DE10327602B4

DE10327602B4 - Erdwärmesonde

Info

Publication number: DE10327602B4
Application number: DE10327602A
Authority: DE
Inventors: Horst Prof. Dr.-Ing. Kruse
Original assignee: FKW HANNOVER FORSCHUNGSZENTRUM fur KAELTETECHNIKUND WAERMEPUMPEN GmbH; FKW HANNOVER FORSCHUNGSZENTRUM; Fkw Hannover Forschungszentrum fur Kaltetechnik und Warmepumpen GmbH
Current assignee: Kruse Horst Prof Dr De
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: DE10327602A1

Abstract

Erdwärmesonde mit einem ins Erdreich eingebrachten Wärmerohr (2), das einen zweiphasigen Wärmeträger aufnimmt, der mittels der Erdwärme verdampfbar und in einer Kühlzone kondensierbar ist, wobei das Kondensat (14) als Flüssigkeitsfilm an den Wandungen des Wärmerohres hin zu einer Heizzone strömt und der Dampf (12) im Gegenstrom von der Heizzone zu einer Kühlzone aufsteigt, gekennzeichnet durch im wesentlichen flexibles, wickelbares Rohrmaterial, aus dem zumindest die Heizzone des Wärmerohres (2) ausgebildet ist und in dem das Kondensat zu der Heizzone strömt und in dem der Dampf von der Heizzone aufsteigt,.

Description

Die Erfindung betrifft eine Erdwärmesonde gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Nutzung von fossilen Energien gewinnt in der Bundesrepublik Deutschland immer mehr an Bedeutung, da der Treibhauseffekt der Atmosphäre im wesentlichen auf das Verbrennen fossiler Primärenergieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) zurückzuführen ist. Durch den verstärkten Einsatz regenerativer und geothermischer Energien kann eine Verminderung der Kohlendioxidemission in die Atmosphäre erreicht werden.
Die Bundesrepublik Deutschland verwendet für Gebäudeheizungen etwa ein Drittel ihrer gesamten Endenergie in einem Temperaturbereich unter 100°C. In diesem Temperaturbereich ist die Arbeitsfähigkeit der Wärme, der so genannte Exergiegehalt gering. Das führt dazu, dass herkömmliche Verbrennungsheizungen auf Erdgas- bzw. Erdölbasis eine erhebliche Entwertung der als Exergie gespeicherten chemischen Brennstoffenergie durch Verbrennung und anschließenden Wärmeübergang auf die genannten tieferen Temperaturen vornehmen, was zu exergetischen Primärenergie-Nutzungsgraden von nur ca. 6% führt.
Kesselsysteme, beispielsweise im Betrieb mit Heizöl oder Erdgas sind praktisch am Ende ihrer technischen Entwicklung angekommen. Derartige Systeme erreichen einen Nutzungsgrad, der geringfügig unter dem physikalischen Maximum liegt.
Wärmepumpen als thermodynamische Heizung können exergetische Primärenergienutzungsgrade von etwa dem vierfachen erreichen, da sie Wärme aus der Umgebung aufnehmen und diese auf die für die Beheizung erforderliche Temperatur pumpen. Als Energieträger kommen dabei beispielsweise die Energie der Umgebungsluft, der Oberflächengewässer oder Oberflächen naher Bodenschichten in Frage. Geothermische Energie zur Beheizung von Gebäuden kann durch Nutzung warmer hydrothermaler Tiefengewässer direkt verwendet werden, bei der Anwendung von Erdsonden bis ca. 100 m Tiefe jedoch nur indirekt mit Wärmepumpenanlagen, die Erdwärme im Temperaturbereich von 8°C bis 12°C auf ein für die Gebäudebeheizung nutzbares Temperaturniveau (35°C oder höher) anheben.
Etwa zwei Drittel aller in Deutschland im Jahr 2001 installierten Wärmepumpen nutzen Erdwärme als Wärmequelle, wobei bei 46% der Anlagen vertikale Erdsonden zur Nutzung der Erdwärme verwendet wurden.
Als Wärmeträger für diese Erdwärmetauscher werden gegenwärtig häufig einphasige Arbeitsstoffe, wie Wasser-Glykol oder Wasser-Salzmischungen verwendet, die durch die Sonden zum Verdampfer der Wärmepumpe gepumpt werden (Solesonden). Nachteilig bei derartigen Sonden ist, dass diese Solen in die Wassergefährdungsklasse 1 eingestuft sind, was eine wasserrechtliche Genehmigung erforderlich macht. Des weiteren ist bei diesen Anlagen eine Pumpe zum Umwälzen der einphasigen Flüssigkeit erforderlich, wodurch der Energiebedarf und der vorrichtungstechnische Aufwand der Anlage erheblich erhöht ist. Eine derartige Solesonde ist beispielsweise aus www.hakagerodur.ch bekannt.

Aus der DE 42 115 76 A1 sind auch zweiphasige Systeme bekannt, bei denen ein Wärmeträger verwendet wird der in einer Heizzone verdampft und in einer Kühlzone kondensiert wird. Derartige zweiphasige Systeme weisen eine höhere energetische Effizienz auf, da keine Umwälzpumpe benötigt wird. Bei der Wärmeübertragung vom Wärmeträger der Erdwärmesonde auf das Kältemittel einer Wärmepumpe haben die einphasigen Wärmeträger des weiteren den Nachteil, dass in Folge der nicht kongruenten Temperaturverläufe des Wärmeträgers und des Kältemittels im Kältemittelverdampfer der Wärmepumpen Wärmetauscherverluste entstehen, da das Kältemittel bei im wesentlichen konstanter Temperatur verdampft und der Wärmeträger von der Eintrittstemperatur auf die Austrittstemperatur abgekühlt wird. Dieser Nachteil besteht bei zweiphasigen Wärmeträgern nicht.

In der DE 298 24 676 U1 der Anmelderin wird eine Erdwärmesonde beschrieben, bei der als Wärmeträger CO₂ verwendet wird. Der wesentliche Vorteil dieses Wärmeträgers liegt in der guten Umweltverträglichkeit, so dass bei einer Leckage des Erdwärmerohres keine Umweltgefährdung zu befürchten ist. Des weiteren weist CO₂ gegenüber den herkömmlichen Kältemitteln ein vernachlässigbares Treibhauspotential auf.

Ein Nachteil aller bestehenden Lösungen mit vertikal ins Erdreich eingebrachten Wärmerohren besteht darin, dass ein erheblicher Aufwand erforderlich ist, um die zur Aufnahme der Wärmerohre vorgesehenen Bohrungen, die eine Tiefe bis zu 200 m haben können, ins Erdreich einzubringen und dann die Wärmerohre in diese Aufnahmebohrungen einzusetzen. Da die Wärmerohre bei zweiphasigen Systemen erheblichen Drücken (bis 60 bar) ausgesetzt sind, müssen druckfeste Rohre eingesetzt werden. Die Verwendung von herkömmlichen starren Stahlrohren ist vergleichsweise kompliziert und teuer, da das Wärmerohr an der Baustelle aus mehreren Einzelrohren zusammengeschweißt und einer Qualitätskontrolle unterzogen werden muss.

Die Offenlegungsschrift DE 31 15 743 A1 beschreibt ein unten abgeschlossenes Wellrohr als Pumpsonde. In dieses Wellrohr ragen ein oder mehrere nach unten frei mündende Glattrohre hinein. Das konzentrische Rohr wird nur in eine Richtung des Rohr- bzw. des Rohrsegment-Innenraums durchströmt, genauer gesagt vom Innenrohr nach unten und dann im Außensegment nach oben. Das strömende Medium ist ein einphasiger, in einem Kreislauf umgepumpter Wärmeträger.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Erdwärmesonde mit einem zweiphasigen Wärmeträger zu schaffen, bei der der Aufwand zur Installation im Erdreich gegenüber herkömmlichen Lösungen verringert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Erdwärmesonde mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Es wird ein Wärmerohr einer Erdwärmesonde zumindest abschnittsweise aus einem flexiblen, wickelbaren Rohrmaterial hergestellt, das in der erforderlichen Gesamtlänge (beispielsweise 70 m) aufgewickelt zur Baustelle gebracht und dort direkt vom Wickel in die Bohrung eingebracht wird. Durch diese Maßnahme lässt sich die Handhabung des Wärmerohres gegenüber den bekannten Lösungen ganz erheblich verringern. Die die erforderliche Druckfestigkeit aufweisenden Rohrmaterialien sind am freien Markt erhältlich, so dass keine Sonderanfertigungen erforderlich sind, wodurch der Preis der Erdwärmesonde gegenüber herkömmlichen Lösungen weiter verringert werden kann. Es wird besonders bevorzugt, wenn das flexible, wickelbare Rohrmaterial Stahl ist, der entweder korrosionsfest ausgebildet wird oder mit einer korrosionsfesten Ummantelung versehen ist.

Zur Erhöhung der Berstsicherheit kann das Rohrmaterial mit einem die Festigkeit erhöhenden Schutzmantel versehen sein.

Als Material für das Wärmerohr kommen aus der chemischen Technik bekannte Metallschläuche oder Wellrohre in Frage, wie sie beispielsweise als Kompensatoren zum Ausgleich von Längenänderungen von Rohrleitungen eingesetzt werden. Die Wellen können in Umfangsrichtung (parallel gewellt) oder wendelförmig (spiralgewellt) angeordnet sein.

Das Wärmerohr selbst kann erfindungsgemäß als einfaches Rohr mit einem die Rohröffnung fußseitig abschließenden Fußteil, als U-Rohr oder als Koaxialrohr ausgebildet sein. Bei letzterem sind zwei Rohre koaxial ineinander gesteckt, wobei das Innenrohr einen Strömungsraum für den aufsteigenden Dampf und der Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr eine Oberfläche für den abströmenden Kondensatfilm bildet.

Das U-förmige Wärmerohr kann einstückig aus einem Rohrmaterial oder durch zwei getrennt voneinander ausgebildete Parallelrohre gebildet werden, die mittels eines geeigneten Fußteils miteinander verbunden sind.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Darstellung mehrerer Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Erdwärmesonde und
2 eine vergrößerte Darstellung einer Erdwärmesonde aus 1.
In 1 sind vier Ausführungsbeispiele eines Wärmerohres 2 einer Erdwärmesonde 1 dargestellt, das in Vertikalrichtung in eine ins Erdreich eingebrachte Bohrung 4 eingesetzt wird. Die Länge des Wärmerohres 2 kann beispielsweise etwa 70–90 m betragen und als Wärmeträger wird vorzugsweise CO₂ eingesetzt. Bei diesem Wärmeträger können Betriebsdrücke von bis zu 50 bar erreicht werden, so dass die Druckfestigkeit des Wärmerohres 2 ein wesentliches Auslegungskriterium ist. Eine weitere wesentliche Anforderung besteht darin, das Wärmerohr 2 mit einer hinreichenden Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Erdreich auszubilden. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Wärmerohr 2 aus Stahl hergestellt.
Das in 1a) dargestellte Wärmerohr 2 ist als Einzelrohr ausgebildet, das durch ein so genanntes Wellrohr gebildet ist. Derartige Wellrohre werden – wie eingangs erwähnt – im Anlagenbau beispielsweise als Kompensatoren verwendet. Bei diesen Wellrohren ist die Außenumfangswandung wellenförmig (parallel gewendelt oder spiralgewendelt) ausgeführt, so dass das Rohr in Axialrichtung eine gewisse Flexibilität aufweist, die ein Aufwickeln des Rohres ermöglicht. Durch diese flexible Ausgestaltung des Wärmerohres 2 kann dieses auf einer Trommel aufgerollt zur Baustelle gebracht und dort direkt von der Trommel in die Bohrung 4 eingebracht werden. Gegenüber den herkömmlicher Weise verwendeten starren Stahlrohren hat diese Vorgehensweise den Vorteil, dass das kostenintensive Schweißen und die Röntgenprüfung an der Baustelle entfallen, so dass die Erdwärmesonde wesentlich schneller und mit geringerem Aufwand in das Erdreich eingebracht werden kann.
2 zeigt eine vergrößerte Prinzipdarstellung einer Erdwärmesonde 1 gemäß 1a). Das aufgewickelt angelieferte Wärmerohr 2 mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Wellen 6 (parallel gewendelt oder spiralgewendelt) wird in die Bohrung 4 direkt vom Wickel eingelassen, wobei das fußseitige Ende mit einem Fußteil 8 verschlossen ist. Das Wärmerohr 2 wird vorzugsweise mit einer Vergussmasse 10 oder dergleichen in der Bohrung 4 lagefixiert. Bei einer Bohrungstiefe im Bereich von 70–100 m herrscht fußseitig eine Temperatur von 10°C bis 13°C. Diese Temperatur reicht aus, um das im Wärmerohr 2 mit einem Druck von bis zu 50 bar aufgenommene CO₂ zu verdampfen, so dass der Dampf 12 in Pfeilrichtung etwa im Mittelbereich des Wärmerohres 2 nach oben strömt. Diese Heizzone mit einer konstanten Erdtemperatur erstreckt sich über einen vergleichsweise großen Axialbereich des Wärmerohres 2.
An diese Heizzone schließt sich eine sogenannte neutrale Zone an, die üblicherweise in den oberen Schichten des Erdreiches liegt. In dieser neutralen Zone ist der Wärmeaustausch zwischen dem Erdreich und dem Wärmeträger gering. Diese neutrale Zone und eine im folgenden noch näher beschriebene Kühlzone müssen nicht zwangsweise an dem in 2 dargestellten Wärmerohr 2 ausgebildet sein, sondern können auch getrennt von diesem ausgeführt werden. Die neutrale Zone geht zur Erdoberfläche hin in die Kühlzone über, in der die Kondensation des CO₂ durch Wärmeabgabe an ein anderes Medium erfolgt. Dieses andere Medium kann bei indirekter Kühlung eine frostsichere Lösung (Glykol und Wasser, Salzlösung und Wasser) oder bei direkter Kühlung ein Kältemittel einer Wärmepumpe sein, deren Verdampfer 16 thermodynamisch an die Kühlzone gekoppelt ist. In diesem Verdampfer 16 wird das Kältemittel durch die frei werdende Kondensationsenthalpie des CO₂ verdampft, wobei beide Wärmeträger (Kältemittel des Wärmepumpenkreislaufes, CO₂ der Erdwärmesonde) im wesentlichen bei konstant bleibender Temperatur kondensieren bzw. verdampfen. Das Kondensat 14 strömt als Film an der gewellten Innenumfangswandung des Wärmerohres 2 nach unten und gelangt von der Kühlzone zur neutralen Zone und dann in die Heizzone, in der das Kondensat 14 dann wieder auf die Verdampfungstemperatur aufgeheizt und verdampft wird. Anstelle des vorbeschriebenen Wärmeaustausches über einen Zwischenwärmetauscher 16 mit einem Kältemittel einer Wärmepumpe ist es prinzipiell auch möglich, die Erdwärmesonde ohne Zwischenwärmeaustauscher direkt an den Kältemittelkreislauf anzuschließen. Dabei müssen jedoch geeignete Maßnahmen getroffen werden, die eine Verschmutzung des Wärmeträgers ausschließen. So wäre beispielsweise ein ölfreier Betrieb des Kältemittelkreislaufes zu bevorzugen.
Die neutrale Zone und die Kühlzone können – wie in 2 dargestellt – direkt am Wärmerohr 2 ausgeführt sein. Für den Fall, dass die Wärmepumpe an einem anderen Ort als die Erdwärmesonde 1 angeordnet ist, wird die Kühlzone nicht in das Wärmerohr 2 integriert sondern getrennt davon ausgeführt, wobei die neutrale Zone überirdisch als Verbindung zwischen Heiz- und Kühlzone ausgeführt sein kann. In diesem Fall können die neutrale Zone und die Kühlzone aus einem anderen geeigneten druckfesten Material hergestellt sein.
Die Länge, der Durchmesser und die Wandstärke des Wärmerohres 2 hängen sehr stark von der Art des verwendeten Wärmeträgers ab. Neben dem bevorzugten Wärmeträger CO₂ können auch alle anderen geeigneten Arbeitsstoffe wie beispielsweise Ammoniak oder Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.
Zur Erhöhung der Druckfestigkeit und als Schutz gegen mechanische Beschädigung des Wärmerohres 2 kann dieses mit einem Verstärkungs- oder Schutzmantel versehen werden.
Ein wesentliches Auslegungskriterium bei derartigen Erdwärmesonden ist die so genannte Flutgrenze. Diese Flutgrenze ist erreicht, wenn der aufströmende Dampf 12 aufgrund der Schubspannungen in der Phasengrenze zwischen dem Flüssigkeitsfilm 14 und dem Dampf 12 das Abströmen der Flüssigkeit aus der Kühlzone verhindert, so dass Flüssigkeit in der Kühlzone angestaut wird. Zur Vermeidung dieses Flutens sind die Entzugsleistung, die Länge und der Durchmesser des Wärmerohres in Abhängigkeit vom verwendeten Wärmeträger so aufeinander abzustimmen, dass die maximal mögliche Gasgeschwindigkeit (Flutpunkt) nicht erreicht wird. Vorversuche zeigten, dass die Wellstruktur des Wärmerohres 2 diese Flutgrenze nicht oder nur geringfügig gegenüber einem glatten Rohr absenkt. Überraschender Weise zeigte es sich, dass die wellenförmige Struktur der Umfangswandung des Wärmerohres 2 den Aufbau des Kondensatfilmes nur in vernachlässigbarem Umfang stört und somit keinen nachteiligen Einfluss auf den Wärmeaustausch hat. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Wellrohren erzielt, bei denen die Wellen nicht in Umfangsrichtung (quer zur Längsachse des Wärmerohres 2) sondern wendelförmig verlaufen. Diese spiralförmige Wendelform begünstigt möglicherweise das Strömen des Kondensats von der Kühlzone hin zur Heizzone und in der Heizzone. Es zeigte sich, dass eine Strähnenbildung im Kondensationsfilm bei der spiralförmigen Wellung im vorgesehenen Betriebsbereich verhindert werden kann.
In 1b) ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem anstelle eines einzigen Wärmerohres 2 ein U- förmiges Wärmerohr in die Bohrung 4 eingesetzt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Wärmerohr 2 zwei Parallelrohre 17, 18, die fußseitig durch ein Fußteil 20 miteinander verbunden sind. Die beiden Parallelrohre 17, 18 sind in der vorbeschriebenen Weise ebenfalls wieder als Wellrohr ausgeführt. Dieser U-förmige Aufbau ermöglicht es, bei gleicher oder besserer Entzugsleistung geringere Rohrquerschnitte einzusetzen.
Bei dem in 1c) dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Wärmerohr 2 ebenfalls U-förmig ausgeführt, wobei diese Konstruktion einstückig aus einem einzigen Wellrohr ausgeführt ist, das unter Berücksichtigung des zulässigen Biegeradius fußseitig gebogen ist. Ein derartiges Wärmerohr kann auch als Pumpensonde mit einer Wärmabfuhr nach unten hin zum Fuß betrieben werden, wobei im Sommerbetrieb Wärme ans Erdreich abgegeben wird.
Bei dem in 1b) dargestellten Ausführungsbeispiel werden die jeweils auf einer Trommel angelieferten Wellrohre 17,18 vor dem Einsetzen in die Bohrung mit dem Fußteil 20 versehen und anschließend gleichzeitig in die Bohrung abgesenkt. Bei dem in 1c) dargestellten Ausführungsbeispiel wird das im aufgewickelten Zustand angelieferte Wellrohr abgewickelt, mittig gebogen und in die Bohrung eingesetzt. Es ist auch möglich, das U-Rohr vorgefertigt und zweistrangig aufgewickelt zur Bohrstelle zu liefern.
1d) zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Wärmerohr 2 durch zwei koaxial angeordnete Rohre 22, 24 ausgebildet ist. Diese sind jeweils wieder als Wellrohr ausgeführt. Fußseitig ist auf das außen liegende Rohr 22 mit größerem Durchmesser ein Fußteil 20 aufgesetzt, der fußseitige Endabschnitt des Innenrohres 24 bleibt offen. Bei dieser Konstruktion strömt der Dampf 12 durch das Innenrohr 24 nach oben hin zur Kühlzone, während der Kondensatfilm 14 sich im Ringraum zwischen dem äußeren Rohr 22 und dem inneren Rohr 24 ausbildet und nach unten von der Kühlzone zur Heizzone strömt. Eine derartige Variante hat eine höhere Flutgrenze als die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele, da der direkte Kontakt zwischen Dampf und Kondensatfilm weitestgehend verhindert ist.
Das Innenrohr 24 kann im Prinzip aus allen flexiblen Rohrmaterialien (Metalle, Kunststoffe) mit glatten oder gewellten Außenumfangswandungen ausgebildet werden. Die erforderliche Druckfestigkeit muss nur vom Außenrohr 22 aufgebracht werden. Das Innenrohr 24 kann mit einem geschlossenen Rohrmantel oder als perforiertes Rohr gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster DE 202 10 841.4 ausgeführt sein.
In dem Fall, in dem die Möglichkeit besteht, dass der wärmeträger mit Öl in Berührung kommt, ist innerhalb des flexiblen Wärmerohres 2 ein Ölabscheider oder geeignete Vorrichtungen zur Ölrückführung vorzusehen.
Es ist auch vorstellbar, die erfindungsgemäße Erdwärmesonde mit umlaufenden Wärmeträgern in einem Pumpenumlaufsystem zu verwenden, so dass einphasige oder zweiphasige Zustände im wärmeträger erzeugt werden. In einem solchen Fall ist auch eine Umkehrung der Transportrichtung der Wärme denkbar, so dass beispielsweise im Sommerbetrieb Wärme ins Erdreich zurückgespeist werden kann. Eine Kombination zwischen Wärmerohrbetrieb und einem Umlaufbetrieb ist bei geeigneter Ausführung der oberirdischen Anlage möglich.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Wärmerohr 2 aus einem oder mehreren Wellrohren ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf derartige Wellrohre beschränkt. So lassen sich beispielsweise auch nahtlose, glatte Rohre vom Wickel beziehen und können somit bei der erfindungsgemäßen Erdwärmesonde 1 eingesetzt werden. Unter Umständen kann es ausreichend sein, flexible Rohre aus Kunststoff zu verwenden, die mit einer Stahlarmierung versehen sind.
Offenbart ist eine Erdwärmesonde, bei der zumindest der eine Heizzone eines Wärmerohres ausbildende Teil aus einem flexiblen, wickelbaren Rohr ausgeführt ist.

1: Erdwärmesonde
2: Wärmerohr
4: Bohrung
6: Welle
8: Fuß
10: Vergussmasse
12: Dampf
14: Kondensat
16: Zwischenverdampfer
17: Parallelrohr
18: Parallelrohr
20: Fußteil
22: Innenrohr
24: Aussenrohr

Claims

Erdwärmesonde mit einem ins Erdreich eingebrachten Wärmerohr (2), das einen zweiphasigen Wärmeträger aufnimmt, der mittels der Erdwärme verdampfbar und in einer Kühlzone kondensierbar ist, wobei das Kondensat (14) als Flüssigkeitsfilm an den Wandungen des Wärmerohres hin zu einer Heizzone strömt und der Dampf (12) im Gegenstrom von der Heizzone zu einer Kühlzone aufsteigt, gekennzeichnet durch im wesentlichen flexibles, wickelbares Rohrmaterial, aus dem zumindest die Heizzone des Wärmerohres (2) ausgebildet ist und in dem das Kondensat zu der Heizzone strömt und in dem der Dampf von der Heizzone aufsteigt,.
Erdwärmesonde nach Patentanspruch 1, wobei das Material Stahl ist.
Erdwärmesonde nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das Rohrmaterial mit einem Schutz- oder Verstärkungsmantel versehen ist.
Erdwärmesonde nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei das Wärmerohr als Wellrohr ausgebildet ist.
Erdwärmesonde nach Patentanspruch 4, wobei das Wellrohr mit in Umfangsrichtung verlaufenden parallelen Wellen oder mit wendelförmig verlaufenden Wendeln versehen ist.
Erdwärmesonde nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wärmerohr (2) als U-Rohr mit zwei Parallelrohrschenkeln und einem Fuß gebildet ist.
Erdwärmesonde nach Patentanspruch 6, wobei das U-Rohr einstückig ausgebildet ist.
Erdwärmesonde nach Patentanspruch 6, wobei das U-Rohr durch zwei Parallelrohre (17, 18) gebildet ist, die mittels eines Fußteiles (20) miteinander verbunden sind.
Erdwärmesonde nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei das Wärmerohr (2) zwei koaxiale Rohre (22, 24) hat, von denen das innere vom Dampf (12) und das äußere vom Kondensat (14) durchströmt ist.
Erdwärmesonde nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kühlzone einen Wärmetauscher hat, über den ein weiteres Medium aufheizbar oder verdampfbar ist.
Erwärmesonde nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, die in einer solchen Weise ausgestaltet ist, dass als Wärmeträger CO₂ verwendbar ist.