[go: up one dir, main page]

DE3312329A1 - Ground heat store - Google Patents

Ground heat store

Info

Publication number
DE3312329A1
DE3312329A1 DE19833312329 DE3312329A DE3312329A1 DE 3312329 A1 DE3312329 A1 DE 3312329A1 DE 19833312329 DE19833312329 DE 19833312329 DE 3312329 A DE3312329 A DE 3312329A DE 3312329 A1 DE3312329 A1 DE 3312329A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
storage
transfer medium
heat exchanger
storage according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE19833312329
Other languages
German (de)
Inventor
Georg Dr. 2111 Handeloh Schultze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE19833312329 priority Critical patent/DE3312329A1/en
Publication of DE3312329A1 publication Critical patent/DE3312329A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0052Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using the ground body or aquifers as heat storage medium
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

The purpose of year round, economic heating of buildings by means of heat sources which supply thermal energy only at times and with sizeable interruptions, e.g. solar collectors, is served by a ground heat store in which both the storage medium and the thermal insulation consist of ground covered with vegetation. In order to avoid excessive thicknesses of insulating layers, the storage medium and the insulation are dried out, and renewed soaking by precipitation is prevented by covering with a water-tight layer. The introduction of the heat exchanger elements into the storage medium is performed with the aid of bores using an earth-displacing hammer, followed by laying outgoing and returning pipes for a heat transfer medium, in particular water. In order to improve the energy budget, the core of the store is surrounded by one or more shells at a relatively low temperature, which are also used at times for heating. A particularly centrally arranged buffer store having temperature stratification in an installation shaft permits a particularly simple arrangement of all assemblies. In the case of new buildings, the ground heat store can be arranged below the house and the solar collector on the roof of the house. In the case of old buildings, the ground heat store can be constructed next to the building together with a solar collector on top.

Description

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Wärme-ErdspeicherHeat underground storage

Die Erfindung betrifft einen Wärme-Erdspeicher, dessen Speichermedium aus gewachsenem Erdboden besteht und überwiegend eine Temperatur aufweist, die wesentlich über der Temperatur des umgebenden Erdreichs liegt, zum Einsatz bei solchen Gebäudeheizungen und Brauchwassererwärmungsanlagen, bei denen die Wärmequelle nur zeitweise mit längeren Unterbrechungen (bis zu mehreren Monaten) wirksam ist, insbesondere mit Solarkollektoren. Unter gewachsenem Erdboden wird Erdboden verstanden, der beim Bau des Wärme-Erdspeichers nicht bewegt worden ist.The invention relates to a heat underground storage, the Storage medium consists of natural soil and predominantly has a temperature that is significantly above the temperature of the surrounding soil, for Use in such building heating systems and domestic water heating systems, where the heat source is only temporarily is effective with longer interruptions (up to several months), especially with solar collectors. Grown soil is understood to mean soil that was not moved during the construction of the heat storage tank.

Der Wärme-Erdspeicher soll die Wärmeenergie bei einem Temperaturniveau zur Verfügung stellen, das zur direkten Beheizung von Gebäuden ohne Zwischenschaltung einer Wärmepumpe ganzjährig ausreichend ist. Er soll überschüssig erzeugte Wärmeenergie aufnehmen und diese während der Unterbrechungen der Energieerzeugung wieder abgeben können, wobei diese beiden Vorgänge mit den jeweils erforderlichen Leistungen durchführbar sein müssen.The thermal underground storage is to provide the thermal energy at a temperature level that is used for direct Heating buildings without the interposition of a heat pump is sufficient all year round. He should be excess absorb generated thermal energy and release it again during the interruptions in energy generation can, whereby these two processes must be feasible with the required performance.

Es ist bekannt, daß man für Wärme-Erdspeicher, deren Temperaturniveau dauernd oder mindestens überwiegend über dem des umgebenden Erdreichs liegt, als Speichermedium gewachsenen Erdboden verwenden" kann (Deutsche Patentanmeldung 29 10 77*0·It is known that one for heat underground storage, their temperature level is permanently or at least predominantly above that of the surrounding soil, as a storage medium use natural soil "(German patent application 29 10 77 * 0 ·

Es ist weiterhin bekannt, daß man die notwendigen Wärmetauscherelemente im Speicherbereich durch Eintreiben von Mantelrohren in den gewachsenen Erdboden erzeugen kann, in die Rohre eingelegt werden, die von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden, wobei mittels einerIt is also known to have the necessary heat exchanger elements generate in the storage area by driving jacket pipes into the ground can be inserted into the pipes by a heat transfer medium be flowed through, by means of a

Füllmasse Tür den Wärmeaustausch zwischen Mantelrohr und den innen liegenden Rohren gesorgt wird (Deutsche Patentanmeldung 30 16 456).Filling compound, the heat exchange between the jacket tube and door the internal pipes is taken care of (German patent application 30 16 456).

Außerdem ist theoretisch evident, daß eine Aufteilung des Wärme-Erdspeichers in Schalen, deren Temperaturen von Schale zu Schale nach außen abnehmen, sowohl die Wärmeverluste des Wärme-Erdspeichers nach außen vermindert, als auch die bei Lade- und Entladevorgängen des Wärme-Erdspeichers auftretenden Tomperaturgefalle zu verkleinern gestattet (Verringerung irreversibler, also Entropie-erhöhender Wärmetransporte).In addition, it is theoretically evident that a subdivision of the heat storage underground in shells, the temperatures of Remove shell to shell towards the outside, both reducing the heat loss of the heat storage system to the outside, as well as to reduce the temperature drop that occurs during charging and discharging of the heat storage tank allowed (reduction of irreversible, i.e. entropy-increasing heat transports).

O Die bisherigen Entwicklungen und Erfindungen haben je-O The developments and inventions to date have

§ doch noch nicht dazu geführt, daß nur zeitweise wirken-§ has not yet led to a temporary effect-

w den Wärmequellen, wie z.B. Solarkollektoren, ein Spei- w the heat sources, such as solar collectors, a storage

X 15 cherkonzept an die Seite gestellt werden kann, das wirt- ^ schaftlichen Anforderungen standhält. Das gilt für jedenX 15 cherkonzept can be placed side by side, withstands economic ^-scientific requirements. That goes for everyone

m bisher vorgeschlagenen Wärmespeicher, der zum Einsatz m previously proposed heat storage, which is used

bei Gebäudeheizungen bestimmt ist, bei denen die Wärmequelle nur zeitweise mit längeren Unterbrechungen (bis 2© zu mehreren Monaten) wirkt, gleichgültig welches Speichermedium benutzt wird: Wasser, Füllboden, Latentwärmeträger oder anderes, aber auch für Wärmespeicher mit dem preiswertesten Speichermedium, nämlich mit gewachsenem Erdboden.is intended for building heating systems where the heat source only works temporarily with longer interruptions (up to 2 © for several months), regardless of the storage medium is used: water, filling base, latent heat transfer medium or other, but also for heat storage with the cheapest storage medium, namely with natural soil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Niedertemperaturbedarf von Gebäuden allein durch Solarenergie (oder durch andere, nur zeitweise wirkende Wärmequellen) wirtschaftlich lohnend zu befriedigen. Das l'roblem liegt im wesentlichen darin, einen Wärmespeicher mit folgenden Eigenschaften zu finden:The invention is based on the object of the low temperature requirement of buildings solely through solar energy (or through other, only intermittent heat sources) economically worthwhile to satisfy. The problem lies essentially in finding a heat storage device with the following properties:

- Speichertemperatur ganzjährig mindestens k^°C (Das vergleichsweise hohe Temperaturniveau erübrigt den Einsatz einer Wärmepumpe, die entgegen der Aufgaben-- Storage tank temperature year-round at least k ^ ° C (The comparatively high temperature level makes the use of a heat pump unnecessary, which contrary to the task

JJ \ LO LZ) YY \ LO LZ)

stellung Fremdenergie benötigen würde).position would require external energy).

- Speicherkapazität (verfügbare Wärmemenge über k5 C) etwa 2/3 des jährlichen Energiebedarfs- Storage capacity (available amount of heat above k5 C) about 2/3 of the annual energy requirement

- jährlicher Energieverlust deutlich kleiner als die Speicherkapazität- Annual energy loss is significantly smaller than the storage capacity

- Speichermedium ist gewachsener Erdboden (aus wirtschaftlichen Gründen)- Storage medium is grown soil (for economic reasons)

- im wesentlichen ein Lade- und Entladevorgang pro Jahr- essentially one loading and unloading process per year

- die maximale Ladeleistung entspricht der maximalen- the maximum charging power corresponds to the maximum

Leistung des Solarkollektors (bzw. einer anderen Wärmequelle) Output of the solar collector (or another heat source)

- die maximale Entladeleistung entspricht der maximal erforderlichen Heizleistung (einschließlich weiterer Verbraucher)- the maximum discharge power corresponds to the maximum required heating power (including additional Consumer)

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wärme-Erdspeicher so angelegt wird, daß der umgebende gewachsene Erdboden austrocknet und als Wärmeisolation des Wärme-Erdspeichers dient.This object is achieved according to the invention in that the heat-underground storage is created in such a way that the surrounding grown soil dries out and acts as thermal insulation the heat storage tank is used.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß erstmalig ein Wärmespeicher so kostengünstig hergestellt werden kann, daß die wirtschaftlich sinnvolle Beheizung von Gebäuden ausschließlich durch Solarenergie ermöglicht wird. Gewachsener Erdboden ist die denkbar preiswerteste Wärmeisolation, da nur in diesem Falle erhebliche Erdbewegungen beim Bau des Wärme-Erdspeichers vermieden werden.The advantage that can be achieved with the invention is that, for the first time, a heat accumulator is produced in such a cost-effective manner It can be that the economically sensible heating of buildings exclusively by solar energy is made possible. Grown soil is the cheapest possible thermal insulation, because only in this case significant earth movements during the construction of the heat storage tank can be avoided.

Bei diesem Wärme-Erdspeicher wird die erstmalig eingespeicherte Wärmeenergie dazu verwendet, die im Speicherbereich und anschließend auch die in der wärmeisolierenden Erdschicht befindliche natürliche Bodenfeuchte in die weitere Umgebung zu vertreiben. Dabei spielen Verdampfungs- und Kondensationsvorgänge des Wassers im Erd-In this geothermal heat storage system, the thermal energy stored for the first time is used in the storage area and then also the natural soil moisture in the heat-insulating soil layer in to drive away the wider area. Evaporation and condensation processes of the water in the earth

boden eine wesentliche Rolle, Die Temperatur wird sich erst dann merklich erhöhen, wenn in dem jeweiligen Bereich die Feuchte fast vollkommen vertrieben ist« Das Vertreiben der Feuchte bewirkt ein Absinken der Wärmeleitfähigkeit des gewachsenen Erdbodens um einen Faktor z.B. 3· Dadurch vermindert sich die zur ausreichenden Wärmeisolation erforderliche Dicke der Erdschicht von z.B. 15 Metern um den genannten Faktor 3 auf z.B. 5 Meter, Die beispielsweise genannten Zahlen sind stark von der vorliegenden Bodenart abhängig. Es ist erforderlich, einen genügenden Abstand zum Grundwasserspiegel e inzuha11 en,Soil plays an essential role, the temperature will increase only increase noticeably when the moisture in the respective area has been almost completely expelled «That Driving away the moisture causes a decrease in thermal conductivity of the grown soil by a factor e.g. 3 Thermal insulation required thickness of the earth layer of e.g. 15 meters by the mentioned factor 3 to e.g. 5 meters, The figures mentioned for example are strong depending on the type of soil. It is necessary to have a sufficient distance to the water table to include,

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wärme-Erdspeichers ergeben sich aus den 15 Ansprüchen 2 bis 5.Appropriate refinements and developments of the invention Heat geothermal storage results from the 15 claims 2 to 5.

Q Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung (Anspruch 6)Q According to a further embodiment of the invention (claim 6)

O werden in den Speicherbereich Wärmetauscherelemente ein-O heat exchanger elements are installed in the storage area

{= gebracht, die folgendermaßen hergestellt sind: erzeugen{= brought, which are produced as follows: generate

N von langgestreckten Hohlräumen von etwa kreisförmigemN of elongated cavities of approximately circular

Querschnitt mit einem Erdverdrängungshammer, einlegen von Rohren für hin- und rückströmendes Wärmeträgermedium, verfüllen der Hohlräume mit gut wärmeleitendem Material.Cross-section with an earth displacement hammer, inserting Pipes for the heat transfer medium flowing back and forth, filling the cavities with material that conducts heat well.

Durch diese Ausbildung der Erfindung wird erreicht, daß in der Umgebung des ffohrlochs eine verdichtete Zone entstehty die die Wärme erheblich besser leitet als der natürliche Erdboden. Deswegen ist die Erdverdrängungsbohrung den konventionellen Bohrungen mit Erdaushub überlegen. Im Unterschied zur Deutschen Patentanmeldung War. 30 16 456 wird nicht mit Mantelrohren gerammt, da sie erhebliche Kosten verursachen und bei größeren Tiefen unpraktikabel sind.This embodiment of the invention ensures that a compacted zone is created in the vicinity of the feed hole which conducts the heat considerably better than the natural soil. That is why the displacement well is superior to conventional boreholes with excavated earth. In contrast to the German patent application War. 30 16 456 is not rammed with casing pipes because they are costly and impractical at greater depths.

• V · ■ „„• V · ■ ""

JJ I Z ο Z. ο JJ IZ ο Z. ο

- 10 -- 10 -

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung (Anspruch 7) können die Wärmetauscherelemente eine gewinkelte oder gekrümmte Form haben. Eine gewinkelte Form kann durch mehrmaliges Ansetzen des Erdverdrängungshammers erreicht werden. Eine gekrümmte Form ist nach einer leichten Veränderung üblicher Erdverdrängungshämmer erreichbar.According to a further embodiment of the invention (claim 7) the heat exchanger elements can have an angled or curved shape. An angled shape can be created by multiple Attachment of the displacement hammer can be achieved. A curved shape can be achieved after a slight change in conventional displacement hammers.

Durch diese weitere Ausbildung der Erfindung wird die Einteilung des Wärme-Erdspeichervolumens in verschiedene Teilbereiche ermöglicht, wobei die Temperatur außen liegender Teilbereiche niedriger ist»als die Temperatur der weiter innen liegenden Teilbereiche (siehe das in der Zeichnung dargestellte Beispiel).This further embodiment of the invention divides the heat-geothermal storage volume into different Partial areas enabled, whereby the temperature of the external sub-areas is lower than the temperature of the Sub-areas further inside (see the example shown in the drawing).

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung (Anspruch 9) gehören die Wärmetauscherelemente verschiedenen Gruppen an, mit den im Anspruch genannten Eigenschaften.According to a further embodiment of the invention (claim 9), the heat exchanger elements belong to different groups on, with the properties mentioned in the claim.

Durch diese weitere Ausbildung der Erfindung wird erreicht, daß der Wärmeenergieverlust des Speichers wesentlich reduziert wird, daß Heizenergie jeweils aus dem Teilbereich entnommen werden kann, der zu dem Zeitpunkt eine hierfür noch gerade ausreichende Temperatur aufweist und daß Wärmeenergie in den Teilbereich eingespeist werden kann, dessen Temperatur gerade unter der Temperatur der (z.B. im Solarkollektor) erzeugten Wärmeenergie liegt. Diese Maßnahmen stellen einen besonders ökonomisehen Umgang mit der zur Verfügung stehenden Energie dar.This further embodiment of the invention ensures that the thermal energy loss of the memory is substantial is reduced so that heating energy can be taken from the partial area at the time has a temperature just sufficient for this and that thermal energy is fed into the sub-area whose temperature is just below the temperature of the thermal energy generated (e.g. in the solar collector) lies. These measures represent a particularly economical way of handling the available energy.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung (Anspruch 10) ist dem Speicher als Ganzem ein Pufferspeicher zugeordnet mit weiteren, im Anspruch genannten kennzeichnenden Merkmalen.According to a further embodiment of the invention (claim 10), a buffer memory is assigned to the memory as a whole with further characterizing features mentioned in the claim.

^0 Durch diese weitere Ausbildung der Erfindung wird erreicht, daß ein stoßweise auftretendes Energieangebot^ 0 Through this further development of the invention it is achieved that an intermittently occurring energy supply

(ζ.B* aus dem Solarkollektor bei klarem Himmel und hohem Sonnenstand) ebenso wie eine stoßweise Energieanforderung ('z.B. Brauchwassererwärmung) zunächst von dem Pufferspeicher aufgefangen und zeitlich ausgeglichen an den Wärme-Erdspeicher weitergegeben wird, wodurch ein durchschnittlich kleinerer Temperaturabfall an den Wärmeaustauscher-θlementen auftritt. Außerdem wird erreicht, daß ein im Winter auftretendes Energieangebot direkt über den Pufferspeicher als Kurzzeitspeicher ohne Einschaltung des ¥ärme—Erdspeichers genutzt werden kann.(ζ.B * from the solar collector when the sky is clear and high Position of the sun) as well as an intermittent energy demand ('e.g. domestic water heating) initially collected by the buffer storage tank and balanced over time to the heat storage tank is passed on, whereby an average smaller temperature drop on the heat exchanger θlementen occurs. In addition, it is achieved that an energy supply occurring in winter directly via the buffer storage can be used as short-term storage without switching on the ¥ poor earth storage.

Aus den Ansprüchen 11 bis 18 ergeben sich weitere zweck- _ mäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wärme-Erdspeichers.From the claims 11 to 18 result further functional _ moderate refinements and developments of the invention Heat geothermal storage.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung (Anspruch J5 15 19) ist/sind der/die Pufferbehälter oder ein zusätzli- - eher Ausgleichsbehälter in der Lage, das Wärmeträgerme-According to a further embodiment of the invention (claim J5 15 19) is / are the buffer tank (s) or an additional - rather equalizing tank able to store the heat transfer medium

dium aus dem Solarkollektor aufzunehmen, solange dieser wegen mangelnder Einstrahlung keine Leistung erbringen kann und deswegen entleert werden soll.take up dium from the solar collector as long as this cannot perform due to insufficient irradiation and should therefore be emptied.

Durch diese weitere Ausbildung der Erfindung wird erreicht, daß der Solarkollektor ohne Frostschutzmittel und ohne Wärmetauscher im Pufferbehälter betrieben werden kann und daß die nächtliche Abkühlung des Wärmeträgermediums im Solarkollektor vermieden wird.This further embodiment of the invention ensures that the solar collector without antifreeze and can be operated without a heat exchanger in the buffer tank can and that the night-time cooling of the heat transfer medium in the solar collector is avoided.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wärme-Erdspeichers ergeben sich aus den Ansprüchen 20 bis 22.Appropriate refinements and developments of the invention Ground heat storage system result from claims 20 to 22.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Wärme-Erdspeicher in Ver-An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. The drawing shows an underground heat storage system in

yj I yj I

bindung mit einem Solarkollektor K auf dem Dach und mit einer Fußbodenheizung F für einen Einfamilienhaus-Neubau, der ausschließlich mit Solarenergie und ohne weitere alternative Einrichtungen wie z.B. Wärmepumpe, beheizt wird.connection with a solar collector K on the roof and with underfloor heating F for a new single-family house, which works exclusively with solar energy and without any other alternative equipment such as a heat pump, is heated.

Die Wärmetauscherelemente gehören zwei Gruppen an: die strahlenförmig angeordneten Wärmetauscherelemente durchsetzen den inneren Teilbereich I des Wärme-Erdspeichers mit der höheren Temperatur, während die umhüllenden, abgeknickten Wärmetauscherelemente den äußeren Teilbereich A durchsetzen. Die Erdverdrängungsbohrungen werden von der Baugrube aus, die anschließend den Installations schacht aufnehmen soll, vorgenommen. Für die Wärmetauscherelemente im äußeren Teilbereich wird der Erdverdrängungshammer ein zweites Mal von einem später zuzuschüttenden Ringgraben aus angesetzt. Alle Rohre der Wärmetauscherelemente werden einzeln bis in den Installationsschacht geführt, wodurch ein Reparaturversuch oder Stilllegen bei Undichtigkeiten einzelner Rohre ermöglicht wird. Sie münden alle in eines von vier Sammelrohren die im Innern des Installationsschachtes horizontal ringförmig herumgeführt sind. Der Pufferspeicher P arbeitet mit Temperaturschichtung, die durch eingebaute Lochbleche stabilisiert wird. Als Füllung dient Kesselspeisewasser.The heat exchanger elements belong to two groups: the enforce radially arranged heat exchanger elements the inner part I of the heat storage tank with the higher temperature, while the enveloping, kinked Heat exchanger elements pass through the outer sub-area A. The displacement wells will be made from the excavation, which is then to accommodate the installation shaft. For the heat exchanger elements the earth displacement hammer is in the outer section a second time from a ring trench to be filled in later. All tubes of the heat exchanger elements are led individually into the installation shaft, which means that a repair attempt or shutdown in the event of leaks in individual pipes. They all flow into one of four manifolds are led around horizontally in a ring inside the installation shaft. The buffer memory P works with Temperature stratification, which is stabilized by built-in perforated sheets. Boiler feed water is used as filling.

Vier Umwälzpumpen besorgen den Austausch des Wassers im PufferspeicherFour circulation pumps take care of the exchange of the water in the buffer tank

- mit den Wärmetauscherelementen des inneren Teilbereichs des Wärme-Erdspeichers- With the heat exchanger elements of the inner sub-area of the heat storage tank

- mit den Wärmetauscherelementen des äußeren Teilbereiche des Wärme-Erdspelchers- With the heat exchanger elements of the outer sub-areas of the heat-Erdspelchers

- mit dem Dachkollektor und
mit der Fußbodenheizung
- with the roof collector and
with the underfloor heating

Ein Mikrocomputer empfängt Temperaturmeßwerte aus den verschiedenen Abteilungen des Pufferbehälters, aus den T5 Teilbereichen des Wärme-Erdspeichers vom Rücklauf der Fußbodenheizung, vom Rücklauf des Solarkollektors, vonA microcomputer receives temperature readings from the various compartments of the buffer tank, from the T5 partial areas of the heat storage tank from the return of the Underfloor heating, from the return of the solar collector, from

DD Q CO ODD Q CO O

- 13 -- 13 -

einem Strahlungsabsorber, von der Außenluft und Raumluft und steuert damit die vier Umwälzpumpen und die Ventile, die die Kreisläufe mit den günstigsten Abteilungen des Pufferbehälters verbinden. Wenn die Temperatur am Rücklauf des Solarkollektors niedriger ist, als die Temperatur des Wärme-Erdspeichers im äußeren Bereich, wird der Wasserkreislauf durch den Solarkollektor stillgelegt und mit einer fünften Pumpe entleert. Die wasserdichte Abdeckung W ermöglicht die Austrocknung des Speicherbe-1o. reichs und insbesondere der 5 m starken Wärmeisolierschicht aus gewachsenem Erdboden um den Wärme-Erdspeicher herum.a radiation absorber, from the outside air and room air and thus controls the four circulation pumps and the valves, which connect the circuits with the most favorable sections of the buffer tank. When the temperature on the return of the solar collector is lower than the temperature of the heat storage in the outer area, the The water cycle through the solar collector is shut down and emptied with a fifth pump. The waterproof cover W allows the storage tank to dry out. rich and especially the 5 m thick thermal insulation layer from the ground around the heat storage tank.

- Leerseite - - blank page -

Claims (1)

Anmelders Dr. Georg Schultze, Solartechnik Erikaweg 5, 2111 HandelohApplicant Dr. Georg Schultze, Solartechnik Erikaweg 5, 2111 Handeloh Bezeichnung? Wärme-ErdspeicherDescription? Heat underground storage PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Π »1 Wärme-Erdspeicher, dessen Speichermedium aus gewachsenem Erdboden besteht und überwiegend eine Temperatur aufweist, die wesentlich über der Temperatur des umgebenden Erdreichs liegt, zum Einsatz bei solchen Gebäudeheizungen und Brauchwas-10 sererwärmungsanlagen, bei denen die Wärmequelle nur zeitweise mit längeren Unterbrechungen (bis zu mehreren Monaten) wirksam ist, insbesondere mit Solar-Π »1 underground heat storage, the storage medium of which consists of natural soil and predominantly has a temperature which is significantly above the temperature of the surrounding soil, for Use in such building heating systems and domestic water heating systems where the heat source is only at times with longer interruptions (up to several Months) is effective, especially with solar ) kollektoren, dadurch gekennzeichnet ,) collectors, characterized } daß der Wärme-Erdspeicher so angelegt wird, daß der } that the heat storage is created in such a way that the s 15 umgebende gewachs ene Erdboden austrocknet s 15 surrounding natural soil dries up \ und als Wärmeisolation des Wärme-Erdspeichers dient. \ and serves as thermal insulation for the heat storage tank. 2. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Austrocknung im Bereich der Wärmeisolation durch zugeführte Wärme in Verbindung mit einer wasserdichten Abdeckung des gesamten Speicherareals einschließlich einer zusätzlichen Randzone erreicht wird.2. Heat underground storage according to claim 1, characterized in that the drying out in the area of thermal insulation by means of supplied heat in connection with a waterproof cover of the entire storage area including an additional edge zone is reached. 3» WäOTie-Erdspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckung durch Bauwerke, die anderen Zwecken dienen oder durch eine nur zu diesem Zweck eingebrachte Schicht erfolgt, die in jeder zweckmäßigen Tiefe unter der Erdoberfläche angeordnet werden kann, z.B. um darüber Pflanzenwuchs zu ermöglichen.3 »WäOTie-Erdspeicher according to claim 2, characterized characterized in that the cover by structures that serve other purposes or by a The only layer introduced for this purpose is carried out at any convenient depth below the surface of the earth can be arranged, e.g. to enable plants to grow above it. ••••••ι·-.."•••••• ι · - .. " 4. Wärme-Erdepeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die wasserdichte Abdeckung durch ein Drainage- und Wasserabflußsystem so entwässert wird, daß das gesammelte Wasser genügend weit vom Speicherbereich fortgeführt wird.4. heat earth reservoir according to claim 3, characterized characterized in that the waterproof cover is provided with a drainage and water drainage system is drained so that the collected water is sufficient is continued far from the memory area. 5. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmeisolation teilweise durch andere Dämmaterialien erfolgt.5. heat underground storage according to claim 1, characterized characterized in that the thermal insulation is partially carried out by other insulating materials. 6. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 1, dadurch6. heat geothermal storage according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß der Speicherbereich durchsetzt ist mit Wärmetauscherelemente^ die folgendermaßen hergestellt sind: erzeugen von langgestreckten Hohlräumen von etwa kreisförmigem Querschnitt mit einem Erdverdrängungshammer, einlegen von· Rohren für hin- und rücketrömendes Wärmeträgermedium, verfüllen der Hohlräume mit gut wärmeleitendem Material. characterized in that the storage area is interspersed with heat exchanger elements ^ the following are produced: creating elongated cavities with an approximately circular cross-section with an earth displacement hammer, inserting pipes for the heat transfer medium flowing in and out, fill the cavities with material that conducts heat well. 7. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Rohre für das Wärraeträgermedium am unteren Ende Y-förmig ausgebildet' sind, wobei der nach unten weisende und abgeschlossene Zweig als Schmutzfang dient.7. heat-underground storage according to claim 6, characterized in that the tubes for the Heat transfer medium Y-shaped at the lower end ' with the downward-facing and closed branch serving as a dirt trap. 8. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmetauscherelemente teilweise eine gewinkelte und/oder gekrümmte Form haben.8. heat underground storage according to claim 6, characterized in that the heat exchanger elements partially have an angled and / or curved shape. 9. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmetauscherelemente verschiedenen Gruppen zugehörig sind, wobei - jede Gruppe zu einem bestimmten Teilbereich des Wärme-Erdspeichers gehört,9. heat underground storage according to claim 6, characterized in that the heat exchanger elements belong to different groups, whereby - each group belongs to a certain sub-area of the Heat storage unit belongs to, - sich die Teilbereiche im allgemeinen durch die Temperatur unterscheiden.- the sub-areas generally differ in terms of temperature. - die Teilbereiche mit niedriger Temperatur sich weiter außen befinden,- the sub-areas with low temperature continue to expand located outside, - die Wärmetauscherelemente jeder Gruppe in Bezug auf die Durchströmung parallel geschaltet sind, - di© Durchströmung jeder Gruppe einzeln durch eine Umwälzpumpe erzeugt werden kann,- the heat exchanger elements of each group are connected in parallel with regard to the flow, - di © flow through each group can be generated individually by a circulation pump, 10. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß dem Wärme-Erdspei» eher als Ganzem ein Pufferspeicher zugeordnet ist, der o ein Wärmetragermedium enthält, das er mit den Wärmetauscherelementen des Wärme-Erdspeichers, mit dem Energieerzeuger, z.B. Solarkollektor, und dem Energieverbraucher, ζ,B. Gebäudeheizung, austauschen kann.10. heat-geothermal storage according to claim 6, characterized in that the heat-Erdspei » rather as a whole, a buffer memory is allocated to the o Contains a heat transfer medium that it communicates with the heat exchanger elements of the heat storage tank, with the energy generator, e.g. solar collector, and the energy consumer, ζ, B. Building heating, can replace. 11. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 6, dadurch11. heat geothermal storage according to claim 6, characterized § 15 gekennzeichnet, daß jeder Gruppe ein ge- ^ sonderter Pufferspeicher zugeordnet ist, der vorzugs-Section 15 indicates that each group has a ^ a separate buffer memory is assigned to the preferred weise im zugehörigen Teilbereich des Wärme-Erdspeicherswise in the associated sub-area of the heat storage tank Co liegt und Wärmekontakt mit diesem Teilbereich hat undCo lies and has thermal contact with this sub-area and JE der ein Wärraeträgermedium enthält, das er mit den Wär-EVERY which contains a heat transfer medium, which it communicates with the heat ^j 2o metauscherelementen des zugehörigen Teilbereichs des Wärme-Eirdspeichers, mit dem Energieerzeuger, z.B. Solarkollektor, und dem Energieverbraucher, i.a. Gebäudeheizung, austauschen kann.^ j 2o exchange elements of the associated sub-area of the Heat earth storage, with the energy generator, e.g. solar collector, and the energy consumer, i.a. Building heating, can replace. 12«, Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 1o oder 11, dadurch g e k &■ η η zeichnet , daß nicht das Wärmeträgermedium selbst, sondern durch Zwischenschalten von Wärmetauschern nur die Wärmeenergie ausgetauscht wird, wodurch in den verschiedenen Kreisläufen verschiedene Drucke und/ oder verschiedene chemische Zusammensetzungen des Wärmeträgermediums, z.B. Frostschutzmittelzusatz, ermöglicht werden.12, "heat-ground storage of claim 1o or 11, characterized GEK & ■ η η is characterized in that not the heat transfer medium itself, but by interposing of heat exchangers is only exchanged the heat energy whereby different in the various circuits pressures and / or different chemical compositions of the heat transfer medium, e.g. antifreeze additive, are made possible. 13. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß ein Pufferspeicher aus einem vorzugsweise stehenden Behälter besteht, in den13. heat-geothermal storage according to claim 10 or 11, characterized in that a buffer memory a preferably standing container is in the OOOO mehrere horizontale Lochbleche übereinander eingebaut sind, die eine bestehende Temperaturschichtung stabilisieren und daß der Behälter mehrere Rohrstutzen in verschiedene Höhen besitzt, vorzugsweise einen zwischen je zwei Lochblechen sowie oberhalb des obersten und untersten Lochbleches, für den Zu- und Abfluß des Wärmeträgermediums, um dadurch eine Temperaturschichtung in dem Pufferspeicher erzeugen und aufrechterhalten zu können,several horizontal perforated sheets are built in, which stabilize an existing temperature stratification and that the container has a plurality of pipe sockets at different heights, preferably one between each two perforated plates as well as above the top and bottom perforated plate, for the inflow and outflow of the heat transfer medium, in order to be able to create and maintain a temperature stratification in the buffer storage, ■fif, ¥ärme-Erdspeicher nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher in einem vorzugsweise zylindrischen Schacht aufgestellt ist, der allseitigen äußeren Zugang zum Behälter und Einstieg in den Behälter ermöglicht.■ fif, ¥ ärme-Erdspeicher according to claim 13 »thereby characterized in that the buffer storage is set up in a preferably cylindrical shaft, enables all-round external access to the container and entry into the container. 15. Värme-Erdspeicher nach Anspruch 14, dadurch15. Värme-Erdspeicher according to claim 14, characterized gekennzeichnet, daß der Schacht als Ausgangspunkt der Wärmetauscherelemente dient.characterized in that the shaft serves as the starting point for the heat exchanger elements. 16. Värme-Erdspeicher nach Anspruch "\h, dadurch gekennzeichnet , daß der Schacht alle Installationen wie Pumpen und Ventile und insbesondere die Sammelleitungen für die einzelnen Gruppen von Wärmetauscherelementen in Form von Ringleitungen enthält.16. Värme-Erdspeicher according to claim "\ h, characterized in that the shaft contains all installations such as pumps and valves and in particular the manifolds for the individual groups of heat exchanger elements in the form of ring lines. 17· Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Brauchwassererwärmung in einem Wärmetauscherrohr erfolgt, das den Pufferbehälter in Durchströmrichtung hauptsächlich steigend durchläuft und mit eigenen Rohrdurchführungen durch die Pufferbehälterwand versehen ist.17 · Heat underground storage according to claim 10, characterized in that the domestic water heating takes place in a heat exchanger tube that mainly rises the buffer tank in the direction of flow and is provided with its own pipe penetrations through the buffer tank wall. 18. Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Brauchwassererwärmung in einem Wärmetauscherrohr erfolgt, das in Durchströmrichtung die Pufferbehälter in der Reihenfolge steigender Temperatur und jeden Pufferbehälter im wesentli-18. Heat underground storage according to claim 11, characterized in that the domestic water heating takes place in a heat exchanger tube, which in the flow direction the buffer tank in increasing order Temperature and each buffer tank essentially 33Ί232933Ί2329 - 5 chen steigend durchläuft.- 5 chen runs through increasing. 19» Wärme-Erdspeicher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß entweder der/die Pufferbehälter oder ein zusätzlicher Ausgleichsbehälter in der Lage sind, das Wärmeträgermedium aus dem Solarkollektor aufzunehmen; solange dieser wegen mangelnder Einstrahlung keine Leistung erbringen kann und deswegen entleert werden soll.19 »Heat underground storage according to claim 10 or 11, characterized characterized in that either the buffer tank (s) or an additional expansion tank are able to remove the heat transfer medium from the solar collector record; as long as this because of a lack of radiation cannot perform and should therefore be emptied. 20β Wärme-Erdspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 19» dadurch gekennzeichnet , daß er unterhalb eines die Wärmequelle bildenden Solarkollektors angeordnet ist, wobei der Solarkollektor teilweise die Funktion20 β heat underground storage according to one of claims 1 to 19 »characterized in that it is arranged below a solar collector forming the heat source, the solar collector partially performing the function ι der wasserdichten Abdeckung nach Anspruch 1 übernimmt undι the waterproof cover according to claim 1 takes over and jj wobei die rückwärtige Wärmeisolation des Solarkollektorsjj being the rear thermal insulation of the solar collector ] 15 zugleich eine Wärmeisolation des Wärme-Erdspeichers nach Z oben darstellt. ] 15 at the same time represents a thermal insulation of the heat storage tank according to Z above. 21. Wärme-Erdspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß er unterhalb eines Gebäudes (Neubau) angeordnet ist, wobei die Fundamentierung des Gebäudes wegen zu erwartender Temperaturbewegungen der Erde verstärkt ausgelegt sein muß.21. Heat underground storage according to one of claims 1 to 19, characterized in that it is below of a building (new construction) is arranged, the foundation of the building due to expected temperature fluctuations the earth must be designed reinforced. 22. Wärme-Erdspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß die (teilweise) Beheizung von Gebäuden, eingebauten Schwimmbädern oder Außenschwimmbädern durch direkten Wärmekontakt mit dem Wärme-Erdspeicher geschieht.22. Heat underground storage according to one of claims 1 to 21, characterized in that the (partially) Heating of buildings, built-in swimming pools or outdoor swimming pools through direct thermal contact with the Heat underground storage happens.
DE19833312329 1983-04-06 1983-04-06 Ground heat store Ceased DE3312329A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833312329 DE3312329A1 (en) 1983-04-06 1983-04-06 Ground heat store

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833312329 DE3312329A1 (en) 1983-04-06 1983-04-06 Ground heat store

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3312329A1 true DE3312329A1 (en) 1984-10-11

Family

ID=6195564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833312329 Ceased DE3312329A1 (en) 1983-04-06 1983-04-06 Ground heat store

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3312329A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997010474A1 (en) * 1995-09-12 1997-03-20 Krecke Edmond D Energy system for buildings
DE19963473B4 (en) * 1999-12-29 2004-01-29 Gerodur Mpm Kunststoffverarbeitung Gmbh & Co Kg Arrangement for dissipating heat from low-temperature cooling circuits
DE10238439A1 (en) * 2002-08-22 2004-03-04 Bauer Spezialtiefbau Gmbh Pit or ditch for underground heat storage for inner-city buildings has watertight walls and floor made by injecting self-hardening material and may be subsequently excavated
US6705043B1 (en) * 1999-06-10 2004-03-16 Ecofys B.V. Closed market gardening greenhouse
DE102006023941B4 (en) * 2006-05-19 2008-02-07 Asw Anlagenbau Schlamm- Und Wassertechnik Gmbh Bisolar substrate e.g. clarified sludge, drying system, has heating device designed as thermal solar system, which has solar collector by which energy required for heating medium located in pipe is produced
DE102010039061A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Franz-Ludwig Carewicz Arrangement for energy optimization in building, has thermal accumulators installed in building, and balanced and controlled by computer-aided energy manager
DE102016200197A1 (en) * 2016-01-11 2017-07-13 Siemens Aktiengesellschaft Phase Change Memory

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2445281A1 (en) * 1974-09-21 1976-04-08 Erik Dipl Ing Zimmer Heat accumulator for low grade waste heat - uses natural or artificial earth as storage medium in power station
DE3018337A1 (en) * 1979-05-18 1980-11-27 Svenska Flaektfabriken Ab ABSORBER TO EXCHANGE HEAT WITH EARTH

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2445281A1 (en) * 1974-09-21 1976-04-08 Erik Dipl Ing Zimmer Heat accumulator for low grade waste heat - uses natural or artificial earth as storage medium in power station
DE3018337A1 (en) * 1979-05-18 1980-11-27 Svenska Flaektfabriken Ab ABSORBER TO EXCHANGE HEAT WITH EARTH

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997010474A1 (en) * 1995-09-12 1997-03-20 Krecke Edmond D Energy system for buildings
US6705043B1 (en) * 1999-06-10 2004-03-16 Ecofys B.V. Closed market gardening greenhouse
DE19963473B4 (en) * 1999-12-29 2004-01-29 Gerodur Mpm Kunststoffverarbeitung Gmbh & Co Kg Arrangement for dissipating heat from low-temperature cooling circuits
DE10238439A1 (en) * 2002-08-22 2004-03-04 Bauer Spezialtiefbau Gmbh Pit or ditch for underground heat storage for inner-city buildings has watertight walls and floor made by injecting self-hardening material and may be subsequently excavated
DE102006023941B4 (en) * 2006-05-19 2008-02-07 Asw Anlagenbau Schlamm- Und Wassertechnik Gmbh Bisolar substrate e.g. clarified sludge, drying system, has heating device designed as thermal solar system, which has solar collector by which energy required for heating medium located in pipe is produced
DE102010039061A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Franz-Ludwig Carewicz Arrangement for energy optimization in building, has thermal accumulators installed in building, and balanced and controlled by computer-aided energy manager
DE102016200197A1 (en) * 2016-01-11 2017-07-13 Siemens Aktiengesellschaft Phase Change Memory

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0850388B1 (en) Energy system for buildings
CH626978A5 (en)
DE2729635A1 (en) Building heating and air conditioning system - has heat exchanger in insulation lagging and heat storage connected with pump
EP0002839A1 (en) Room temperature controlling method and building heated according to this method
DE102008009553A9 (en) Integrated external wall heating - a method of using the solid exterior wall as a thermal storage integrated into a building heating and cooling system and as a Murokausten heat exchanger
EP0931986B1 (en) Solar heating and hot water installation for buildings
DE202007017967U1 (en) System for the construction and number of underground geothermal devices
DE3600230C2 (en)
EP0209833A1 (en) Movable building unit
DE3312329A1 (en) Ground heat store
EP2713110B1 (en) Thermal energy supply installation with an open ground storage device
DE19806534C1 (en) Long term heat store
DE102012102931A1 (en) Water-bearing solar system has control device, which extracts hot water from lowest layer of stratified storage using anti-freeze protection, when temperature in collection tubes exceed predetermined temperature value
DE102007062402A1 (en) Geothermal energy utilization system installing method for building, involves connecting energy transfer points with heat pumps associated with buildings, respectively, and introducing heat exchanger medium into closed cycle
DE102014104992A1 (en) A method of constructing a geothermal probe and arrangement for introducing heat into and extracting heat from a geothermal probe
DE102018000481A1 (en) MICRO - PUMP STORAGE
AT518416B1 (en) Heat storage and heat transfer network
EP1006331A1 (en) Heat storage systems using ground heat exchangers
EP0372220A1 (en) Transportable transformer station for overhead power transformers
EP4357718B1 (en) Solid absorber for heating and cooling purposes in buildings
DE3024201A1 (en) Combined heat pump and solar heater - are alternatively connected to heat store by automatic control unit dependent on temp.
DE102014000232A1 (en) Variable regenerative energy system for heating and cooling
WO1981000444A1 (en) Underground tank used as a water supply tank for heat pumps
EP3126768A1 (en) Heat accumulation system and method of operating same
CH715338A2 (en) Geothermal energy absorber and method for producing the same.

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection