DE102010061846A1

DE102010061846A1 - Geothermal system for energy recovery from geothermal energy, comprises closed fluid-channeling system which has heat exchanger tube for accommodating fluid, where fluid-channeling system has pulsating device

Info

Publication number: DE102010061846A1
Application number: DE102010061846A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-05-24

Abstract

The geothermal system (1) comprises a closed fluid-channeling system (2) which has a heat exchanger tube (4) for accommodating the fluid. The fluid-channeling system has a pulsating device (3) which is connected with the heat exchanger tube. The fluid is received in the heat exchanger tube during the operation of the system. An independent claim is also included for a method for generating energy from geothermal energy.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Geothermieanlage zur Energiegewinnung aus Erdwärme mit einem geschlossenen fluidführenden System, wobei das fluidführende System ein in das Erdreich einbringbares Wärmetauscherrohr zur Aufnahme eines Fluids aufweist.The present invention relates to a geothermal plant for energy production from geothermal heat with a closed fluid-carrying system, wherein the fluid-carrying system has a einbringbares into the ground heat exchanger tube for receiving a fluid.

Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Erdwärme mit einem geschlossenen fluidführenden System, wobei ein in das Erdreich eingebrachtes Wärmetauscherrohr des fluidführenden Systems von einem Fluid durchströmt wird.The present invention also relates to a method for generating energy from geothermal heat with a closed fluid-carrying system, wherein a introduced into the soil heat exchanger tube of the fluid-carrying system is flowed through by a fluid.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Systeme zur Nutzung von Erdwärme für die Energiegewinnung bekannt. Solche Systeme können entweder direkt zur Wärmeversorgung von Haushalten und Industriebetrieben verwendet werden oder auch zur Gewinnung elektrischer Energie.Various systems for the use of geothermal energy for energy production are known from the prior art. Such systems can be used either directly for heat supply of households and industrial plants or for the production of electrical energy.

Grundsätzlich unterscheidet man dabei drei Technologien. Zum Einen werden erdgekoppelte Wärmepumpen zur Versorgung kleinerer und mittlerer Wärmeabnehmer, z. B. von Ein- und Mehrfamilienhäusern und Bürogebäuden, verwendet. Derartige Wärmepumpen sind in der Regel mit einem oberflächennahen, geschlossenen fluidführenden System gekoppelt, welches als Wärmetauscher fungiert. Ein ein Rohr durchströmendes Fluid wird von der Erdwärme, welcher das Wärmetauscherrohr ausgesetzt ist, erwärmt und der Wärmepumpe zugeführt. Gleichzeitig wird das Erdreich in der Umgebung des Wärmetauscherrohrs abgekühlt.Basically, a distinction is made between three technologies. On the one hand, geothermal heat pumps for the supply of small and medium heat consumers, z. B. of single and multi-family houses and office buildings used. Such heat pumps are usually coupled to a near-surface, closed fluid-carrying system, which acts as a heat exchanger. A fluid flowing through a pipe is heated by the geothermal heat, which is exposed to the heat exchanger tube, and fed to the heat pump. At the same time, the soil in the vicinity of the heat exchanger tube is cooled.

Alternativ dazu können für größere Verbraucher natürliche Heißwasservorkommen mittels tiefer Bohrungen, insbesondere in Tiefen von 2 bis 3 km erschlossen werden. Dazu werden mindestens zwei tiefe Erdbohrungen niedergebracht, wobei durch eine der Bohrungen Wasser in das Erdreich bzw. in ein heißwasserführendes Aquifer gepumpt wird, während durch die andere Bohrung dem Aquifer heißes Wasser entnommen wird. Solche Anlagen basieren auf sogenannten offenen fluid- bzw. wasserführenden Systemen, bei welchen im Erdreich natürlich vorkommende wasserführende Schichten oder Adern für den Wärmetauschprozess zwischen Erdreich und Wasser genutzt werden. Das Wasser steht dabei direkt mit dem Erdreich in Kontakt und ist im Erdreich nicht rohrgeführt.Alternatively, for larger consumers natural hot water resources can be developed by means of deep holes, especially at depths of 2 to 3 km. For this purpose, at least two deep holes are drilled, with one of the holes pumped water into the soil or in a hot water aquifer, while hot water is taken from the other hole the aquifer. Such systems are based on so-called open fluid or water-bearing systems in which naturally occurring water-bearing layers or veins are used in the soil for the heat exchange process between soil and water. The water is directly in contact with the soil and is not piped in the ground.

Solche offenen wasserführenden Systeme können alternativ auch zur Gewinnung elektrischer Energie genutzt werden unter der Voraussetzung, dass das natürliche Heißwasservorkommen eine ausreichend hohe Temperatur aufweist, um beispielsweise eine Dampfturbine betreiben zu können.Such open water-carrying systems can alternatively be used to generate electrical energy, provided that the natural hot water occurrence has a sufficiently high temperature to operate, for example, a steam turbine can.

Die sogenannten offenen wasserführenden Systeme zur Nutzung der Geothermie weisen erhebliche geologische Risiken auf. Insbesondere können sie durch das ständige Durchspülen tiefer Erdschichten mit Wasser in den Aquiferen kritische Erdschichten, z. B. aus Gipsen oder Salzen, verändern. Ein Beispiel hierfür sind das Aufquellen von Gipsen und die daraus folgenden Verwerfungen an der Erdoberfläche oder aber auch das Herauslösen von Salzen, welches in der Tiefe zu einsturzgefährdeten Hohlräumen führt, die wiederum ebenfalls Oberflächenverwerfungen zur Folge haben können. Darüber hinaus haben solche offenen wasserführenden Systeme bei der Niederbringung der Tiefbohrungen große Unsicherheiten in Bezug auf die anzutreffenden und zu durchbohrenden bzw. anzubohrenden Erdschichten.The so-called open water systems for the use of geothermal energy have considerable geological risks. In particular, they can by the constant flushing deeper layers of earth with water in the aquifers critical earth layers, z. B. of gypsum or salts, change. An example of this is the swelling of gypsum and the consequent distortions on the earth's surface or else the dissolution of salts, which leads to cavities that are liable to collapse at depth, which in turn can also cause surface distortions. In addition, such open aquiferous systems have great uncertainties in depositing the deep wells with respect to the encountered and to be drilled or to be drilled earth strata.

Geschlossene fluidführende Systeme in Geothermieanlagen zur Energiegewinnung aus Erdwärme weisen dem gegenüber den Vorteil auf, dass das als Wärmetauschmedium fungierende Fluid in einem geschlossenen System, insbesondere einem in das Erdreich einbringbaren Wärmetauscherrohr zur Aufnahme des Fluids, geführt wird. Diese geschlossenen fluidführenden Systeme weisen jedoch insbesondere den Nachteil auf, dass die aktive Fläche der Wärmetauscherrohre für das durch ein solches Wärmetauscherrohr strömende Fluidvolumen zu klein ist. Mit anderen Worten ausgedrückt wird nur ein geringer Anteil des durch das Wärmetauscherohr fließenden Fluids an der Außenwand des Rohrs effektiv erwärmt, während ein großer Anteil des Fluidvolumens keine oder nur eine geringe Erwärmung durch Wärmeleitung erfährt.Closed fluid-carrying systems in geothermal plants for energy production from geothermal energy have the advantage over the fact that the fluid acting as a heat exchange medium in a closed system, in particular an insertable into the ground heat exchanger tube for receiving the fluid is performed. However, these closed fluid-conducting systems in particular have the disadvantage that the active area of the heat exchanger tubes is too small for the fluid volume flowing through such a heat exchanger tube. In other words, only a small portion of the fluid flowing through the heat exchanger tube is effectively heated at the outer wall of the tube, while a large portion of the fluid volume experiences little or no heating by thermal conduction.

Um überhaupt einen effektiven Wärmeübergang vom Erdreich durch das Wärmetauscherrohr eines geschlossenen fluidführenden Systems hindurch in das Fluid zu ermöglichen, muss die Fließgeschwindigkeit des Fluids im Wärmetauscherrohr vergleichsweise gering sein. Fließgeschwindigkeiten von 5 m pro Minute und weniger sind an der Tagesordnung. Bei diesen geringen Fließgeschwindigkeiten bildet sich eine laminare Strömung des Fluids im Wärmetauscherrohr aus, welche zur Ausbildung einer thermischen Grenzschicht führt, die den effektiven Wärmeübergang in das gesamte Fluidvolumen behindert. Um einen effektiveren Wärmeübergang auf das gesamte im Wärmetauscherrohr geführte Fluidvolumen zu ermöglichen, muss entweder die Rohrlänge vergrößert oder die Fließgeschwindigkeit des Fluids weiter herabgesetzt werden. Dies ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass längere Wärmetauscherrohre wesentlich höhere Kosten verursachen und die Herabsetzung der Fließgeschwindigkeit zu einer erheblich verringerten Wärmefördermenge pro Zeiteinheit führt.In order to allow any effective heat transfer from the soil through the heat exchanger tube of a closed fluid-carrying system into the fluid, the flow rate of the fluid in the heat exchanger tube must be comparatively low. Flow rates of 5 m per minute and less are the order of the day. At these low flow rates, a laminar flow of the fluid forms in the heat exchanger tube, which leads to the formation of a thermal boundary layer, which hinders the effective heat transfer in the entire fluid volume. In order to allow a more effective heat transfer to the entire volume of fluid carried in the heat exchanger tube, either the tube length must be increased or the flow rate of the fluid must be further reduced. However, this has the disadvantage that longer heat exchanger tubes cause significantly higher costs and the reduction of the flow rate leads to a significantly reduced heat transfer rate per unit time.

Dem gegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Geothermieanlage bereitzustellen, welche einen effektiveren Wärmeübergang in ein Wärmetauscherrohr auf ein größeres Fluidvolumen im Wärmetauscherrohr ermöglicht.In contrast, it is an object of the present invention, a geothermal plant to provide a more effective heat transfer into a heat exchanger tube to a larger volume of fluid in the heat exchanger tube.

Dazu wird erfindungsgemäß eine Geothermieanlage zur Energiegewinnung aus Erdwärme mit einem geschlossenen fluidführenden System vorgeschlagen, wobei das fluidführende System ein in das Erdreich einbringbares Wärmetauscherrohr zur Aufnahme eines Fluids aufweist und wobei das fluidführende System weiterhin eine Pulsiereinrichtung aufweist, welche mit dem Wärmetauscherrohr verbunden ist und welche so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb der Anlage das in dem Wärmetauscherrohr aufgenommene Fluid mit Stößen beaufschlagt.For this purpose, the invention proposes a geothermal system for generating energy from geothermal heat with a closed fluid-carrying system, wherein the fluid-carrying system has a heat exchanger tube for receiving a fluid can be introduced into the soil and wherein the fluid-carrying system further comprises a pulsation device which is connected to the heat exchanger tube and which is set up that it impacts the fluid received in the heat exchanger tube during operation of the system with shocks.

Unter einer Geothermieanlage im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Anlage zur Nutzung der natürlichen Erdwärme zur Energiegewinnung bezeichnet. Solche Anlagen können zum Einen unmittelbar zur Wärmegewinnung dienen, wozu die Geothermieanlage in diesem Fall zusätzlich eine Wärmepumpe aufweisen kann. Zum Anderen können solche Geothermieanlagen auch zur Gewinnung elektrischer Energie dienen, wobei die Geothermieanlage in diesem Fall ein hydrothermales elektrisches Kraftwerk mit einer Dampfturbine oder einer Flüssigkeitsturbine aufweist.Under a geothermal plant in the context of the present invention, a plant for the use of natural geothermal energy is referred to. On the one hand, such systems can be used directly for heat generation, for which purpose the geothermal system can additionally have a heat pump in this case. On the other hand, such geothermal plants can also serve to generate electrical energy, the geothermal plant in this case having a hydrothermal electric power plant with a steam turbine or a liquid turbine.

Um hydrothermale elektrische Kraftwerke auch in Gegenden betreiben zu können, in denen keine Temperaturen von mehr als 100°C im Erdboden erreicht werden, können Fluide zum Durchströmen des Wärmetauscherrohrs im Erdboden verwendet werden, deren Siedepunkt deutlich unter 100°C liegt. Solche Anlagen nutzen Prozesse wie den Organic Rankine Cycle (ORC) oder einen Kalina-Prozess zur Stromerzeugung.In order to operate hydrothermal electric power plants in areas where no temperatures of more than 100 ° C are reached in the ground, fluids can be used to flow through the heat exchanger tube in the ground, the boiling point is well below 100 ° C. Such plants use processes such as the Organic Rankine Cycle (ORC) or a Kalina process for power generation.

Unter einem geschlossenen fluidführenden System im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein System mit einem abgeschlossenen fluidführenden Volumen verstanden, bei dem im Gegensatz zu sogenannten offenen fluidführenden Systemen das Fluid nicht unmittelbar mit dem Erdreich in Kontakt kommt, sondern in einem geschlossenen Volumen aus Rohren und anderen Behältern geführt ist.A closed fluid-carrying system in the sense of the present invention is understood to mean a system with a closed fluid-carrying volume, in which, unlike so-called open fluid-carrying systems, the fluid does not come into direct contact with the soil, but in a closed volume of tubes and other containers is guided.

Ein Fluid im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein strömungsfähiges, vorzugsweise flüssiges, Wärmetauschmedium, insbesondere Wasser ohne oder mit bestimmten Zusätzen.A fluid according to the present invention is a fluid, preferably liquid, heat exchange medium, in particular water without or with certain additives.

Unter einer Pulsiereinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jede in das fluidführende System integrierte Einrichtung verstanden, welche in der Lage ist, das in dem Wärmetauscherrohr aufgenommene Fluid mit Stößen (Impulsen) zu beaufschlagen. Dabei wird unter einem Stoß eine zeitweilige, impulsartige Änderung der Fließgeschwindigkeit verstanden. Der Begriff Stoß wird in der vorliegenden Anmeldung analog zu dem Begriff Impuls verwendet.For the purposes of the present invention, a pulsation device is understood to mean any device integrated in the fluid-conducting system which is capable of applying shocks (pulses) to the fluid received in the heat exchanger tube. Here, a shock is understood as a temporary, pulse-like change in the flow rate. The term impact is used in the present application analogous to the term impulse.

Die Beaufschlagung mit Stößen führt dazu, dass das zunächst stationäre Fließsystem aus Wärmetauscherrohr und Fluid in ein instationäres Fließsystem überführt wird, bei welchem die Reynolds-Zahl auf über 2500 erhöht wird und es so zur Ausbildung einer turbulenten oder quasiturbulenten Strömung in dem Wärmetauscherrohr kommt. In der Folge reißt die Grenzschicht des Fluids in der Umgebung der Außenwand des Rohrs ab und der Wärmeübergang von dem Rohr in das übrige Fluidvolumen wird verbessert. Dies erfolgt, ohne dass die mittlere Fließgeschwindigkeit des Fluids im Wärmetauscherrohr erhöht wird.Exposure to shocks causes the initially stationary flow system of heat exchanger tube and fluid to be transferred to a transient flow system in which the Reynolds number is increased to over 2500, resulting in the formation of a turbulent or quasi-turbulent flow in the heat exchanger tube. As a result, the boundary layer of the fluid in the vicinity of the outer wall of the tube tears off and the heat transfer from the tube into the remaining fluid volume is improved. This is done without increasing the average flow rate of the fluid in the heat exchanger tube.

Die mit Hilfe der Pulsiereinrichtung erzeugten Turbulenzen führen zu einer Konvektion der von dem Wärmetauscherrohr auf das Fluid übertragenen Wärmemenge innerhalb des Fluidvolumens im Wärmetauscherrohr, so dass ein größeres Volumen des Fluids erwärmt wird als bei der stationären Strömung in den Systemen gemäß dem Stand der Technik.The turbulence generated by means of the pulsation device results in convection of the amount of heat transferred from the heat exchanger tube to the fluid within the volume of fluid in the heat exchanger tube, so that a larger volume of fluid is heated than in steady state flow in the systems of the prior art.

In einer Ausführungsform ist die Pulsiereinrichtung so eingerichtet, dass sie im Betrieb der Anlage das in dem Wärmetauscherrohr aufgenommene Fluid mit periodischen Stößen beaufschlagt.In one embodiment, the pulsation device is set up in such a way that during operation of the system it applies periodic shock to the fluid accommodated in the heat exchanger tube.

Eine solche Pulsiereinrichtung kann ganz unterschiedliche technische Ausgestaltungen aufweisen. In einer Ausführungsform wird die Pulsiereinrichtung von einer Pumpe gebildet, die es ermöglicht, die Fließgeschwindigkeit des von ihr geförderten Fluids an ihrem Ausgang, vorzugsweise kurzzeitig, zu variieren.Such a pulsation device may have very different technical configurations. In one embodiment, the pulsation device is formed by a pump, which makes it possible to vary the flow rate of the fluid conveyed by it at its output, preferably for a short time.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Pulsiereinrichtung eine Einrichtung, die den Strom eines in dem Wärmetauscherrohr aufgenommenen Fluids im Betrieb der Anlage unterbricht und freigibt. Dies erfolgt vorzugsweise periodisch.In an alternative embodiment, the pulsation device is a device which interrupts and releases the flow of a fluid received in the heat exchanger tube during operation of the system. This is preferably done periodically.

In einer Ausführungsform weist eine solche Pulsiereinrichtung einen ersten Rohrabschnitt und einen zweiten Rohrabschnitt einer Rohrleitung auf, die in Durchflussrichtung voneinander beabstandet sind, und eine um eine Drehachse drehbare Scheibe mit einer von der Drehachse beabstandeten Durchflussöffnung, wobei sich die Scheibe zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten Rohrabschnitt und dem zweiten Rohrabschnitt erstreckt, so dass bei der Drehung der Scheibe die Rohrleitung abwechselnd unterbrochen und freigegeben wird. Dazu ist in einer Ausführungsform die Scheibe motorisch angetrieben.In one embodiment, such a pulsation device has a first pipe section and a second pipe section of a pipeline, which are spaced apart in the flow direction, and a disk rotatable about a rotation axis with a flow opening spaced from the rotation axis, wherein the disk at least partially between the first pipe section and extending the second pipe section, so that during the rotation of the disc, the pipe is alternately interrupted and released. For this purpose, the disc is driven by a motor in one embodiment.

Es versteht sich, dass bei einer solchen Ausführungsform der Pulsiereinrichtung eine entsprechende Dichtung bereitgestellt wird, die einen Verlust an Fluid zwischen den ersten und zweiten Rohrabschnitten und der Scheibe wirksam verhindert. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Dichtung des ersten Rohrabschnitts gegen die Scheibe und des zweiten Rohrabschnitts gegen die Scheibe erfolgen. Alternativ kann die ganze Vorrichtung in einem gedichteten Gehäuse angeordnet sein.It is understood that in such an embodiment of the Pulsiereinrichtung a appropriate seal is provided, which effectively prevents loss of fluid between the first and second pipe sections and the disc. This can be done for example by a corresponding seal of the first pipe section against the disc and the second pipe section against the disc. Alternatively, the entire device may be arranged in a sealed housing.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Durchflussöffnung in der Scheibe gegenüber der Drehachse der Scheibe geneigte Wände auf. Dies ermöglicht es, nicht nur den Fluss des Fluids durch die Pulsiereinrichtung zu unterbrechen und dann wieder freizugeben, sondern in der Position, in welcher der Fluidstrom durch die Pulsiereinrichtung freigegeben ist, ändert dieser auch seine Fließrichtung entsprechend der leitenden Wirkung der Wände der Durchflussöffnung.In one embodiment of the invention, the flow opening in the disc has inclined walls relative to the axis of rotation of the disc. This makes it possible not only to interrupt and then release the flow of the fluid through the pulsation device, but also in the position in which the fluid flow is released by the pulsation device changes its direction of flow in accordance with the conductive effect of the walls of the flow opening.

Die Durchflussöffnung kann ganz unterschiedliche Querschnitte aufweisen, insbesondere einen runden, ovalen oder elliptischen Querschnitt.The flow opening may have very different cross sections, in particular a round, oval or elliptical cross section.

Um eine geeignete Frequenz für die Unterbrechung und Freigabe des durch das Wärmetauscherrohr strömende Fluid zu erreichen, kann entweder die Drehzahl der Scheibe variiert werden oder aber eine Mehrzahl von Durchflussöffnungen in der Scheibe vorgesehen werden, wobei die Anzahl der Durchflussöffnung bei konstanter Drehzahl der Scheibe die Frequenz der dem Fluid aufgeprägten Stöße bestimmt.In order to achieve a suitable frequency for the interruption and release of the fluid flowing through the heat exchanger tube, either the speed of the disc can be varied or a plurality of flow openings can be provided in the disc, wherein the number of flow openings at constant speed of the disc, the frequency determines the impact imparted to the fluid.

In einer weiteren Ausführungsform ist in dem ersten oder in dem zweiten Rohrabschnitt der Pulsiereinrichtung eine Umlenkeinrichtung für das Fluid vorgesehen. Dies kann beispielsweise ein den Strom des Fluids lenkender Materialabschnitt sein.In a further embodiment, a deflection device for the fluid is provided in the first or in the second pipe section of the pulsation device. This may be, for example, a material section directing the flow of the fluid.

In einer anderen Ausführungsform kann die Pulsiereinrichtung eine geeignete Anordnung mit einem den Fluidstrom unterbrechenden Schieber sein, wobei der Schieber zum Öffnen oder Schließen des Fluidstroms eine Translationsbewegung ausführt.In another embodiment, the pulsation device may be a suitable arrangement with a slide interrupting the flow of fluid, the slide performing a translational movement to open or close the fluid flow.

In einer alternativen Ausführungsform weist die Pulsiereinrichtung eine Rohrleitung und einen in der Rohrleitung angeordneten Schließkörper auf, der aus einer die Rohrleitung verschließenden Position in eine die Rohrleitung freigebende Position bewegbar ist, wobei der Schließkörper mit einer Feder in eine Richtung entgegen der Strömungsrichtung des Fluids im Betrieb der Anlage vorgespannt ist, so dass er in seiner Ruhelage die Rohrleitung verschließt, und wobei der Schließkörper eine Fläche aufweist, an der im Betrieb der Anlage das durch die Rohrleitung strömende Fluid ansteht.In an alternative embodiment, the pulsation device comprises a pipeline and a closing body arranged in the pipeline, which can be moved from a position closing the pipeline into a position releasing the pipeline, the closing body being operated with a spring in a direction opposite to the direction of flow of the fluid during operation the system is biased so that it closes the pipeline in its rest position, and wherein the closing body has a surface at which the fluid flowing through the pipeline is present during operation of the system.

Durch den am Schließkörper anstehenden Druck des Fluids wird der Schließkörper entgegen der Federkraft im Betrieb der Anlage verschoben und gibt dann die Rohrleitung frei. Im Moment der Freigabe, d. h. wenn das Fluid in der Rohrleitung zu fließen beginnt, sinkt der statische an dem Schließkörper anstehende Druck des Fluids ab und der Schließkörper bewegt sich wieder zurück in seine die Rohrleitung verschließende Position.Due to the pending on the closing body pressure of the fluid, the closing body is moved against the spring force during operation of the system and then releases the pipeline. At the moment of release, d. H. when the fluid begins to flow in the pipeline, the static pressure of the fluid at the closing body decreases and the closing body moves back to its position closing the pipeline.

Befinden sich im Schließkörper wirkende Federkraft und der am Schließkörper anstehende Druck des Fluids in einem ausgewählten Verhältnis, so ermöglicht es eine solche Pulsiereinrichtung, das im Wärmetauscherrohr fließendes Fluid periodisch mit Stößen zu beaufschlagen.If the spring force acting in the closing body and the pressure of the fluid present at the closing body are in a selected ratio, such a pulsing device makes it possible to periodically subject the fluid flowing in the heat exchanger tube to impacts.

In einer Ausführungsform weist eine solche Pulsiereinrichtung einen ersten Abschnitt auf, in der der, vorzugsweise kolbenartige, Schließkörper beweglich angeordnet ist, und einen zweiten von dem ersten Abschnitt abzweigenden Abschnitt, wobei der Schließkörper in seiner die Rohrleitung verschließenden Position den zweiten Abschnitt verschließt und in seiner die Rohrleitung freigebenden Position den zweiten Abschnitt freigibt.In one embodiment, such a pulsation device has a first portion, in which the, preferably piston-like, closing body is movably arranged, and a second portion branching off from the first portion, wherein the closing body closes the second portion in its position closing the pipeline and in its the pipeline releasing position releases the second section.

Wie zuvor ausgeführt kommt es für die Funktionsweise einer solchen Pulsiereinrichtung maßgeblich auf die Wahl der Federkraft der auf den Schließkörper wirkenden Feder im Verhältnis zu dem am Schließkörper anstehenden Druck des Fluids an. Daher ist in einer Ausführungsform der Erfindung die den Schließkörper federnd vorspannende Federkraft einstellbar.As stated above, it is important for the operation of such a pulsation on the choice of the spring force of the spring acting on the closing body in relation to the pressure applied to the closing body of the fluid. Therefore, in one embodiment of the invention, the spring body biasing spring force is adjustable.

In einer weiteren Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Geothermieanlage eine Mehrzahl von solchen Pulsiereinrichtungen in serieller Anordnung auf.In a further embodiment, the geothermal plant according to the invention has a plurality of such pulsation devices in a serial arrangement.

In einer Ausführungsform ist das Wärmetauscherrohr der Geothermieanlage ein Koaxialrohr mit einem Innenrohr und einem Außenrohr. Ein solches Koaxialrohr stellt zwei von einem Fluid durchströmbare Volumina bereit, ein erstes Volumen in dem Innenrohr und ein zweites Volumen zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr. Ein solches Koaxialrohr ermöglicht es, mit einer einzigen Bohrung in das Erdreich den abgekühlten Fluidstrom von der Turbine oder der Wärmepumpe weg und den erwärmten Fluidstrom zu der Turbine oder der Wärmepumpe hinzuführen.In one embodiment, the heat exchanger tube of the geothermal plant is a coaxial tube with an inner tube and an outer tube. Such a coaxial tube provides two volumes through which a fluid can flow, a first volume in the inner tube and a second volume between the inner tube and the outer tube. Such a coaxial tube allows the cooled fluid flow away from the turbine or heat pump and the heated fluid flow to the turbine or heat pump with a single bore into the ground.

Dazu weist in einer Ausführungsform der Erfindung das Koaxialrohr an einem Ende einen Umlenkabschnitt auf, der einen Übergang des Fluidstroms von dem Volumen des Innenrohrs in das zwischen Außenrohr und Innenrohr gebildete Volumen oder umgekehrt ermöglicht.For this purpose, in one embodiment of the invention, the coaxial tube at one end to a deflection section, which allows a transition of the fluid flow from the volume of the inner tube into the volume formed between the outer tube and inner tube or vice versa.

Um einen koaxialen Verlauf von Innenrohr und Außenrohr über eine große Distanz hinweg zu ermöglichen, sind in einer Ausführungsform zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr Abstandshalter vorgesehen, welche das Innenrohr mit dem Außenrohr verbinden. Diese Abstandshalter sind vorzugsweise aus einem thermisch gut leitenden Material, beispielsweise Kupfer, gefertigt, um einen Wärmeübergang durch Wärmeleitung vom Außenrohr auf das Innenrohr zu ermöglichen. In order to allow a coaxial course of inner tube and outer tube over a long distance, spacers are provided in one embodiment between the inner tube and the outer tube, which connect the inner tube to the outer tube. These spacers are preferably made of a thermally highly conductive material, such as copper, to allow heat transfer by conduction of heat from the outer tube to the inner tube.

In einer Ausführungsform sind die Abstandshalter zwischen Innenrohr und Außenrohr als schienenförmige Elemente ausgestaltet, welche sich über die gesamte Länge des Wärmetauscherrohrs oder einen Abschnitt davon erstrecken. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die schienenförmigen Elemente einen Schraubenförmigen Verlauf aufweisen, d. h. dass ihre Position in Umfangsrichtung über die Länge des Wärmetauscherrohrs variiert. Auf diese Weise lässt sich eine zusätzliche Durchmischung des das Wärmetauscherrohr durchströmenden Fluids erreichen und damit ein zusätzlicher Wärmetransport durch eine erzwungene Konvektion.In one embodiment, the spacers between inner tube and outer tube are configured as rail-shaped elements which extend over the entire length of the heat exchanger tube or a portion thereof. It is expedient if the rail-shaped elements have a helical course, d. H. that their position in the circumferential direction varies over the length of the heat exchanger tube. In this way, an additional mixing of the fluid flowing through the heat exchanger tube and thus an additional heat transfer by forced convection can be achieved.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Pulsiereinrichtung mit dem Innenrohr des Wärmetauscherrohrs verbunden, wobei die Pulsiereinrichtung in Durchflussrichtung vor dem Innenrohr des Wärmetauscherrohrs angeordnet ist.In one embodiment of the invention, the pulsation device is connected to the inner tube of the heat exchanger tube, wherein the pulsation device is arranged in the flow direction in front of the inner tube of the heat exchanger tube.

Wählt man dabei eine Ausführungsform, bei der die Querschnittsfläche des Innenrohrs kleiner als die Querschnittsfläche des fluidfördernden Volumens zwischen Außenrohr und Innenrohr ist, so bewegen sich die Stöße des Fluids zunächst mit hoher Fließgeschwindigkeit sehr rasch bis zum vorderen erdreichseitigen Ende des Koaxialrohrs, durch den Umlenkabschnitt und dann mit verringerter Fließgeschwindigkeit (aufgrund des vergrößerten Volumens bzw. Querschnitts der Rückleitung) im Volumen zwischen Innen- und Außenrohr zurück. Auf diese Weise wird die Verweildauer des Fluids an der warmen Wand des Außenrohrs verlängert.If one chooses an embodiment in which the cross-sectional area of the inner tube is smaller than the cross-sectional area of the fluid-conveying volume between outer tube and inner tube, then the shocks of the fluid move at high flow rate very quickly to the front erdreichseitigen end of the coaxial tube, through the deflection and then with reduced flow rate (due to the increased volume or cross-section of the return line) in the volume between the inner and outer tubes. In this way, the residence time of the fluid is extended to the warm wall of the outer tube.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Geothermieanlage darüber hinaus einen in den Erdboden eingebrachten Schacht auf, wobei sich das Wärmetauscherrohr ausgehend von dem Schacht in den Erdboden hinein erstreckt. Eine solche Schachtanlage kann beispielsweise ein bereits bestehender Schacht eines Bergwerks sein, aber auch ein zu diesem Zweck gesondert niedergebrachter Schacht.In one embodiment of the invention, the geothermal plant also has a shaft introduced into the ground, wherein the heat exchanger tube extends from the shaft into the ground. Such a pit can be, for example, an existing pit of a mine, but also a specially set down for this purpose shaft.

Unter einem Schacht im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine in das Erdreich eingebrachte Bohrung verstanden, wobei eine erfindungsgemäße Schachtanlage einen Durchmesser von größer als einem Meter und vorzugsweise von zwei Metern und eine Tiefe von mehr als 2000 Metern aufweist.In the context of the present invention, a well is understood to mean, in particular, a well introduced into the soil, wherein a well of the invention has a diameter of greater than one meter and preferably of two meters and a depth of more than 2000 meters.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Geothermieanlage darüber hinaus einen elektromechanischen Energiespeicher auf, wobei der elektromechanische Energiespeicher eine Speichermasse, einen elektrischen Generator und einen Elektromotor aufweist, wobei die Speichermasse über eine Befestigungseinrichtung mit einer Welle des elektrischen Generators und einer Welle des Elektromotors verbunden ist, wobei die Speichermasse mit Hilfe des Elektromotors so antreibbar ist, dass sie in dem Schacht einen Höhenunterschied überwindet und ihre potentielle Energie zunimmt, und wobei die Speichermasse, wenn sie in dem Schacht einen Höhenunterschied überwindet, so dass ihre potentielle Energie abnimmt, den elektrischen Generator antreibt.In one embodiment of the invention, the geothermal system furthermore has an electromechanical energy store, the electromechanical energy store having a storage mass, an electric generator and an electric motor, wherein the storage mass is connected via a fastening device to a shaft of the electric generator and a shaft of the electric motor, wherein the storage mass with the aid of the electric motor is drivable so that it overcomes a height difference in the shaft and increases its potential energy, and wherein the storage mass, when it overcomes a height difference in the shaft so that its potential energy decreases, drives the electric generator ,

Die zusätzliche Anordnung eines solchen elektromechanischen Energiespeichers in dem Schacht ermöglicht es, die nicht unerheblichen mit der Niederbringung und dem Betrieb des Schachts verbundenen Kosten durch den Betrieb zweier Anlagen, der Geothermieanlage auf der einen Seite und dem elektromechanischen Energiespeicher auf der anderen Seite, deutlich wirtschaftlicher zu gestalten.The additional arrangement of such an electromechanical energy storage in the shaft makes it possible, not insignificant associated with the deposition and operation of the shaft costs through the operation of two plants, the geothermal system on the one hand and the electromechanical energy storage on the other hand, significantly more economical shape.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der elektrische Ausgang eines hydrothermalen elektrischen Kraftwerks schaltbar mit dem Elektromotor des elektromechanischen Energiespeichers verbunden. Auf diese Weise lässt sich die durch die in dem Schacht angeordnete Geothermieanlage erzeugte elektrische Energie mit Hilfe des elektromechanischen Energiespeichers speichern, insbesondere, wenn beispielsweise während der Nacht der Bedarf an elektrischer Energie deutlich geringer ist als die erzeugte Energiemenge.In one embodiment of the invention, the electrical output of a hydrothermal electric power plant is switchably connected to the electric motor of the electromechanical energy storage. In this way, the electrical energy generated by the geothermal system arranged in the shaft can be stored with the aid of the electromechanical energy store, in particular if, for example, during the night the demand for electrical energy is significantly lower than the amount of energy generated.

Weitere Details eines solchen elektromechanischen Energiespeichers sind insbesondere in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 2010/049492 A2 beschrieben.Further details of such an electromechanical energy storage are in particular in the international patent application with the publication number WO 2010/049492 A2 described.

Die zuvor genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Erdwärme mit einem geschlossenen fluidführenden System gelöst, wobei ein in das Erdreich eingebrachtes Wärmetauscherrohr des fluidführenden Systems mit einem Fluid durchströmt wird, und wobei das durch das Wärmetauscherrohr strömende Fluid mit Stößen beaufschlagt wird.The aforementioned object is also achieved by a method for generating energy from geothermal heat with a closed fluid-carrying system, wherein a introduced into the ground heat exchanger tube of the fluid-carrying system is flowed through with a fluid, and wherein the fluid flowing through the heat exchanger tube is subjected to shocks.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren deutlich.Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of embodiments and the associated figures.

1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Geothermieanlage. 1 shows schematically the structure of a geothermal plant according to the invention.

2A bis G zeigen mehrere Varianten einer Ausführungsform der Pulsiereinrichtung. 2A to G show several variants of an embodiment of the pulsation device.

3A bis D zeigen eine weitere Ausführungsform der Pulsiereinrichtung in mehreren Varianten. 3A to D show a further embodiment of the pulsation device in several variants.

4 zeigt mehrere Ausführungsformen des Wärmetauscherrohrs der erfindungsgemäßen Geothermieanlage. 4 shows several embodiments of the heat exchanger tube of the geothermal plant according to the invention.

5 zeigt eine erfindungsgemäße Geothermieanlage zusammen mit einem elektromechanischen Energiespeicher in einem Schacht. 5 shows a geothermal plant according to the invention together with an electromechanical energy storage in a shaft.

6A zeigt eine Schnittansicht in Längsrichtung durch einen Schacht mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren. 6A shows a sectional view in the longitudinal direction through a shaft with a plurality of heat exchanger tubes.

6B zeigt eine Schnittansicht in Querrichtung des Schachts aus 6A. 6B shows a cross-sectional view in the transverse direction of the shaft 6A ,

7 zeigt eine Schnittansicht durch einen Schacht in Querrichtung mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren. 7 shows a sectional view through a shaft in the transverse direction with a plurality of heat exchanger tubes.

8 zeigt eine Schnittansicht in Längsrichtung durch eine Geothermieanlage gemäß der Erfindung in einem Schacht. 8th shows a longitudinal sectional view through a geothermal plant according to the invention in a shaft.

9A zeigt eine Schnittansicht in Längsrichtung durch zwei Schächte mit Wärmetauscherrohren. 9A shows a sectional view in the longitudinal direction through two wells with heat exchanger tubes.

9B zeigt eine Schnittansicht in Querrichtung durch die Schächte aus 9A. 9B shows a cross-sectional view through the shafts 9A ,

10A zeigt eine Schnittansicht in Längsrichtung durch drei Schächte mit Wärmetauscherrohren. 10A shows a sectional view in the longitudinal direction through three shafts with heat exchanger tubes.

10B zeigt eine Schnittansicht in Querrichtung durch die Schächte aus 10A. 10B shows a cross-sectional view through the shafts 10A ,

1 zeigt schematisch den Aufbau einer Geothermieanlage 1 zur Energiegewinnung aus Erdwärme mit einem geschlossenen fluidführenden System 2. 1 shows schematically the structure of a geothermal plant 1 for energy production from geothermal energy with a closed fluid-carrying system 2 ,

Herzstück des geschlossenen fluidführenden Systems 2 ist das Wärmetauscherrohr 4, welches in das Erdreich eingelassen ist und dazu dient, ein durch das Wärmetauscherrohr 4 strömendes Fluid, im vorliegenden Fall Wasser, durch einen Wärmeübergang vom Erdreich auf das Wärmetauscherrohr 4 und von diesem in das Fluid zu ermöglichen.At the heart of the closed fluid-carrying system 2 is the heat exchanger tube 4 , which is embedded in the soil and serves to, through the heat exchanger tube 4 flowing fluid, in the present case water, by a heat transfer from the soil to the heat exchanger tube 4 and to allow this into the fluid.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Geothermieanlage eine Anlage zur direkten Nutzung der Erdwärme, beispielsweise zur Beheizung eines Hauses. Daher verfügt die Geothermieanlage 1 über eine Wärmepumpe 5, welche neben dem fluidführenden System 2 mit einem Sekundärkreis 6 verbunden ist, welcher in der gezeigten Ausführungsform der Beheizung eines Wohnhauses dient.In the illustrated embodiment, the geothermal system is a plant for the direct use of geothermal energy, for example for heating a house. Therefore, the geothermal plant has 1 via a heat pump 5 , which next to the fluid-carrying system 2 with a secondary circuit 6 is connected, which serves in the illustrated embodiment, the heating of a residential building.

Erfindungsgemäß ist in dem fluidführenden System 2 der Geothermieanlage 1 eine Pulsiereinrichtung 3 vorgesehen, welche das durch das fluidführende System 2 strömende Fluid mit periodischen Stößen beaufschlagt.According to the invention is in the fluid-carrying system 2 the geothermal plant 1 a Pulsiereinrichtung 3 provided, which by the fluid-carrying system 2 flowing fluid subjected to periodic shocks.

Dabei ist in der dargestellten Ausführungsform die Pulsiereinrichtung 3 in Strömungsrichtung des Fluids zwischen der Wärmepumpe 5 und dem Wärmetauscherrohr 4 angeordnet. Dabei ist jedoch nicht auszuschließen, dass auch alternative Ausführungsformen realisiert werden können, in denen die Pulsiereinrichtung 3 in Strömungsrichtung des Fluids zwischen dem Wärmetauscherrohr 4 und der Wärmepumpe 5 angeordnet ist. Aufgrund der Inkompressibilität der meisten Fluide würde auch einer solchen Anordnung das durch das Wärmetauscherrohr 4 fließende Fluid mit Stößen beaufschlagt.In this case, in the illustrated embodiment, the pulsation device 3 in the flow direction of the fluid between the heat pump 5 and the heat exchanger tube 4 arranged. However, it can not be ruled out that alternative embodiments can be implemented in which the pulsation device 3 in the flow direction of the fluid between the heat exchanger tube 4 and the heat pump 5 is arranged. Due to the incompressibility of most fluids, such an arrangement would also pass through the heat exchanger tube 4 flowing fluid subjected to shocks.

2 zeigt eine erste Ausführungsform der Pulsiereinrichtung 3 aus 1 in einer Mehrzahl von Varianten, die in den 2A bis 2G jeweils im Detail dargestellt sind. Die in 2 gezeigte Pulsiereinrichtung dient dazu, den Fluidstrom durch das geschlossene fluidführende System periodisch zu unterbrechen und wieder freizugeben. 2 shows a first embodiment of the Pulsiereinrichtung 3 out 1 in a multiplicity of variants, which in the 2A to 2G each are shown in detail. In the 2 Pulsing device shown serves to periodically interrupt the fluid flow through the closed fluid-carrying system and release again.

Die Funktionsweise der Pulsiereinrichtung 3' ist am besten anhand von 2B zu verstehen. Die Pulsiereinrichtung besteht in dieser Ausführungsform aus einer um eine Achse 11 drehbar gelagerten Scheibe 10 mit einer Durchflussöffnung 12. Die Scheibe ist derart zwischen einem ersten Rohrabschnitt 13 und einem zweiten Rohrabschnitt 14 angeordnet, dass sie sich zwischen den beiden Rohrabschnitten 13, 14 erstreckt. Dazu sind die beiden Rohrabschnitte 13, 14 in Strömungsrichtung voneinander beabstandet und bilden zwischen sich einen Spalt aus, in den die Scheibe 10 eingreift. Die Drehachse 11 befindet sich außerhalb des von den Rohrabschnitten 13, 14 gebildeten Rohrs und ist zu diesem parallel.The functioning of the Pulsiereinrichtung 3 ' is best based on 2 B to understand. The pulsation device in this embodiment consists of one around an axis 11 rotatably mounted disc 10 with a flow opening 12 , The disk is thus between a first pipe section 13 and a second pipe section 14 arranged that they are between the two pipe sections 13 . 14 extends. These are the two pipe sections 13 . 14 spaced apart in the flow direction and form between them a gap, in which the disc 10 intervenes. The rotation axis 11 is outside of the pipe sections 13 . 14 formed tube and is parallel to this.

Die Scheibe 10 weist, wie der Darstellung aus 2A zu entnehmen ist, drei Durchflussöffnungen 12 auf, so dass bei einer vollen Umdrehung der Scheibe 10 der Fluidstrom durch das Rohr 13, 14 dreimal geöffnet und wieder unterbrochen wird. Auf diese Weise können bei konstanter Pumpleistung im zuströmenden Rohrabschnitt 13 dem Fluidstrom Stöße 15 aufgeprägt werden.The disc 10 indicates how the presentation looks like 2A can be seen, three flow openings 12 on, so that at one full turn of the disc 10 the fluid flow through the tube 13 . 14 opened three times and is interrupted again. In this way, with constant pumping power in the inflowing pipe section 13 the fluid flow shocks 15 be imprinted.

Die 2C bis 2E zeigen alternative Ausgestaltungen der Scheibe. The 2C to 2E show alternative embodiments of the disc.

Die Scheibe 10' aus 2C weist vier Durchflussöffnungen 12' auf, die alle elliptisch ausgestaltet sind. Dem gegenüber verfügt die Scheibe 10'' aus 2D über acht elliptische Durchflussöffnungen 12''. Bei der Scheibe 10''' aus 2E sind vier elliptische Durchflussöffnungen 12''' vorgesehen, deren große Hauptachsen im Wesentlichen senkrecht auf dem Radius der Scheibe 10''' stehen.The disc 10 ' out 2C has four flow openings 12 ' on, all of which are elliptical. Opposite the disc has 10 '' out 2D over eight elliptical flow openings 12 '' , At the disc 10 ''' out 2E are four elliptical flow openings 12 ''' provided, whose major principal axes are substantially perpendicular to the radius of the disc 10 ''' stand.

2F zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pulsiereinrichtung, bei welcher in dem in Strömungsrichtung des Fluids hinter der Scheibe 10''' liegenden zweiten Rohrabschnitt 14 ein Leitblech 16 angeordnet ist, welches für eine zusätzliche Verwirbelung des Fluidstroms und damit für Turbulenzen im Strom sorgt. 2F shows a further embodiment of the pulsation device according to the invention, in which in the direction of flow of the fluid behind the disc 10 ''' lying second pipe section 14 a baffle 16 is arranged, which provides for an additional turbulence of the fluid flow and thus turbulence in the stream.

2G zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Durchflussöffnung 12''''' der Scheibe 10''''' Wände 17 aufweist, die gegenüber der Drehachse der Scheibe und gegenüber der Symmetrieachse der Rohrabschnitte 13, 14 geneigt ist, so dass der Fluidstrom beim Durchströmen der Scheibe 10''''' eine seitliche Ablenkung erfährt. 2G shows an embodiment in which the flow opening 12 ''''' the disc 10 ''''' walls 17 has, with respect to the axis of rotation of the disc and with respect to the axis of symmetry of the pipe sections 13 . 14 is inclined so that the fluid flow when flowing through the disc 10 ''''' undergoes a lateral deflection.

Die 3A bis 3D zeigen eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulsiereinrichtung.The 3A to 3D show an alternative embodiment of the pulsation device according to the invention.

Dabei beschreiben die 3A bis 3C die grundsätzliche Funktionsweisen der Pulsiereinrichtung. Die Pulsiereinrichtung 3' weist eine Rohrleitung 20 mit einem ersten Abschnitt 21 und einem rechtwinklig davon abzweigenden zweiten Abschnitt 22 auf. Dabei wird der erste Abschnitt 21 im Betrieb der Anlage von dem Fluid als erster durchflossen. In dem ersten Rohrleitungsabschnitt 21 ist bewegbar ein Schließkörper 23 angeordnet, welcher mit Hilfe einer Feder 24 entgegen der Flussrichtung (Pfeil) des Fluids vorgespannt ist. Dabei ist die Feder 24 so gewählt, dass sie in ihrem entspannten Zustand den Schließkörper bzw. Kolben 23 in Fließrichtung des Fluids vor den zweiten, abzweigenden Rohrleitungsabschnitt 22 verschiebt, so dass der Durchfluss des Fluids durch die Rohrleitung 20 blockiert ist.They describe the 3A to 3C the basic functions of the Pulsiereinrichtung. The pulsation device 3 ' has a pipeline 20 with a first section 21 and a second portion branching at right angles therefrom 22 on. This will be the first section 21 during operation of the system of the fluid flows through first. In the first pipe section 21 is a movable closing body 23 arranged, which by means of a spring 24 is biased against the flow direction (arrow) of the fluid. Here is the spring 24 chosen so that they in their relaxed state, the closing body or piston 23 in the flow direction of the fluid in front of the second, branching pipe section 22 shifts, allowing the flow of fluid through the pipeline 20 is blocked.

Das im Betrieb an der Querschnittsfläche 25 des Schließkörpers 23 anstehende Fluid übt auf den Schließkörper 23 eine der Feder entgegenwirkende Kraft aus, die bei geeigneter Wahl der Federkonstante der Feder 24 die Federkraft der Feder 24 zunächst übersteigt, so dass der Schließkörper 23 in Fließrichtung des Fluids bewegt wird. Wird der Schließkörper 23 an dem abzweigenden Rohrleitungsabschnitt 22 vorbei bewegt, so wird der Durchfluss durch die Rohrleitung 21 freigegeben und das Fluid kann fließen. In diesem Moment verringert sich der an der Querschnittsfläche 25 des Schließkörpers 23 anstehende statische Druck, so dass die Federkraft der Feder 24 die von dem Fluid auf die Querschnittsfläche 25 des Schließkörpers 23 ausgeübte Kraft übersteigt und der Schließkörper 23 in seine in 3A gezeigte Ausgangsposition zurückkehrt.The in operation at the cross-sectional area 25 of the closing body 23 Pending fluid exerts on the closing body 23 one of the spring counteracting force, with a suitable choice of the spring constant of the spring 24 the spring force of the spring 24 initially exceeds, leaving the closing body 23 is moved in the flow direction of the fluid. Will the closing body 23 at the branching pipe section 22 Moved past, so does the flow through the pipeline 21 Released and the fluid can flow. At this moment, it decreases at the cross-sectional area 25 of the closing body 23 pending static pressure, so that the spring force of the spring 24 that of the fluid to the cross-sectional area 25 of the closing body 23 exerted force exceeds and the closing body 23 in his in 3A shown starting position returns.

Auf diese Weise wird ein periodisches Öffnen und Schließen der Pulsiereinrichtung 3' erreicht, ohne dass die Pulsiereinrichtung 3' ein aktives Bauelement wie z. B. einen Motor aufweist.In this way, a periodic opening and closing of the pulsation device 3 ' achieved without the pulsation device 3 ' an active component such. B. has a motor.

3B zeigt dabei einen Zustand, in dem der Schließkörper 23 bereits ein Stück entgegen der Federkraft der Feder 24 bewegt ist, jedoch den zweiten Rohrleitungsabschnitt 22 noch verschließt. Erst in 3C ist der Fall gezeigt, in dem der Schließkörper 23 bereits über den abzweigenden Rohrleitungsabschnitt 22 hinausbewegt ist und diesen freigibt. 3B shows a state in which the closing body 23 already a piece against the spring force of the spring 24 is moved, but the second pipe section 22 still closes. Only in 3C the case is shown in which the closing body 23 already over the branching pipe section 22 is moved out and releases this.

3D zeigt eine alternative Ausführungsform der Pulsiereinrichtung 3', wobei sich diese von der Ausführungsform aus den 3A bis 3C durch eine Feder 24 unterscheidet, deren Federkraft mit Hilfe einer Einstelleinrichtung 26 einstellbar und so an den Fluiddruck anpassbar ist. 3D shows an alternative embodiment of the Pulsiereinrichtung 3 ' , Wherein these of the embodiment of the 3A to 3C by a spring 24 differs, the spring force by means of an adjustment 26 adjustable and adaptable to the fluid pressure.

4A bis 4C zeigen Ausführungsformen des Wärmetauscherrohrs 4. Bei den in 4 gezeigten Ausführungsformen handelt es sich um Koaxialrohre mit einem Innenrohr 30 und einem Außenrohr 31, welche konzentrisch zueinander angeordnet sind. Durch die konzentrische Anordnung von Innenrohr 30 und Außenrohr 31 ergeben sich zwei voneinander getrennte, von einem Fluid durchströmbare Volumina 32, 33. Zum Einen bildet das Innenrohr 30 selbst das erste durchströmbare Volumen 32, zum Anderen wird zwischen dem Innenrohr 30 und dem Außenrohr 31 ein zweites durchströmbares Volumen 33 gebildet. Der Eintritt des Fluids in dieses Wärmetauscherrohr ist mit 34 bezeichnet und der Austritt mit 35. 4A to 4C show embodiments of the heat exchanger tube 4 , At the in 4 embodiments shown are coaxial tubes with an inner tube 30 and an outer tube 31 , which are arranged concentrically with each other. Due to the concentric arrangement of inner tube 30 and outer tube 31 result in two separate volumes through which a fluid can flow 32 . 33 , On the one hand forms the inner tube 30 even the first volume that can be flowed through 32 , on the other hand, between the inner tube 30 and the outer tube 31 a second volume that can be flowed through 33 educated. The entry of the fluid in this heat exchanger tube is with 34 designated and the exit with 35 ,

Ein solches Wärmetauscherrohr 4 kann als Sonde in eine entsprechende Bohrung im Erdreich direkt eingeführt werden. Alternativ kann, wie in 4A auf der linken Seite gezeigt, die Bohrung im Erdreich zunächst mit einem Stabilitätsrohr 38 ausgekleidet werden, in welches nachfolgend das Koaxialrohr 4 als Wärmetauscherrohr eingeführt wird. Auf diese Weise ist ein leichter Austausch des Wärmetauscherrohrs 4 möglich.Such a heat exchanger tube 4 can be directly inserted as a probe into a corresponding hole in the ground. Alternatively, as in 4A shown on the left side, the hole in the ground first with a stability tube 38 be lined in which subsequently the coaxial tube 4 is introduced as a heat exchanger tube. In this way, an easy replacement of the heat exchanger tube 4 possible.

In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist das Wärmetauscherrohr 4 aus Stahl oder alternativ aus einem anderen Metall ausgebildet, um eine möglichst gute Wärmeleitung vom Erdreich in das Koaxialrohr und damit in das Fluid zu ermöglichen.In the in 4 The embodiment shown is the heat exchanger tube 4 made of steel or alternatively of another metal, in order to allow the best possible heat conduction from the soil into the coaxial tube and thus into the fluid.

An dem mit 36 bezeichneten Ende des Rohrs kehrt sich die Fließrichtung des Fluids um. In der dargestellten Ausführungsform heißt dies, dass das zunächst im Innenrohr geführte Fluid in den Bereich zwischen Innenrohr und Außenrohr umgeleitet wird und in dem Volumen zwischen Innenrohr und Außenrohr zurückströmt. Die Umlenkung an dem Ende 36 erfolgt mit einer Krone, die auf das Außenrohr aufgesetzt wird und die eine Fluidverbindung zwischen Innenrohr und Außenrohr bereitstellt. At the with 36 designated end of the tube, the flow direction of the fluid is reversed. In the illustrated embodiment, this means that the first guided in the inner tube fluid is diverted into the area between the inner tube and outer tube and flows back in the volume between inner tube and outer tube. The redirection at the end 36 takes place with a crown, which is placed on the outer tube and provides a fluid connection between inner tube and outer tube.

Um die Koaxialrohranordnung aus Innenrohr 30 und Außenrohr 31 stabil ausbilden zu können sind zwischen dem Innenrohr 30 und dem Außenrohr 31 Abstandshalter bzw. Abstandsschienen vorgesehen, welche die beiden Rohre 30, 31 miteinander verbinden. Solche Abstandshalter sind in den 4C-1 bis 4C-3, in unterschiedlichen Anordnungen dargestellt. In 4C-1 sind vier Abstandsschienen eingebaut, bei der Ausführungsform aus 4C-2 sind es sechs und bei der Ausführungsform aus 4C-3 nur drei Abstandsschienen 37. Diese sind hinsichtlich ihrer Dicke in Umfangsrichtung so ausgelegt, dass sie gleichzeitig als Wärmebrücke zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 30 dienen.To the coaxial tube assembly of inner tube 30 and outer tube 31 to be able to form stable between the inner tube 30 and the outer tube 31 Spacers or spacer rails provided which the two tubes 30 . 31 connect with each other. Such spacers are in the 4C-1 to 4C-3 , shown in different arrangements. In 4C-1 are four spacer rails installed, in the embodiment of 4C-2 there are six and in the embodiment off 4C-3 only three spacer rails 37 , These are designed in terms of their thickness in the circumferential direction so that they simultaneously as a thermal bridge between the outer tube 31 and the inner tube 30 serve.

Durch eine geeignete Wahl der freien von dem Fluid zu durchströmenden Querschnitte der Strömungsvolumina 32 und 33 des Innenrohrs 30 bzw. zwischen Innenrohr 30 und Außenrohr 31 können die Fließgeschwindigkeiten im Vor- und Rücklauf des Wärmetauscherrohrs 4 eingestellt werden.By a suitable choice of the free to be flowed through by the fluid cross-sections of the flow volumes 32 and 33 of the inner tube 30 or between inner tube 30 and outer tube 31 can the flow rates in the flow and return of the heat exchanger tube 4 be set.

Für die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher sich das durch das Wärmetauscherrohr 4 strömende Fluid stoßartig bzw. pulsartig ausbreitet, ist es zweckmäßig, wenn die Impulse mit hoher Geschwindigkeit von dem Einlass 34 zum Umkehrpunkt 36 laufen und mit verringerter Fließgeschwindigkeit zurück vom Umkehrpunkt 36 zum Fluidauslass 35 des Wärmetauscherrohrs 4. Die geringe Fließgeschwindigkeit im Rücklauf 33 ermöglicht einen effektiven Wärmeübergang von dem mit dem Erdreich in Verbindung stehenden Außenrohr 31 auf das Fluid.For the device according to the invention, in which the through the heat exchanger tube 4 flowing fluid propagates like a pulse, it is useful if the pulses at high speed from the inlet 34 to the reversal point 36 Run and with reduced flow rate back from the reversal point 36 to the fluid outlet 35 of the heat exchanger tube 4 , The low flow rate in the return 33 allows effective heat transfer from the ground connected to the outer tube 31 on the fluid.

5 zeigt die Anordnung einer erfindungsgemäßen Geothermieanlage 1 mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren 4 auf der Sohle eines im Wesentlichen seiger verlaufenden Schachts. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Schacht um einen Schacht mit einer Tiefe von 2000 m und einem Durchmesser von 2 m. Solche Schächte stehen beispielsweise als Wetterschächte in stillgelegten Bergwerken zur Verfügung oder können problemlos mit moderner Bohrtechnologie niedergebracht werden. In der Tiefe lässt sich die Erdwärme effektiv nutzen. 5 shows the arrangement of a geothermal plant according to the invention 1 with a plurality of heat exchanger tubes 4 on the bottom of a substantially seige running shaft. In the illustrated embodiment, the well is a well having a depth of 2000 meters and a diameter of 2 meters. Such shafts are available, for example, as weather shafts in disused mines or can be drilled easily with modern drilling technology. In depth, geothermal energy can be used effectively.

Für einen ökonomischen Betrieb des Schachts 40 wird dieser nicht nur an seiner Sohle 41 für die Geothermieanlage 1 verwendet, sondern es befindet sich in dem Schacht 40 auch noch ein elektromechanischer Energiespeicher 42 mit zwei Speichermassen 43, die jeweils an einem Stahlseil 44 aufgehängt sind. Das Stahlseil 44 läuft außerhalb des Schachts 40 über eine Umlenkrolle 45 auf eine Seiltrommel 46. Die Seiltrommel wiederum weist eine Welle 47 auf, welche mit einem elektrischen Generator und einem Elektromotor verbunden ist.For an economic operation of the shaft 40 This is not only on his sole 41 for the geothermal plant 1 but it is located in the shaft 40 also an electromechanical energy storage 42 with two storage masses 43 , each attached to a steel cable 44 are hung up. The steel rope 44 runs outside the shaft 40 via a pulley 45 on a rope drum 46 , The cable drum in turn has a shaft 47 on, which is connected to an electric generator and an electric motor.

Steht elektrische Energie im Überschuss zur Verfügung, so wird dieser zum Betrieb des Elektromotors genutzt und die Speichermasse 43 wird im Schacht 40 empor gezogen. Die in den Elektromotor eingespeiste elektrische Energie wird dann in Lageenergie der Speichermasse 43 umgesetzt und als solche gespeichert. Soll dem System gespeicherte Energie entnommen werden, so wird die Speichermasse 43 im Schacht 40 herabgelassen und ihre Lageenergie wird durch Antreiben des Generators über die Welle 47 der Seiltrommel 46 in elektrische Energie umgesetzt.If electrical energy is available in excess, it is used to operate the electric motor and the storage mass 43 is in the shaft 40 pulled up. The electrical energy fed into the electric motor then becomes the storage energy of the storage mass 43 implemented and stored as such. If the system stored energy to be removed, so the storage mass 43 in the shaft 40 lowered and their postponement power is achieved by driving the generator over the shaft 47 the rope drum 46 converted into electrical energy.

Bei der in 5 gestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Geothermieanlage 1 um ein geothermales Kraftwerk, welches elektrische Energie erzeugt. Dieses ist unmittelbar elektrisch schaltbar mit dem elektromechanischen Energiespeicher 42 verbunden, so dass im Fall, dass nicht die gesamte zur Verfügung stehende elektrische Leistung des Kraftwerks 1 von Verbrauchern abgenommen werden kann, diese mit Hilfe des elektromechanischen Energiespeichers 42 zwischengespeichert werden kann.At the in 5 Asked embodiment, it is in the geothermal plant 1 a geothermal power plant that generates electrical energy. This is directly electrically switchable with the electromechanical energy storage 42 connected, so in case that not all the available electric power of the power plant 1 can be removed by consumers, this with the help of electromechanical energy storage 42 can be cached.

Bei der Ausführungsform der Geothermieanlage 1 aus 5 sind die Wärmetauscherrohre 4 im Wesentlichen totsöhlig eingebracht, d. h. sie schließen mit dem seigeren Schacht 40 einen rechten Winkel ein.In the embodiment of the geothermal plant 1 out 5 are the heat exchanger tubes 4 essentially dead-centered, ie they close with the seiger shaft 40 a right angle.

Dazu alternative Verläufe und Anordnungen der Wärmetauscherrohre 4 sind in den 6 bis 10 dargestellt.For this alternative courses and arrangements of the heat exchanger tubes 4 are in the 6 to 10 shown.

6A zeigt eine Schnittansicht in Längsrichtung durch einen Schacht 40, wobei ein Teil der Wärmetauscherrohre 4 ausgehend von der Sohle 41 des Schachts 40 seiger niedergebracht ist und sich ein anderer Teil der Rohre 4 flach fallend von den Wänden 48 des Schachts 40 aus erstreckt. 6A shows a sectional view in the longitudinal direction through a shaft 40 , wherein a part of the heat exchanger tubes 4 starting from the sole 41 of the shaft 40 seiger is drilled and another part of the tubes 4 falling flat from the walls 48 of the shaft 40 extends out.

6B zeigt eine Schnittansicht in Querrichtung durch den Schacht 40 aus 6A. Deutlich ist zu erkennen, dass sich die flach fallend verlaufenden Wärmetauscherrohre 4 im Wesentlichen radial vom Schacht 40 ausgehend erstrecken. 6B shows a cross-sectional view through the shaft 40 out 6A , It can be clearly seen that the flat falling heat exchanger tubes 4 essentially radially from the shaft 40 extending outgoing.

Eine ähnliche Anordnung ist in der Abbildung aus 7 zu erkennen, bei der sich die Wärmetauscherrohre 4 im Wesentlichen sternförmig ausgehend von dem Schacht in die radiale Richtung von diesen erstrecken.A similar arrangement is shown in the picture 7 to recognize, in which the Heat exchanger tubes 4 extending substantially in a star shape from the shaft in the radial direction thereof.

8 zeigt eine Ausführungsform mit einer Vielzahl von flach fallend angeordneten, vom Bereich der Sohle 41 des Schachts 40 ausgehenden Wärmetauscherrohren 4. In dieser Ausführungsform ist in einer Kaverne 49 ein Speicherbehälter 50 für das in den Wärmetauscherrohren 4 erwärmte Fluid vorgesehen. Das erwärmte Fluid kann dort aufgrund der in der Kaverne 49 vorherrschenden Umgebungstemperatur, die im Wesentlichen der Temperatur des die Kaverne umgebenden Erdreichs entspricht, zwischengespeichert werden, bevor es zur weiteren Verwendung, insbesondere zur Wärmeversorgung eines Gebäudes durch den Schacht 40 übertage gefördert wird. 8th shows an embodiment with a plurality of flat falling, from the region of the sole 41 of the shaft 40 outgoing heat exchanger tubes 4 , In this embodiment is in a cavern 49 a storage tank 50 for that in the heat exchanger tubes 4 heated fluid provided. The heated fluid can there due to in the cavern 49 prevailing ambient temperature, which corresponds substantially to the temperature of the surrounding soil surrounding the cavern, are cached before it for further use, in particular for heat supply of a building through the shaft 40 is promoted.

9A zeigt eine Anordnung mit zwei Schächten 40a und 40b, wobei die beiden Schächte 40a, 40b mit totsöhlig verlaufenden Wärmetauscherrohren miteinander verbunden sind. Diese Verbindung ermöglicht es, die in den Schachtanlagen 40a, 40b enthaltenen Geothermieanlagen miteinander gekoppelt zu betreiben. 9A shows an arrangement with two shafts 40a and 40b , where the two shafts 40a . 40b are connected to each other with dead heat exchanger tubes. This connection makes it possible in the pits 40a . 40b Geothermal plants contained coupled to operate.

Dies dient dem Zweck, die Gesamtlänge der eingesetzten Wärmetauscherrohre deutlich zu erhöhen und es bedarf insbesondere bei den die Schächte 40a, 40b verbindenden Wärmetauscherrohren nicht des Einsatzes von Koaxialrohren.This serves the purpose of significantly increasing the total length of the heat exchanger tubes used and it requires particular in the shafts 40a . 40b connecting heat exchanger tubes not the use of coaxial tubes.

Der Einlauf des Fluids erfolgt in der dargestellten Ausführungsform durch den Schacht 40a, der Auslauf durch den Schacht 40b. Zusätzlich sind, wie aus der Schnittansicht in Querrichtung durch die Schächte 40a, 40b ersichtlich, ausgehend von den Schächten 40a, 40b weitere sich radial von diesen erstreckende und nicht miteinander verbundene Wärmetauscherrohre vorgesehen. Diese sind wie zuvor als Koaxialrohre ausgeführt. Es besteht dabei die Möglichkeit, das durch die Erdwärme erwärmte Fluid in nur einem einzigen der beiden Schächte 40b nach oben zu pumpen, so dass etwa 50% der seiger verlaufenden Rohrverbindungen mit der Erdoberfläche in den Schächten 40a, 40b eingespart werden können.The inlet of the fluid takes place in the illustrated embodiment through the shaft 40a , the spout through the shaft 40b , In addition, as seen from the cross-sectional view through the shafts 40a . 40b apparent, starting from the shafts 40a . 40b further provided radially extending from these and not interconnected heat exchanger tubes. These are as previously performed as coaxial tubes. There is the possibility of the heated by the geothermal fluid in only one of the two shafts 40b To pump up, so that about 50% of the seiger running pipe joints with the earth's surface in the shafts 40a . 40b can be saved.

10A und 10B zeigen eine Anordnung mit drei Schächten 40a, 40b, 40c, welche wieder mit einfachen Wärmetauscherrohren 4, welche nicht als Koaxialrohre ausgestaltet sind, miteinander verbunden sind. Die Anzahl von Schächten lässt sich noch deutlich über die hier dargestellte Anzahl von drei hinaus steigern. 10A and 10B show an arrangement with three shafts 40a . 40b . 40c , which again with simple heat exchanger tubes 4 which are not configured as coaxial tubes are connected to each other. The number of manholes can be significantly increased beyond the number of three shown here.

Durch die Beaufschlagung des in den Wärmetauscherrohren 4 aufgenommene Fluids mit Stößen kommt es aufgrund der Turbulenzen zu Kavitätenbildungen, die wiederum die Turbulenzen in dem Fluid weiter erhöhen, was die Effizienz des Wärmeübergangs vom Erdreich über das Wärmetauscherrohr in das Fluid weiter verbessert.By applying the in the heat exchanger tubes 4 Injected fluids with impacts cause cavitations due to the turbulences, which in turn further increase the turbulence in the fluid, which further improves the efficiency of the heat transfer from the soil via the heat exchanger tube into the fluid.

Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.For purposes of the original disclosure, it is to be understood that all such features as will become apparent to those skilled in the art from the present description, drawings, and claims, even if concretely described only in connection with certain other features, both individually and separately any combination with other of the features or feature groups disclosed herein are combinable, unless this has been expressly excluded or technical conditions make such combinations impossible or pointless. On the comprehensive, explicit representation of all conceivable combinations of features is omitted here only for the sake of brevity and readability of the description.

Während die Erfindung im Detail, in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.While the invention has been shown and described in detail, in the drawings and the foregoing description, this illustration and description is given by way of example only and is not intended to limit the scope of the protection as defined by the claims. The invention is not limited to the disclosed embodiments.

Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen” nicht andere Elemente oder Schritte aus und der unbestimmte Artikel „einer” oder „ein” schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.Variations of the disclosed embodiments will be apparent to those skilled in the art from the drawings, the description and the appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite article "a" or "an" does not exclude a plurality. The mere fact that certain features are claimed in different claims does not exclude their combination. Reference signs in the claims are not intended to limit the scope of protection.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Geothermieanlagegeothermal plant
22: fluidführendes Systemfluid-carrying system
33: Pulsiereinrichtungpulser
44: Wärmetauscherrohrheat exchanger tube
55: Wärmepumpeheat pump
66: Sekundärkreissecondary circuit
10, 10', 10'', 10'''10, 10 ', 10' ', 10' '': Scheibedisc
1111: Achseaxis
12, 12', 12'', 12'''12, 12 ', 12' ', 12' '': DurchflussöffnungFlow opening
1313: erster Rohrabschnittfirst pipe section
1414: zweiter Rohrabschnittsecond pipe section
1515: Stößeshocks
1616: Leitblechbaffle
1717: Wändewalls
2020: Rohrleitungpipeline
21 21: erster Rohrleitungsabschnittfirst pipe section
2222: zweiter Rohrleitungsabschnittsecond pipe section
2323: Schließkörperclosing body
2424: Federfeather
2525: QuerschnittsflächeCross sectional area
2626: Einstelleinrichtungadjustment
3030: Innenrohrinner tube
3131: Außenrohrouter tube
3232: erstes durchströmbares Volumenfirst volume that can be flowed through
3333: zweites durchströmbares Volumensecond volume that can be flowed through
3434: Einlass des FluidsInlet of the fluid
3535: Auslass des FluidsOutlet of the fluid
3636: Umkehrpunktturning point
3737: Abstandsschienenapart rails
3838: Stabilitätsrohrstability pipe
4040: Schachtshaft
4141: Sohlesole
4242: elektromechanischer Energiespeicherelectromechanical energy storage
4343: Speichermassestorage mass
4444: Stahlseilsteel cable
4545: Umlenkrolleidler pulley
4646: Seiltrommelcable drum
4747: Wellewave
4848: Wändewalls
4949: Kavernecavern
5050: Speicherbehälterstorage container

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2010/049492 A2 [0046]

Claims

Geothermal plant ( 1 ) for generating energy from geothermal energy with a closed fluid-carrying system ( 2 ), wherein the fluid-carrying system ( 2 ) a heat exchanger tube which can be introduced into the soil ( 4 ) for receiving a fluid, characterized in that the fluid-carrying system ( 2 ) further comprises a pulsation device ( 3 ) connected to the heat exchanger tube ( 4 ) and which is set up such that, in the operation of the plant, 4 ) absorbed fluid with shocks ( 15 ).

Geothermal plant ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pulsation device ( 3 ) is set up in such a way that, during operation of the system, it is arranged in the heat exchanger tube ( 4 ) received fluid with periodic shocks ( 15 ).

Geothermal plant ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the pulsation device ( 3 ) is set up such that it interrupts and releases, preferably periodically, a cross section of a pipeline through which the fluid flows during operation of the system.

Geothermal plant ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pulsation device ( 3 ) a first pipe section ( 13 ) and a second pipe section ( 14 ) of a pipeline, which are spaced apart in the flow direction, and one about an axis of rotation ( 11 ) rotatable disc ( 10 ) with one of the axis of rotation ( 11 ) spaced flow opening ( 12 ), wherein the disc ( 10 ) at least in sections between the first pipe section ( 13 ) and the second pipe section ( 14 ) so that upon rotation of the disc ( 10 ) the pipeline is alternately interrupted and released.

Geothermal plant ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the flow opening ( 12 ) in the disc ( 10 ) with respect to the axis of rotation ( 11 ) inclined walls ( 17 ) having.

Geothermal plant ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pulsation device ( 3 ), a pipeline ( 20 ) and one in the pipeline ( 20 ) arranged closing body ( 23 ), wherein the closing body ( 23 ) from a pipeline ( 20 ) closing position in a pipeline ( 20 ) releasable position is movable, wherein the closing body ( 23 ) with a spring ( 24 ) is biased in a direction opposite to the flow direction of the fluid during operation of the system, so that in its rest position the pipeline ( 20 ), and wherein the closing body ( 23 ) has an area at which, in the operation of the plant, that through the pipeline ( 20 ) flowing fluid is present.

Geothermal plant ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the pipeline ( 20 ) a first section ( 21 ), in which the closing body ( 23 ) is movably arranged, and a second section (8) branching off from the first section ( 22 ), wherein the closing body ( 23 ) in its the pipeline ( 20 ) closing position the second section ( 22 ) and in its the pipeline ( 20 ) releasing position the second section ( 22 ) releases.

Geothermal plant ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the heat exchanger tube ( 4 ) a coaxial tube with an inner tube ( 30 ) and an outer tube ( 31 ).

Geothermal plant ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the pulsation device ( 3 ) with the inner tube ( 30 ) of the heat exchanger tube ( 4 ), wherein the pulsation device ( 3 ) in the flow direction in front of the inner tube ( 30 ) of the heat exchanger tube ( 4 ) is arranged.

Geothermal plant ( 1 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the inner tube ( 30 ) a first fluid-conveying volume having a first cross-sectional area ( 25 ) and wherein between the inner tube ( 30 ) and the outer tube ( 31 ) a second fluid-conveying volume is formed with a second cross-sectional area ( 25 ) wherein the second cross-sectional area is greater than the first cross-sectional area.

Geothermal plant ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that it has a shaft (incorporated into the ground) ( 40 ), wherein the heat exchanger tube ( 4 ) starting from the shaft ( 40 ) extends into the ground.

Geothermal plant ( 1 ) according to claim 11, characterized in that it comprises an electromechanical energy store ( 42 ), wherein the electromechanical energy store ( 42 ) a storage mass ( 43 ), an electric generator and an electric motor, wherein the storage mass ( 43 ) via a fastening device ( 44 ) with a wave ( 47 ) of the electric generator and a shaft ( 47 ) of the electric motor is connected, wherein the storage mass ( 43 ) is drivable with the aid of the electric motor so that it is in the shaft ( 40 ) overcomes a height difference and increases their potential energy, and the storage mass ( 43 ), when in the shaft ( 40 ) overcomes a height difference so that its potential energy decreases, driving the electric generator.

Geothermal plant ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that it comprises a heat pump ( 5 ) connected to the heat exchanger tube ( 4 ) connected is.

Geothermal plant ( 1 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises a hydrothermal electric power plant with a turbine, wherein the turbine with the heat exchanger tube ( 4 ) connected is.

Method for generating energy from geothermal energy with a closed fluid-carrying system ( 2 ), wherein a introduced into the soil heat exchanger tube ( 4 ) of the fluid-carrying system ( 2 ) is flowed through by a fluid, characterized in that by the heat exchanger tube ( 4 ) flowing fluid with shocks ( 15 ) is applied.