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CH649623A5 - Earth probe on an earth-heat recovery installation - Google Patents

Earth probe on an earth-heat recovery installation Download PDF

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Publication number
CH649623A5
CH649623A5 CH164/83A CH16483A CH649623A5 CH 649623 A5 CH649623 A5 CH 649623A5 CH 164/83 A CH164/83 A CH 164/83A CH 16483 A CH16483 A CH 16483A CH 649623 A5 CH649623 A5 CH 649623A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
geothermal
heat
probe
pipes
borehole
Prior art date
Application number
CH164/83A
Other languages
German (de)
Inventor
Juerg Rechsteiner
Original Assignee
Juerg Rechsteiner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Juerg Rechsteiner filed Critical Juerg Rechsteiner
Priority to CH164/83A priority Critical patent/CH649623A5/en
Publication of CH649623A5 publication Critical patent/CH649623A5/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/15—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using bent tubes; using tubes assembled with connectors or with return headers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

For a single-family house, three to four vertically run earth boreholes (4) are necessary. Arranged in each borehole (4) with a space (6) between them are two pipelines (1, 2) standing parallel to one another. At their lower ends, the pipelines (1, 2) are interconnected with a connection piece (5), e.g. a bent pipe piece. The heat-transfer liquid coming from the heat pump (3) flows through the first pipeline (1) down into the borehole and through the second pipeline (2) back up into the heat pump (3) again. The pipelines (1, 2) consist of corrosion-proof material, e.g. a polyethylene. Both during downward flowing and during upward flowing, the heat-transfer liquid absorbs earth heat. As a result, the earth probe according to the invention works very economically. <IMAGE>

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Erdsonde an einer Erdwärme-Gewinnungsanlage mit einer Wärmepumpe, gekennzeichnet durch mindestens eine in einem Erd-Bohrloch (4) stehende erste Rohrleitung (1), durch die der von der Wärmepumpe (3) kommende Wärmeträger in das Bohrloch (4) hinab fliesst, und mindestens eine neben der ersten Rohrleitung (1) stehende zweite Rohrleitung (2), die an ihrem unteren Ende mit dem unteren Ende der ersten Rohrleitung (1) verbunden ist, und durch die der von der ersten Rohrleitung (1) kommende Wärmeträger wieder zurück zur Wärmepumpe (3) steigt.



   2. Erdsonde nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die erste und die zweite Rohrleitung (1, 2) an ihren unteren Enden durch ein Verbindungsstück (5) miteinander verbunden sind.



   3. Erdsonde nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (5) ein gebogenes Rohrstück ist.



   4. Erdsonde nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (5) ein Hohlkörper ist.



   5. Erdsonde nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Abstand voneinander im Bohrloch (4) stehenden ersten und zweiten Rohrleitungen (1, 2) parallel zueinander angeordnet sind.



   6. Erdsonde nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Rohrleitungen (1, 2) aus Kunststoff, z.B. Polyäthylen, bestehen.



   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erdsonde an einer Erdwärme-Gewinnungsanlage mit einer Wärmepumpe. Die Wärme dient insbesondere für Raumheizung und Warmwasseraufbereitung.



   Bei bekannten Anlagen dieser Art besteht die Erdsonde aus zwei Rohrleitungen, die koaxial zueinander angeordnet sind. Hier fliesst der Wärmeträger durch die innere Rohrleitung von der Wärmepumpe hinab ins Bohrloch und durch die äussere Rohrleitung wieder hinauf zur Wärmepumpe.



   Diese bekannte Erdsonde hat den Nachteil, dass der Wärmeträger erst beim Zurückfliessen Wärme aus dem Erdreich aufnimmt.



   Die Erfindung bezweckt eine Erdsonde zu schaffen, die wirtschaftlicher arbeitet.



   Die erfindungsgemässe Erdsonde weist die Merkmale des kennzeichnenden Teils vom Patentanspruch 1 auf.



   Diese neue Erdsonde ist nicht nur preisgünstiger herzustellen, sondern sie nimmt auch bei gleichgrossem Energieverbrauch bei jedem Durchgang des Wärmeträgers mehr Wärme aus dem Erdboden auf als eine Erdsonde bekannter Art.



   Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.



   In der einzigen Figur ist die bekannte Erdsonde mit A und das erfindungsgemässe Ausführungsbeispiel mit B bezeichnet.



  Während die bekannte Erdsonde A aus zwei koaxial angeordneten Rohrleitungen besteht, weist das erfindungsgemässe Ausführungsbeispiel B zwei parallel mit Abstand nebeneinander stehende Rohrleitungen 1 und 2 auf. Der Wärmeträger, z.B. ein flüssiges Wärmeträgermedium, fliesst von der Wärmepumpe 3 über die erste Rohrleitung 1 in das Bohrloch 4 hinunter, um über die zweite Bohrleitung 2 wieder zur Wärmepumpe 5 herauf zu gelangen. An ihren unteren Enden sind die Rohrleitungen 1 und 2 durch ein Verbindungsstück 5 miteinander verbunden. Der Zwischenraum 6 zwischen den Rohrleitungen 1 und 2 ist in der Regel mit Grundwasser gefüllt, kann aber auch Kies oder ein anderes die Erdwärme leitendes Material enthalten. Während dem Durchfliessen durch beide Rohrleitungen nimmt der Wärmeträger Erdwärme auf.



  Die Tiefe des Bohrloches kann 50 Meter und mehr betragen.



  Auch können im Bereich einer Wärmepumpe mehrere Erdsonden angeordnet werden. Für ein Einfamilienhaus genügen in der Regel drei - vier Erdsonden. Da die Anlage ein geschlossenes System darstellt, ist immer die gleiche Menge Wärmeträger-Flüssigkeit im Umiauf; Grundwasser gelangt nicht in die Leitungen.



   Das Erdreich ist ein idealer Wärmelieferant. In Tiefen von 10 Metern ist die Temperatur weitgehend konstant und beträgt Sommer und Winter 8   C    bis 10   C.    Die Nutzung ist also   j ahreszeitunabhängig.   



   Die Rohrleitungen 1 und 2 bestehen aus korrosionsfestem Material, z.B. Polyäthylen. Das Verbindungsstück 5 an den unteren Enden der Rohrleitungen 1 und 2 kann ein gebogenes Rohrstück oder ein Hohlkörper sein.



   Es besteht die Möglichkeit, in einem Bohrloch mehr als nur eine Erdsonde anzuordnen. Weiter besteht auch die Möglichkeit, dass die Erdsonde mehr als zwei Rohrleitungen aufweist. Schliesslich besteht die Möglichkeit, dass jeweils die erste und die zweite Rohrleitung ohne Abstand nebeneinander stehen, obwohl ein Zwischenraum 6 vorteilhafter ist.



   Bei Verwendung mehrer Erdsonden oder wenn die Sonde mehr als zwei Rohrleitungen aufweist, kann zweckmässig der dann in verschiedenen Rohrleitungen ankommende Wärmeträger in einem Erdwärmesammler gesammelt und in einer einzigen Leitung zur Wärmepumpe geführt werden. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIMS
1. Geothermal probe on a geothermal energy recovery plant with a heat pump, characterized by at least one in a borehole (4) standing first pipe (1) through which the heat carrier coming from the heat pump (3) flows down into the borehole (4) , and at least one second pipe (2) standing next to the first pipe (1), which is connected at its lower end to the lower end of the first pipe (1), and through which the heat carrier coming from the first pipe (1) again back to the heat pump (3) rises.



   2. Geothermal probe according to claim 1, characterized in that in each case the first and the second pipeline (1, 2) are connected to one another at their lower ends by a connecting piece (5).



   3. geothermal probe according to claims 1 and 2, characterized in that the connecting piece (5) is a bent piece of pipe.



   4. geothermal probe according to claims 1 and 2, characterized in that the connecting piece (5) is a hollow body.



   5. geothermal probe according to claim 1, characterized in that the spaced apart in the borehole (4) standing first and second pipes (1, 2) are arranged parallel to each other.



   6. Geothermal probe according to claim 1, characterized in that the first and second pipes (1, 2) made of plastic, e.g. Polyethylene.



   The present invention relates to a geothermal probe on a geothermal energy recovery plant with a heat pump. The heat is used in particular for space heating and hot water preparation.



   In known systems of this type, the earth probe consists of two pipes which are arranged coaxially with one another. Here the heat transfer medium flows through the inner pipe from the heat pump down into the borehole and through the outer pipe back up to the heat pump.



   This known geothermal probe has the disadvantage that the heat transfer medium only absorbs heat from the ground when it flows back.



   The invention aims to provide an earth probe that works more economically.



   The geothermal probe according to the invention has the features of the characterizing part of patent claim 1.



   This new geothermal probe is not only cheaper to manufacture, but it also absorbs more heat from the ground than a known geothermal probe every time the heat transfer medium is used.



   An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is described below with reference to the drawing.



   In the single figure, the known earth probe is designated A and the exemplary embodiment according to the invention is designated B.



  While the known earth probe A consists of two coaxially arranged pipelines, the exemplary embodiment B according to the invention has two pipelines 1 and 2 which are parallel and spaced apart. The heat transfer medium, e.g. a liquid heat transfer medium flows from the heat pump 3 down the first pipeline 1 into the borehole 4 in order to get back up to the heat pump 5 via the second borehole 2. At their lower ends, the pipes 1 and 2 are connected to one another by a connecting piece 5. The space 6 between the pipes 1 and 2 is usually filled with groundwater, but can also contain gravel or another material that conducts geothermal energy. The heat transfer medium absorbs geothermal energy as it flows through both pipes.



  The depth of the borehole can be 50 meters and more.



  Several geothermal probes can also be arranged in the area of a heat pump. Three to four geothermal probes are usually sufficient for a single-family home. Since the system is a closed system, there is always the same amount of heat transfer fluid in the circulation; Groundwater does not get into the pipes.



   The soil is an ideal source of heat. At depths of 10 meters, the temperature is largely constant and is 8 C to 10 C in summer and winter. Use is therefore independent of the season.



   The pipes 1 and 2 are made of corrosion-resistant material, e.g. Polyethylene. The connecting piece 5 at the lower ends of the pipes 1 and 2 can be a bent pipe piece or a hollow body.



   It is possible to place more than one earth probe in a borehole. There is also the possibility that the earth probe has more than two pipes. Finally, there is the possibility that the first and the second pipeline stand next to one another without a gap, although a space 6 is more advantageous.



   If several geothermal probes are used or if the probe has more than two pipelines, the heat carrier then arriving in different pipelines can expediently be collected in a geothermal heat collector and led to the heat pump in a single line.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE 1. Erdsonde an einer Erdwärme-Gewinnungsanlage mit einer Wärmepumpe, gekennzeichnet durch mindestens eine in einem Erd-Bohrloch (4) stehende erste Rohrleitung (1), durch die der von der Wärmepumpe (3) kommende Wärmeträger in das Bohrloch (4) hinab fliesst, und mindestens eine neben der ersten Rohrleitung (1) stehende zweite Rohrleitung (2), die an ihrem unteren Ende mit dem unteren Ende der ersten Rohrleitung (1) verbunden ist, und durch die der von der ersten Rohrleitung (1) kommende Wärmeträger wieder zurück zur Wärmepumpe (3) steigt.  PATENT CLAIMS 1. Geothermal probe on a geothermal energy recovery plant with a heat pump, characterized by at least one in a borehole (4) standing first pipe (1) through which the heat carrier coming from the heat pump (3) flows down into the borehole (4) , and at least one second pipe (2) standing next to the first pipe (1), which is connected at its lower end to the lower end of the first pipe (1), and through which the heat carrier coming from the first pipe (1) again back to the heat pump (3) rises. 2. Erdsonde nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die erste und die zweite Rohrleitung (1, 2) an ihren unteren Enden durch ein Verbindungsstück (5) miteinander verbunden sind.  2. Geothermal probe according to claim 1, characterized in that in each case the first and the second pipeline (1, 2) are connected to one another at their lower ends by a connecting piece (5). 3. Erdsonde nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (5) ein gebogenes Rohrstück ist.  3. geothermal probe according to claims 1 and 2, characterized in that the connecting piece (5) is a bent piece of pipe. 4. Erdsonde nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (5) ein Hohlkörper ist.  4. geothermal probe according to claims 1 and 2, characterized in that the connecting piece (5) is a hollow body. 5. Erdsonde nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Abstand voneinander im Bohrloch (4) stehenden ersten und zweiten Rohrleitungen (1, 2) parallel zueinander angeordnet sind.  5. geothermal probe according to claim 1, characterized in that the spaced apart in the borehole (4) standing first and second pipes (1, 2) are arranged parallel to each other. 6. Erdsonde nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Rohrleitungen (1, 2) aus Kunststoff, z.B. Polyäthylen, bestehen.  6. Geothermal probe according to claim 1, characterized in that the first and second pipes (1, 2) made of plastic, e.g. Polyethylene. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erdsonde an einer Erdwärme-Gewinnungsanlage mit einer Wärmepumpe. Die Wärme dient insbesondere für Raumheizung und Warmwasseraufbereitung.  The present invention relates to a geothermal probe on a geothermal energy recovery plant with a heat pump. The heat is used in particular for space heating and hot water preparation. Bei bekannten Anlagen dieser Art besteht die Erdsonde aus zwei Rohrleitungen, die koaxial zueinander angeordnet sind. Hier fliesst der Wärmeträger durch die innere Rohrleitung von der Wärmepumpe hinab ins Bohrloch und durch die äussere Rohrleitung wieder hinauf zur Wärmepumpe.  In known systems of this type, the earth probe consists of two pipes which are arranged coaxially with one another. Here the heat transfer medium flows through the inner pipe from the heat pump down into the borehole and through the outer pipe back up to the heat pump. Diese bekannte Erdsonde hat den Nachteil, dass der Wärmeträger erst beim Zurückfliessen Wärme aus dem Erdreich aufnimmt.  This known geothermal probe has the disadvantage that the heat transfer medium only absorbs heat from the ground when it flows back. Die Erfindung bezweckt eine Erdsonde zu schaffen, die wirtschaftlicher arbeitet.  The invention aims to provide an earth probe that works more economically. Die erfindungsgemässe Erdsonde weist die Merkmale des kennzeichnenden Teils vom Patentanspruch 1 auf.  The geothermal probe according to the invention has the features of the characterizing part of patent claim 1. Diese neue Erdsonde ist nicht nur preisgünstiger herzustellen, sondern sie nimmt auch bei gleichgrossem Energieverbrauch bei jedem Durchgang des Wärmeträgers mehr Wärme aus dem Erdboden auf als eine Erdsonde bekannter Art.  This new geothermal probe is not only cheaper to manufacture, but it also absorbs more heat from the ground than a known geothermal probe every time the heat transfer medium is used. Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.  An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is described below with reference to the drawing. In der einzigen Figur ist die bekannte Erdsonde mit A und das erfindungsgemässe Ausführungsbeispiel mit B bezeichnet.  In the single figure, the known earth probe is designated A and the exemplary embodiment according to the invention is designated B. Während die bekannte Erdsonde A aus zwei koaxial angeordneten Rohrleitungen besteht, weist das erfindungsgemässe Ausführungsbeispiel B zwei parallel mit Abstand nebeneinander stehende Rohrleitungen 1 und 2 auf. Der Wärmeträger, z.B. ein flüssiges Wärmeträgermedium, fliesst von der Wärmepumpe 3 über die erste Rohrleitung 1 in das Bohrloch 4 hinunter, um über die zweite Bohrleitung 2 wieder zur Wärmepumpe 5 herauf zu gelangen. An ihren unteren Enden sind die Rohrleitungen 1 und 2 durch ein Verbindungsstück 5 miteinander verbunden. Der Zwischenraum 6 zwischen den Rohrleitungen 1 und 2 ist in der Regel mit Grundwasser gefüllt, kann aber auch Kies oder ein anderes die Erdwärme leitendes Material enthalten. Während dem Durchfliessen durch beide Rohrleitungen nimmt der Wärmeträger Erdwärme auf. While the known earth probe A consists of two coaxially arranged pipelines, the exemplary embodiment B according to the invention has two pipelines 1 and 2 which are parallel and spaced apart. The heat transfer medium, e.g. a liquid heat transfer medium flows from the heat pump 3 down the first pipeline 1 into the borehole 4 in order to get back up to the heat pump 5 via the second borehole 2. At their lower ends, the pipes 1 and 2 are connected to one another by a connecting piece 5. The space 6 between the pipes 1 and 2 is usually filled with groundwater, but can also contain gravel or another material that conducts geothermal energy. The heat transfer medium absorbs geothermal energy as it flows through both pipes. Die Tiefe des Bohrloches kann 50 Meter und mehr betragen. The depth of the borehole can be 50 meters and more. Auch können im Bereich einer Wärmepumpe mehrere Erdsonden angeordnet werden. Für ein Einfamilienhaus genügen in der Regel drei - vier Erdsonden. Da die Anlage ein geschlossenes System darstellt, ist immer die gleiche Menge Wärmeträger-Flüssigkeit im Umiauf; Grundwasser gelangt nicht in die Leitungen. Several geothermal probes can also be arranged in the area of a heat pump. Three to four geothermal probes are usually sufficient for a single-family home. Since the system is a closed system, there is always the same amount of heat transfer fluid in the circulation; Groundwater does not get into the pipes. Das Erdreich ist ein idealer Wärmelieferant. In Tiefen von 10 Metern ist die Temperatur weitgehend konstant und beträgt Sommer und Winter 8 C bis 10 C. Die Nutzung ist also j ahreszeitunabhängig.  The soil is an ideal source of heat. At depths of 10 meters, the temperature is largely constant and is 8 C to 10 C in summer and winter. Use is therefore independent of the season. Die Rohrleitungen 1 und 2 bestehen aus korrosionsfestem Material, z.B. Polyäthylen. Das Verbindungsstück 5 an den unteren Enden der Rohrleitungen 1 und 2 kann ein gebogenes Rohrstück oder ein Hohlkörper sein.  The pipes 1 and 2 are made of corrosion-resistant material, e.g. Polyethylene. The connecting piece 5 at the lower ends of the pipes 1 and 2 can be a bent pipe piece or a hollow body. Es besteht die Möglichkeit, in einem Bohrloch mehr als nur eine Erdsonde anzuordnen. Weiter besteht auch die Möglichkeit, dass die Erdsonde mehr als zwei Rohrleitungen aufweist. Schliesslich besteht die Möglichkeit, dass jeweils die erste und die zweite Rohrleitung ohne Abstand nebeneinander stehen, obwohl ein Zwischenraum 6 vorteilhafter ist.  It is possible to place more than one earth probe in a borehole. There is also the possibility that the earth probe has more than two pipes. Finally, there is the possibility that the first and the second pipeline stand next to one another without a gap, although a space 6 is more advantageous. Bei Verwendung mehrer Erdsonden oder wenn die Sonde mehr als zwei Rohrleitungen aufweist, kann zweckmässig der dann in verschiedenen Rohrleitungen ankommende Wärmeträger in einem Erdwärmesammler gesammelt und in einer einzigen Leitung zur Wärmepumpe geführt werden. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.  If several geothermal probes are used or if the probe has more than two pipelines, the heat carrier then arriving in different pipelines can expediently be collected in a geothermal heat collector and led to the heat pump in a single line. ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
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