PROCESS OF BUILDING HEAT STORE IN THE GROUND AND HEAT STORE

Abstract: 1. A process for the production of a geothermal reservoir with a columnar heat exchanger perpendicularly disposed in a soil orifice, characterized in that the soil orifice is filled with a clay suspension in the course of production and the heat exchanger is then inserted in the suspension-supported soil orifice in the form of a perpendicular nest of tubes without a jacket tube abutting the wall of the soil orifice and that bulk material is then introduced into the suspension of the soil opening under partial displacement of the suspension.

Description: Verfahren zum Herstellen eines Erdwärmespeichers und Erdwärmesneicher Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Erdwärmespeichers, wobei ein säulenartiger Wärmetauscher lotrecht in einer Bodenöffnung angeordnet wird. Brdwärmespeicher dienen bekanntermassen dem Ausgleich der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen in einem die natürliche Wärme, zumeist die Sonnenwärme, nutzenden Heizungssystem. Der Erdwärmespeicher kann entweder direkt oder über eine Wärmepumpe an einen Wärmetauscher, z.B. einen Sonnenkollektor, angeschlossen sein. Die Herstellung eines Erdwärmespeichers erfolgt üblicherweise derart, dass in einer grösseren Gartenfläche ein mindestens 1,20 m tiefer Aushub angelegt und dann auf dem Boden der Baugrube eine Schar von Wärmetauscherrohren aufgelegt wird. Die Ausdehnung der Baugrube muss in der gemässigten Klimazone etwa dem Inhalt des an das Heizungssystem angeschlossenen Gebäudes entsprechen. Es muss daher die Zerstörung einer grossen Gartenfläche in Kauf genommen werden0 Die Baugrube wird dann wiederum mit dem Aushubmaterial gefüllt. Aus der EP-OS 17 783 ist eine Vorrichtung zur Nutzung von Erdwärme mit einem säulenartig in das Erdreich hineinragenden Rohrkörper bekannt. Der Rohrkörper besteht aus einem Aussenrohr und einem Innenrohr, Zwischen dem Innenrohr, welches am unteren Ende einen Überlauf aufweist und dem Aussenrohr ist ein Spülmantel gebildet. Das Innenrohr und der Spülmantel liegen in einem in sich geschlossenen Xreis- lauf einer Wärmepumpe,- in welchem ein aufzuheizendes Medium fliesst. Die Herstellung der bekannten Vorrichtung erfolgt, zudem jeweils ein einziger Rohrkörper im Wege einer bohrung als verlorenes Bohrgestänge eingebracht wird. ekannte Vorrichtung kann vor allem als in grundwasser führende Schichten eintauchender Wärmetauscher, nicht jedoch als Erdwärmespeicher eingesetzt werden, da hierfür die Speichermasse zu gering wäre. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Erdwärmespeichers bereitzustellen, welches einfach ist und ohne die Zerstörung einer grossen Gartenfläche auskommt. Die Erfindung besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin, dass die Bodenöffnung im Zuge der Herstellung in an sich bekannter Weise mit einer Tonsuspension gefüllt wird und der Wärmetauscher in Form eines lotrechten Rohrbündels in die suspensionsgestützte Boden öffnung eingebracht wird, und sodann unter teilweiser Verdrängung der Suspension Schüttmaterial in die Suspension der Bodenöffnung eingegeben wird. Im Gegensatz zur Verfahrensweise bei der üblichen Schlitzwandbauweise, wobei in die durch eine Tonsuspension gestützte Baugrube Beton eingegeben wird, welcher die Tonsuspension vollständig verdrängt, verbleibt beim erfindungsgemässen Verfahren ein Teil der Tonsuspension in der Baugrube, wird dort vom Schüttmaterial aufgesaugt und verbessert den Wärmeübergang zwischen dem Rohrbündel und dem Schüttmaterial. Beim erfindungsgemässen Verfahren genügt ein z.B. 6 bis 15 z tiefer, relativ kleinflächiger Aushub mit einem Querschnitt von z.B. 0,5 bis 5 m2. Der Aushub kann mithilfe der beim Scnlitzwandverfahren üblichen Grabgeräte oder durch Bohren hergestellt werden. Der Querschnitt des Aushubs beträgt nur 1/10 bis 11100 des beim eingangs erwähnten bekannten Verfahren zum Herstellen eines Erdwärmespeichers mit horizontalen Wärmetauscherrohren nötigen Aushubquerschnittes. Auch die Menge des Aushubmaterials ist wesentlich geringer als bei diesem bekannten Verfahren, weil nicht so viel als mespeicher unwirksame Deckschicht abgetragen zu werden nicht. Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Erdwärmespeicher mit einem lotrecht in einer Bodenöffnung säulenartig angeordneten Wärmetauscher weist vorzugsweise ein lotrechtes Rohrbündel mit einem Sammelrohr auf, das ebenso lotrecht angeordnet und an das untere Ende der Rohre des Rohrbündels angeschlossen ist. Das Sammelrohr ist hierbei bevorzugt im Rohrbündel zentral angeordnet. Die Rohre des Rohrbündels sind vorteilhaft im Querschnitt der Bodenöffnung aussen und zentrisch symmetrisch angeordnet. Das erfindungsgemasse Verfahren eignet sich besonders zum Herstellen eines Erdwärmespeichers in einer bestehenden Grünanlage. Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung dargestel] ten Ausführungsbeispielen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellter Erdwärmespeicher näher erläutert. Darin zeigt Fig.i einen zylindrischen Erawärmespeicher im Längs schnitt, Fig. 2 den Erdwärmespeicher nach Fig. 1 im Querschnitt, Fig. 3 einen Erdwärmespeicher mit rechteckigem Quer schnitt und Fig. 4 einen Erawrmespeicher mit kreuzförmigem Quer schnitt. Bei dem Erdwärmespeicher nach den Fig. 1 und 2 sind die ein lotrechtes Rohrbündel bildenden Rohre 1 am Umfang eines Zylinders angeordnet. Die unteren Enden der Rohre sind mit einem zentralen Sammelrohr 2 verbunden. Am oberen Ende münden die Rohre 1 in eine Ringleitung 3, die zu einem Sammelrohr 4 führt. Zwischen den Sammelrohren 2 und 4 kann eine wärmeübertragende Flüssigkeit im (oberhalb der Erdoberfläche 5 nicht dargestellten) reislauf geführt werden. Mit 6 sind einige horizontale Abstüzungen bezeichnet. Bei dem Erdwärmespeicher nach Fig. 3 sind die ein Rohrbündel bildenden Rohre 1 im Querschnitt entlang der einander gegenüberliegenden längeren Seiten eines Rechteckes angeordnet. Die Rohre 1 münden am unteren Ende über Sammelleitungen 7 in eine zentrale Sammelleitung 2 ein. Am oberen Ende sind die Rohre 1 in ähnlicher Weise zusammengefasst (nicht dargestellt). Mit 6 sind wiederum Abstützungen bezeichnet. Bei dem Erdwärmespeicher nach Fig. 4 sind die lotrechten Rohre 1 des Rohrbündels aussen entlang eines kreuzförmigen Querschnittes angeordnet. Die unteren Enden der Rohre 1 sind über Sammelleitungen 7 mit dem zentralen Sammelrohr 2 verbunden, über ein ähnliches - nicht dargestelltes Sammelleitungssystem sind die oberen Enden der Rohre 1 verbunden. Abstützungen zwischen den Rohren 1 sind wieder mit 6 bezeichnet.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum erstellen eines Erdwärmespeichers, wobei ein säulenartiger Wärmetauscher lotrecht in einer Bodenöffnung angeordnet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bodenöffnung im Zuge der Herstellung in an sich bekannter Weise mit einer Tonsuspension gefüllt wird und der Wärme tauscher in Form eines lotrechten Rohrbündels in die suspensionsgestützte Bodenöffnung eingebracht wird, und sodann unter teilweiser Verdrängung der Suspension Schüttmaterial in die Suspension der Bodenöffnung eingegeben wird. 2. Erdwärmespeicher mit einem lotrecht in einer Boden öffnung angeordneten säulenartigen Wärmetauscher, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wärmetauscher ein lotrechtes Rohrbündel mit einem Sammelrohr (2) aufweist, das ebenso lotrecht angeord net und an das untere Ende der Rohre (1) des Rohr bündels angeschlossen ist. 3. Erdwärmespeicher nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Sammelrohr (2) im Rohrbündel zentral angeordnet ist. 4. Erdwärmespeicher nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rohre (1) des Rohrbündels im Querschnitt der Bodenöffnung aussen und zentrisch symmetrisch angeordnet sind.

Inventors: PAGANY, FRIEDRICH J., DIPL.ING.
Applicants: PAGANY, FRIEDRICH J., DIPL.ING.
Application year: 1982
Main classification: F24J3
IPC codes: F28D20