CN105579786B - 具有混合元件的地热探头 - Google Patents
具有混合元件的地热探头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105579786B CN105579786B CN201480052490.8A CN201480052490A CN105579786B CN 105579786 B CN105579786 B CN 105579786B CN 201480052490 A CN201480052490 A CN 201480052490A CN 105579786 B CN105579786 B CN 105579786B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- ground
- thermal probe
- thermal
- transfer fluid
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims abstract description 70
- 238000010396 two-hybrid screening Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000010399 three-hybrid screening Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- -1 hence into ground Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
- F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
- F24T10/17—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using tubes closed at one end, i.e. return-type tubes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T2010/50—Component parts, details or accessories
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
本发明涉及一种地热探头(10)，其用于地热探头(10)周围的地面与传热流体之间的热交换，其中地热探头(10)被设置在工作状态。地热探头(10)包括具有流入管内表面(16)的流入管(12)和具有流出管外表面(19)的流出管(18)，其特征在于，在流入管内表面(16)与流出管外表面(19)之间形成了环形空间(15)，层流的传热流体进入该环形空间(15)。环形空间(15)中设置有至少两个彼此间隔的混合元件(20)。混合元件(20)使得传热流体在层流与混合之间反复更替。
Description
技术领域
本发明涉及一种地热探头，在某些情况中也被称为土地探头，其用于传热流体与地热探头周围的地面之间的热交换，其中地热探头被设置为工作状态。在此，本发明涉及一种大型同轴地热探头，其中流出管设置在流入管内。
背景技术
地热探头可以构造为同轴的或者U型的。U型地热探头包括流入管，该流入管向下通往地面里，并且在下游端在连接区与流出管流体连接。因此，传热流体，也被称为传热液体，从流入管向下流动，在连接区汇入流出管，并且又沿着流出管向上流动。在同轴地热探头中，流入管为探头外管，而流出管为设置在探头外管内的探头内管。在探头内管之外、探头外管之内存在环形空间，也被称为传热空间，其形成了传热区。在这种情况中，探头外管相对于探头内管被设置为同轴的。同轴地热探头的连接区由探头内管的开口形成，以使得在这种情况中，位于探头外管或环形空间中的传热流体能够流进探头内管。
在穿过地热探头的时候，传热流体与地面之间发生热传递。热传递实质上是通过对流发生的。热量在哪里发出或吸收取决于地热探头是用于制冷过程还是加热过程。有鉴于此，一般的地热探头被设置为深达地下100米，在个别情况中，甚至实现了更大的深度。
传热流体在入口处被引导至地热探头中。
当传热流体在入口处被引导至地热探头时，传热流体通常由增压推动以两次穿过地热探头的整个长度，一次是沿流入方向向下流过流入管，另一次是沿着与流入方向相反的方向向上流过流出管。单位时间流经地热探头的传热流体的量被称为体积流速。在地热探头的下游端，传热流体再次向上穿过探头内部/外管，并且能够通过排水管移除。探头内管也可以被连接至入口，而探头外管被连接至排水管。
流入与流出地热探头的传热流体之间的温度差在下文中被称为温度梯度。热流或热输出，简言之热量，是从作为热源的地面提取的。
在地热探头小于100米长或100米深的情况中，导入的传热流体和排出的传热流体之间的温度梯度一般的量值为几度。常见地，导入值介于-2℃至1℃之间，排出值介于2℃至5℃之间。温度梯度相对较低，并且从地热探头离开的传热流体的温度尚未符合所需的热量要求，例如加热住宅房间所需的热量。然而，在热泵的辅助下，热输出可以变得有利用价值，其中热泵的效率表示了传热流体提供的热输出是如何有效地被转化为加热所需的热量。在热泵中，所提供的热输出在低温水平被利用，从而在蒸发器中蒸发位于第二流体循环中的热介质。在这一情况中，蒸发器是这样的组件，在其中从地热探头提取的热量被供给处于低温水平的热泵。有鉴于此，从地热探头排出的传热液体流过热交换器，将其热量传递给第二流体循环。在此之后，热介质被提供给泵，该泵压缩当前为气态的热介质，由此使其处于更高的压力水平。在这一过程中，气态的热介质升温，并且这些热量可以被用于加热住宅房间。当将其热量传递给住宅房间后，热介质冷却下来并且凝结。不用说，压力再次扩展到较低的压力水平。这时，再次将其提供至热泵的蒸发器中，从而提供热泵循环。然而，也存在其他类型的热泵，其并不是如上所述那样运行。这对于本领域技术人员来说是众所周知的。当热介质本身在地热探头中循环时，可以省略地热探头中的传热流体。本发明并不限于具有两个单独的循环的地热热循环。
通常，在地热探头热循环中使用多个地热探头，因为地热探头的可用的温度差通常不足以蒸发第二流体循环中的热介质。虽然地热探头非常适合吸收来自地面的热量，以合并在热泵的过程中，但是仍然需要增加温度梯度，这可以通过传热流体的排出值来实现，这可以通过普通的地热探头来实现。一般地，可以说传热流体的排出值越高效率就会越高，因为这时热泵仅需处理排出值之间的较低的温度差，即，传热流体的温度和所需的热量。
例如，在德国，地下15米深处的温度常年约为10℃，并且每加深30米该温度增加约1℃。特别是在长度小于70米的地热探头的情况中，所能达到的排出值往往是不够的，因为热交换并未充分有效地发生。此外，有利的是，传热流体能够尽可能长时间的保持所达到的温度而没有损失，特别是多个地热探头串联连接。特别是，大型地热探头适用于此。在大计量体积的仪器中，需要更多的热量，以获得更高的温度。然而，一旦其达到某一温度，基于相同的原因，就能够有利地提供更长久的温度稳定性。
大型地热探头的特征在于，由流入管内表面界定的流入管的内径以及由流出管外表面界定的流出管的外径这样选择，以使得环形空间的计量体积＞10升，并且未受到进一步扰动的传热流体在环形空间中大致呈层流。流体是否为层流取决于流道的几何结构、传热流体的粘度以及流速。由此可以获得雷诺兹数，所谓的雷诺兹数是关于流体中的湍流发生的点的尺寸。一般来说，流速越高，越快超出临界的雷诺兹数。低流速确保(近似)层流。此外，通过低流速，传热流体有更多的时间来吸收流入管内表面上的热量。然而，层流可能被看作缺点，因为在(近似)层流中形成了不均匀的层温。不均匀的层温竖直分布，并且因此平行于流入管内表面，其中温度更高的层位于流入管内表面附近，作为内层的绝缘体。
发明内容
本发明的目的在于，增进地热探头中传热流体和热源之间的热交换，以及增进地热探头热循环的效率。此外，本发明使得在法律限制容许钻孔深度的地区有效利用地热探头成为可能。
该目的通过具有权利要求1所述特征的地热探头来实现。本发明的其他优点和特征可以由从属权利要求获得。此外，还要求保护地热探头的热循环和用于运行地热探头的热循环的方法。必须指出的是，权利要求中单独提到的特征可以通过任何技术上可行的方式相结合，并示出了本发明的其他结构。本发明的其他特征和详细说明将结合附图进一步描述。
根据本发明的地热探头被地面围绕，其处于运行状态，并且用于地面和位于地热探头中的传热流体之间的热交换。地热探头包括流入管和流出管，传热流体通过流入管被引导至地热探头，从而进入地面，传热流体通过流出管又被排出。通常，传热流体通过入口被引导进入流入管，并且由入口向土地内部的方向被称为流入方向(流动方向)。根据本发明，流出管被设置在流入管内，以使得流入管内表面与流出管外表面之间形成环形空间，传热流体流进该环形空间。根据本发明的地热探头中的热交换发生在流入管中。本发明涉及大型地热探头，其中由流入管内表面界定的直径具有这样的尺寸，其通常使得层流出现。由流出管外表面界定的流出管的外径这样选择，以使得一般地环形空间具有大于8升的计量体积。优选地，由流入管内表面界定的直径大于120mm，并且环形空间的计量体积大于12升。
可以知道的是，特别地，近似层流与传热流体的混合反复更替会引起有效的热交换。在根据本发明的地热探头中，传热流体以层流的状态流进流入管。地热探头进一步包括至少两个混合元件，其在环形空间内沿着流出管的纵轴线彼此间隔设置。在这种情况中，混合元件之间的距离被选择为使得经过混合元件的传热流体再次平静，并在其遇到下一个混合元件之前再次形成层流。通常，混合元件之间的距离为1至2.5m，优选为1.5m至2m之间，其中必须注意的是，这些值应视为量级，并且为了确定理想的距离，需要考虑流速、流入管的内径、流出管的外径和传热流体的粘度。在此，可以注意到，实际中没有流体是纯粹的层流，即没有湍流，这便是为什么在下文中使用近似层流或大致层流。对于本发明的实质内容，混合元件之间的流体完全地再次稳定并不是必须的，其稳定并且又变得近似层流就足够了。
混合元件包括至少两个局部环状盘，每个局部环状盘具有外边缘、内边缘和两个自由端，界定了局部环状表面。局部环状盘可以通过任何方式连接至流出管，例如，焊接或者粘结。因此，混合元件的组件可以由与流出管相同的材料制成，优选地，由热塑性塑料制成，这样确保了局部环状盘与流出管容易连接。在有利的结构中，混合元件能够可变地设置在环形空间中，从而能够与地热探头的个别具体任务中的混合元件的距离相匹配。例如，如果地热探头的传热流体不同，混合元件之间的理想距离也会不同。例如，混合元件可以包括套筒，局部环状盘通过套筒设置在流出管外表面上。例如，此时，在流出管外表面上沿着流出管的纵轴线形成的具有内螺纹的孔用于锁定套筒。此时，可以利用平头螺丝来固定混合元件。一旦确定混合元件之间的距离，这些部件也可以焊接在流出管上。
根据本发明，局部环状盘的外边缘与流入管内表面相间隔设置，这样形成了环形间隙，一部分传热流体可以从其中流过。一般地，该环形间隙为1-12mm，优选为4-8mm。
局部环状盘的每一个自由端与相邻的局部环状盘的其中一个自由端彼此间隔设置。此外，相邻的局部环状盘被设置为与流出管的纵轴线的正交平面具有不同的倾斜度。大致间隔意味着在相邻的两个局部环状盘的其中一个自由端之间形成了开口，具有沿着流出管的纵轴线的竖直分量的流道引导经过该开口。取决于局部环状盘的结构和布置，具有不同量级的竖直分量的流道的分量直接沿着流出管外表面引导。例如，局部环状表面被配置为半环状表面，以使得局部环状盘的自由端在每种情况中彼此间都具有180°的角。然而，圆形片段部分的其他变体也是可以想到的。如果局部环状盘的自由端所包含的角小于180°，那么直接沿着流出管外表面引导的具有竖直分量的流道的分量增加。
倾斜的直立局部环状盘形成了另一个流道，其具有在局部环状表面上围绕流出管的旋转分量。在俯视图中，顺着向混合元件的流动方向，传热流体围绕流出管顺时针方向流动或逆时针方向流动，取决于局部环状盘的布置。优选地，不同混合元件的局部环状盘被设置为使得相邻的混合元件的旋转分量的方向不同。
上述流道彼此相交并引起混合，也被称为传热流体的涡流。这样的混合优选地由涡状件通过旋转运动作用于传热流体上。总之，在这一区域的流体也可以被描述为湍流或涡流，其中这一名称仅用于表明在该区域里传热流体的不同热量层的强烈混合。
通过有利的结构，特别地，在流入管内表面的区域以及流出管外表面的区域中引起混合，即，恰好在层流的层之间具有最大温差的区域。在优选的大型地热探头的情况中，在纯粹的层流中存在这样的风险，即内层几乎不吸收任何热量。出于这样的原因，这样的层构造随着传热流体的混合被消除。
流体之间的边界层被打破。通过这样的打破和其导致的混合，地面与传热流体之间发生了完全有效的热交换。通过混合元件的特别布置，地热探头的必要长度可以被减小，该必要长度是使得地热探头达到足够高的温度梯度或排出值所需的长度。因此，该地热探头也可以用在钻孔深度在地质学上或法律上受到限制的区域。通过传热流体在快速层流和混合之间更替，有效的热交换被实现了。特别地，因为其与地面之间有效的热交换，根据本发明的地热探头还适用于制冷。
本发明的另一个方面在于，在地热探头的热循环中，即使当热泵在消耗循环后不需要热量时，循环泵在相对短的时间间隔内将传热流体传送或移动至具有至少一个地热探头的连接热循环中。与传统装置相比，根据本发明的循环泵在其中独立运行，而传统装置中，循环泵只在消耗或热泵有热量需求的时候传递。因此，可以知道的是，地热探头中传热流体的循环以及混合即使在消耗热循环的稳定状态下仍然会发生。因而，这使得传热流体的热量增加，从而显著提升了热泵的效率。因此，即使不需要，在其到达热泵之前，传热流体也已经在地热探头中被预加热。特别地，热泵产生可用的所需热量所需的时间也因此减少了。
根据本发明的一种用于运行这样的地热探头的热循环的方法，其特征在于，在一个地热探头中(或者取决于配置，在多个地热探头中)，传热流体在较短的时间间隔内循环经过循环泵，使得传热流体的混合一直产生。
附图说明
本发明的其他特性和优点可以通过下文对示例性实施方式的描述来获得，这不应理解为对本发明的限制，这将在下文中结合附图进行更详细的解释。在附图中示意性地示出了：
图1：流出管上的混合元件的立体图；
图2：流入管的截面图，在该区域中布置有混合元件；
图3：流入管的截面图，在该区域中布置有三个混合元件。
具体实施方式
在不同附图中，具有相同功能的等同部件一般标记为相同的参考编号，因此这些部件通常仅被描述一次。
图1示意性地示出了一段流出管18，其上布置有混合元件20。在所示的示例性实施方式中，相同的五个局部环状盘22，每个都具有局部环状表面21，每个局部环状表面都由外边缘25、内边缘23和两个自由端26所界定。
局部环状盘22被布置为与流出管18的纵轴线x-x的正交平面具有不同的倾斜度，其中每个局部环状盘的其中一个自由端26与相邻的局部环状盘22的其中一个自由端26隔开设置。因此，相邻的局部环状盘22的这两个自由端26形成了开口24，该开口沿着流出管18的纵轴线x-x的竖直方向延伸。相邻的局部环状盘22的自由端26被布置为大致彼此隔开，并且仅在其外边缘25处彼此接触。通过局部环状盘22的倾斜布置，混合元件20的外形类似于螺旋结构，在沿着纵轴线x-x的方向观察的俯视图中，该螺旋沿顺时针方向围绕在流出管18上。
图2示出了根据本发明的地热探头10的流入管12在某区域中的简化的截面示意图，在该区域中混合元件20被布置在流入管内表面16与流出管外表面19之间的环形空间15中。图2所示的混合元件20对应着图1已经示意性示出的混合元件20。在截面图中，可以注意到的是，在局部环状盘22的外边缘25与流入管内表面16之间形成了环形间隙28。
在环形空间15的区域中，混合元件20布置在该区域中，传热流体大致沿着三个不同的流道流动。在这之前，传热流体以(近似)层流的状态在环形空间15中朝向混合元件20流动。传热流体以层流状态流动的方向由大空心箭头表示。该箭头的方向相当于传热流体的流入方向。
当流入方向的层流的传热流体碰到第一局部环状盘22的局部环状表面21时，传热流体沿着其他局部环状表面21围绕流出管18顺时针方向旋转运动。这一第一流道由围绕流出管18的带箭头的虚螺旋线表示。
通过图1中已经示出的在两个局部环状盘22之间的开口24，得到具有竖直分量的第二流道，其中部分直接沿着流出管外表面19引导。在所有附图中，这一第二流道都由开口24中的小空心箭头表示。为了清楚起见，在其中一个开口24a中省略了小空心箭头，取而代之的是示出了小湍流29，这表明了在这一点处传热流体的混合。
局部环状盘22与流入管内表面16之间的环形间隙28构成了第三流道。第三流道由细长箭头表示。同样地，在该区域中，传热流体的混合由小湍流29部分示出。
在流入管12的下游端的连接区域中(未在此示出)，传热流体流进流出管18。流出管18中的流动方向由黑色箭头表示。其与流入方向相反。
同样地，图3示出了流入管12的截面图。在所示的区域中，三个混合元件20I、20II、20III被布置在环形空间15中。环形空间15中所示的混合元件20I-III对应着图2已经示意性示出的混合元件20。其示出了，各个混合元件20I、20II、20III之间的距离这样选择，以使得由大空心箭头表示的大致层流传热流体总是碰到各个混合元件20I、20II、20III的第一局部环状盘的局部环状表面21。此外，可以注意到的是，第一混合元件20I使得传热流体围绕流出管18进行逆时针旋转运动，而混合元件20II使得其进行顺时针旋转运动，以及混合元件20III再次使得传热流体围绕流出管18进行逆时针旋转运动。由于多个混合元件20I-III，传热流体的层流和混合发生反复更替。
Claims (11)
1.一种地热探头(10)，其用于所述地热探头(10)周围的地面与传热流体之间的热交换，其中所述地热探头(10)被设置在工作状态，所述地热探头(10)包括
1.1流入管(12)，其具有流入管内表面(16)，
1.2流出管(18)，其设有流出管外表面(19)，其中所述流入管内表面(16)和所述流出管外表面(19)之间形成了环形空间(15)，所述传热流体层流地流进所述环形空间(15)，以及
1.3至少两个混合元件(20)，其沿着所述流出管(18)的纵轴线(x-x)彼此间隔设置在所述环形空间(15)中，
1.3.1包括至少一个第一局部环状盘和至少一个第二局部环状盘，每个局部环状盘都具有局部环状表面(21)，其由内边缘(23)、外边缘(25)和两个自由端(26)限定，所述内边缘(23)背靠所述流出管外表面(19)，其中
1.3.1.1所述第一局部环状盘和所述第二局部环状盘被设置为与所述流出管(18)的所述纵轴线(x-x)的正交平面具有不同倾斜度，以使得具有旋转分量的第一流道围绕所述流出管(18)在所述局部环状表面(21)上延伸，
1.3.1.2所述第一局部环状盘的每一个所述自由端(26)和所述第二局部环状盘的其中一个所述自由端(26)被设置为大致彼此间隔的，从而形成开口(24)，具有平行于所述流出管(18)的所述纵轴线(x-x)的分量的第二流道引导经过所述开口(24)，以及
1.3.1.3所述第一局部环状盘和所述第二局部环状盘的所述外边缘(25)与所述流入管内表面(16)形成了环形间隙(28)，具有沿着所述流入管内表面(16)的分量的第三流道引导经过所述环形间隙(28)，
1.3.1.4所述第一流道与所述第二和第三流道相交，从而使得所述传热流体混合，
其中，所述混合元件(20)之间的距离这样选择，以使得被其中一个所述混合元件(20)混合后的所述传热流体再次近似层流地流进下一个所述混合元件(20)，即，在所述地热探头(10)中所述传热流体发生混合与近似层流的更替。
2.根据权利要求1所述的地热探头(10)，其特征在于，所述环形空间(15)的计量体积大于8升。
3.根据前述任意一项权利要求所述的地热探头(10)，其特征在于，所述混合元件(20)沿着所述纵轴线(x-x)的方向能够移置地设置在所述环形空间(15)中。
4.根据权利要求3所述的地热探头(10)，其特征在于，每个所述混合元件(20)都包括具有孔的套筒，所述套筒能够通过平头螺丝设置在所述流出管(18)的不同位置上。
5.根据权利要求1所述的地热探头(10)，其特征在于，相邻的混合元件(20)的所述第一局部环状盘和所述第二局部环状盘在所述纵轴线(x-x)的正交平面上具有不同的设置方式，以使得所述相邻的混合元件(20)的所述第一流道的所述旋转分量的方向不同。
6.根据权利要求1所述的地热探头(10)，其特征在于，所述每个局部环状盘的所述自由端(26)之间包括100°至220°之间的角。
7.根据权利要求6所述的地热探头(10)，其特征在于，所述每个局部环状盘的所述自由端(26)之间包括180°的角。
8.根据权利要求1所述的地热探头(10)，其特征在于，在所述纵轴线(x-x)的径向的正交平面上，所述第一局部环状盘和所述第二局部环状盘的所述外边缘(25)与所述流入管内表面(16)之间的距离为1mm至2.5mm。
9.根据权利要求8所述的地热探头(10)，其特征在于，所述第一局部环状盘和所述第二局部环状盘的所述外边缘(25)与所述流入管内表面(16)之间的距离为1.5mm至2mm。
10.一种地热探头的热循环，其包括：
-连接热循环，其具有根据权利要求1-7中任意一项所述的至少一个地热探头(10)，
-消耗热循环，其具有热泵，以满足热量要求，以及
-热交换器，其用于所述连接热循环和所述消耗热循环之间的热量传递，
-以及循环管，其用于产生所述传热流体在所述地热探头(10)中循环，这使得所述传热流体以较短的时间间隔循环，与所述消耗热循环的热量要求无关。
11.一种用于运行地热探头的热循环的方法，所述地热探头的热循环具有根据权利要求1-7中任意一项所述的地热探头(10)、循环泵以及具有热泵的消耗热循环，所述循环泵用于产生所述地热探头(10)中的所述传热流体的循环，其特征在于，所述循环使得所述传热流体以较短的时间间隔循环，与所述消耗热循环的热量要求无关。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013110573.4 | 2013-09-24 | ||
| DE102013110573 | 2013-09-24 | ||
| PCT/EP2014/070261 WO2015044142A1 (de) | 2013-09-24 | 2014-09-23 | Speichersonde mit vermischungskörpern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105579786A CN105579786A (zh) | 2016-05-11 |
| CN105579786B true CN105579786B (zh) | 2018-08-07 |
Family
ID=51626019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201480052490.8A Expired - Fee Related CN105579786B (zh) | 2013-09-24 | 2014-09-23 | 具有混合元件的地热探头 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10113773B2 (zh) |
| EP (1) | EP3049735A1 (zh) |
| JP (1) | JP2016537598A (zh) |
| KR (1) | KR20160060049A (zh) |
| CN (1) | CN105579786B (zh) |
| CA (1) | CA2919746C (zh) |
| CL (1) | CL2016000598A1 (zh) |
| DE (1) | DE102014113750B4 (zh) |
| HK (1) | HK1221500A1 (zh) |
| WO (1) | WO2015044142A1 (zh) |
| ZA (1) | ZA201601083B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108180664B (zh) * | 2017-12-29 | 2019-10-11 | 东南大学 | 一种中深层地热井的沉管装置 |
| RU2683059C1 (ru) * | 2018-05-23 | 2019-03-26 | Глеб Иванович Ажнов | Способ извлечения и использования геотермального тепла для охлаждения грунтов вокруг тоннелей метрополитена |
| DE102020124897A1 (de) | 2020-09-24 | 2022-03-24 | Frank Gmbh | Erdwärmesonde |
| DE102021108225A1 (de) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | Dynamic Blue Holding Gmbh | Strömungsleitelement für Kaltwärmenetze |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10309451A (ja) * | 1997-05-08 | 1998-11-24 | Noritake Co Ltd | 熱交換器用スタティックミキサ |
| JP3914103B2 (ja) | 2002-07-01 | 2007-05-16 | 株式会社リコー | パイプ体の製造方法及びパイプ体 |
| JP2004340463A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | K & S Japan Kk | 地熱を利用した空調装置 |
| CN1603716A (zh) * | 2003-10-02 | 2005-04-06 | 彭映斌 | 不抽井水的超低能耗井水中央空调 |
| US7347059B2 (en) | 2005-03-09 | 2008-03-25 | Kelix Heat Transfer Systems, Llc | Coaxial-flow heat transfer system employing a coaxial-flow heat transfer structure having a helically-arranged fin structure disposed along an outer flow channel for constantly rotating an aqueous-based heat transfer fluid flowing therewithin so as to improve heat transfer with geological environments |
| US7363769B2 (en) * | 2005-03-09 | 2008-04-29 | Kelix Heat Transfer Systems, Llc | Electromagnetic signal transmission/reception tower and accompanying base station employing system of coaxial-flow heat exchanging structures installed in well bores to thermally control the environment housing electronic equipment within the base station |
| JP2007321383A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Tekken Constr Co Ltd | 熱交換掘削杭及び地中熱利用消融雪装置 |
| CN101008503A (zh) * | 2007-01-17 | 2007-08-01 | 宋国强 | 一种高效多用太阳能热水器 |
| ES2561947T3 (es) * | 2007-09-08 | 2016-03-01 | Dynamic Blue Holding Gmbh | Circuito cerrado de transferencia de calor geotérmico |
| DE202008012055U1 (de) * | 2008-08-06 | 2009-02-19 | Rausch Gmbh | Sondenkopf sowie Sonde zum Austausch von Wärmeenergie |
| WO2011005075A1 (en) | 2009-06-09 | 2011-01-13 | Demar Heiwerken B.V. | Heat exchanger |
| DE102010001823A1 (de) * | 2010-02-11 | 2011-08-11 | Ledwon, Anton, 53842 | Erdsondenfluidturbulator |
-
2014
- 2014-09-23 CN CN201480052490.8A patent/CN105579786B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-09-23 JP JP2016518177A patent/JP2016537598A/ja active Pending
- 2014-09-23 EP EP14776618.2A patent/EP3049735A1/de not_active Withdrawn
- 2014-09-23 DE DE102014113750.7A patent/DE102014113750B4/de active Active
- 2014-09-23 WO PCT/EP2014/070261 patent/WO2015044142A1/de active Application Filing
- 2014-09-23 US US14/911,108 patent/US10113773B2/en active Active
- 2014-09-23 KR KR1020167007563A patent/KR20160060049A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-09-23 CA CA2919746A patent/CA2919746C/en active Active
-
2016
- 2016-02-17 ZA ZA2016/01083A patent/ZA201601083B/en unknown
- 2016-03-14 CL CL2016000598A patent/CL2016000598A1/es unknown
- 2016-08-11 HK HK16109617.6A patent/HK1221500A1/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105579786A (zh) | 2016-05-11 |
| ZA201601083B (en) | 2017-05-31 |
| CL2016000598A1 (es) | 2016-09-16 |
| US20160195304A1 (en) | 2016-07-07 |
| HK1221500A1 (zh) | 2017-06-02 |
| WO2015044142A1 (de) | 2015-04-02 |
| KR20160060049A (ko) | 2016-05-27 |
| CA2919746A1 (en) | 2015-04-02 |
| CA2919746C (en) | 2020-07-07 |
| DE102014113750A1 (de) | 2015-03-26 |
| EP3049735A1 (de) | 2016-08-03 |
| JP2016537598A (ja) | 2016-12-01 |
| DE102014113750B4 (de) | 2022-09-29 |
| US10113773B2 (en) | 2018-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105579786B (zh) | 具有混合元件的地热探头 | |
| Zhao et al. | Experimental study on thermo-hydraulic performance of nanofluids in CPU heat sink with rectangular grooves and cylindrical bugles based on exergy efficiency | |
| CN101896688B (zh) | 清除蜡和测量蜡厚度的方法 | |
| Başal et al. | Numerical evaluation of a triple concentric-tube latent heat thermal energy storage | |
| KR102184148B1 (ko) | 난류 소용돌이식 유동성 얼음 제빙기 | |
| RU2008130657A (ru) | Труба и система для использования низкотемпературной энергии | |
| JP2021527922A (ja) | 相変化冷却モジュール及びこれを用いるバッテリーパック | |
| CN101943532A (zh) | 回路热管 | |
| JP2013178017A (ja) | 熱交換システム | |
| Hua et al. | The experimental analysis on the influence of Non-closed droplet shape and location on Thermal/Flow performance of pin fin heat sinks | |
| Jawarneh et al. | Experimental study on heat transfer augmentation in a double pipe heat exchanger utilizing jet vortex flow | |
| Kato et al. | A single, straight-tube pulsating heat pipe (examination of a mechanism for the enhancement of heat transport) | |
| CN104296584A (zh) | 一种螺旋纽带被动强化换热管 | |
| Qi et al. | Experimental study on thermo‐hydraulic performance of nanofluids upward flowing through helical tubes of heat exchanger system based on thermal efficiency | |
| CN108507206A (zh) | 一种通过u形井采集干热岩热能的系统及其使用方法 | |
| CN201724368U (zh) | 储水式速热电热水器 | |
| CN106123381A (zh) | 换热管 | |
| JP2001004232A (ja) | 循環型地熱利用装置 | |
| CN108775275A (zh) | 单井闭式循环井下热电发电系统及方法 | |
| JP6039856B1 (ja) | 熱交換システム | |
| CN202195574U (zh) | 一种筒型螺旋流路热交换器 | |
| Chagovets et al. | Steady and decaying flow of He II in a channel with ends blocked by superleaks | |
| Li et al. | Experimental study on the heat transfer characteristics of supercritical carbon dioxide in the straightly-ribbed tubes | |
| Sultan et al. | Experimental Investigation of Heat Transfer Enhancement and Flow of Spiral Coil Heat Exchanger for Ag, Cu, and ZrO2 Nanofluids | |
| CN103866226B (zh) | 应用于表面热处理装置的水循环装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1221500 Country of ref document: HK |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: WD Ref document number: 1221500 Country of ref document: HK |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180807 |