DE2400460A1 - Heat storage with earth as heat-storing material - also using underlying strata of ground - Google Patents
Heat storage with earth as heat-storing material - also using underlying strata of groundInfo
- Publication number
- DE2400460A1 DE2400460A1 DE2400460A DE2400460A DE2400460A1 DE 2400460 A1 DE2400460 A1 DE 2400460A1 DE 2400460 A DE2400460 A DE 2400460A DE 2400460 A DE2400460 A DE 2400460A DE 2400460 A1 DE2400460 A1 DE 2400460A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat
- channels
- soil
- storage
- heat storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Description
Beschreibung V@rfahren zur Wärmespeicherung Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das es mit Rufe eines neuartigen Wärmespeichers ermöglicht, sehr große Wärmemengen über lange Zeiten zu speichern.Description of the process for heat storage is the subject of the invention is a process that makes it possible with calls for a new type of heat storage system to store large amounts of heat over a long period of time.
Zur Speicherung von Wärme sind bereits zahlreiche Verfahren bekannt, bei denen des Wärmeaufnahmevermögen der Materie in Form von Flüssigkeiten oder Feststoffen zur Speicherung ausgenutzt wird. Dabei müssen jedoch die Fli@@igkeiten in Behältern gesa@melt bzw. die Feststoffe in Form von Steinbauwerken (Resuperatoren) o.dgl. angeordnet werden, so das stets nur verhältnismäßig kleine Materiemengen zur Speicherung herangezogen werden könnens Daher ist das Speichervermögen derartiger Speicher relativ gering und die Wärme kann auch nur für kurze Zeit festgehalten werden So sind diese Speicher nur zur Speicherung hochwertiger Wärme geeignet, deren Wiedergewinn die iiohen Kosten für die Speicher rechtfertigt.Numerous methods are already known for storing heat, those of the heat absorption capacity of matter in the form of liquids or solids is used for storage. However, the liquids must be in containers gesa @ melted or the solids in the form of stone structures (resuperators) or the like. are arranged, so that only relatively small amounts of matter for storage Therefore, the storage capacity of such memories is relative low and the heat can only be retained for a short time. This is how they are Storage is only suitable for storing high-quality heat, the recovery of which the iiohen costs for the storage justified.
In unserer durch drastische Verknappung fossiler Brennstoffe bestimmten Zeit stellt sich aber auch die Aufgabe, geringwertige Wärme niedriger Temperatur, wie sie vor allem als Abwärme in Kraftwerken (bes. Kernkraftwerken) anfallt, ganzjährig zu speichern, um sie für Heizzwecke nutzbar machen zu können. Dzu müssen außerordentlich große Wärmemengen für sehr lange Zeit gespeichert werden.In our determined by the drastic scarcity of fossil fuels But time also has the task of generating low-quality, low-temperature heat, as it occurs mainly as waste heat in power plants (especially nuclear power plants), all year round to be saved in order to be able to use them for heating purposes. Dzu must be extraordinary large amounts of heat can be stored for a very long time.
Ein im folgenden vorgeschlagenes Speicherverfahren erlaubt es nun, nahezu beliebig große Wärmemengen über Monate und ggf. sogar J@hre hinweg unter verhä@@nismäßig geringen Kosten zu speichern, so daß sich damit auch Abwärme langfristig speichern und anschließend fur Heizzwecke oder für bestimmte industrielle Verfahren (z.B. Zu@kerrübendestillation) verwenden läßt.A storage method proposed in the following now allows Almost any amount of heat over months and possibly even years to save relatively low costs, so that waste heat is also saved in the long term store and then for heating purposes or for certain industrial processes (e.g. for beet distillation).
Das Prinzip des Verfahrens besteht darin, die zu speich@rnde Wärme in geeigneter Weise in@Erdreich bzw. die tieferen Bodenschichten einzuleiten, diese auf die gewünschte Temperntur aufzaheizen und die Wärme bei Bedarf wieder zu entnehmen.The principle of the process consists in the heat to be stored to be introduced in a suitable manner into @ the soil or the deeper soil layers, this heat up to the desired temperature and remove the heat again if necessary.
Wie Berschnungen zeigen, hat das Erdreich einschließlich der derunter liegenden Bodenschichten bis zu praktisch beliebigen Tiefen eine derart gering Warme- und Temperaturleitfäh@gkeit, das auch bei Verzicht auf jegliche künstliche Isolierung nur geringe Verluste an gespeicherter Wärme eintreten. Andererseits sind diese thermischen Eigenschaften doch wieder ausreichend, um angesichts der langen Zeiten, die für Aufheizung und Wärmeentnahme zur Verf@gung stehen, die Wärme ohne übermäßigen Aufwand einleiten und wieder entnehmen zu können. Damit bieten sich das Erdreich und die tiefer gelegenen Bodenschichten als fnr die genannten Aufgaben geradezu ideale Speicher an.As overviews show, the soil, including the underneath lying soil layers down to practically any depths such a low level of warmth and thermal conductivity, even if no artificial insulation is used only small losses of stored heat occur. On the other hand, these are thermal Properties yet again sufficient to face the long times that for Heating and heat extraction are available, the heat without excessive effort initiate and can be removed again. This offers the ground and the deeper ones Soil layers as ideal storage for the tasks mentioned.
Der Speicher Kann nun folgendermaßen ausgef @rt werden.The memory can now be carried out as follows.
In der Erde werden etwa parallel zur Oberfläche verlaufende Kanäle mit sehr geringem Durchmesser vorgebracht (gebohrt, gedrückt o.ä.), durch die ein Gas oder eine Flüssigkeit als wärmeübertragendes Medium hindurchgeschickt wird. Dieses Medium hat höhere Temperatur als die umgebenden Bodenschichten und heizt sie also auf. Zur Wärmeentnahme wird wiederum ein Gas oder eine Flüs@igkeit, diesmal jedoch mit giedrigerer Temperatur als die des Bodens, hindurchgeschickt, ds die Warme aus dem. Boden aufnimmt und sie an die Verbraucher weitergibt.In the earth there are channels running roughly parallel to the surface with a very small diameter brought forward (drilled, pressed, etc.), through which a Gas or a liquid is sent through as a heat transfer medium. This medium has a higher temperature than the surrounding soil layers and heats so they open. A gas or a liquid is again used to extract heat, this time but sent through at a lower temperature than that of the soil, i.e. the Warm from the. Absorbs soil and passes it on to consumers.
Je nach Art des Mediums und der Bodenstruktur werden die Kanile mit Auskleidungen (Rohre, Rechteckkanile usw.) versehen oder blank belassen.Depending on the type of medium and the structure of the soil, the channels are with Linings (pipes, rectangular ducts, etc.) provided or left blank.
So dürfte sich bei Verwendung von Luft als Medium und genigend fester Bodenstruktur eine Auskleidung der Kanäle erübrigen. Das Zuschieben einzelner Kanäle durch Erdbewegungen, Verengung des Querschnitts durch herabfallendes Material und auch die Wärmeverluste beim anschließenden Wärmeaustausch Luft/Wasser zur Fernübertragung dürften die Kosten einer Auskleidung in vielen Fällen aufwiegen. Andererseits kann bei wenig wasserl@slichem Boden auch Wasser durch blanke Kanäle gelei@et werden.Thus, when using air as a medium, it should be sufficiently solid Floor structure, there is no need to line the ducts. The closing of individual channels by earth movements, narrowing of the cross-section by falling material and also the heat losses during the subsequent air / water heat exchange for remote transmission should in many cases outweigh the cost of a liner. On the other hand, can in the case of poorly water-soluble soil, water can also be routed through bare channels.
Ausapulungen sind, solange sie nicht zu grob werden, sogar g@nstig, da sie die wärmeübertragende Fläche des Kanals vergrößern und damit die beim Speichern eintretende Entropiezunahme (Temperaturverlust) der Speicherwärme verringern helfen Zu starke Ausspülungen können durch geeignete Verfahren (z.B. Einschlåmtaen des Außenbereichs von Rohren, die anschließend wieder gezogen werden) rückgängig gemacht werden.Ausapulungen are, as long as they are not too coarse, even favorable, because they increase the heat transferring area of the duct and thus that of the storage Increase in entropy (loss of temperature) in the stored heat help to reduce Excessive washings can be prevented by suitable methods (e.g. inclusion of the Outside of pipes, which are then pulled again) undone will.
Die Entfernung der Kanäle voneinander, die ebenfalls die Entropiezunahme entscheidend mitbeeinflußt, kann untersohiedlich gewählt werden, um günstigste Speicherverhältnisse zu erreichen. So kann im gleichen Speicher die für den größten Teil der Heizperiode benötigte Wärme mittlerer Temperatur mit weiten Kanalabständen, die fur die #### wenigen sehr kalten Tage benötigte Wärme hoher Temperatur dagegen mit geringen Kanalabständen gespeichert werden, um sie rasch and mit besonders geringen Temperaturverlusten entnehmen zu können. (Die Speicherung von Wärme mit unterschiedlicher Temperatur im gleichen Speicher bietet wegen der geringen Wärmeleitung des Eodens keine Schwierigkeiten.) Speicher mit sehr geringen Kanalabständen sind auch dazu geeignet, die während näohtlioher Schwachlastzeiten anfallende Abwärme für aen Bedarf des darauffolgenden Tages zu speichern.The distance between the channels, which also increases the entropy decisively influenced, different choices can be made to achieve the most favorable storage ratios to reach. In this way, the same storage tank can be used for most of the heating season Required heat of medium temperature with wide channel spacings, which for the #### A few very cold days, on the other hand, require high-temperature heat with small channel spacings can be saved in order to save them quickly and with particularly low temperature losses can be found. (The storage of heat at different temperatures in the same storage tank does not present any difficulties because of the low heat conduction of the Eoden.) Storage tanks with very small channel spacings are also suitable for use during sewing Waste heat generated during off-peak periods for the requirements of the following day to save.
Die Kanäle selbst werden in der Regel kreisförmigen Querschnitt haben, können aber au@ mit anderen Formen ausgeführt werden. So kann es billiger sein, in den oberen Erdschichten @nge Rechteckkanäle gro@er Tiefe auszuheben, die in geeigneter Weise gegen den Bodendruck abgestützt werden. Mit ihnen erhält man große wärmeübertragende Flächen zwischen Speicher und Medium, womit sich die Temperaturdifferenzen zwischen ein- und ausgetragener Wärme gering halten lassen. Speichert man in ihnen Wärme geringer Temperatur, Bo hat man außer dem Vorteil der geringen Temperaturdifferenz auch den der geringen Speichertemperatur in den oberflächennahen Schichten, womit sioh der Boden bis ganz dicht an die Oberfläche nutzen läßt.The channels themselves will usually have a circular cross-section, but can also be executed with other forms. So it can be cheaper In the upper layers of the earth, long rectangular channels of great depth to be excavated, which are suitable Way to be supported against ground pressure. With them you get great heat transferring Areas between storage tank and medium, with which the temperature differences between Keep the heat input and output low. If you store heat in them low temperature, Bo one has besides the advantage of the small temperature difference also that of the low storage temperature in the layers close to the surface, which means sioh the soil can be used right up to the surface.
Wird der Speicher in ebenen Gelände angelegt, so müssen zunachst senkrechte Schachte ausgehoben werden, von denen aus sich die Kanäle vortreiben und später mit Medium beschicken lassen. Diese Schächte kön@en als Längsschächte an einer Speicherseite angelegt werden, um die mediumfuhrenden Kanäle parallel zueinander zur anderen Speicherseite führen zu können. Es können aber auch einzele@ Lochschächte ausgehoben werden, von denen aus die Kanäle fächerförmig zur anderen S eicherseite geführt werden. lort können sie in ebenfalls einzeln niedergebrachte Bohrungen münden, aus denen dann das Medium abgefüllrt wird.If the storage facility is laid out on level ground, vertical ones must first be used Shafts are dug from which the canals advance and later have medium loaded. These shafts can be used as longitudinal shafts on one storage side be applied to the medium-carrying channels parallel to each other to the other storage side to be able to lead. However, individual perforated shafts can also be excavated from from which the channels are led in a fan shape to the other safety side. lort they can also open into individually drilled holes, from which then the medium is filled.
Eine grundsätzlich andere Speicherausführung erhalt man, wenn man die medinmfü-r1renden Kanäle nicht längs der Erdobe@fläche, sondern senkrecht zu ihr in den Boden niederbringt. Das wärmeübertragende Medium strömt dann zunächst durch ein inneres Rohr nach unten, wird an Boden umgelenkt und gelangt durch eiXn konzentrisch liegendes äußeres Rohr wieder nach oben.A fundamentally different memory design is obtained when one the medial channels are not along the surface of the earth, but perpendicular to it you bring down in the ground. The heat-transferring medium then flows first down through an inner tube, is diverted to the ground and passes through eiXn concentrically lying outer tube up again.
Das äußere Rohr kann dabei unter den bereits oben genannten Gesichtspunkte wegfallen und der äußere Strömungskanal unmittelbar vom Erdreich selbst begrenzt werden. Zuleitung und Ableitung de@ Mediums zu den Bo rungen kann durch unter der Erdoberfläche liegende Sammelkanäle erfolgen.The outer tube can be under the aspects already mentioned above disappear and the outer flow channel is bounded directly by the soil itself will. The supply and discharge of the medium to the boreholes can be carried out through the Collecting channels lying on the surface of the earth take place.
Welche Art der Speicherausführung günstiger ist, wird von den jeweiligen örtlichen Verhältnissen abhangen.Which type of memory design is cheaper is determined by the respective depend on local conditions.
Die Temperatur der in derartigen Speichern eirgebrachten Wärme wird nur durch die Bedingungen des Bodens begrenzt. Sie collte :r Vermeidung von Störungen im Grundwasser@aushalt nicht über der örtlichen Verdampfungstemperatur liegen. Da diese Mit von dem mit der Tiefe zunehmenden örtlichen Bodendruck abhängt, kann die Speichertemperatur umso hoher sein, je tiefer die jeweiligen Speicherbereiche im Boden liegen. Grundsätzlich ist damit in großen Tiefen eine Speicherung auch bei sehr hohen Temperaturen möglich.The temperature of the heat brought into such storage is limited only by the conditions of the soil. You collte: r avoiding interference in the groundwater content do not exceed the local evaporation temperature. There this depends on the local soil pressure, which increases with the depth, can The lower the respective storage areas in the Lying on the ground. Basically, storage is also possible at great depths very high temperatures possible.
Praktisch wird man von dieser Möglichkeit wegen der hohen Bohrkosten jedoch all@nfalls in au@@elassenen Bergwerken Gebrauch machen.This option becomes practical because of the high drilling costs however, if necessary, make use of it in local mines.
Bei der Möglichkeit, mit diesem Verfahren große Wärmemengen langfristig und billig speichern zu können, ist es als ausgesprochen umweltfreundlich anzusehen. Da fast alle zur Speicherung benötigten Einrichtungen unter irdisch liegen, wird das Landschaftsbild und die übrige Bebauung nur ganz unwesentlich verändert. Aber auch die biologiache Nutzung des Bodens wird nicht beeinträchtigt, weil die Wärmeleitfühigkeit des Erdreichs so gering ist, daß in den von den Pflanzenwurzeln durchzogenen oberfl@chennahen Erdschichten nur eine ganz geringe Bodenerwärmung eintritt. Diese entspricht der üblichen Erwärmung während der Sommermonate und dürfte damit das Vachstut von Pflanzen und Bodenmikroben eher fördern als nachteilig beeinflussen. So lassen sich derartige Speicher in beliebig genutztem Gelände (auch in Wäldern) anlegen, chne dessen Nutzung oder Wert zu beeintrachtigen.With the possibility of using this process to generate large amounts of heat in the long term and to be able to store it cheaply, it is to be regarded as extremely environmentally friendly. Since almost all the facilities required for storage are underground, will the landscape and the rest of the buildings have only changed insignificantly. but The biological use of the soil is also not impaired, because the thermal conductivity of the soil is so small that in the areas pervaded by the plant roots it is close to the surface Layers of the earth only a very slight warming of the soil occurs. This corresponds to the usual warming during the summer months and should thus the Vachstut of plants and promote rather than adversely affect soil microbes. So can such Create storage in any used terrain (also in forests), manage its use or compromise value.
Sin weiterer Vorteil des Verfahrens liegt schließlich auch in der Unabhängigkeit von der Geländeform. Prinzipiell lassen sich die Speicher nicht nur i*er Ebene, sondern auch in Bügeln und Bergen unterbringen, sofern nur die Harte des Gesteins keine zu hohen Bohrkosten verursacht.Another advantage of the process is ultimately the Independence from the shape of the terrain. In principle, the memory can not only i * er level, but also in brackets and mountains, if only the hard one the rock does not cause excessive drilling costs.
Sehr gut geeignet sind jedoch künstliche Aufschuttungen wie Abraumhal@en, Müllberge u.dgl., da sich in deren weichem Untergrund die @ediumfuhrenden Kanäle sehr billig anlegen lassen.However, artificial embankments such as waste heaps, Piles of rubbish and the like, because the @ediumfuhrenden channels are in their soft subsoil can be invested very cheaply.
Die Unterbringung des Speichers in einem Hügel oder Berg hat auch noch den Vorteil, daß die Kanale direkt von außen ## in den Hang @eboart werden können. ohne erst Quersch@çhte ausheben zu müssen.The accommodation of the memory in a hill or mountain also has Another advantage is that the canals are @eboart directly from the outside ## into the slope can. without having to dig cross cuts first.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2400460A DE2400460A1 (en) | 1974-01-05 | 1974-01-05 | Heat storage with earth as heat-storing material - also using underlying strata of ground |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2400460A DE2400460A1 (en) | 1974-01-05 | 1974-01-05 | Heat storage with earth as heat-storing material - also using underlying strata of ground |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2400460A1 true DE2400460A1 (en) | 1975-07-10 |
Family
ID=5904223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2400460A Pending DE2400460A1 (en) | 1974-01-05 | 1974-01-05 | Heat storage with earth as heat-storing material - also using underlying strata of ground |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2400460A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10259643A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-22 | GEOTEX Ingenieurgesellschaft für Straßen- und Tiefbau mbH | water-tank |
-
1974
- 1974-01-05 DE DE2400460A patent/DE2400460A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10259643A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-22 | GEOTEX Ingenieurgesellschaft für Straßen- und Tiefbau mbH | water-tank |
DE10259643B4 (en) * | 2002-12-18 | 2006-05-04 | GEOTEX Ingenieurgesellschaft für Straßen- und Tiefbau mbH | heat storage |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0118788B1 (en) | Method of and device for utilizing geothermal energy | |
DE69732491T2 (en) | GEOTHERMAL PRODUCTION PLANT | |
DE2748727A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR STORING THERMAL ENERGY, SUCH AS SOLAR HEAT, FOR EXAMPLE | |
WO1988007159A1 (en) | Installation for the exploitation of atmospheric and terrestrial heat | |
DE2734583A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR STORING AND RECEIVING SOLAR ENERGY | |
DE69003944T2 (en) | METHOD FOR CONTROLLED ANAEROBIC DECOMPOSITION OF WASTE. | |
DE3101537A1 (en) | UNDERGROUND HEAT STORAGE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE2729635A1 (en) | Building heating and air conditioning system - has heat exchanger in insulation lagging and heat storage connected with pump | |
DE1900829B1 (en) | Process and system for exploiting underground water resources, especially for district heating | |
DE2731178A1 (en) | Geothermal heat storage system using buried drainage pipes - has insulating and sealing skin surrounding storage area and including heat transfer pipes | |
DE102011107315A1 (en) | Device for storing energy i.e. electrical energy, from e.g. energy production device, has energy storage element comprising mixture of solid element and fluid element comprising thermal oil or liquid salt for energy storage and recovery | |
US4452227A (en) | Active thermal storage using the ground underlying a solar pond | |
DE2803458A1 (en) | Solar heating system combined with underground heat store - has underground coil connected with heat pump and are enclosed by earth core | |
DE4329269C2 (en) | Method of inserting an earth probe and an earth probe | |
DE4341858C2 (en) | Underground energy store for heating or cooling energy and method for producing such an energy store | |
DE2400460A1 (en) | Heat storage with earth as heat-storing material - also using underlying strata of ground | |
DE19856633A1 (en) | EWTS geothermal heat exchangers, system for using near-surface thermal storage systems | |
DE2449807B2 (en) | System for the development of geothermal energy | |
DE2445281A1 (en) | Heat accumulator for low grade waste heat - uses natural or artificial earth as storage medium in power station | |
EP0916913A2 (en) | Process and apparatus for production of heat energy | |
DE1291691B (en) | Process for the installation of meltwater power plants in the eternal ice | |
DE3009990A1 (en) | Heat recovery system with underground accumulator - uses heat transfer medium to load accumulator with heat from solar energy etc. | |
DE202016008787U1 (en) | geothermal heat exchanger | |
DE3224854A1 (en) | Heat store | |
DE19640093A1 (en) | Network of buried pipes acting as heat-exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHN | Withdrawal |