DE102007033436A1 - Geothermal probe for use in heating system of e.g. house, for extracting heat energy from underground, has annular space hydraulically excited for increasing heat transport from rock mass e.g. aquifer, to heat exchanger e.g. coaxial pipe - Google Patents

Geothermal probe for use in heating system of e.g. house, for extracting heat energy from underground, has annular space hydraulically excited for increasing heat transport from rock mass e.g. aquifer, to heat exchanger e.g. coaxial pipe Download PDF

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Abstract

The geothermal probe has an annular space (2) that is hydraulically excited for increasing the heat transport from a rock mass e.g. aquifer (10), to a heat exchanger (4) e.g. coaxial pipe, where the rock mass surrounds the geothermal probe. A fluid i.e. liquid or gas, is supplied between the heat exchanger and a piping (18). A pump (1) is arranged above ground or underground, where the variable excitation of the annular space is performed directly with the aid of the pump. A horizontal heat exchange increasing unit (17) is fitted on the heat exchanger in a borehole.

Description

Erdwärmesonden werden heute oft in Heizungssystemen bei Neubauten eingesetzt und sind auch in den neueren Lehrbüchern der Heizungs- und Lüftungstechnik beschrieben (z. B. Pistohl, 2003). Praktische Erfahrungen liegen insbesondere für flache Erdwärmesonden in Bohrungen bis 400 m Teufe vor. Die Wärmeversorgung der Häuser erfolgt hier mit Hilfe von Wärmepumpen (z. B. Dimplex, 2007). Grundlage für die technische Auslegung solcher Erdwärmesonden sind die Richtlinien des DVGW sowie die VDI Richtlinien nach Arbeitsblatt 4640. In vielen Bundesländern wurden von den zuständigen Landesämtern Richtlinien zur Installation von Erdwärmesonden veröffentlicht die im Internet abrufbar sind (z. B. http://www.bayern.de/Ifu/umwberat/data/klima/erdwaerme_2003.pdf ). Grundlage für den Einbau von Erdwärmesonden ist dabei die VDI Richtlinie 4640 in der gefordert wird, dass der Ringraum zwischen Wärmetauscher und Bohrung zu verfüllen ist, um eine gute Wärmeankopplung des Wärmetauscher an das Gebirge zu erhalten. Als Wärmetauscher werden Schlauchleitungen mit hin und Rückleitung oder Koaxial Wärmetauscher genannt. Die Wärmeleitfähigkeit der Hinterfüllung ist dann ca. 3 bis 5 mal so hoch wie die des Wassers. Außerdem kann preisgünstig eine hydraulische Abtrennung verschiedener Grundwasserleiter erreicht werden.Geothermal probes are today often used in heating systems for new buildings and are also described in the recent textbooks of heating and ventilation technology (eg, Pistohl, 2003). Practical experience is available in particular for shallow borehole heat exchangers in boreholes up to 400 m depth. The heat supply of the houses takes place here with the help of heat pumps (eg Dimplex, 2007). The basis for the technical design of such geothermal probes are the guidelines of the DVGW and the VDI guidelines according to Worksheet 4640. In many federal states guidelines for the installation of geothermal probes have been published by the competent regional offices which are available on the Internet (eg. http://www.bayern.de/Ifu/umwberat/data/klima/erdwaerme_2003.pdf ). The basis for the installation of geothermal probes is the VDI Guideline 4640, which requires that the annulus between the heat exchanger and the bore be filled in order to obtain good heat coupling of the heat exchanger to the mountain. As a heat exchanger hose lines are referred to with return and coaxial heat exchanger. The thermal conductivity of the backfill is then about 3 to 5 times as high as that of the water. In addition, a cost-effective hydraulic separation of various aquifers can be achieved.

Bei tieferen Erdwärmesonden ist das Bundesberggesetz zu beachten.at deeper geothermal probes is the federal mountain law to observe.

Die Entwicklung tiefer Erdwärmesonden hat das Entwicklungsstadium noch nicht überschritten. Ein Beispiel für eine solche Konzeption ist das Aachener Super C Projekt ( http://www.superc.rwth-aachen.de/ ). Ziel ist hier eine Wärmeentnahme ohne den Einsatz von Wärmepumpen zu realisieren.The development of deep geothermal probes has not yet passed the stage of development. An example of such a concept is the Aachen Super C project ( http://www.superc.rwth-aachen.de/ ). The aim here is to realize a heat extraction without the use of heat pumps.

Literaturliterature

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Zielsetzung der ErfindungObject of the invention

Ziel dieser Erfindung ist eine Verbesserung des Wärmeaustausches zwischen dem geschlossenen Kreislauf der Flüssigkeit im Wärmetauscher (6) und dem Aquifer oder dem Gebirge. Die Erfindung realisiert den erhöhte Wärmeaustausch im Ringraum (2) durch Konvektion und nicht durch reine Wärmeleitung wie im heute angewandten Konzept der Ringraum Hinterfüllung gemäß VDI 4640.The aim of this invention is to improve the heat exchange between the closed circuit of the liquid in the heat exchanger ( 6 ) and the aquifer or the mountains. The invention realizes the increased heat exchange in the annulus ( 2 ) by convection and not by pure heat conduction as in today applied concept of the annulus backfill according to VDI 4640.

Hat die Verrohrung (18) in der Bohrung, in die der Wärmetauscher (6) eingebracht ist, hydraulische Verbindung zum Grundwasser, kann durch die hydraulische Ringraumanregung ein gegenüber dem nicht angeregten System erhöhter Wärmeaustausch auch in der Langzeitnutzung erzielt werden. Durch das für den Wasseraustausch geschlossene System können außerdem Erdwärmesonden in Gebieten mit großem Grundwasserflurabstand gut genutzt werden. Hier wird keine Energie zum Pumpen gegen die Schwerkraft benötigt wie bei offenen Zirkulationssystemen, sondern nur zur Überwindung der hydraulischen Rohrreibung.Has the piping ( 18 ) in the bore into which the heat exchanger ( 6 ) is introduced, hydraulic connection to the groundwater, can be achieved by the hydraulic annulus stimulation increased compared to the non-excited system heat exchange in the long-term use. The system, which is closed for water exchange, also makes it possible to make good use of geothermal probes in areas with a large groundwater corridor distance. Here, no energy is needed to pump against gravity as in open circulation systems, but only to overcome the hydraulic pipe friction.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Der Wärmetauscher mit Ringraum Anregung ist gekennzeichnet durch ein konventionelles geschlossenes Wärmetauschersystem in einer Bohrung (3, 4, 5, 6). Dabei ist die Bohrung mit einer Verrohrung (18) gegebenenfalls mit einem Filterrohr (14) versehen, wenn die Bohrung nicht standfest ist, oder Anforderungen des Grundwasserschutzes eine geschlossene Verrohrung fordern. Die Ringraumanregung greift wie folgt zweifach in die Wärmeübertragung vom Wärmetauscher in der Bohrung zur geologischer Formation ein:

  • 1. Den Wärmetransport durch den Filterbereich einer Verrohrung, gekoppelt an das in die Bohrung ein und ausströmendes Grundwasser.
  • 2. Den Wärmetransport vom Wärmetauscher zur Bohrlochwand durch Wirbelbildung und horizontale Strömungskomponenten in der Bohrung.
The heat exchanger with annulus excitation is characterized by a conventional closed heat exchanger system in a bore ( 3 . 4 . 5 . 6 ). The hole is with a piping ( 18 ) optionally with a filter tube ( 14 ), if the well is not stable, or requirements of the groundwater protection require a closed piping. The annular space excitation engages twice as follows in the heat transfer from the heat exchanger in the hole to the geological formation:
  • 1. The heat transfer through the filter area a piping coupled to the groundwater flowing in and out of the well.
  • 2. The heat transfer from the heat exchanger to the borehole wall by vortex formation and horizontal flow components in the bore.

Der Wärmetauscher mit Ringraum Anregung (3, 4, 5, 6) ist einsatzfähig zur Wärmeentnahme und Speicherung in der Oberflächen nahen ungesättigten Bodenzone und dem Grundwasserbereich für variable Bohrlochteufen.The heat exchanger with annulus excitation ( 3 . 4 . 5 . 6 ) is operational for heat extraction and storage in the surface near unsaturated soil zone and groundwater area for variable wellbore levels.

Der Wärmetauscher mit Ringraum Anregung (3, 4, 5, 6) kann als teufenselektiver Wärmetauscher (4) ausgebildet werden. Dieser ist gekennzeichnet durch einen hohen Wärmeaustausch im unteren Bohrlochabschnitt (15) mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit im Wärmetauscher. Der obere Bohrlochabschnitt (16) ist dann gekennzeichnet durch einen niedrigen Wärmeaustausch und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit im Wärmetauscher. Der Wärmetauscher (4) im oberen Bohrlochabschnitt (16) kann auch thermisch isoliert sein.The heat exchanger with annulus excitation ( 3 . 4 . 5 . 6 ) can be used as a vapor-selective heat exchanger ( 4 ) be formed. This is characterized by a high heat exchange in the lower borehole section ( 15 ) with low flow velocity in the heat exchanger. The upper borehole section ( 16 ) is characterized by a low heat exchange and a high flow rate in the heat exchanger. The heat exchanger ( 4 ) in the upper borehole section ( 16 ) may also be thermally isolated.

In Zeiten hohen Energieüberschusses z. B. im Sommer durch Sonnenkollektoren (14) oder zur Verwertung von Abwärme kann der Wärmetauscher (4) zur Wärmeeinspeisung in den Boden oder in den Aquifer genutzt werden. Die Ringraum Anregung (3, 4, 5, 6) ermöglicht hier die Wärmeverteilung in einen großen Bereich um die Bohrung insbesondere über den hydraulisch durchlässigen Filterbereich.In times of high energy surplus z. B. in summer by solar panels ( 14 ) or for the recovery of waste heat, the heat exchanger ( 4 ) are used to feed heat into the soil or into the aquifer. The annulus stimulation ( 3 . 4 . 5 . 6 ) allows the heat distribution in a large area around the hole in particular over the hydraulically permeable filter area.

Den Wärmetransport durch den Filterbereich einer VerrohrungThe heat transport through the filter area of a casing

Das Fluid im Ringraum (2), meist bestehend aus Luft oder Wasser, kann über den Filter dem Boden oder dem Aquifer (10) zugeführt oder entnommen werden. Durch eine zyklische Entnahme wird warmes Fluid (2) bei Druckabsenkung dem Wärmetauscher zugeführt und bei Druckerhöhung kaltes Fluid (2) in den Boden oder den Aquifer (10) gedrückt. Durch diese künstliche hydraulische Anregung wird der Schwerpunkt der Wärmeentnahme (8) in einen größeren Abstand (9) von der Bohrung verlegt, als dies bei einem Wärmetransport durch Wärmeleitung und durch natürliche Grundwasserströmung möglich ist. Hierdurch ist eine höhere dauerhafte Wärmeentnahme möglich als dies ohne Ringraumanregung zu realisieren ist.The fluid in the annulus ( 2 ), mostly consisting of air or water, can pass through the filter to the soil or the aquifer ( 10 ) are supplied or removed. By cyclic removal, warm fluid ( 2 ) is fed to the heat exchanger at pressure reduction and when increasing the pressure of cold fluid ( 2 ) into the soil or the aquifer ( 10 ). Due to this artificial hydraulic excitation, the focus of the heat extraction ( 8th ) at a greater distance ( 9 ) moved from the bore, as is possible in a heat transfer by heat conduction and by natural groundwater flow. As a result, a higher permanent heat removal is possible than to realize this without annulus stimulation.

Durch eine Ansteuerung der Pumpe (1) kann die Frequenz der hydraulischen Anregung eingestellt werden. Diese Frequenz dient zur Optimierung der Wärmeentnahme. Die Optimierte Frequenz kann die natürliche Grundwasserströmung, die hydraulischen Gegebenheiten im Umfeld der Bohrung (10), die gewünschte Wärmeentnahme Menge und den gewünschten Wärmeentnahme Zyklus berücksichtigen. Eine langperiodische hydraulische Anregung erhöht den Wärmeeinzugsradius (9). Das bei einer langperiodische hydraulische Anregung benötigte große Wasser- oder Gasvolumen kann in einem Reservoir für Ringraum Flüssigkeit oder Gas (11) zwischengespeichert werden. Das Reservoir (11) kann thermisch isoliert sein. Die Anregung kann auch über die Pumpe für die Wärmezirkulation (3) über Druckvariationen erfolgen, wenn in der Bohrung ein Ausdehnungselement in den Wärmetauscher integriert ist.By controlling the pump ( 1 ) the frequency of the hydraulic excitation can be adjusted. This frequency is used to optimize the heat extraction. The Optimized Frequency can be the natural groundwater flow, the hydraulic conditions around the hole ( 10 ), take into account the desired heat extraction quantity and the desired heat extraction cycle. Long-period hydraulic excitation increases the heat intake radius ( 9 ). The large volume of water or gas required in a long-period hydraulic excitation can be in a reservoir for liquid or gas annulus ( 11 ) are cached. The reservoir ( 11 ) can be thermally isolated. Excitation can also be done via the heat circulation pump ( 3 ) via pressure variations, if in the bore an expansion element is integrated into the heat exchanger.

Den Wärmetransport im Ringraum bei hydraulisch dichter VerrohrungThe heat transport in the annulus at hydraulically tight piping

Der Wärmewiderstand im Nahbereich des Wärmetauschers in der Bohrung (4) beeinflusst die mögliche Wärmeentnahme besonders stark. Der Wärmetransport vom Wärmetauscher zur geologischen Formation erfolgt durch Wärmeleitung und Konvektion. Durch die Ringraumanregung soll der konvektive Wärmetransport so stark gestärkt werden, dass der Wärmewiderstand vom Wärmetauscher zur Bohrlochwand sehr klein wird. Dies wird durch den Einbau von Mitteln zur Erhöhung des horizontalen Wärmeaustausches durch Konvektion erreicht. Im stationären Langzeitbetrieb einer Erdwärmesonde in Mitteleuropa steht zur Wärmeentnahme aus dem Aquifer der Temperaturbereich von 0°C (Vereisung) bis zur Umgebungs temperatur von ca. 10°C zur Verfügung. Der Wärmewiderstand zwischen Wärmetauscher und Gebirge führt zu tieferen Temperaturen in der Flüssigkeit im Wärmetauscher in der Bohrung. Es hat sich gezeigt, dass unter ca. –5°C als Wärmetauschertemperatur Wärmepumpen nicht wirtschaftlich zu betreiben sind. Der geschilderte Wärmewiderstand bestimmt maßgeblich die maximale Wärmeleistung, die im Dauerbetrieb entnommen werden kann. Eine Reduzierung des Wärmewiderstandes erhöht daher direkt die entnehmbare Wärmeleistung einer Erdwärmesonde.The thermal resistance in the vicinity of the heat exchanger in the bore ( 4 ) influences the possible heat extraction particularly strongly. The heat transfer from the heat exchanger to the geological formation is carried out by heat conduction and convection. The annulus stimulation is intended to strengthen the convective heat transport so strongly that the heat resistance from the heat exchanger to the borehole wall becomes very small. This is achieved by the incorporation of means for increasing horizontal heat exchange by convection. In stationary long-term operation of a geothermal probe in Central Europe, the temperature range from 0 ° C (icing) to the ambient temperature of about 10 ° C is available for heat extraction from the aquifer. The thermal resistance between the heat exchanger and the mountain leads to lower temperatures in the liquid in the heat exchanger in the bore. It has been shown that below about -5 ° C as the heat exchanger temperature heat pumps are not economical to operate. The described thermal resistance significantly determines the maximum heat output, which can be taken in continuous operation. A reduction of the thermal resistance therefore increases directly the removable heat output of a geothermal probe.

11
Pumpe für Ringraum Anregungpump for annulus stimulation
22
Ringraum mit Luft oder Wasser für Ringraum Anregungannulus with air or water for annulus stimulation
33
Pumpe für Wärmetauscher Bohrungpump for heat exchanger bore
44
Wärmetauscher in der Bohrungheat exchangers in the hole
55
Flüssigkeit für Wärmetauscher in der Bohrungliquid for heat exchanger in the hole
66
Wärmetauscher zum Heizkreis unter Umständen mit Wärmepumpeheat exchangers to the heating circuit under certain circumstances with heat pump
77
Flüssigkeit für Heizkreisliquid for heating circuit
88th
Wärme Entnahme Gebiet im Boden oder im Aquifer.warmth Extraction area in soil or aquifer.
99
Abstand des Wärmeentnahme Schwerpunktes von der Bohrungdistance the heat extraction center of gravity from the hole
1010
Wasser oder Luft gefüllter Boden oder Aquiferwater or air-filled soil or aquifer
1111
Reservoir für Ringraum Flüssigkeit oder Gas (thermisch isoliert)reservoir for annulus liquid or gas (thermally insulated)
1212
Heizkreis mit Heizungheating circuit with heating
1313
Sonnen Kollektor für Wärmespeicherungto sunbathe Collector for heat storage
1414
Gas oder Wasser durchlässiger verfilterter Bohrlochabschnittgas or water permeable, filtered borehole section
1515
Wärmetauscher in der Bohrung mit hohem Wärmeaustauschheat exchangers in the hole with high heat exchange
1616
Wärmetauscher in der Bohrung mit niedrigem Wärmeaustauschheat exchangers in the hole with low heat exchange
1717
Mittel zur Erhöhung des horizontalen Wärmeaustausch durch Konvektionmedium to increase the horizontal heat exchange through convection
1818
Verrohrungpiping
1919
Filterbereich einer Bohrungfilter area a hole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (24)

Erdwärmesonde zur Entnahme von Wärmeenergie aus dem Untergrund mit Hilfe von Bohrungen, gekennzeichnet durch hydraulische Anregung des Ringraums [2] einer Erdwärmesonde (s. 1 und 2) zur Erhöhung des Wärmetransportes von dem die Erdwärmesonde umgebenden Gebirge (Boden oder Aquifer) [10] zum Wärmetauscher [4]. Das Fluid zwischen Wärmetauscher und Verrohrung kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein.Geothermal probe for extracting heat energy from the subsurface by means of bores, characterized by hydraulic excitation of the annulus [ 2 ] a geothermal probe (s. 1 and 2 ) for increasing the heat transport from the mountains surrounding the geothermal probe (soil or aquifer) [ 10 ] to the heat exchanger [ 4 ]. The fluid between the heat exchanger and the casing may be a liquid or a gas. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Anregung des Ringraums durch variable Anregung des Ringraums direkt mit Hilfe einer oder mehrerer Pumpen (1) erfolgen kann. Die Pumpe kann übertage oder untertage angeordnet sein.Geothermal probe according to claim 1, characterized in that the hydraulic excitation of the annulus by variable excitation of the annulus directly by means of one or more pumps ( 1 ). The pump can be placed overground or underground. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Anregung des Ringraums durch Variation des Druckes der Zirkulationspumpe (3) erreicht wird wenn der Wärmetauscher in der Bohrung (4) mit einem Ausdehnungsabschnitt versehen wird, der das Volumen des Wärmetauschers (4) in der Bohrung mit dem Druck ändert.Geothermal probe according to claim 1, characterized in that the hydraulic excitation of the annular space by varying the pressure of the circulation pump ( 3 ) is reached when the heat exchanger in the bore ( 4 ) is provided with an expansion section, the volume of the heat exchanger ( 4 ) in the bore changes with the pressure. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Anregung des Ringraums durch Variation der vertikalen Temperaturverteilung in der Bohrung erzeugt wird.Geothermal probe according to claim 1, characterized that the hydraulic excitation of the annulus by variation of the vertical temperature distribution is generated in the bore. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der vertikalen Temperaturverteilung durch Änderung des Wärmeüberganges vom Wärmetauscher zum Gebirge in der Bohrung erzeugt wird.Geothermal probe according to claim 1 and 4 characterized characterized in that the variation of the vertical temperature distribution by changing the heat transfer from Heat exchanger is generated to the mountains in the hole. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Anregung des Ringraums durch Einleitung von Gas in den ganz oder teilweise wassergefüllte Ringraum erzeugt wird.Geothermal probe according to claim 1, characterized that the hydraulic excitation of the annulus by introduction of Gas in the completely or partially water-filled annular space is produced. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Strömung in Richtung der Bohrlochachse im Ringraum durch Mittel zur Strömungsumlenkung in Strömung senkrecht zur Bohrlochachse umgelenkt wird.Geothermal probe according to claim 1, characterized that the hydraulic flow is in the direction of the borehole axis in the annular space by means for flow deflection in flow is deflected perpendicular to the borehole axis. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Strömungsumlenkung (17) an den Wärmetauscher in der Bohrung angebaut wird.Geothermal probe according to claim 1 and claim 7, characterized in that the means for flow deflection ( 17 ) is attached to the heat exchanger in the bore. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Strömungsumlenkung (17) in oder an die Verrohrung in der Bohrung zwischen Wärmetauscher und Verrohrung angebaut werden.Geothermal probe according to claim 1 and claim 7, characterized in that the means for flow deflection ( 17 ) are mounted in or on the casing in the bore between the heat exchanger and the casing. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Strömungsumlenkung (17) durch die Formgebung des Wärmetauschers realisiert wird.Geothermal probe according to claim 1 and claim 7, characterized in that the means for flow deflection ( 17 ) is realized by the shape of the heat exchanger. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Doppelrohr, ein Mehrfachrohr oder ein Koaxialrohr sein kann.Geothermal probe according to claim 1, characterized that the heat exchanger is a double tube, a multiple tube or a coaxial tube. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf die Verrohrung verzichtet werden kann, wenn dass Gebirge standfest genug ist.Geothermal probe according to claim 1, characterized that can be dispensed with the piping, if that mountains is stable enough. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum mit einer hydraulisch durchlässigen Verfüllung versehen werden kann.Geothermal probe according to claim 1, characterized that the annulus with a hydraulically permeable backfilling can be provided. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verrohrung (18) hydraulisch dicht sein kann.Geothermal probe according to claim 1, characterized in that the piping ( 18 ) can be hydraulically tight. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verrohrung (18) ganz oder teilweise hydraulisch durchlässig sein kann und durch Filterabschnitte (19) mit dem ungesättigtem Boden oder mit dem Grundwasser in dem Poren oder Kluft Aquifer verbunden ist. Siehe auch Anspruch 12.Geothermal probe according to claim 1, characterized in that the piping ( 18 ) may be completely or partially hydraulically permeable and through filter sections ( 19 ) is associated with the unsaturated soil or groundwater in the pore or fracture aquifer. See also claim 12. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass durch die hydraulisch durchlässigen Filterabschnitte (19) oder auch direkt (Siehe auch Anspruch 12) mit dem ungesättigtem Boden oder mit dem Grundwasser bei hydraulischer Ringraumanregung ein Austausch von Grundwasser oder Bodenluft erfolgt.Geothermal probe according to claim 1 and claim 15, characterized in that through the hydraulically permeable filter sections ( 19 ) or directly (see also claim 12) with the unsaturated soil or with the groundwater in hydraulic annulus excitation exchange of groundwater or soil air occurs. Erdwärmesonde nach Anspruch 1, Anspruch 15 und Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass durch die hydraulisch durchlässigen Filterabschnitte (19) oder auch direkt (Siehe auch Anspruch 12) mit dem ungesättigtem Boden oder mit dem Grundwasser bei hydraulischer Ringraumanregung ein Austausch von Wärmeenergie erfolgt.Geothermal probe according to claim 1, claim 15 and claim 16, characterized in that through the hydraulically permeable filter sections ( 19 ) or directly (see also claim 12) with the unsaturated soil or with the groundwater in hydraulic annulus excitation exchange of heat energy takes place. Erdwärmesonde nach Anspruch 1, Anspruch 15, Anspruch 16 und Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch von Wärmeenergie als Wärmetransport zur Bohrung (Wärmeentnahme) oder als Wärmeabgabe an den Aquifer oder den Boden erfolgen kann.Geothermal probe according to claim 1, claim 15, Claim 16 and claim 17, characterized in that the exchange of heat energy as heat transport to the bore (Heat extraction) or as heat transfer to the aquifer or the soil can take place. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und Anspruch 15 bis Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Verbraucher (12) und dem Boden oder dem Aquifer (10) über ein hydraulisch abgeschlossenes übertägiges und untertägiges Wärmetauschersystem erfolgt.Geothermal probe according to claim 1 and claim 15 to claim 18, characterized in that the exchange of heat energy between the consumer ( 12 ) and the soil or the aquifer ( 10 ) via a hydraulically sealed above-ground and underground heat exchanger system he follows. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und Anspruch 15 bis Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass das Grundwasser bei der hydraulischen Anregung nicht dauerhaft dem Aquifer entnommen wird sondern unter Luftabschluss und Abschluss vom übertägigen Wärmetauschersystem (3, 4, 6, 7, 12) periodisch ausgetauscht wird.Geothermal probe according to claim 1 and claim 15 to claim 19, characterized in that the groundwater in the hydraulic excitation is not permanently taken from the aquifer but under exclusion of air and completion of the above-ground heat exchanger system ( 3 . 4 . 6 . 7 . 12 ) is periodically exchanged. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und Anspruch 15 bis Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass das Grundwasser bei der hydraulischen Anregung in einem zur Atmosphäre geschlossenen über- oder untertägigen Zwischenspeicher (11) aufgenommenen werden kann.Geothermal probe according to claim 1 and claim 15 to claim 20, characterized in that the groundwater in the hydraulic excitation in a closed to the atmosphere over or underground interim storage ( 11 ) can be recorded. Erdwärmesonde nach Anspruch 1, 12 und 15 dadurch gekennzeichnet, dass ohne Stoffaustausch zwischen dem Grundwasser und dem übertägigen Wärmetauschersystem (3, 4, 6, 7, 12) eine hydraulische Wärmeaufnahme oder Abgabe erfolgt und dabei der Wärmeaustauschbereich im Aquifer oder im Boden gegenüber einer Wärmeentnahme durch Wärmeleitung über eine geschlossene Verrohrung oder ohne Ringraumanregung vergrößert wird.Geothermal probe according to claim 1, 12 and 15, characterized in that without mass transfer between the groundwater and the surface heat exchanger system ( 3 . 4 . 6 . 7 . 12 ) a hydraulic heat absorption or release takes place while the heat exchange area in the aquifer or in the soil is increased compared to a heat extraction by heat conduction through a closed piping or without annulus stimulation. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 und 22 dadurch gekennzeichnet, dass durch den vergrößerten Wärmeaustauschbereich bei vorhandener Grundwasserströmung eine dauerhafte Wärmeentnahme aus der Erdwärmesonde möglich ist als dies bei einem System ohne Hydraulische Ringraumanregung möglich ist.Geothermal probe according to claim 1 and 22 characterized characterized in that by the enlarged heat exchange area in the case of existing groundwater flow, a permanent heat extraction the geothermal probe is possible than this at a System without hydraulic annulus stimulation is possible. Erdwärmesonde nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass durch Kopplung mit anderen Wärmelieferanten (z. B. 13) die Ringraumanregung bei der Wärmespeicherung genutzt werden kann.Geothermal probe according to claim 1, characterized in that by coupling with other heat suppliers (eg. 13 ) the annulus stimulation can be used in the heat storage.
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