DE2651684A1

DE2651684A1 - Waermespeicher- und -rekuperatoranordnung

Info

Publication number: DE2651684A1
Application number: DE19762651684
Authority: DE
Inventors: Jacques Despois; Francis Nougarede
Original assignee: Societe National Elf Aquitaine; Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Societe National Elf Aquitaine; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1975-11-13
Filing date: 1976-11-12
Publication date: 1977-05-26
Also published as: GB1564145A; IT1074083B; US4157730A; BE848137A; FR2360838B2; FR2360838A2

Description

Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Speichern und zur Rekuperation von Wärme in der Gesteinsmatrix oder Schüttung einer eingefaßten oder eingeschlossenen Schicht, des Rückhaltwassers, das eng mit letzterer verbunden ist, und zusätzlich des freien umgewälzten Wassers oder Umwälzwassers, das in der Schicht enthalten ist.

Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Speicherung und zur Rekuperation von Wärme in der Gesteinsmatrix einer eingefaßten Schicht durch Übertragung der Wärme zwischen der Gesteinsmatrix und dem freien Wasser,

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das in der eingefaßten Schicht zitfischengespeichert oder eingeschlossen ist, das die Wärmekalorien eines warmen oder heißen Fluids zum Speichern der Wärme erhält und das Wärmekalorien an ein kaltes Fluid zur Rekuperation der Wärme abgibt»

Bei einer derartigen Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung dient das in der eingefaßten Schicht zwischengespeicherte freie Wasser im wesentlichen dazu_s eine zufriedenstellende Wärmeübertragung zur Gesteinsmatrix sicherzustellen beim Ausspülen oder Durchspülen der letzteren mit einer geeigneten Geschwindigkeit, nimmt jedoch auch teil an der Wärmespeicherung.

Gegenüber bestimmten herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen wird hier zugelassen, daß bei der Herstellung einer derartigen Anordnung eine poröse Gesteinsmatrix vorsehbar ist, die durchlässig ist und eingeschlossen ist zwischen undurchlässigen Abdeckungen^, die ausreichend dicht sind, um thermische und hydraulische Verluste zu begrenzen, und um ausreichende Druckänderungen in der Schicht zu ermöglichen, die zum Sicherstellen einer der gesuchten Durchflußmenge entsprechenden geeigneten Umwälzung unvermeidbar ist.

Im übrigen ist es möglich, daß der Gradient des hydraulischen Drucks in der Schicht kein · Eingangs-Geschwindigkeitsfeld des Wassers erzeugt, das mit der Stabilität der gespeicherten Wärme unverträglich ist.

Die Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnungen herkömmlicher Bauart haben den Nachteil, daß sie nicht simultan oder gleichzeitig die. Betriebsbedingungen der Schächte zum Übertragen der Wärme in die Gesteinsmatrix und der

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Wirkungsweise der Wärmeverluste sowohl in den durchlässigen als auch den undurchlässigen Schichten berücksichtigen.

Daraus folgt, daß die Ausnutzung derartiger Anordnungen weder- ökonomisch noch zuverlässig ist bei Temperaturen unter 100 °C und £
für höhere Temperaturen.

türen unter 100 °C und sich als nicht durchführbar erweist

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile bisheriger Anordnungen^eine Wärmespeicherund -rekuperatoranordnung zu schaffen* die ökonomisch und zuverlässig bstreibbar ist»

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zwei umsteuerbare Schächte oder Schachtgruppen,, die in eine heiße Zone bzw» eine kalte Zone der eingefaßten Schicht münden,, durch einen Primärkreis des Wassers der Schicht,-der die Schächte bzx*j« die Schachtgruppen, die Schicht und eine Außen-Leitung außerhalb der Schicht enthält, die den oder die Schächte der kalten Zone und der heißen Zone verbindet, durch eine tlmwälzeinrichtung zum Umwälzen des Wassers der Schicht im Primärkreis einerseits in einer ersten Richtung, die der Umwälzung des Wassers in der Außen-Leitung von dem Schacht oder der Schachtgruppe der kalten Zone zum Schacht oder zur Schachtgruppe der heißen Zone entspricht, und andererseits in einer zweiten Richtung, die der Umwälzung des Wassers in der Außen-Leitung von dem Schacht oder der Schachtgruppe der heißen Zone zum Schacht oder zur Schachtgruppe der kalten Zone entspricht, durch einen indirekten Wärmetauscher zwischen dem Primärkreis und einem Aufheiz-Sekundärkreis bei der ersten Umwälzrichtung oder bzw. und einem Nutz-Sekundärkreis bei der zweiten Umwälz-Richtung, und durch eine Durchflußmengen-Stelleinrichtung für das Wasser im Primärkreis für beide Umwälz-Richtungen.

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Die so ausgeführte Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung zieht vorteilhaft Nutzen aus dem Aufbau seines Primärkreises _s der gleichzeitig umsteuerbar ist und vollständig von jedem der Aufheiz- und Wutz-Sekundärkreise isoliert ist.

Auf diese Weise wird insbesondere ermöglicht;

eine vollständig unabhängige Betriebsweise von Primärkreis und Sekundärkreis bei optimalen Druck- und Durchfluß-Bedingungenj

die Verwirklichung einer Speicherung oder einer Rekuperation von Wärme bei sowohl niedrigen als auch hohen Temperaturbedingungen (weit über 100 C) dadurch,, daß an jeder Stelle des Primärkreises für derartige Temperaturen der Druck des Umwälzwassers größer als der Verdampfungsdruck des Wassers gehalten wird?

ein Einsetzen der Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung sowohl an der Oberfläche als auch teilweise oder vollständig unterirdisch^ wobei die Schächte oder die Schachtgruppen eine Verbindung der eingefaßten Schicht entweder mit der Oberfläche oder mit einer unterirdischen Halle oder Galerie herstellen?

eine sichere und zuverlässige Einstellung (Steuerung oder Regelung) der Drücke und der Durchflüsse im Primärkreis durch deren Anordnung unter Berücksichtigung der Temperaturverteilung im Primärkreis unabhängig von der Umwälzrichtung des Wassers (Speicherung oder Rekuperation) wegen der Umsteuerbarkeit der Außen-Leitungj und

die Ausnutzung von (Auf-)Heizquellen verschiedener Art, beispielsweise Nuklear-Heizquellen, wegen der vollständigen

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Isolation des Primärkreises.

Gemäß der Erfindung kann die Umwälzeinrichtung des Wassers der Schicht im Primärkreis sowohl Einspritz-Einrichtungen in die Schächte der heißen als auch der kalten Zone als auch Saug-Einrichtungen der Schächte der heißen als auch der kalten Zone, als auch gleichzeitig Einspritz- und Saug-Einrichtungen aufweisen. Die Umwälzeinrichtung zum Umwälzen des Wassers der Schicht enthält einzig eine Einrichtung zum Einspritzen oder Zuführen von Wasser sowohl in den Schacht oder die Schächte der kalten Zone als auch in den Schacht oder die Schächte der heißen Zone, während die Einsetzung der Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung gemäß der Erfindung so ist, daß die Wirkung eines artesischen Brunnens (Artesianismus) der eingefaßten Schicht unter einem geeigneten Druck in Höhe der Außen-Leitung des Primärkreises sichergestellt ist, in dem das Wasser der Schicht aufgeheizt oder abgekühlt wird. Gemäß der Erfindung

enthält die Zufuhr-Einrichtung mindestens eine Zufuhr'S

Pumpe, die einer Rohrverzweigungs- oder Rohrverteiler-Schleife zugeordnet ist, die mit Absperrventilen versehen ist. Vorzugsweise enthält sie eine Reihen-Parallel-Anordnung von mehreren Zuführ-Pumpen, die einer Rohrverteiler-Sehleife zugeordnet sind. Insbesondere sind die Zuführ-Pumpen vorzugsweise im kalten Teil des Primärkreises angeordnet. Die Umwälzeinrichtung des Wassers der Schicht enthält einzig' eine Einrichtung, um das Wasser vom Schacht oder von den Schächten der heißen Zone und vom Schacht oder den Schächten der kalten Zone abzuziehen, wobei der Druck, der durch diese Einrichtung ausgeübt ist, ausreicht, um unter Berücksichtigung der Lastverluste in der Anordnung des Primärkreises eine geeignete Einspritzung oder Zufuhr in die Schächte zu ermöglichen. Gemäß der Erfindung enthält die Abföhr-Einrichtung mindestens eine Saug-Pumpe für den mindestens einen Schacht der heißen Zone und min-

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destens eine Saug-Pumpe für den mindestens einen Schacht der kalten Zone,, wobei jede AbfflbpPumpe von Wasser von einem Schacht der heißen Zone dadurch-, daß sie im Inneren des Schachts oder in einer unterirdischen Galerie oder Halle auf geeigneter Höhenlcote angeordnet ist, bei einem gegebenenÄbfCtsjrtDurchfluß und einer gegebenen Betriebstemperatur den Druck des Wassers am Kopfende des Schachts auf einen Wert halten kann,, der größer als der Verdampfungsdruck des Wassers ist. Die Umwälzeinrichtung des Wassers der Schicht enthält selbstverständlich ggf. gleichzeitig Zuführ-Einriehtungen für Wasser in dem mindestens einen Schacht der heißen Zone und in dem mindestens einen Schacht der kalten Zone, Abfuhr-Einrichtungen für den mindestens einen Schacht der heißen Zone und Abfuhr-Einrichtungen für den mindestens einen Sehacht der kalten Zone, wie das bereits ausgeführt ist.

Gemäß der Erfindung wirken die Durchfluß(mengen)-Stelleinrichtung des Wassers im Primärkreis für die erste Umwäiz-Hiehtung und für die zweite Umwälz-Richtung des Wassers durch Einstellen (Steuern oder Regeln) des Drucks an jeder Stelle des Systems aufgrund der Umwälzeinrichtung und einer Anordnung von Ventilen oder Abspsrreinrichtungen, die für die erste Umwälz-Richtung des Wassers ein Ventil oder eine Ventilgruppe sum Einstellen der Zufuhr-Durchflußmenge in den mindestens einen Schacht der heißen Zone, für die zweite UmwäIz-Richtung des Wassers ein Ventil oder eine Ventilgruppe zum Einstellen der Zuführ-Durchflußmenge in den mindestens einen Schacht der kalten Zone sowie ein Ventil oder eine Ventilgruppe zwischen der Zuführ-Einrichtung und dem Wärmetauscher zum Einstellen der Durchflußmenge im Primärkreis unter Berücksichtigung der vorge gebenen Größen für guten Betrieb des Wärmetauschers.

Für Betriebstemperaturen über 100 ⁰C ist das mindestens eine Ventil des mindestens einen Schachts der

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einer;
heißen -Zone auffföhenkote angeordnet, derart, daß der Wasserdruck am Kopfende des Schachts größer als der Verdampfungsöruek des Wassers ist,oder Ist mit einem zusätzlichen Ventil sum Einstellen der Durchflußmenge versehen,, das zum Steuern des Drucks am Kopfende jedes Sshachts der heißen Zone besonders vorgesehen ist, x^obei dieses Ventil an einer geeigneten Hölienkote in jedem Schacht der heißen Zone oder in einer unterirdischen Halle angeordnet sein kann» Für derartige Temperaturpegel können die möglicherweise in den heißen Schächten vorgesehenen Abfuhr-Einrichtungen an der Einstellung des Drucks teilnehmen und das Verhindern der Verdampfung ermöglichen.

Insbesondere weisen die Umwälzeinrichtungen im Aufheiz- oder Nutz-Kreis wie die Zufuhr-Einrichtung des Wassers Ie Primärkreis eine oder mehrere Pumpen auf, die mit einer oder mehreren Rohrverteiler-Schleife(n) versehen ist (sind).

Um in jedem Moment eine thermische und hydraulische Bilanz der Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung gemäß der Erfindung zu kennen, enthält der Primärkreis und der Sekundärkreis vorteilhaft eine Anordnung zum Vorwärts- und zum Rückwärtszählen des Masservolumens, Druckfühler und Temperaturfühler sowie ein Durchfluß-Stellglied, die vorzugsweise durch ein Steuerglied betätigbar sind, das die Bereitstellung oder die Anforderung des Aufheiz- und Nutz-Sekundärkreises berücksichtigt,

Darüber hinaus enthält, um die Lage der heißen Zone des Speichers zu markieren und ggf. zu korrigieren, die erfindungsgemäße Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung vorteilhaft Hilfsschächte, die mit thermometrischen und piezometrisehen Geräten sowie mit Abfuhr- und Zufuhr-Gliedern von Wasser versehen sind, die vorzugsweise von

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dem Steuerglied betätigbar sind.

Andererseits sind, um die Wärmeverluste in der Schicht und im diese umgebenden Boden zu begrenzen, die Schächte der heißen Zone vorzugsweise so angeordnet, daß das heiße Wasser zugeführt oder rekuperiert wird durch mindestens einen Schacht, der im Zentrum des Speicherbereichs angeordnet ist, und sind die Schächte der kälten Zone vorzugsweise so angeordnet, daß das kalte Wasser zugeführt oder rekuperiert wird durch Schächte, die gleich^beabstandet am Umfang des Speicherbereichs vorgesehen sind.

In homogenem Gelände oder Boden sind die Umfangs-Schächte für große Speieher längs eines Kreises angeordnet und für kleine Speicher längs einzelnen von aufeinanderfolgenden Eckpunkten eines regelmäßigen Polygons angeordnet.

Bei heterogenem Boden oder Gelände sind die Sehächte der kalten Zone vorzugsweise mit gleichen Abständen längs einer geschlossenen Kurve angeordnet, die, in Polarkoordinaten, definiert ist durch das Ende eines Vektors, dessen Ursprung in der Mitte des Speicherbereichs liegt und dessen Betrag oder Modul proportional einem Parameter ist, der der Heterogenität des Bodens entspricht, wie dem Darcy-Durchlässigkeitsvermögen des Speicherbereichs in Richtung des Vektors.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Wärmespeicher-*und -rekuperatoranordnung gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 eine Einrichtung zum Sicherstellen der Zufuhr in den mindestens einen Sehacht,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung bei vollständiger Einsetzung an der Oberfläche,

Fig. 4 und 6 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung bei teilweiser unterirdischer Einsetzung,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung bei vollständig unterirdischer Einsetzung,

Fig. 7a, 7b ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung entsprechend einer bevorzugten Anordnung der Schächte der heißen Zone und der kalten Zone bei einem großen Wärmespeicher,

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung entsprechend einer bevorzugten Anordnung der Schächte der heißen Zone und der kalten Zone bei einem kleinen Wärmespeicher.

Aus Fig. 1 ergibt sich der wesentliche Aufbau der erfindungsgemäßen Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung in der Gesteinsmatrix oder Schüttung einer eingefaßten Schicht 1, wobei enthalten ist . ein Primärkreis P, der von dem in der Schicht 1 zwischengespeicherten freien Wasser durchströmt ist, entweder gemäß einem Pfeil P oder gemäß einem Pfeil P . Der Primärkreis P enthält

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die eingefaßte Schicht 1, reversible oder umschaltbare Schächte 5, 9 oder Schachtgruppen, die in eine Zone 2 der eingefaßten Schicht 1, die im Betriebszustand der Anordnung heiß ist, bzw. in eine Zone j5 münden, die im Betriebszustand der Anordnung ständig kalt ist, eine Übertragungsleitung K, die einen Wärmetauscher 6 aufweist, der in an sich bekannter Weise so gewählt ist, daß eine vollständige. Isolation des Primärkreises P erreicht ist, Abführ-Einrichtungen außerhalb der Schächte 5 bzw. 9 für das zwischengeschichtete oder zwischengespeicherte freie Wasser der Schicht 1 (in Fig. 1 nicht dargestellt), eine Zufuhr-Einrichtung 7 des Wassersoin die Schächte 5 oder 9, Mittel, um Zutritt zu den notwendigen Informationen zur Führung der Speicherung zu erhalten, und (in Fig. 1 nicht dargestellte) Mittel, um die Steuerung oder Regelung des Durchflusses im Primärkreis P sicherzustellen (wobei das gleichzeitige Vorhandensein einer Abfuhr-Einrichtung und einer Zufuhr-Einrichtung 7 im Primärkreis P nicht zwangsweise notwendig ist). Weiter ist ein Sekundärkreis S zum Aufheizen bzw. zur Ausnutzung vorgesehen, der beispielsweise durch eine Abzweigleitung B von einem Verteilernetz R gebildet ist und entweder von heißem Wasser in Richtung des Pfeils S oder durch kaltes Wasser in Richtung des Pfeils S_r durchströmt ist. Ein (in Fig. 1 nicht dargestelltes) Steuerglied für die Speicherung oder die Rekuperation der Wärme ist insbesondere zum Führen der verschiedenen Einrichtungen der Außen-Leitung 4 vorgesehen abhängig von der Bereitstellung oder der Forderung des Verteilernetzes R, wobei das Steuerglied ggf. mit einer (in Fig. 1 nicht dargestellten) Einrichtung zum Feststellen und Korrigieren der geometrischen Lage der gespeicherten Wärme versehen ist.

Die Umsteuerbaren Schächte 5* 9 oder Schachtgruppen

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sind jeweils angepaßt an hohe hydraulische Durchflüsse des heißen Wassers oder des kalten Wassers sowohl bei der Zufuhr als auch öer Abfuhr. Deren geometrische Anordnung oder Einsetzung abhängig von den Bedingungen der Lage der Oberfläehe_yden hydraulischen Eigenschaften der eingefaßten Schicht 1 und der zu speichernden Wärmemenge wird später anhand der Fig. 7a, 7b und 8 erläutert werden.

In gleicher Weise wird die mögliche Ausrüstung der Schächte 5, 9 mit Abfuhr-Einrichtungen abhängig von der Speiehertemperatur, den hydraulischen Durchflüssen, der Tiefe der eingefaßten Schicht 1 und dem Umgebungsbedingungen der Oberfläche später anhand der Fig. j5 bis 6 erläutert werden.

Es ist festzustellen, daß die Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung so sein kann, daß das Speichern der Wärme durch Entnahme der Wärme aus einem Netz und durch deren Wiedergabe, parallel oder nicht, an ein anderes, vom ersten Netz unabhängiges Netz erfolgen kann. Das ist insbesondere der Fall bei einer Entnahme der Wärme in Form von Dampf, die von einer Wiedergabe in Form von heißem Wasser, unter Druck oder nicht, begleitet ist. Der Wärmetauscher 6, der dazu bestimmt ist, eine vollständige Isolation des Primärkreises P zu ermöglichen, kann entweder durch einen Flüssig-Flüssig-Wärmetauscher mit getrennten Kreisen; oder durch einen Wärmetauscher mit getrennten Kreisen (bzw. jeweils durch eine Gruppe von Wärmetauschern) gebildet sein, der ausgeführt ist, um als Verdampfer im Sekundärkreis zu wirken im Betrieb zur Wärmerekuperation oder auch durch einen Wärmetauscher (bzw. eine Wärmetauschergruppe), der so ausgeführt ist, daß er als Kondensator im Sekundärkreis wirkt im Wärme-Speicherbetrieb. Darüber hinaus kann die Anordnung gemäß Fig. 1 durch Schächte vervollständigt werden, die zum Stabilisieren

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der beiden Zonen 2, 3 mit piezometrischen und thermometrischen Geräten ausgerüstet sind. Die Überprüfung piezometrischer 'Änderungen ermöglicht das Vorsehen von Ableitungen aus den Zonen 2, 3 infolge eines anfänglichen oder eines parasitären Druckgradienten in der Schicht 1, während die Prüfung der thermometrischen Änderungen es ermöglicht, die Abzweigungen zu markieren infolge von Änderungen der volumetrischen Masse, die durch Aufheizung hervorgerufen ist. Diese zusätzlichen oder Hilfsschächte sind ebenfalls mit Pumpen ausgerüstet zum Pumpen von Wasser in bestimmte von ihnen und der Wiedereinführung in andere, um die Zonen

2 und 3 an ihren theoretischen Standorten zu stabilisieren. Dieser Betrieb kann von Hand durchgeführt werden oder auch über nicht dargestellte Steuerglieder ausgeführt werden.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 1 ist die folgende. Bei einer Speicherung von Wärme ist die Zone 3 auf der Rücktemperatur des Verteilernetzes R von von der Schicht 1 stammendem Wasser durchströmt, die durch den Schacht 9 abgezogen bei der Betriebstemperatur durch den Wärmetauscher geführt und in die Schicht 1 infolge des Schachts 5 zurückgeführt oder eingespritzt wird (Pfeil P_). Die Wärme wird in der Zone 2 gespeichert. Während des Speicherns der Wärme zieht sich die kalte Zone

3 auf der Rücktemperatur zusammen, während sich die heiße Zone 2 ausdehnt. Während einer Rückgewinnung oder Rekuperation der Wärme ist die Wirkungsweise umgekehrt (Pfeil P).

In Fig. 2 ist dargestellt, daß die Zufuhr-Einrichtung im Schacht 5 oder 9 eine Pumpe 8 enthält, die mit einem schleifenförmig ausgeführten Rohrverfceiler. M verbunden ist, der Absperrventile 29 aufweist, die notwendig sind, um die Umsteuerbarkeit des Primärkreises P sicherzustellen. Die Zufuhr-Einrichtung 7 enthält vorzugsweise zur besseren Einstellbarkeit des Durchflusses eine Gruppe von EiiftÜuK-; limpen, die reihen-parallel-geschaltet sind und entsprechend

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wirken und die einer Rohrverteiler-Schleife zugeordnet sind.

Weiter ist festzustellen, daß die Zufuhr-Einrichtung 7 vorzugsweise im Primärkreis P auf der kalten Seite angeordnet ist. Es sei daran erinnert, daß in bestimmten, besonderen Fällen, bei denen der durch die Abfuhr-Einrichtung ausgeübte Druck, der die Schächte 5, 9 versorgt, ausreicht unter Berücksichtigung der Lastverluste der Anordnung des Primärkreises P, die Zufuhr-Einrichtung 7 nicht vorgesehen werden muß.

Aus Fig. 2 ergibt sich weiter, daß die Durchflußmengen-Stelleinrichtung im Primärkreis P darüber hinaus notwendige Absperrventile 29 und Sicherheitsventile 30 enthält sowie drei" Regel-, Steuer- bzw. StelWentile 31, 32, 33 (oder drei Stell-Ventilgruppen), die es ermöglichen, gleichzeitig genau das Abziehen von Wasser aus einem der Schächte 5 oder 9, den Wärmetausch und die Zufuhr von Wasser in einen der Schächte 5 oder 9 sicherzustellen.

. Das Ventil 31 im Zuführkreis des Schachts 5 ist zur Durchfluß-Steuerung in der Anordnung des Primärkreises P bei einer Wärmespeicherung in Richtung des Pfeils P_ vorgesehen. Das Ventil 32 im Zuführkreis des Schachts 9 und das Ventil 33 zwischen der Zuführeinrichtung 7 und dem Wärmetauscher 6 sind dazu bestimmt, das Steuern oder Einstellen des Durchflusses für den gesamten Primärkreis P bei"dem Rekuperationsbetrieb der Wärme in Richtung des Pfeils P zu ermöglichen unter Berüdksichtigung der Durchflußbedingungen im Wärmetauscher 6 und der Druckbedingungen im Zufuhr-Schacht 5·

Für einen Betrieb bei einer Betriebstemperatur über 100 ⁰C ist das mindestens eine Stell-Ventil 31 entweder in einer Tiefe vorgesehen, derart, daß unter allen Durchfluß-

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bedingungen der Druck am Kopfende des Schachts 5 höher als der Verdampfungsdruck des Wassers bei der jeweiligen Betriebstemperatur ist,oder jeweils mit einem Ventil 13 verbunden , das im Zuführkreis des heißen Schachts 5 in einer geeigneten Tiefe vorgesehen ist und das insbesondere dazu bestimmt ist, an jeder Stelle des Primärkreises P den Druck des Wassers auf einem Wert zu halten," der größer als der Vemdampfungsdruck ist, der der Temperatur an dieser Stelle entspricht.

. Im übrigen enthält vorzugsweise das Mittel zum Zugriff zu;¹ notwendigen Informationen für das Steuern des Speicherns vor teilhaft ·< ein System aus Vorwärts zähler und Rückwärtszähler oder einen Zweirichtungszähler für das Wasservolumen, der in geeigneter Weise auf der kalten Seite des Primärkreises P vorgesehen ist, Druck- und Temperaturfühler beiderseits des Wärmetauschers 6 und der Zufuhr-Einrichtung 7 sowie eine Einrichtung zur Untersuchung oder Überprüfung der Durchflüsse in jedem Schacht 5, 9.

Selbstverständlich enthält der Sekundärkreis S der Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung ebenfalls die genannten Mittel zum Zugriff zu verschiedenen notwendigen Informationen für einen befriedigenden Betrieb der Anordnung. Die von den verschiedenen genannten Geräten erhaltenen Informationen werden üblicherweise automatisch von (nicht dargestellten) Steuergeräten oder Steuergliedern verarbeitet, wobei jedoch auch eine direkte Ablesung vorgesehen sein kann, um ggf. einen kontinuierlichen Betrieb der Anordnung durch Handeingriff sicherzustellen.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen, die einer vollständigen Einsetzung oder Anordnung an der Oberfläche entspricht, wobei die Bauelemente dieser Anordnung, die bereits anhand der

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Fig. 1 und 2 erläutert worden sind, in Fig. 3 die gleichen Bezugszeichen aufweisen.

Aus Fig. 3 ergibt sich, !daß die Zutritts-Schächte 5 und 9, die der heißen Zone 2 bzw. der kalten Zone 3 entsprechen, bis zur Oberfläche gebohrt oder niedergebracht sind.

Die Übertragungs-Leitung 4 (Fig. 1) enthält hier Zuführ-Pumpen 11, 12, die in den Schächten 5 und 9 als Tauchpumpen mit vertikaler Achse und Motor an der Oberfläche angeordnet sind oder mit vollständig eingetauchte elektrische Gruppe, ein am Boden angeordnetes Stell- oder Steuerventil I3 für den Zuführ-Druck in den mindestens einen Schacht 5, das Stell-Ventil 31, das an der Oberfläche im heißen Teil der Übertragungs-Leitung 4 angeordnet ist.

Für den mindestens einen Schacht 9 foljpn die geeignete Höhenko.te. und die Kennwerte der Zufuhr -Pumpe 12 den technischen Regeln gemäß den üblichen Gesetzen der Hydraulik. Beim mindestens einen Schacht 5 ist die geeignete Höhenko te für eine Betriebstemperatur über 100 ⁰C der Z'üführ-Pumpe 11 und des Boden-Stell-Ventils 13 derart definiert, daß der Druck am Eingang der Pumpe stets über dem Verdampfungsdruck des Wassers bei der Betriebstemperatur ist, so daß, unter den dynamischen Bedingungen des maximalen Durchflusses, die Wassersäule des Schachts 5 zwischen der Pumpe 11 oder dem Steuerventil 13 und der Obergrenze der eingefaßten Schicht 1 die Differenz zwischen dem dynamischen Druck der eingefaßten Schicht 1 nahe dem Schacht 5 und dem Verdampfungsdruck des Wassers bei der jeweiligen Temperatur ausgleicht. Für diesen mindestens einen Schacht 5 müssen die Eigenschaften der Saug-Pumpe 11 so sein, daß der Druck am Kopfende des Schachts 5 unter allen Umständen größer als der Verdampfungsdruck des Wassers bei der Be-

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triebstemperatur ist. In Fig. 5 bezeichnen die Bezugszeichen 14, 15, 16, 17 jeweils den Wasservolumen-Zweirichtungszähler, den Druckfühler, den Temperaturfühler bzw. die Durchfluß-Darstelleinrichtung. Die Einsetzung der erfindungsgemäßen Anordnung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, bietet große Einfachheit und leichten Zugang zu nahezu allen Bauteilen. Dagegen erfordert sie großen Bodenbereich und ist nur wenig an die Speicherung bei Temperaturen über 110 °C angepaßt unter Berücksichtigung der erhöhten Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Steuerventils bzw. der Steuerventile 1J>.

Darüber hinaus erfordern die Pumpen 11, 12 Schächte 5, 9, die genau vertikal sind.

Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen ist für hohe Temperaturen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 4 zweckmäßig, die einer teilweisen unterirdischen Einsetzung oder Anordnung entspricht.

Bei einer derartigen teilweise unterirdischen Einsetzung ist der oberirdische Teil der Übertragungsleitung 4 sowie die Ausrüstung des Schachts 9 unverändert gegenüber dem in Fig. 3 dargestellten Äusführungsbeispiel, weshalb sie in Fig. 4 nicht dargestellt sind. Aus Fig. 4 ergibt sich, daß die Verbindung mit λ der heißen Zone 2 der eingefaßten Schicht 1 auf folgende Weise erreicht ist.Jede Zuführ-Pumpe 11a für heißes Wasser, «tie eine Kesselspeisepumpe, ist in einer unterirdischen Halle 18 oder einem Saal bzw. einer Kammer angeordnet,, die den mindestens einen Schacht 5 unterteilt. Für jeden Schacht 5 sind drei Ventile 19a, 19b, 19c angeordnet nach vorherigem Anordnen eines Bodenverschlusses oder eines Abschlusses für Schwerschlamm und Auftrennung der Verrohrung, um ein Abzweigrohr anzuordnen, ah dem die Pumpe 11a und mindestens ein

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Druck-Regelventil 20a, 20b angeschlossen ist. Bei einer derartigen Einsetzung kann das Steuerventil Ij5b für den Zuführ-Druck einer handelsüblichen Bauart in freier Luft in der Halle 18 angeordnet werden. Die Tiefe der Lage des Steuerventils IJb entspricht der gleichen Bedingung wie die des Boden-Steuerventils 13 gemäß Fig. J>.

Die Einsetzung der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 4 ist insbesondere an Temperaturen über 110 °C angepaßt, da dadurch eine Freigabe der Konstruktionsbedingungen der Zuführ _pumpe n und des Steuerventils IJ möglich ist, die sich aus dem notwendigen Einbau in die Schächte 5 ergaben.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt, die einer vollständigen unterirdischen Einsetzung entspricht.

Bei diesem Einsetzungsbeispiel ist der Aufbau des Primärkreises P unterirdisch angeordnet, während der Sekundärkreis S vollständig oder teilweise unterirdisch angeordnet sein kann.

Aus diesem Grund erlaubt ein Netz von Hallen 22 ausgehend vom Zutritts-Schacht 2J den Zugang zur Halle oder Kammer der Zufuhr-Einrichtung und der Primärzählung 24, zur Kammer 25 des Wärmetauschers 6 und zu den Kammern 26 der Kopfenden der Schachte 5, 9.

Für die beiden Quellen können" die ■Verbindungsabzweigungen an der Übertragungs-Leitung 4 durch Auftrennen der Verrohrung bzw. deren Rohre erreicht werden, wie das bereits erläutert worden ist, die auf dem Weg zur Oberfläche angeordnet sind oder auch durch Anschluß an den unterirdischen Kopfenden 27 der Schächte 5, 9.

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In bestimmten Fällen können Sandabscheider 28 in den Verbindungsleitungen oder den Schächten vorgesehen sein. Die Höhenkote der Übertragungsleitung 4 muß dabei so sein, daß der Abstand zwischen dem Unterende der Hallen und dem Unterende der eingefaßten Schicht 1 ausreicht, um die Sicherheit des Aufbaus als auch des Betriebs sicherzustellen (Dichtheit des Bodens, Wärmeisolation, Länge der Zementierung der Schächte, Möglichkeit der Verhinderung von Ausbrüchen der Schächte durch Zufuhr von Schwerschlamm).

Bei einer derartigen Einsetzungsart kann der Artesianismus der eingefaßten Schicht unter einem geeigneten Druck in Höhe der Übertragungs-Leitung 4 des Primärkreises P sichergestellt werden, wobei die Höhenkote der Übertragungs-Leitung 4 dann so wird^, unter Berücksichtigung der vorstehenden einschränkenden Bedingungen, daß die hydraulische Last am Kopfende eines Schachts 5 bei maximalem Abführ-Durchfluß größer ist als der Verdampfungsdruck des Wassers.

Bei einer derartigen Einsetzung der erfindungsgemäßen Anordnung sind Abführ-Pumpen oder Saug-Pumpen in jedem der Schächte 5, 9 sowie ein Boden-Steuerventil 13 nicht mehr notwendig. Die Einstellung oder Steuerung des Drucks wird dadurch erreicht, daß die Zuführ*anrichtungen J am kalten Teil der Übertragungs-Leitung 4 und die Stell-Ventile 31, 32 beiderseits des Wärmetauschers 6 vorgesehen sind.

Eine derartige Einsetzungs-Art erlaubt die größte Verringerung der benötigten Bodenfläche und erfordert keine Abführ-_oder Saug-Pumpen mehr, was es ermöglicht, bei Erhöhen der Zuverlässigkeit die Ausstattung erheblich zu vereinfachen.

In Fig. 6 ist eine Weiterbildung der Einsetzungsart der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 5 dargestellt,

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gemäß der die Schächte 9 bis zur Oberfläche durchgeführt sind und ggf. mit Tauchpumpen 12 ausgerüstet sind.

In den Fig. 7a und 7b sind in Perspektive·bzw. in Aufsieht eine bevorzugte Anordnung der Schächte 5 und 9 dargestellt, die insbesondere an erhebliche oder große Speicherungen angepaßt sind.

Gemäß dieser räumlichen Anordnung ist ein Schacht 30' der einzigen heißen Zone oder sind mehrere Schächte Jl', 32', 33' der heißen Zone an einem Kreis 34' » dessen Durchmesser so bestimmt ist, daß die Schächte sich im wesentlichen wie ein einziger Schacht großer Abmessungen verhält, im Zentrum der erfindungsgemäßen Wärmespeieher- und -rekuperatoranordnung angeordnet, während die Schächte 41', 42', 43', 44', 45', 46' der kalten Zone 3' an einem äußeren Kreis 40' angeordnet sind, dessen Durchmesser so bestimmt ist,-daß ihn die Wärmefront am Ende der Speicherung nicht erreicht, wobei irgendeiner der Schächte der kalten Zone mit irgendeinem der Schächte der heißen Zone verbunden sein kann.

Die Schächte sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie ein Polygon bilden, das so regelmäßig wie möglich ist.

Bei einei» vollständigen Speicherung sind zumindest sechs Schächte 9 vorgesehen.

In Fig. 8 ist eine vorteilhafte Anordnung der Schächte bei der Verwirklichung von kleinen Speicherungen dargestellt.

Gemäß dieser Anordnung sind die Schächte 41' und 42' der kalten Zone an Stellen angeordnet, die den aufeinanderfolgenden Eckpunkten eines regelmäßigen Polygons entsprechen, in dessen Zentrum die Schächte 30' der heißen Zone vorgesehen sind.

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Dabei ist festzustellen, daß bei einer derartigen Anordnung der Schächte es möglich ist, durch Modulieren der Zuführ- und Abführ-Durchflüsse in den Schächten der kalten Zone die möglichen Abweichungen des Bereichs der Speicherung zu kompensieren oder zu korrigieren, die von einem anfänglichen oder zufälligen Druckgradienten in der eingefaßten Schicht 1, I¹ stammen können.

Die Korrektur möglicher Abweichungen kann auch durch Ersetzen des Einsetz-Kreises 40' der Schächte der kalten Zone durch eine geschlossene geeignete Kurve erreicht werden, die die zu bewirkenden Korrekturen berücksichtigt.

Derartige Kurven sind in Polarkoordinaten durch das Ende eines Vektors definiert, dessen Ursprung im zentralen Schacht der heißen Zone oder im Zentrum der Gruppe der Schächte der heißen Zone ist und dessen Modul oder Betrag proportional dem Mittelwert des Durchlässigkeitsvermögens gemäß Darcy im Bereich der Speicherung in Richtung des Vektors ist, wobei das Dardy-Durchlässigkeitsvermögen das Produkt der Darcy-Permeabilität und der Dicke der Schicht ist.

Bei dem Inbetriebsetzen der erfindungsgemäßen Anordnung, die Schachtgruppen besitzt, die wie in den Fig. 7a, 7b und 8 dargestellt verteilt sind, wird vor der normalen Nutzung das Zuführen von Wasser bei einer Rücklauftemperatur des Netzes R in die Schächte der heißen Zone bewirkt in einer Menge, die ausreicht, daß während der späteren Nutzung sich eine kontinuierliche Pufferzone bildet, die die Schächte der kalten Zone zwischen der heißen Zone und der Umgebung umgibt. Die Nutzung setzt sich dann normal fort durch Zufuhr von heißem Wasser gemäß der Beschreibung anhand der Pig. I bis 6.

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Claims

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Ansprüche

(Iy Wärmespeicher- und -rekuperatoranordnung mit Übertragung von Wärme zwischen einer porösen Gesteinsmatrix, die von einer eingefaßten Schicht durchsetzt ist, und freiem Wasser, das bei Umwälzung von der Schicht zwischengespeichert ist,

gekennzeichnet durch

mindestens zwei umsteuerbare Schächte (5, 9), die in einer heißen Zone(2)bzw. einer kalten Zone(j>)der eingefaßten Schicht 1 münden,

einen Primärkreis (P) des Wassers der Schicht (1), der die Schächte (5, 9), die Schicht (1) und eine Übertragungs-Leitung (4) außerhalb der Schicht (1) enthält, die den (mindestens einen) Schacht (5) der heißen Zone (2) und den (mindestens einen) Schacht (9) der kalten Zone (3) verbindet,

eine Uniwälzeinrichtung (7, 8) zum Umwälzen des Wassers der Schicht (l) im Primärkreis (P) einerseits in einer ersten Richtung (P₁,)* die der Umwälzung des Wassers in der Übertragungs-Leitung (4) vom Schacht (9) der kalten Zone (j5) zum Schacht (5) der heißen Zone (2) entspricht, und andererseits in einer ztveiten Richtung (P_), die der Umwälzung des Wassers in der Übertragungs-Leitung (4) vom Schacht (5) der heißen Zone (2) zum Schacht (9) der kalten Zone (3) entspricht,

einen indirekten Wärmetauscher (6) zwischen dem Primärkreis (P) und einem Aufheiz-Sekundärkreis (S, S_r), bei

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INSPECTED

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der ersten Umwälz-Richtung (P ) oder einem Nutz-Sekundärkreis (Sj S) bei der zweiten TJmwälz-Richtung (P ), und

eine Durchflußmengen- und Druck-Stelleinrichtung für das Wasser im Primärkreis (P) für beide Umwälz-Richtungen (P₁,, P_B).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung das Wasser der Schicht (1) im Primärkreis (P) mindestens eine ZufUhr-Pumpe (8) zum Zuführen von Wasser in die Schächte (5, 9) enthält, die einer Rohrverteiler-Schleife (M) zugeordnet ist, die Absperrventile (29) aufweist, um ein Zuführen von Wasser sowohl in den Sehacht (5) der heißen Zone (2) als auch den Schacht (9) der kalten Zone (j?) zu sichern.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwäizeinrichtung eine Reihen-Parallel-Anordnung von Zu führ-Pumpen (8') enthält, die einer Rohrverteiler-Schleife (M) zugeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3s dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Pumpe (8) im kalten Teil des Primärkreises (P) angeordnet ist.

5· Anordnung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung des Wassers in der Schicht (1) im Primärkreis (P) mindestens eine Abführ-Pumpe (11) zum Abführen des Wassers aus dem Schacht (5) der heißen Zone (2) und mindestens eine Abführ-Pumpe (12) zum Abführen des Wassers aus dem Schacht (9) der kalten Zone (3) enthält.

6. Anordnung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Abführ-Pumpe (11) für den Schacht (5) der 'heißen Zone (2) im Inneren des Schachts (5) angeordnet ist.

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7. Anordnung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Abführ-Pumpe (Ha) für den Schacht (5) der heißen Zone (2) in einer Halle, einer unterirdischen Kammer oder einem begehbaren Schacht (5) angeordnet ist.

8. Anordnung nach Anspruch β oder J₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Abfuhr-Pumpe (11) des Schachts (5) der heißen Zone (2) bei vorgegebener AbfUhr-Menge bei Anordnung auf geeigneter Höhenkote den Wasserdruck an allen heißen Stellen des Primärkreises (P) auf einem Wert halten kann_P der höher ist als der Verdampfungsdruck des Wassers bei der Temperatur an der jeweiligen Stelle.

9. Anordnung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung des Wassers der Schicht (1) im Primärkreis (P) enthält mindestens eine Zuführ-Pumpe für das Wasser im Schacht (5) der heißen Zone (2) oder im Schacht (9) der kalten Zone (J), der eine Rohrverteiler-Schleife (M) zugeordnet ist, mindestens eine Abführ-Pumpe für das Wasser im Schacht (5) der heißen Zone (2) und eine Abführ-Pumpe für das Wasser im Schacht (9) der kalten Zone (5).

10. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Zuführ-Pumpe im kalten Teil des Primärkreises (P) angeordnet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Abführ-Pumpe eines Schachts (5) der heißen Zone (-2), bei vorgegebener Abführ-Menge bei Anordnung auf geeigneter Höhenkote den Wasserdruck an allen heißen Stellen des Primärkreises (P) auf einen Wert halten kann, der höher ist als der Verdampfungsdruck des Wassers bei der Temperatur an der jeweiligen Stelle.

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_ QjL _

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmengen-Stelleinrichtung für das Wasser im Primärkreis (P) für die erste Umwälz-Richtung (P ) und die zweite Umwälz-Richtung (P ) des Wassers enthält, ein Stell-Ventil (31) bzw, eine Stell-Ventilgruppe zum Einstellen der Zuführ-Menge in den Schacht (5) der heißen Zone (2) für die erste Utnwälz-Richtung (P ) des Wassers₅ ein Stell-Ventil (32) bzw» eine Stell-Ventilgruppe zum Einstellen der Zuführ-Menge in den Schacht (9) der kalten Zone (3) und ein Stell-Ventil (33) bzw» eine Stell-Ventilgruppe zwischen der (mindestens einen) Zuführ-Pumpe (8) und deBi Wärmetauscher (6) zum Einstellen der Wasser-Durchflußmenge im Primärkreis (P) für die zweite Umwälz-Riehtung (P ) unter Berücksichtigung der Durchfluß-Bedingung im Wärmetauscher (6).

13» Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stell-Ventil (31* 32, 33) so auf einer Höhenkote angeordnet ist, daß der Kopf-Druck jedes Schachts (5, 9) größer ist als die Wasser-Dampfspannung bei gegebener Betriebstemperatur (über 100 ⁰C).

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmengen-Stelleinrichtung weiter ein Steuerventil (13)' für die Zuführ-Menge in den Schacht (5) der heißen Zone (2) enthält, um, bei Anordnung auf geeigneter Höhenkote den Wasserdruck am Kopfende des Schachts (5) auf einem Wert zu halten, der unabhängig von der Durchflußmenge größer ist als der Verdampfungsdruck des Wassers bei der jeweiligen Temperatur.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) im Inneren des Schachts (5) der heißen Zone (2) angeordnet ist.

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l6. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) für den Schacht (5) der heißen Zone (2) in einer HaIIe₅ einer unterirdischen Kammer oder einem begehbaren Schacht (5) angeordnet ist»

YJ. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch . gekennzeichnet, daß Aufheiz- und Nutz-Sekundärkreise (S) aufweisen eine Abzweigung eines Verteilernetzes (R) mit einer Urnwälzeinrichtung aim Urnwalzen sowohl des heißen als auch des kalten Wassers des Verteilernetzes (R)„

l8. Anordnung nach Anspruch YJ₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung zum Umwälzen des kalten Wassers und des heißen Wassers im Aufheiz- oder Nutz-Sekundärkreis (S) mindestens eine Pumpe enthält, der zur Umsteuerbarkeit eine Rohrverteiler-Schleife zugeordnet ist.

19» Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Pumpe im kalten Teil des Aufheizoder Nutz-Sekundärkreises (S) angeordnet ist.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Primär- und Sekundärkreis (P, S) enthält mindestens einen Wasservolumen-Zweirichtungszähler (14), einen Druckfühler (15), einen Temperaturfühler (l6) und ein Durchflußmengen-Stellglied (17).

21. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch ein Steuerglied zum Ansteuern des Zweirichtungszählers (14), der Fühler (15, l6) und des Durchflußmengen-Stellglieds (17) aufgrund Bereitstellung oder Anforderung des Aufheiz- und Nutz-Sekundärkreises (S).

22. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der geometrischen Lage der gespeicherten Wärme.

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23· Anordnung nach Anspruch 22 _s dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung Hiifsschächte aufweist _s die mit thermometrisehen und piesometrisehen Geräten und Wasser-Abführ- bzw. -Zuführgliedern, ausgerüstet sind.

24ο Anordnung nach Anspruch 22 oder 2J₅ dadurch gekennzeichnet., daß die Korrektureinrichtung durch das Steuerglied betätigbar ist»

25 ο Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet^ daß die Schächte (JO*, 31¹, 32', 33') der heißen Zone (2') so angeordnet sind,, daß heißes Wasser durch mindestens einen Schacht zugeführt wird oder rekuperiert wird, der im Zentrum des Speicherbereichs angeordnet ist, und daß die Schächte (4l', 42', 43*, 44% 45', 46') der kalten Zone(j5^{) so angeordnet sind, daß kaltes Wasser durch Schächte zugeführt wird oder rekuperiert wird, die gleich beabstandet am Umfang des Speicherbereichs angeordnet sind*

26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei homogenem Gelände oder Boden die Schächte (4l', 42', 43' ₃ 44' _t 45% 46') der kalten Zone (3^!) auf einem Kreis (40') verteilt sind.

27· Anordnung nach Anspruch 25, dadurch^kennzeichnet, daß die Schächte (4l', 42') der kalten Zone (3^f) an mehreren aufeinanderfolgenden Eckpunkten eines regelmäßigen Polygons verteilt sind (Fig. 8).

28. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei heterogenem Gelände oder Boden die Schächte der kalten Zone gleich beabstandet auf einer geschlossenen Kurve verteilt sind, die in Polarkoordinaten definiert

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ist durch das Ende eines Vektors mit Ursprung im Zentrum des Speicherbereichs _a dessen Betrag dam mittleren Wert eines Parameters proportional ist, der der Heterogenität des Geländes (Bodens) entspricht, wie das Darcy-Durchlässigkeitsvermögen (Darey-Permeabilität multipliziert ailt der Dicke der Schicht 1^!) des Speicher-Volumens in Richtung des Vektors _a wobei der Parameter bei einer Temperatur definiert ist, die dem Mittelifert der äußersten Betriebs-Temperaturen der Anordnung entspricht»

29· Verfahren zum Herstellen der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet _s daß die Seilächte (5* 9) der heißen Zone (2) und/oder der kalten Zone (3) von der Oberfläche niedergebracht werden* und daß mindestens einige der Umwälzeinrlchtungen des Wassers mittels Rohrabzweigungen und Ventilen angeschlossen werden nach Anordnen eines Verschlußstücks mit auswechselbarem oder verstellbarem Boden und Auftrennung der Verrohrung in Höhe der Umwälzeinrichtungen.

30. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet., daß die Schächte (5, 9) der heißen Zone (2) und/oder der kalten Zone (3) ausgehend von Hallen oder unterirdischen Kammern niedergebracht werden, die, besonders eingerichtet, an einer geeigneten Höhenkote errichtet worden sind.

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