DE102007062402A1 - 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 - Google Patents

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Abstract

The method involves installing geothermal energy devices (200-1 - 200-9, 300-1 - 300-9) for the withdrawal of heat energy from the earth, where the number of the energy devices depends on the number of buildings (350, 360, 370) to be heated. Each of a set of energy transfer points (352, 362, 372) of the buildings are connected with a supply line (330) and a return line (340) to form a closed cycle. The energy transfer points are connected with heat pumps (351, 361, 371) associated with the buildings, respectively. A heat exchanger medium e.g. rain water, is introduced into the closed cycle. An independent claim is also included for a system for utilization of geothermal energy for a set of buildings, comprising a number of geothermal energy devices installed in the earth.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, ein Verfahren zur Errichtung und eine Verwendung einer Anzahl von im Erdreich errichteten Erdwärmevorrichtungen.The The present invention relates to a system, a method of construction and use of a number of ground-based geothermal devices.

Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärme von einem niedrigen Temperaturniveau unter Aufwand von Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau transportiert. Eine Bauform einer Wärmepumpe ist beispielsweise eine Kompressions-Wärmepumpe, bei der der physikalische Effekt der Verdampfungswärme genutzt wird. Die Kompressions-Wärmepumpe weist daher einen Kondensator, eine Drossel, einen Verdampfer und einen Kompressor auf. In einem geschlossenen Strömungskreislauf zirkuliert ein Kältemittel, das angetrieben durch den Kompressor die Aggregatzustände flüssig und gasförmig abwechselnd annimmt. Weiterhin gibt es beispielsweise Absorptions- bzw. Adsorptions-Wärmepumpen.A Heat pump is a machine that uses heat from one low temperature level at the expense of work to a higher level Transported temperature level. A design of a heat pump is For example, a compression heat pump in which the physical effect of the heat of vaporization is used. The compression heat pump therefore has a condenser, a throttle, an evaporator and a compressor. In a closed Flow circuit circulates a refrigerant, that drives the states of matter through the compressor takes liquid and gaseous alternately. Farther For example, there are absorption or adsorption heat pumps.

Als Wärmepumpenheizung kann eine Wärmepumpe beispielsweise zum Beheizen von Gebäuden verwendet werden. Als Wärmequellen können grundsätzlich die Luft, (Grund-)Wasser oder Erdreich dienen. Als Verdampfer dient daher beispielsweise ein Luftkollektor, ein Erdkollektor oder eine Solarabsorber. In der AT 413 302 B werden diese in Reihe geschaltet und können mit einer Bypassleitung einzeln umgangen werden.As heat pump heating, a heat pump can be used for example for heating buildings. As heat sources can basically serve the air, (ground) water or soil. Therefore, for example, an air collector, a ground collector or a solar absorber serves as an evaporator. In the AT 413 302 B These are connected in series and can be bypassed individually with a bypass line.

Um die Erdwärme für Wärmepumpen nutzen zu können, werden Kollektoren eingesetzt, die aus einer im Erdreich verlegten Kollektorleitung für einen Wärmeträger bestehen. Über den Wärmeträger, der durch das Kältemittel der Wärmepumpe selbst oder durch ein mit diesem Kältemittel im Wärmeaustausch stehendes Medium gebildet werden kann, wird dem Erdreich Wärme entzogen, das demnach abgekühlt wird.Around use the geothermal heat for heat pumps too can, collectors are used, which consist of an im Soil laid collector line for a heat transfer medium consist. About the heat carrier, the through the refrigerant of the heat pump itself or through a standing with this refrigerant in the heat exchange Medium can be formed, heat is removed from the soil, which is cooled accordingly.

Erdkollektoren sind wiederum in verschiedenen Bauformen bekannt. Aus der DE 31 14 262 A1 ist ein Erdkollektor mit sternstrahlenförmig verlegten Erdsonden bekannt, die eine Länge von 12 m bis 50 m aufweisen und entsprechend tief in das Erdreich eingebracht werden. Weiterhin sind brunnenartige Erdkollektoren beispielsweise aus der AT 379 892 , der AT 369 887 oder der DE 39 13 429 A1 bekannt, wobei die brunnenartige Erdöffnung durch einen breiartig fließfähigen Schlamm verfüllt wird.Earth collectors are again known in various designs. From the DE 31 14 262 A1 is an earth collector with star-shaped laid earth probes known that have a length of 12 m to 50 m and are introduced accordingly deep into the soil. Furthermore, well-like earth collectors are for example from the AT 379 892 , of the AT 369 887 or the DE 39 13 429 A1 known, wherein the well-like Erdöffnung is filled by a mushy flowable mud.

Weiterhin sind flächige Kollektoren bekannt, wobei eine Kollektorleitung innerhalb einer vorgegebenen Kollektorfläche verlegt ist. Dabei kann bezüglich der Erdoberfläche zwischen horizontal und vertikal verlegten Kollektoren unterschieden werden.Farther Flat collectors are known, with a collector line is laid within a given collector area. It can with respect to the earth's surface between horizontally and vertically installed collectors.

Ein horizontal verlegter Horizontalkollektor ist beispielsweise aus der AT 406 521 B bekannt. Dort ist eine Drainage zur Entwässerung vorgesehen, die zugleich eine Belüftung des Erdkollektors mit Luft bewirken soll, die durch einen Sonnenkollektor erwärmt ist. Aus der DE 102 00 106 A1 ist ebenfalls ein Horizontalkollektor bekannt, der zusätzlich eine Versickerungsanlage für Regenwasser aufweist, da die Wärmeabgabe von nassem Erdreich gegenüber trockenem Erdreich 2:1 betragen soll. Die Rohre des Erdkollektors werden ausgehend von zwei tiefen Gräben mittels eines Horizontalbohrgerätes verlegt. Zur Ausbildung eines durchgehenden Rohrsystems werden die Enden der Rohre durch Verbindungsbögen verbunden.A horizontally routed horizontal collector is for example from the AT 406 521 B known. There, a drainage drainage is provided, which should also cause ventilation of the ground collector with air, which is heated by a solar panel. From the DE 102 00 106 A1 is also a horizontal collector known, which additionally has a drainage system for rainwater, since the heat transfer from wet soil to dry soil should be 2: 1. The pipes of the earth collector are laid from two deep trenches by means of a horizontal drilling rig. To form a continuous pipe system, the ends of the pipes are connected by connecting arcs.

Ein Vertikalkollektor ist beispielsweise aus der US 4,106,555 bekannt. Dort ist eine gut wärmeleitende Platte aus Stahl vorgesehen, an die Metallrohre geschweißt sind. Für einen verbesserten Wärmeübergang und einen Rostschutz wird die Platte mit einem Fett versehen. Zusätzlich ist eine separate, automatisierte Bewässerungsanlage vorgesehen, die eine Befeuchtung der Stahlplatte ermöglicht. Aus der DE 29 13 333 C2 ist ebenfalls ein Vertikalkollektor mit einem aufrecht angeordneten länglichen plattenförmigen metallischen Wärmetauscherelement ebenfalls mit einem hohen Wärmeleitvermögen bekannt, an dem zur Zu- und Ableitung eines Wärmetauschermediums eine Rohrleitung angeschweißt ist. Das Wärmetauscherelement weist eine Schneide auf, um es in seiner Längsrichtung senkrecht nach unten ins Erdreich zu treiben.A vertical collector is for example from the US 4,106,555 known. There is a good heat conducting plate made of steel, are welded to the metal pipes. For improved heat transfer and rust protection, the plate is provided with a grease. In addition, a separate, automated irrigation system is provided, which allows humidification of the steel plate. From the DE 29 13 333 C2 is also a vertical collector with an upright arranged elongated plate-shaped metallic heat exchanger element also known with a high thermal conductivity, to which a pipe is welded to the inlet and outlet of a heat exchange medium. The heat exchanger element has a cutting edge in order to drive it vertically downwards into the ground in its longitudinal direction.

Aufgrund des hohen Gewichtes und der schlechten Umweltverträglichkeit von Metallrohren werden in der AT 378 260 Rohre aus biegsamem Kunststoff verwendet. Zur Verlegung des Erdkollektors wird ein 0,5 m bis 1 m breiter Graben (50-fache des Rohrdurchmessers) ausgehoben, in dem der Kollektor senkrecht oder entlang der Grabenwände angeordnet wird. Die biegsamen Kunststoffrohre sind zueinander parallel angeordnet und durch Distanzhalter zueinander fixiert, wobei die Distanzhalter eine Schiene mit Federklammern aufweisen, die das Rohr in Dreipunktberührung umgreifen. Um den Erdkollektor zu befestigen werden die Distanzhalter mit einer verlängerten Spitze fest ins Erdreich geschlagen. Ein vorgefertigtes Element aus biegsamen Rohren und Distanzhaltern wird in Form einer Kabelrolle aufgerollt zur Baustelle befördert und erst dort auf das erforderliche Maß abgelängt. Die Enden der Rohre werden an ein jeweils zugeordnetes Vorlauf- bzw. Rücklaufverteilerrohr sowie mit ihrem anderen Ende gemeinsam an ein Umlenkverteilerrohr angeschlossen.Due to the high weight and the bad environmental compatibility of metal pipes are in the AT 378 260 Tubes made of flexible plastic used. To lay the ground collector, a 0.5 m to 1 m wide trench (50 times the pipe diameter) is excavated, in which the collector is arranged vertically or along the trench walls. The flexible plastic tubes are arranged parallel to each other and fixed to each other by spacers, wherein the spacers have a rail with spring clips, which engage around the tube in three-point contact. To secure the ground collector, the spacers are struck firmly into the ground with an extended tip. A prefabricated element made of flexible tubes and spacers is rolled up to the construction site in the form of a cable reel and only cut to the required length there. The ends of the tubes are connected to a respective associated flow and return manifold and at its other end together to a Umlenkverteilerrohr.

Aus der EP 1 655 566 A2 ist ein Absorbersystem bekannt, dass flexibel an unterschiedliche Boden- bzw. Bauwerksgeometrien bzw. -formationen, zum Beispiel Tunnel anpassbar ist. Hierzu ist auf einer flexiblen Trägerlage ein Rohr- oder Schlauchsystem aus flexiblen Rohren oder Schläuchen befestigt. Die Trägerlage besteht aus einer Folie, Vlies, Geotextil, aus Endlos- oder Stapelfasern aus Kunststoff, wie Polyolefinfasern wie Polypropylen oder Polyethylen oder Polyvinylchlorid.From the EP 1 655 566 A2 is an absorber system known that flexible to different soil or building geometries or -formatio tunnels, for example tunnels. For this purpose, a pipe or hose system of flexible pipes or hoses is attached to a flexible carrier layer. The carrier layer consists of a film, fleece, geotextile, endless or staple fibers made of plastic, such as polyolefin fibers such as polypropylene or polyethylene or polyvinyl chloride.

Aus der DE 697 22 204 T2 ist eine Fernwärmeeinrichtung bekannt. Dabei sind alle Wartungseinheiten der Fernwärmeeinrichtung seitlich einer Strassenfläche angeordnet, wobei jede Wartungseinrichtung einen vertikal ausgerichteten Raum besitzt. Aus der DE 29 30 484 ist ein Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpen durch Ausnutzung von Erdwäme und Anlage zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Aus der DE 44 43 204 C2 ist ein Wärmetransportsystem bekannt, das im Vorlauf eine Fernwärme von 120°C oder 105°C verwendet.From the DE 697 22 204 T2 is a district heating device known. In this case, all the maintenance units of the district heating device are arranged laterally of a road surface, wherein each maintenance device has a vertically oriented space. From the DE 29 30 484 a method for operating heat pumps by utilizing earth heat and system for performing the method is known. From the DE 44 43 204 C2 a heat transport system is known which uses a district heating of 120 ° C or 105 ° C in the flow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein möglichst effizientes Verfahren zur Errichtung eines Systems zur Nutzung von Erdwärme anzugeben.Of the Invention is based on the object as efficient as possible Method of constructing a system for using geothermal energy specify.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.These Task is performed by a procedure with the characteristics of the independent Claim 1 solved. Advantageous developments are the subject of dependent claims and in the description contain.

Demzufolge ist ein Verfahren zur Errichtung eines Systems zur Nutzung von Erdwärme für eine Mehrzahl von Gebäuden vorgesehen. In Verfahrensschritten wird eine Anzahl von Erdwärmevorrichtungen im Erdreich zur Entnahme von Wärmeenergie aus dem Erdreich errichtet. Dabei werden die Erdwärmevorrichtungen in das Erdreich eingebracht. Die Anzahl der Erdwärmevorrichtungen hängt dabei von Zahl der zu beheizenden Gebäuden des Systems ab.As a result, is a method of establishing a system for using geothermal energy intended for a plurality of buildings. In Process steps will be a number of geothermal devices in the soil for the removal of heat energy from the soil built. The geothermal devices are in the Soil introduced. The number of geothermal devices depends on the number of buildings to be heated of the system.

Die Erdwärmevorrichtungen werden mit einem Vorlauf und einem Rücklauf verbunden. Der Vorlauf und der Rücklauf sind vorzugsweise Rohre mit ausreichendem Durchmesser. Der Vorlauf und der Rücklauf dient dabei zum Transport eines Wärmetauschermediums, wobei das im Boden verlegte Rohrsystem aufgrund seiner großen Oberfläche ebenfalls zur Energieaufnahme aus dem Erdreich beiträgt.The Geothermal devices are provided with a supply and a Return connected. The flow and the return are preferably tubes with sufficient diameter. The lead and the return serves to transport a heat exchange medium, the piping system installed in the ground, due to its large size Surface also for energy absorption from the soil contributes.

Jedes Gebäude weist eine Energieübergabestelle auf, die mit dem Vorlauf und mit dem Rücklauf zu einem geschlossenen Kreislauf verbunden wird. Zudem wird jede Energieübergabestelle mit einer dem jeweiligen Gebäude zugehörigen Wärmepumpe verbunden. In einem weiteren Verfahrensschritt. wird ein Wärmetauschermedium in den geschlossenen Kreislauf eingebracht. Vorzugsweise wird der Kreislauf dabei entlüftet.each Building has an energy transfer point, with the flow and with the return to a closed Circuit is connected. In addition, every energy transfer point with a heat pump associated with the respective building connected. In a further process step. becomes a heat exchange medium introduced into the closed circuit. Preferably, the The circuit is vented.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde ein System zur möglichst effizienten Nutzung an Erdwärme anzugeben.Of the Invention is further based on the object of a system as possible efficient use of geothermal energy.

Diese Aufgabe wird durch das System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.These Task is performed by the system with the characteristics of the independent Claim 4 solved. Advantageous developments are the subject of dependent claims and in the description contain.

Demzufolge ist ein System zur Nutzung von Erdwärme für eine Mehrzahl von Gebäuden vorgesehen. Im Erdreich ist eine Anzahl von Erdwärmevorrichtungen zur Entnahme von Wärmeenergie aus dem Erdreich errichtet. Eine Erdwärmevorrichtung weist dabei eine Oberfläche auf, über die Wärmeenergie transportiert wird. Als mit der Erdwärmevorrichtung zusammenwirkende Wärmequellen können Grundwasser, Regenwasser, Quellwasser, Flusswasser, Meerwasser oder Erdreich dienen. Die Anzahl von Erdwärmevorrichtungen hängt dabei von der Mehrzahl der zu beheizenden Gebäuden des Systems ab. Weiterhin kann die Anzahl der Erdwärmevorrichtungen beispielsweise von der Größe jeder Erdwärmevorrichtung und der Beschaffenheit der Wärmequelle abhängig sein.As a result, is a system for using geothermal energy for one Plural of buildings provided. In the ground is one Number of geothermal devices for extracting heat energy built from the ground. A geothermal device points doing a surface, on the heat energy is transported. As cooperating with the geothermal device Heat sources can be groundwater, rainwater, Spring water, river water, sea water or soil serve. The number of geothermal devices depends on the Most of the buildings to be heated of the system. Farther For example, the number of geothermal devices can be the size of each geothermal device and the nature of the heat source be.

Ein Vorlauf ist mit den Erdwarmevorrichtungen verbunden. Der Vorlauf weist bevorzugt ein Rohr zum Transport eines Wärmetauschermediums auf. Der Durchmesser des Rohrs des Vorlaufs ist vorzugsweise ausgelegt auf die für alle Gebäude benötigte Wärmeenergiemenge und die mögliche Wärmeenergiedichte des Wärmetauschermediums.One Flow is connected to the earth warming devices. The lead preferably has a tube for transporting a heat exchange medium on. The diameter of the tube of the flow is preferably designed on the heat energy required for all buildings and the possible thermal energy density of the heat exchange medium.

Ein Rücklauf ist mit den Erdwärmevorrichtungen verbunden. Der Rücklauf weist bevorzugt ein Rohr zum Transport eines Wärmetauschermediums auf. Der Durchmesser des Rohrs des Rücklaufs ist vorzugsweise ausgelegt auf die für alle Gebäude benötigte Wärmeenergiemenge und die mögliche Wärmeenergiedichte des Wärmetauschermediums.One Return is connected to the geothermal devices. The return preferably has a tube for transporting a Heat exchange medium on. The diameter of the tube of the Return is preferably designed for the all buildings needed amount of thermal energy and the possible thermal energy density of the heat exchange medium.

Jeweils eine Energieübergabestelle ist für jedes der Gebäude vorgesehen. Die Energieübergabestelle ist vorzugsweise ausgebildet die Menge der zu übergebenden Wärmeenergie zu regeln. Für jedes Gebäude ist zumindest eine Wärmepumpe vorgesehen, die mit der Energieübergabestelle verbunden ist. Jede Energieübergabestelle ist mit dem Vorlauf und mit dem Rücklauf zu einem geschlossenen Kreislauf verbunden. Für die Verbindung ist vorzugsweise eine Abzweigung vorgesehen. Die Abzweigung kann beispielsweise eine T-Rohrstück oder ein 3-Wege-Ventil aufweisen. In dem geschlossenen Kreislauf ist das Wärmetauschermedium als strömungsfähiges Medium vorgesehen. Als Wärmetauschermedium eignet sich beispielsweise Sole oder Wasser, ein Kältemittel oder ein Gemisch dieser Flüssigkeiten.Each An energy transfer point is for each of the buildings intended. The energy transfer point is preferably trained the amount of thermal energy to be transferred to regulate. For each building is at least one Heat pump provided with the energy transfer point connected is. Each energy transfer point is with the supply and connected to the return to a closed circuit. For the connection, a branch is preferably provided. The branch can, for example, a T-piece of pipe or have a 3-way valve. In the closed circuit is the heat exchanger medium as a flowable Medium provided. As a heat exchange medium is suitable For example, brine or water, a refrigerant or a Mixture of these liquids.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine Verwendung einer Anzahl von Erdwärmevorrichtungen anzugeben.Of the Invention is further based on the object, a use indicate a number of geothermal devices.

Diese Aufgabe wird durch eine Verwendung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.These Task is by using the characteristics of the independent Claim 11 solved. Advantageous developments are Subject of dependent claims and in the Description given.

Demzufolge ist eine Verwendung einer Anzahl von im Erdreich errichteten Erdwärmevorrichtungen zur Temperierung von mehreren Gebäuden mittels Wärmepumpen vorgesehen. Die jeweilige Wärmepumpe eines jeden Gebäudes ist mit einem Vorlauf und mit einem Rücklauf und mit den Erdwärmevorrichtungen in einem geschlossenen Kreislauf zusammengeschlossen. Die Anzahl der Erdwärmevorrichtungen ist auf die benötigte Energiemenge aller Gebäude abgestimmt.As a result, is a use of a number of ground-based geothermal devices for temperature control of several buildings by means of heat pumps intended. The respective heat pump of each building is with a lead and with a return and with the Geothermal devices joined together in a closed circuit. The number of geothermal devices is on the required Energy amount of all buildings matched.

Die im Folgenden beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf das Verfahren, als auch auf das System als auch auf die Verwendung und sind miteinander kombinierbar.The The developments described below relate both on the process, as well as on the system as well as on the use and can be combined with each other.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zur Errichtung eine Anzahl von Schlitzen in das Erdreich gefräst ist. Jede Erdwärmevorrichtung ist in einem der Schlitze positioniert.In An advantageous development is provided that the establishment a number of slots are milled into the ground. Each geothermal device is positioned in one of the slots.

Jede Erdwärmevorrichtung ist in einer bevorzugten Weiterbildung als formstabiles Modul mit einem auf einem flächigen Träger angeordneten durchgehenden Rohrsystem ausgebildet.each Geothermal device is in a preferred embodiment as a dimensionally stable module with one on a flat support arranged through a continuous pipe system.

Eine andere Weiterbildungsvariante sieht vor, dass das Wärmetauschermedium im Vorlauf, Rücklauf und in den Erdwärmevorrichtungen eine Temperatur aufweist, die kleiner oder gleich einer Temperatur des Erdreichs ist.A Another training variant provides that the heat exchange medium in the supply, return and geothermal devices has a temperature that is less than or equal to a temperature of the soil is.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildungsvariante ist zumindest eine Pumpe vorgesehen, die mit dem Vorlauf und/oder dem Rücklauf zum Pumpen des Wärmetauschermediums im geschlossenen Kreislauf verbunden ist.According to one Another advantageous development variant is at least one Pump provided with the flow and / or the return for pumping the heat exchanger medium in a closed circuit connected is.

In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist ein Volumenstromregler vorgesehen, der mit der jeweiligen Wärmepumpe und dem Vorlauf und/oder dem Rücklauf verbunden ist. Der Volumenstromregler ist vorteilhafterweise ein Proportionalregler. Vorzugsweise weist die Energieübergabestelle den Volumenstromregler auf. Der Volumenstromregler ist ausgebildet die Durchlaufmenge des Wärmetauschermediums durch die Wärmepumpe aus dem (Primär-)Kreislauf (mit Vorlauf und Rücklauf) zu begrenzen. Die Begrenzung der Durchlaufmenge ist dabei abhängig von der Leistung der Wärmepumpe.In Another advantageous development is a volumetric flow controller provided with the respective heat pump and the flow and / or the return is connected. The volumetric flow controller is advantageously a proportional controller. Preferably the energy transfer point on the volume flow controller. Of the Volumetric flow controller is designed, the flow rate of the heat exchanger medium through the heat pump from the (primary) circuit (with flow and return) to limit. The limit The flow rate depends on the power the heat pump.

Gemäß einer anderen Weiterbildungsvariante ist ein Differenzdruckregler vorgesehen, der mit der jeweiligen Wärmepumpe und dem Vorlauf und/oder dem Rücklauf verbunden ist. Vorzugsweise weist die Energieübergabestelle den Differenzdruckregler auf. Bevorzugt ist der Differenzdruckregler ausgebildet Druckschwankungen in den Rohren des Vorlaufs und des Rücklaufs auszuregeln. Hierdurch wird ein Hydraulischer Abgleich des Versorgungssystems ermöglicht.According to one another development variant, a differential pressure regulator is provided, the with the respective heat pump and the flow and / or connected to the return. Preferably, the energy transfer point on the differential pressure controller. Preferably, the differential pressure regulator is formed Pressure fluctuations in the pipes of the flow and the return auszuregeln. This will cause a hydraulic balancing of the supply system allows.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Energieübergabestelle sowohl den Volumenstromregler als auch den Differenzdruckregler aufweist.In A particularly preferred embodiment provides that the Energy transfer both the volumetric flow controller as also has the differential pressure controller.

Alternativ zu einem Volumenstromregler und/oder einem Differenzdruckregler wird in einer anderen, auch kombinierbaren Ausgestaltungsvariante ein Wärmetauscher mit dem Vorlauf und dem Rücklauf und mit der Wärmepumpe verbunden.alternative to a volumetric flow controller and / or a differential pressure regulator comes in another, also combinable design variant Heat exchanger with the flow and the return and connected to the heat pump.

Bevorzugt sind Erdwärmevorrichtungen als vertikale Erdwärmekollektoren ausgebildet sind. Alternativ oder in Kombination sind eine oder mehrere Erdwärmevorrichtungen als Erdsonde in Tiefenbohrungen ausgebildet.Prefers are geothermal devices as vertical geothermal collectors are formed. Alternatively or in combination, one or several geothermal devices as ground probe in deep wells educated.

Die zuvor beschriebenen Weiterbildungsvarianten sind sowohl einzeln als auch in Kombination besonders vorteilhaft. Dabei können sämtliche Weiterbildungsvarianten untereinander kombiniert werden. Einige mögliche Kombinationen sind in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert. Diese dort dargestellten Möglichkeiten von Kombinationen der Weiterbildungsvarianten sind jedoch nicht abschließend.The training variants described above are both individually as well as in combination particularly advantageous. It can all training variants are combined with each other become. Some possible combinations are in the description the embodiments of the figures explained. These possibilities of combinations shown there However, the training variants are not exhaustive.

Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert.in the The invention will be described below by exemplary embodiments explained in more detail by means of drawings.

Dabei zeigenthere demonstrate

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltungsvariante eines Systems, 1 a schematic representation of a first embodiment variant of a system,

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltungsvariante eines Systems, und 2 a schematic representation of a second embodiment variant of a system, and

3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausgestaltungsvariante eines Systems. 3 a schematic representation of a third embodiment variant of a system.

In 1 ist ein System 300 mit einer Vielzahl von Erdkollektormodulen 2001 bis 2009 als Erdwärmevorrichtungen schematisch dargestellt. Im Ausführungsbeispiel der 1 sind neun Erdkollektormodule 2001 bis 2009 in einem siedlungsnahen Feld 310 und weitere Erdkollektormodule 3001 bis 3009 in einem weiteren Feld 320 schematisch dargestellt. In der Praxis können eine wesentlich größere Vielzahl von Erdkollektormodulen und eine wesentlich größere Vielzahl von Feldern mit Erdkollektoren verwendet werden. Dies ist durch Punkte in der 1 angedeutet. In 1 sind Erdkollektormodule zweier Felder 310, 320 zu einem System zusammengeschaltet. Jedes Feld 310, 320 weist einen Verteiler 311, 321 und ein Ventil 312, 322 für einen Vorlauf 330 und einen Verteiler 314, 324 und ein Ventil 314, 324 für einen Rücklauf 340 auf. Der Verteiler 311 für den Vorlauf 330 ist mit jedem Endbereich 2111 bis 2119 der Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und der Verteiler 313 für den Rücklauf 340 ist mit jedem Endbereich 2121 bis 2129 der Kollektormodule 2001 bis 2009 verbunden.In 1 is a system 300 with a variety of earth collector modules 200 1 to 200 9 as geothermal devices shown schematically. In the embodiment of 1 are nine earth collector modules 200 1 to 200 9 in a settlement-related field 310 and further earth collector modules 300 1 to 300 9 in another field 320 shown schematically. In In practice, a much larger variety of ground collector modules and a much wider variety of fields may be used with ground collectors. This is through points in the 1 indicated. In 1 are Erdkollektormodule two fields 310 . 320 connected to a system. Every field 310 . 320 has a distributor 311 . 321 and a valve 312 . 322 for a lead 330 and a distributor 314 . 324 and a valve 314 . 324 for a return 340 on. The distributor 311 for the lead 330 is with each end area 211 1 to 211 9 the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and the distributor 313 for the return 340 is with each end area 212 1 to 212 9 the collector modules 200 1 to 200 9 connected.

Die Erdkollektormodule 2001 bis 2009 sind in einem geschlossenen Kreis mit Vorlauf 330 und Rücklauf 340 zusammengeschlossen, so dass diese einen geschlossenen Kreislauf bilden. Der Vorlauf 330 und der Rücklauf 340 sind im Ausführungsbeispiel der 1 Stichleitungen. Vorlauf 330 und Rücklauf 340 sind dabei nicht direkt miteinander zur Ausbildung des Kreislaufs verbunden. Der Kreislauf entsteht erst, wenn der Vorlauf 330 und der Rücklauf 340 über eine Energieübergabestelle 352, 362 oder 372 verbunden wird. Hierzu wird die Energieübergabestellen 352, 362 oder 372 geöffnet um den Energiebedarf des Gebäudes 350, 360, 370 zu decken.The Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 are in a closed circle with forerun 330 and return 340 united so that they form a closed circuit. The lead 330 and the return 340 are in the embodiment of 1 Stubs. leader 330 and return 340 are not directly connected to each other to form the cycle. The cycle arises only when the flow 330 and the return 340 via an energy transfer point 352 . 362 or 372 is connected. This will be the energy transfer points 352 . 362 or 372 opened to the energy needs of the building 350 . 360 . 370 cover up.

Zur Zirkulation eines fließfähigen Kältemittels – das auch als Wärmetauschermedium oder Wärmeträger bezeichnet werden kann – ist in dem geschlossenen Kreislauf zumindest eine Pumpe 315, 325 vorgesehen, die vorzugsweise mit dem Vorlauf 330 verbunden ist. Alternativ kann auch eine Pumpe im Rücklauf vorgesehen sein (in 6 angedeutet). Ebenfalls ist auch die Kombination von Pumpen im Vorlauf und im Rücklauf vorteilhaft. Die maximale Temperatur des im Kreislauf zirkulierenden Wärmetauschermediums ist dabei nicht größer als die Temperatur des Erdreiches. Das Wärmetauschermedium wird durch die Erdwärme des umgebenden Erdreichs erwärmt. Auf der Seite des Vorlaufs 330 entstehen somit keine Wärmeverluste.For the circulation of a flowable refrigerant - which can also be referred to as a heat exchange medium or heat transfer medium - is in the closed circuit at least one pump 315 . 325 provided, preferably with the flow 330 connected is. Alternatively, a pump may be provided in the return (in 6 indicated). Also, the combination of pumps in the flow and in the return is advantageous. The maximum temperature of the circulating in the circulation heat exchange medium is not greater than the temperature of the soil. The heat exchange medium is heated by the geothermal heat of the surrounding soil. On the side of the lead 330 thus no heat losses occur.

Die Länge der Vorlaufleitung 330 ist unkritisch, da das den Vorlauf 330 umgebende Erdreich zusätzlich zur Erwärmung des Wärmetauschermediums beitragen kann. Hierzu ist der Vorlauf 330 vorteilhafterweise zumindest abschnittsweise nicht wärmeisoliert und vorzugsweise im frostfreien Erdreich (unterhalb der Frostgrenze) verlegt. Das System kann daher vorteilhaft als regionales Niedertemperatur-Nahheizsystem zur Beheizung von Gebäuden 350, 360, 370 insbesondere Wohnhäusern verwendet werden. In Doppelfunktion ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gebäude 350, 360, 370 vorzugsweise im Sommer durch das System (natürlich) gekühlt werden können und dabei die Abwärme an das Erdreich über die Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 abgeben. Vorzugsweise kann hierzu die Wärmepumpe 351, 361, 371 durch einen Bypass umgangen werden. Dies kann auch als natürliche Kühlung bezeichnet werden.The length of the supply line 330 is not critical, because that's the lead 330 surrounding soil in addition to heating the heat exchange medium may contribute. This is the lead 330 advantageously at least in sections not thermally insulated and preferably laid in the frost-free soil (below the frost limit). The system can therefore be used advantageously as a regional low-temperature Nahheizsystem for heating buildings 350 . 360 . 370 especially residential buildings are used. In double function is preferably provided that the buildings 350 . 360 . 370 preferably in the summer by the system (of course) can be cooled while the waste heat to the ground via the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 submit. Preferably, for this purpose, the heat pump 351 . 361 . 371 be bypassed by a bypass. This can also be called natural cooling.

Mit dem Vorlauf 330 und dem Rücklauf 340 sind Energieübergabestellen 352, 362 und 372 über Abzweigungen 355, 356, 365, 366, 375, 376 verbunden. Die Energieübergabestellen 352, 362 und 372 verbinden den. Vorlauf 330 und den Rücklauf 340 mit einer für ein jeweiliges Gebäude 350, 360, 370 vorgesehenen Wärmepumpe 351, 361, 371. Im Ausführungsbeispiel der 1 weisen die Energieübergabestellen 352, 362 und 372 eine Anzahl Ventile 353, 354, 363, 364, 373, 374 für das Wärmetauschermedium auf. Zumindest eines der Ventile ist dabei als Differenzdruckregler ausgebildet. Alternativ oder in Kombination zu einem Differenzdruckregler ist in eine Anzahl von Gebäuden 350, 360, 370 ein Wärmetauscher (in 1 nicht dargestellt) vorgesehen, der mit dem Vorlauf 330 und dem Rücklauf 340 verbunden ist.With the lead 330 and the return 340 are energy transfer points 352 . 362 and 372 over branches 355 . 356 . 365 . 366 . 375 . 376 connected. The energy transfer points 352 . 362 and 372 connect that. leader 330 and the return 340 with one for a respective building 350 . 360 . 370 provided heat pump 351 . 361 . 371 , In the embodiment of 1 assign the energy transfer points 352 . 362 and 372 a number of valves 353 . 354 . 363 . 364 . 373 . 374 for the heat exchange medium. At least one of the valves is designed as a differential pressure regulator. Alternatively or in combination with a differential pressure regulator is in a number of buildings 350 . 360 . 370 a heat exchanger (in 1 not shown) provided with the flow 330 and the return 340 connected is.

Die Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 sind vorzugsweise bezüglich der Erdoberfläche nach Art einer Senkrechten errichtet. Diese können auch als Vertikalkollektoren bezeichnet werden. Vorzugsweise ist eine Anzahl der Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 in zumindest einem ins Erdreich gefrästen Schlitz angeordnet.The Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 are preferably erected with respect to the earth's surface in the manner of a vertical. These can also be referred to as vertical collectors. Preferably, a number of the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 arranged in at least one slot milled into the ground.

Vorteilhafterweise wird die Fläche der Felder 310, 320 in Doppelfunktion genutzt. Beispielsweise kann die jeweilige Fläche landwirtschaftlich genutzt werden. In einer anderen vorteilhaften Doppelfunktion wird die Fläche durch Sonnenkollektoren in doppelter Hinsicht zu Gewinnung nutzbarer Energie verwendet. Beispielsweise kann eine Photovoltaik-Anlage auf der Fläche errichtet werden, die zur Speisung der Pumpen 315, 325 oder Wärmepumpen 351, 361, 371 mit elektrischer Energie verschaltet werden kann.Advantageously, the area of the fields 310 . 320 used in double function. For example, the respective area can be used agriculturally. In another advantageous dual function, the area is used by solar panels in two ways to gain usable energy. For example, a photovoltaic system can be built on the surface that feeds the pumps 315 . 325 or heat pumps 351 . 361 . 371 can be connected with electrical energy.

In einem Verfahren zu Errichtung eines Systems mit Erdkollektoren zur Nutzung von Erdwärme für eine Mehrzahl von Gebäuden, wird zunächst eine Anzahl von Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 als Erdwärmevorrichtungen im Erdreich errichtet. Diese dienen der Entnahme von Wärmeenergie aus dem Erdreich. Die Anzahl der benötigten Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 hängt von der Zahl der zu beheizenden Gebäuden 350, 360, 370 des Systems ab. Je nach Beschaffenheit des Erdreichs und der Zufuhr der Wärme zu den Kollektoren beispielsweise durch Flusswasser, Quellwasser, Regenwasser etc., ist die möglich Energieentnahme durch die Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 unterschiedlich. Grob überschlagen wird für 1 Kilowatt Wärmebedarf etwa 20 m2 Erdkollektorfläche benötigt. Wird für die Gesamtzahl der beispielsweise zwanzig Gebäude 350, 360, 370 beispielsweise ein Wärmebedarf von 140 kW, so wird eine Erdkollektorfläche von 2800 m2 verwendet. Aufgrund der höheren Effektivität des Gesamtsystems kann dabei eine höhere Energieausbeute und insbesondere eine kurzzeitig sehr hohe Heizleistung erzielt werden.In a method of constructing a system of geothermal earth collectors for a plurality of buildings, a number of earth collector modules are first provided 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 erected as geothermal devices in the ground. These are used to remove heat energy from the ground. The number of required Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 depends on the number of buildings to be heated 350 . 360 . 370 of the system. Depending on the nature of the soil and the supply of heat to the collectors, for example by river water, spring water, rainwater, etc., this is possible energy extraction through the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 differently. Roughly calculated for 1 kilowatt heat demand about 20 m 2 Earth collector surface needed. Used for the total number of, for example, twenty buildings 350 . 360 . 370 For example, a heat demand of 140 kW, so an earth collector area of 2800 m 2 is used. Due to the higher efficiency of the overall system, a higher energy yield and, in particular, a very high heat output for a short time can be achieved.

Zur Errichtung der Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 wird zunächst eine Anzahl von Schlitzen in das Erdreich gefräst. Beispielsweise wird ein landwirtschaftlich genutztes Feld mit langen, gefrästen Schlitzen durchzogen. Dabei entsteht nur ein geringer Aushub, der nach einer Positionierung der Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 in den Schlitzen zum Einschwemmen der Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 in den Schlitzen genutzt wird. Die Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 sind für eine kostengünstige Positionierung und Errichtung möglichst leicht auszubilden. Bevorzugt weisen die Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 dabei jeweils einen Träger aus einem formstabilen, im Erdreich auflösbaren, insbesondere verrottbaren Material auf.For the erection of the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 First, a number of slots are milled into the ground. For example, an agricultural field with long, milled slots is traversed. This results in only a small excavation, after positioning the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 in the slots for flooding the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 is used in the slots. The Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 are as easy as possible for cost-effective positioning and construction. Preferably, the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 each case a carrier of a dimensionally stable, dissolvable in the soil, in particular decomposable material.

Vorzugweise vor dem Einschwemmen werden die Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 mit dem Vorlauf 330 und dem Rücklauf 340 des Systems verbunden. Vorzugsweise wird der Vorlauf 330 und/oder der Rücklauf 340 unterhalb der Frostgrenze verlegt. Jede Energieübergabestelle 352, 362, 372 jedes Gebäudes 350, 360, 370 wird mit dem Vorlauf 330 und mit dem Rücklauf 340 zu einem geschlossenen Kreislauf verbunden. Weiterhin wird jede Energieübergabestelle 352, 362, 372 mit einer dem jeweiligen Gebäude 350, 360, 370 zugehörigen Wärmepumpe 351, 361, 371 verbunden.Preferably before the flooding are the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 with the lead 330 and the return 340 connected to the system. Preferably, the flow is 330 and / or the return 340 laid below the frost limit. Every energy transfer point 352 . 362 . 372 every building 350 . 360 . 370 will be with the lead 330 and with the return 340 connected to a closed circuit. Furthermore, every energy transfer point 352 . 362 . 372 with one of the respective building 350 . 360 . 370 associated heat pump 351 . 361 . 371 connected.

Sind alle Verbindungen für anzuschließende Gebäude erfolgt wird nachfolgend ein Wärmetauschermedium in den geschlossenen Kreislauf eingebracht. Werden weitere Gebäude an das System angeschlossen, sind vorzugsweise von vornherein weitere durch Absperrungen dichte Abzweigstellen zum Anschluss vorgesehen. Ebenfalls können Abzweigstellen zum Anschluss weiterer Erdkollektormodule vorgesehen werden, so dass das System nach Bedarf erweiterbar ist.are all connections for buildings to be connected followed by a heat exchange medium in the closed circuit introduced. Become more buildings connected to the system, preferably from the outset further tight shut-off points provided by barriers for connection. Also, branch points for connecting more Erdkollektormodule be provided, so that the system as needed is expandable.

Um ein einfaches Einlassen der Erdkollektormodule 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 in die Schlitze des Erdreichs zu ermöglichen, wird jedes Erdkollektormodul 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 formstabil mit einem auf einem flächigen Träger angeordnetem durchgehenden Rohrsystem ausgebildet. Die Schlitze können in diesem Ausführungsbeispiel besonders schmal ausgebildet werden. Ein Einstieg einer Person in einen Schlitz zur Positionierung eines Erdkollektormoduls 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 ist dabei nicht notwendig.For easy insertion of the Erdkollektormodule 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 into the slots of the soil, every Erdkollektormodul 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 dimensionally stable formed with a arranged on a flat support continuous pipe system. The slots can be made particularly narrow in this embodiment. An entrance of a person into a slot for positioning an earth collector module 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 is not necessary.

In 2 ist ein anderes System schematisch dargestellt. Anstelle von Erdkollektormodulen sind im Ausführungsbeispiel der 2 Erdsonden 4001 bis 4004 und 5001 bis 5004 als Erdwärmevorrichtungen verwendet. Mehrere Erdsonden 4001 bis 4004 und 5001 bis 5004 sind im Ausführungsbeispiel der 2 parallel geschaltet. Die Anzahl der Erdsonden 4001 bis 4004 und 5001 bis 5004 ist dabei von der Zahl der zu versorgenden Gebäuden 350, 360, 370 und ggf. der Wohnfläche abhängig.In 2 another system is shown schematically. Instead of Erdkollektormodulen are in the embodiment of 2 geothermal probes 400 1 to 400 4 and 500 1 to 500 4 used as geothermal devices. Several ground probes 400 1 to 400 4 and 500 1 to 500 4 are in the embodiment of 2 connected in parallel. The number of geothermal probes 400 1 to 400 4 and 500 1 to 500 4 is determined by the number of buildings to be supplied 350 . 360 . 370 and possibly the living space.

Die 3 zeigt schematisch eine detailliertere Darstellung der Verbindungen, Sicherheits- und Steuerelemente des Systems. Hierzu sind eine Anzahl von Absperrungen 101, eine Anzahl von Entleerungen/Entlüftungen 102, eine Anzahl von Rückschlagklappen 103, eine Anzahl von Schmutzfängern 104, eine Anzahl von Wärmezählern 105, eine Anzahl von Kappenventilen 106, eine Anzahl von Ausdehnungsgefäßen 107, eine Anzahl von Sicherheitsventilen 108, eine Anzahl von Wärmetauschern 109 in den Gebäuden 350, 360, 370, eine Anzahl von Regelungen 110, eine Anzahl von motorgetriebenen 3-Wege-Ventilen 111, eine Anzahl von Differenzdruckreglern 112, eine Anzahl von Volumenstromreglern 113 und/oder eine Anzahl von Manometern 114 vorgesehen.The 3 schematically shows a more detailed representation of the connections, security and controls of the system. These are a number of barriers 101 , a number of drains / vents 102 , a number of check valves 103 , a number of mudflaps 104 , a number of heat meters 105 , a number of cap valves 106 , a number of expansion vessels 107 , a number of safety valves 108 , a number of heat exchangers 109 in the buildings 350 . 360 . 370 , a number of regulations 110 , a number of motorized 3-way valves 111 , a number of differential pressure regulators 112 , a number of volumetric flow controllers 113 and / or a number of manometers 114 intended.

Vorteilhafterweise weist eine Energieübergabestelle 352, 362, 372 eine diffusionsdichte Isolierung gegen Schwitzwasser auf. Die Energieübergabestelle 352, 362, 372 weist gegenüber einem Wärmetauscher einen wesentlich höheren Wirkungsgrad je nach Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf zwischen 10% und 30% auf. Ebenso wird durch die Energieübergabestelle 352, 362, 372 eine Neigung zum Verschlammen durch den möglichen Verzicht auf den Wärmetauscher vermieden. Vorzugsweise ist nur genau eine Vorlaufpumpe 315 vorgesehen, die vorzugsweise näher zu den Erdkollektormodulen 2001 bis 2009 und 3001 bis 3009 des Feldes 310 als zu den Energieübergabestellen 352, 362, 372 verbunden ist. Die Energieübergabestellen 352, 362, 372 sind in Abhängigkeit von der Leistung der Wärmepumpe 351, 361, 371 dimensioniert. Entsprechend sind die Durchmesser von Verbindungsleitungen und die Abzweigungen 355 bis 376 zum Vorlauf 330 beziehungsweise Rücklauf 340 dimensioniert. Die Durchmesser der Rohre des Vorlaufs 330 und des Rücklaufs 340 sind hingegen an den Gesamtenergiebedarf des Systems angepasst.Advantageously, an energy transfer point 352 . 362 . 372 a diffusion-proof insulation against condensation. The energy transfer point 352 . 362 . 372 has a much higher efficiency compared to a heat exchanger depending on the temperature difference between flow and return between 10% and 30%. Likewise, by the energy transfer point 352 . 362 . 372 a tendency to sludge avoided by the possible waiver of the heat exchanger. Preferably, only exactly one flow pump 315 provided, preferably closer to the Erdkollektormodulen 200 1 to 200 9 and 300 1 to 300 9 of the field 310 as to the energy transfer points 352 . 362 . 372 connected is. The energy transfer points 352 . 362 . 372 are dependent on the power of the heat pump 351 . 361 . 371 dimensioned. Accordingly, the diameters of connecting lines and the branches 355 to 376 to the lead 330 or return 340 dimensioned. The diameters of the pipes of the flow 330 and the return 340 On the other hand, they are adjusted to the total energy requirements of the system.

Das Druckausdehnungsgefäß 107 ist zum Systemdruckausgleich am (Energie-)Feld 310 über das Kappenventil 106 angeschlossen. Das Sicherheitsventil 108 ist zum Abbau von Überdruck im Vorlauf 330 oder Rücklauf 340 ausgebildet. Jedes Gebäude 350, 360, 370 ist mittels eines Absperrventils 101 abtrennbar.The pressure expansion vessel 107 is for system pressure equalization at the (energy) field 310 over the cap valve 106 connected. The safety valve 108 is to reduce overpressure in the flow 330 or return 340 educated. Every Ge buildings 350 . 360 . 370 is by means of a shut-off valve 101 severable.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausgestaltungsvarianten der 1 bis 3 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich eine größere Vielzahl von Gebäuden oder Erdkollektormodulen vorzusehen. Auch ist es möglich Pumpen mit den Erdkollektormodulen zu verbinden, die das Wärmetauschermedium durch Druck in die Erdkollektormodule befördern, wobei die Pumpen mit dem Rücklauf verbunden sind, wie dies in 1 durch gestrichelt gezeichnete Pumpensymbole schematisch dargestellt ist. Ebenfalls können Pumpen mit dem Vorlauf und zusätzlich Pumpen mit dem Rücklauf verbunden sein. Dies ist insbesondere für eine große Vielzahl von Erdkollektormodulen vorteilhaft. Auch ist es möglich Erdkollektormodule mit Erdsonden zu kombinieren.The invention is not limited to the illustrated embodiments of the 1 to 3 limited. For example, it is possible to provide a larger variety of buildings or Erdkollektormodulen. It is also possible to connect pumps to the Erdkollektormodulen that promote the heat exchange medium by pressure in the Erdkollektormodule, the pumps are connected to the return, as shown in 1 is shown schematically by dashed pump symbols. Also pumps can be connected to the flow and additional pumps with the return. This is particularly advantageous for a large variety of Erdkollektormodulen. It is also possible to combine Erdkollektormodule with geothermal probes.

101101
Absperrungbarrier
102102
Entleerung, Entlüftungemptying, vent
103103
Rückschlagklappecheck valve
104104
Schmutzfängerstrainer
105105
WärmemengenzählerHeat meters
106106
KappenventilKappenventil
107107
Ausdehnungsgefäßexpansion tank
108108
Sicherheitsventilsafety valve
109109
Heiz/-Kühlkreis im GebäudeHeating / -Kühlkreis inside the building
110110
Regelungregulation
111111
3-Wege-Ventil mit Motorantrieb3-way valve with motor drive
112112
DifferenzdruckreglerDifferential pressure regulator
113113
VolumenstromreglerVolume flow controller
114114
Manometermanometer
2001 bis 2009, 3001 bis 3009 200 1 to 200 9 , 300 1 to 300 9
Erdkollektormodul, vertikaler ErdkollektorErdkollektormodul, vertical ground collector
2111 bis 2119, 2121 bis 2129 211 1 to 211 9 , 212 1 to 212 9
Verbindungconnection
310, 320310 320
Feld, AgrarflächeField, agricultural land
311, 313, 321, 323311 313, 321, 323
Verteilerdistributor
312, 314, 322, 324, 353, 354, 363, 364, 373, 374312 314, 322, 324, 353, 354, 363, 364, 373, 374
VentilValve
315, 325315 325
Pumpepump
330330
Vorlauf, RohrLeader, pipe
340340
Rücklauf, RohrRewind, pipe
350, 360, 370350 360, 370
Gebäude, WohnhausBuilding, residential building
355, 356, 365, 366, 375, 376355, 356, 365, 366, 375, 376
Abzweigung, T-Stückdiversion, Tee
352, 362, 372352 362, 372
EnergieübergabestelleEnergy transfer point
351, 361, 371351, 361, 371
Wärmepumpeheat pump
4001 bis 4004, 5001 bis 5004 400 1 to 400 4 , 500 1 to 500 4
ErdsondeErdsonde

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Claims (11)

Verfahren zur Errichtung eines Systems zur Nutzung von Erdwärme für eine Mehrzahl von Gebäuden (350, 360, 370), – bei dem eine Anzahl von Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) im Erdreich zur Entnahme von Wärmeenergie aus dem Erdreich errichtet wird, wobei die Anzahl von Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) von der Mehrzahl der zu beheizenden Gebäuden (350, 360, 370) des Systems abhängt, – bei dem die Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) mit einem Vorlauf (330) und einem Rücklauf (340) verbunden werden, – bei dem jede Energieübergabestelle (352, 362, 372) jedes Gebäudes (350, 360, 370) mit dem Vorlauf (330) und mit dem Rücklauf (340) zu einem geschlossenen Kreislauf verbunden wird, – bei dem jede Energieübergabestelle (352, 362, 372) mit einer dem jeweiligen Gebäude (350, 360, 370) zugehörigen Wärmepumpe (351, 361, 371) verbunden wird, – bei dem ein Wärmetauschermedium in den geschlossenen Kreislauf eingebracht wird.Method of constructing a system for utilizing geothermal heat for a plurality of buildings ( 350 . 360 . 370 ), - in which a number of geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) is built in the ground for the removal of heat energy from the ground, the number of geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) of the majority of buildings to be heated ( 350 . 360 . 370 ) of the system, - in which the geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) with a flow ( 330 ) and a return ( 340 ), - in which each energy transfer point ( 352 . 362 . 372 ) of each building ( 350 . 360 . 370 ) with the flow ( 330 ) and with the return ( 340 ) is connected to a closed circuit, - in which each energy transfer point ( 352 . 362 . 372 ) with a respective building ( 350 . 360 . 370 ) associated heat pump ( 351 . 361 . 371 ), in which a heat exchange medium is introduced into the closed circuit. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Errichtung eine Anzahl von Schlitzen in das Erdreich gefräst und jede Erdwärmevorrichtung (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 ) in einem Schlitz (der Anzahl) positioniert wird.Method according to claim 1, wherein a number of slots are milled into the ground for erection and each geothermal device ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 ) is positioned in a slot (the number). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei dem jede Erdwärmevorrichtung als formstabiles Modul (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 ) mit einem auf einem flächigen Träger angeordnetem durchgehenden Rohrsystem ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, in which each geothermal device is used as a dimensionally stable module ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 ) is formed with a arranged on a flat support continuous pipe system. System zur Nutzung von Erdwärme für eine Mehrzahl von Gebäuden (350, 360, 370), – mit einer Anzahl von im Erdreich errichteten Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) zur Entnahme von Wärmeenergie aus dem Erdreich, wobei die Anzahl von Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) von der Mehrzahl der zu beheizenden Gebäuden (350, 360, 370) des Systems abhängt, – mit einem mit den Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) verbundenen Vorlauf (330), – mit einem mit den Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) verbundenen Rücklauf (340), – mit jeweils einer Energieübergabestelle (352, 362, 372) für jedes Gebäude (350, 360, 370), wobei die Energieübergabestelle (352, 362, 372) mit dem Vorlauf (330) und mit dem Rücklauf (340) zu einem geschlossenen Kreislauf verbunden ist, – mit jeweils zumindest einer Wärmepumpe (351, 361, 371) für jedes Gebäude (350, 360, 370), wobei die Wärmepumpe (351, 361, 371) mit der Energieübergabestelle (352, 362, 372) verbunden ist, und – mit einem Wärmetauschermedium in dem geschlossenen Kreislauf.System for using geothermal energy for a plurality of buildings ( 350 . 360 . 370 ), - with a number of underground geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) for the removal of heat energy from the soil, the number of geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) of the majority of buildings to be heated ( 350 . 360 . 370 ) of the system, - with one with the geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) associated flow ( 330 ), - one with the geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) associated return ( 340 ), - each with an energy transfer point ( 352 . 362 . 372 ) for each building ( 350 . 360 . 370 ), wherein the energy transfer point ( 352 . 362 . 372 ) with the flow ( 330 ) and with the return ( 340 ) is connected to a closed circuit, - each with at least one heat pump ( 351 . 361 . 371 ) for each building ( 350 . 360 . 370 ), whereby the heat pump ( 351 . 361 . 371 ) with the energy transfer point ( 352 . 362 . 372 ), and with a heat exchange medium in the closed circuit. System nach Anspruch 4, bei dem das Wärmetauschermedium im Vorlauf (330), Rücklauf (340) und in den Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) eine Temperatur aufweist, die kleiner oder gleich einer Temperatur des Erdreichs ist.System according to claim 4, wherein the heat exchange medium in the flow ( 330 ), Return ( 340 ) and in the geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) has a temperature which is less than or equal to a temperature of the soil. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einer Pumpe (315, 316), die mit dem Vorlauf (330) und/oder dem Rücklauf (340) zum Pumpen des Wärmetauschermediums im geschlossenen Kreislauf verbunden ist.System according to one of the preceding claims, with at least one pump ( 315 . 316 ), which with the flow ( 330 ) and / or the return ( 340 ) is connected to pump the heat exchange medium in a closed circuit. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Volumenstromregler (113), der mit der jeweiligen Wärmepumpe (351, 361, 371) und dem Vorlauf (330) und/oder dem Rücklauf (340) verbunden ist.System according to one of the preceding claims, with a volumetric flow controller ( 113 ), with the respective heat pump ( 351 . 361 . 371 ) and the forerun ( 330 ) and / or the return ( 340 ) connected is. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Differenzdruckregler (112), der mit der jeweiligen Wärmepumpe (351, 361, 371) und dem Vorlauf (330) und/oder dem Rücklauf (340) verbunden ist.System according to one of the preceding claims, with a differential pressure regulator ( 112 ), with the respective heat pump ( 351 . 361 . 371 ) and the forerun ( 330 ) and / or the return ( 340 ) connected is. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Erdwärmevorrichtungen als vertikale Erdwärmekollektoren (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 ) ausgebildet sind.System according to one of the preceding claims, in which geothermal devices are used as vertical geothermal collectors ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 ) are formed. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Erdwärmevorrichtungen als Erdsonden (4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) in Tiefenbohrungen ausgebildet sind.System according to one of the preceding claims, in which geothermal devices are used as geothermal probes ( 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) are formed in deep holes. Verwendung einer Anzahl von im Erdreich errichteten Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) zur Temperierung von mehreren Gebäuden (350, 360, 370) mittels Wärmepumpen (351, 361, 371), bei der die jeweilige Wärmepumpe (351, 361, 371) eines jeden Gebäudes (350, 360, 370) mit einem Vorlauf (330) und mit einem Rücklauf (340) und mit den Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) in einem geschlossenen Kreislauf zusammengeschlossen ist, und bei der die Anzahl der Erdwärmevorrichtungen (2001 bis 2009 , 3001 bis 3009 , 4001 bis 4004 , 5001 bis 5004 ) auf die benötigte Energiemenge aller Gebäude (350, 360, 370) abgestimmt ist.Use of a number of underground geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) for the temperature control of several buildings ( 350 . 360 . 370 ) by means of heat pumps ( 351 . 361 . 371 ), in which the respective heat pump ( 351 . 361 . 371 ) of each building ( 350 . 360 . 370 ) with a flow ( 330 ) and with a return ( 340 ) and with the geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) is connected in a closed circuit, and in which the number of geothermal devices ( 200 1 to 200 9 . 300 1 to 300 9 . 400 1 to 400 4 . 500 1 to 500 4 ) to the required amount of energy of all buildings ( 350 . 360 . 370 ) is tuned.
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