bereits erwähnt, ist die gesamte Vorrichtung nach Bereitstellen der Außenhülle AH auf der Bodenplatte BP im Wesentlichen in einem Arbeitsschritt einsetzbar, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 3 detaillierter erläutert wird.

Figur 3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht der Vorrichtung VO, wobei hier die Vorrichtung VO ohne das umgebende Erdreich bzw. die Außenhülle AH dargestellt ist. Um eine mechanische Stabilisierung zu erreichen, wird ein Stän derwerk SW bereitgestellt, das zunächst einen Grundkörper GK aufweist, der beispielsweise sternförmig auf der Bodenplatte BP angeordnet sein kann und jeweils auf der Außenseite in eine vertikale Strebe ST mündet, die von der Bo denplatte BP entlang der kompletten Außenhülle AH reicht und an ihrem oberen Ende mit einem Verstellmittel VM versehen ist, das eine Verbindung der Strebe ST zum Deckel DE schafft, die bezüglich ihrer Länge einstellbar ist, so dass der Deckel DE beispielsweise auf die gewünschte horizontale Lage ausgerichtet werden kann, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die Bodenplatte BP eine im Vergleich zu einer horizontalen Ausrichtung geringfügige Abweichung erfahren hat. Des Weiteren kann ein separater innerer Deckel in der Höhe ebenfalls einstellbar sein, was zusammen oder getrennt voneinander erfolgen kann. Ein Ringsegment RS bildet den Abschluss des Wasserwärmetauschers WW, wobei das Ringsegment RS die einzelnen Streben ST umfangsseitig mit einander verbindet und somit auch für einen zusätzlichen Halt des Ständer werks SW sorgt. In das Ringsegment RS ist die Außenhülle IH in Form einer flexiblen Folie eingehängt, um das oben beschriebene stabilisierende Außen hülle AH aufgrund des hydrostatischen Drucks im Inneren der Innenhülle IH zu erreichen. Die Befestigung der Folie als Innenhülle IH am Ringsegment RS kann dabei auf unterschiedliche Weisen erfolgen, wobei neben Einhängen auch andere form- oder kraftschlüssige Verbindungsmöglichkeiten in Betracht kom men. Desweiteren ist Figur 3 zu entnehmen, dass die Isolationsschicht IS bis auf den Bereich in der Nähe der Streben ST den Luftwärmetauscher LW vom Wasserwärmetauscher WW isoliert, wobei, wie bereits oben erwähnt, diese noch verbleibenden Randbereiche mittels einer Manschette oder dergleichen abgedichtet werden können. Die in Figur 3 gezeigte Vorrichtung kann im We sentlichen vollständig in die Außenhülle AH eingesetzt werden, so dass nach Befüllen des Flüssigkeitsreservoirs FR beispielsweise mit Wasser und dem An schließen der ersten Rohre R1 und der zweiten Rohre R2 an die Wärmepumpe die Vorrichtung VO betriebsbereit wäre.

Das Ständerwerk SW bzw. die Streben ST erfüllen hier für den Wasserwärme tauscher WW auch die Funktion eines Verteilrohrs der einzelnen Rohrleitungen der zweiten Rohre R2 des Wasserwärmetauschers und fungiert somit sowohl als Stütze und als Zu- bzw. Rückführung des Fluids in die einzelnen Rohren R2. Eine derartige Funktion kann auch für der Luftwärmetauscher LW übernommen werden, sofern ein Ausführung gemäß Fig. 2B gewählt wird.

In Figur 4 ist der Aufbau des Ständerwerks SW, des Deckels DE sowie der In nenhülle IH nochmals ohne die den Luftwärmetauscher LW und den Wasser wärmetauscher WW bildenden Komponenten gezeigt. Man erkennt, dass ein einfacher, aber dennoch stabiler Aufbau geschaffen werden kann, der insbe sondere die Produktionskosten für eine derartige Energietransfer- bzw. Ener giespeichervorrichtung deutlich reduziert.

In Figur 5 ist nochmals eine Ansicht gezeigt, die ein teilweise gebrochen darge stelltes Erdreich ER verwendet, um den Aufbau nochmals näher zu erläutern.

Man erkennt, dass Anschlussleitungen AL an die Anschlusseinheit AE geführt sind, die eine Verbindung zu einer Wärmepumpe schaffen. Die Anschlussein heit AE wird auf ihrer inneren Seite durch entsprechende Anschlüsse mit den ersten Rohren R1 und den zweiten Rohren R2 verbunden sein. Dazu werden die Anschlussleitungen zunächst radial bereits vormontiert an der Vorrichtung befestigt, so dass nach Einsetzen der Vorrichtung VO in die Außenhülle AH lediglich ein Anschluss zur Anschlusseinheit AE geschaffen werden muss. Auf diese Weise ist eine deutliche Reduzierung der zur Installation notwendigen Arbeiten möglich, was die Kosten für eine erfindungsgemäße Vorrichtung weiter verringern kann. Eine weitere wichtige Eigenschaft ist, dass der komplette Energiespeicher (evtl auch mit Außenhülle AH) im Werk vormontiert und dann als Einheit ausgeliefert und installiert werden kann.

Die Form der Vorrichtung VO kann bezüglich der Grundfläche sowohl wie dar gestellt rund als auch als Vieleck ausgeführt werden. Andere Formen wie ellip tisch oder dergleichen, sind nicht ausgeschlossen. Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbil dungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebe nen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.