DE2439156A1 - Engergiespreicherverfahren mittels wasserfuerhender formation - Google Patents

Engergiespreicherverfahren mittels wasserfuerhender formation

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Description

Energiespeicherverfahren mittels wasserführender Formationen
Eine bekannte Forderung zur lösung der Weltenergiekrise besteht in der Ausnutzung der Sonnenenergie. Es stehen große Mengen dieser Energieform zur Verfügung, die ohne schädliche Umwelteinflüße abgerufen werden können. Die Sonnenenergie ist jedoch diffus vorhanden, das heißt sie ist über große Flächen verteilt und der pro Flächeneinheit zur Verfügung stehende Energiebetrag ist nicht sehr groß. Hinzu kommt, daß für eine wirkungsvolle Ausnutzung der Sonnenenergie deren Aufnahme während der Sonnenscheinperioden und deren Speicherung zur Verwendung an bedeckten Taaen und während der Nacht erforderlich ist.
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Die Speicherung von Wärme aus Sonnenenergie hat in der Vergangenheit Schwierigkeiten bereitet. Fs wurden verschiedene Vorschläge verfolgt, welche die Speicherung von heißem Wasser in wärireisolierten Behältern, geschmolzene Salze, welche ihre Wärme bei der Kristallisation abgeben und mit heißem Gestein gefüllte Befestigungen, die während des Tages aufgeheizt und zum Anwärmen der Luft während der Nacht benutzt werden, betreffen. Die Grundidee konzentrierte sich dabei auf die Verwendung von Speichern, die für einen Tages- oder Wochenzyklus entsprechend den Erfordernissen für ein Haus oder ein Gebäude ausreichen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Art-der Energiespeicherung kostspielig ist. Wenn man Wärme in besonderem Maße benötigt, das ist im Winter, kann gerade die geringste Energiemenge von der Sonne erhalten werden. Das gleiche gilt für die Kühlung. Wenn diese am nötigsten ist, nämlich im Sommer, dann stehen gerade die wenigstens Kältequellen zur Verfügung.
Neben dem Energiebedarf für ein vereinzeltes Gebäude besteht ein Bedürfnis nach ganzjähriger Ausnutzung der Sonnenwärme und nach einem Kühlsystem, welches für einen Stadtteil, eine Stadt oder einem anderen Großenergieverbraucher zur Verfügung steht. Gerade den Bedürfnissen solcher Großverbraucher wurde bislang wenig Aufmerksamkeit geschenkt, deren Befriedigung große bislang nicht abgeschätzte Anstrengungen erfordert .
Zum Stand der Technik wird auf die folgenden Druckschriften hingewiesen: US-Patente, Nummern 2 007 406,
2 584 573, 2 637 531, 2 693 939, 2 780 415, 3 262 493,
3 339 629 und 3 620 206; Charles F. Meyer und David K. Todd, "Conserving Eneroy With Heat Storage Wells", 7 Environmental Science & Technology 512 (1973).
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Die Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, allgemein gesprochen, das Sammeln und Speichern von heißem bzw. warmen und kaltem Wasser in unterirdischen Formationen während der Sommer- bzw. Wintermönate und deren Ausnutzung zum Heizen während der Wintermonate und zum Kühlen während der Sommermonate. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt ferner das Aufheizen oder Kühlen von Wasser, das Zuführen von warmen oder kaltem Wasser zu einet Speicherformation, das Abziehen von warmen oder kaltem Wasser von einer Speicherformation, das Abführen der Wärme oder der Kälte des Wassers und das Zurückführen des warmen oder kalten Wassers an eine solche Formation.
Der Ausdruck "Formation" wird hier im Sinne eines wasserführenden Bettes oder einer wasserführenden Schicht aus wasserdurchlässigem Gestein, Sand oder Kies, welche zur Abgabe beträchtlicher Wassermengen an Brunnen oder sonstige Wasserbehälter geeignet sind , verwendet.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Energiespeicherverfahrens mittels einer flüssigen Formation zum Sammeln und Speichern von Wärme während des Sommers, zur Verwendung während des Winters, welches die Maßnahmen des Erwärmens von Wasser, des Uberführens von warmen Wasser an eine Speicherformation, des Abführens von warmen Wasser von der Formation, entsprechend dem Bedarf, der Ableitung von Wärme aus dem Wasser und des Zurückftihrens von Warmwasser an eine Formation umfaßt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, eine teilweise Wiedererwärmung von bereits genutztem Warmwasser vorzunehmen, bevor dieses der Gpeicherformation für Warmwasser zugeführt wird.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in der Schaffung eines Energiespeicherverfahrens mittels wasserleitender Formationen zum Saircneln und Speichern von Kälte während des Winters zur Ausnutzung während des Sommers, welches die Verfahrensschritte des Kühlens von Wasser, des Zuftihrens von Kaltwasser zu einer Speicherformation, des bedarfsabhängigen Ableitens von Kaltwasser aus der Formation, der Ableitung der Kälte aus dem Wasser, und des Zurückführens von gekühltem bzw. kühlem Wasser an eine Formation umfaßt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in der Schaffung eines kombinierten Energiespeicherverfahrens mit Flüssigkeitsformation zum Sammeln und Speichern von Wärme und Kälte während des Sommers bzw. des Winters, zur Ausnutzung während des Winters bzw. Sommers.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und den Patentansprüchen zu entnehmen. Der folgenden Beschreibung.liegt eine Zeichnung zugrunde, von welcher zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Samneln und Speichern von Kälte während des Winters zur Ausnutzung während des Sommers, wobei die Formation Bereiche zum Speichern von kaltem und gekühltem Wasser umfaßt, und
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Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Sammeln und Speichern von Wärme während des Sommers zur Ausnutzung während des Winters, mit einer Formation welche Bereiche zum Speichern von erhitztem und warmen Wasser umfaßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine ganzjährige Speicherung von Wärme und Kälte zu niedrigen Kosten; es steht damit im Gegensatz zu früheren Anstrengungen, denen es allgemein darum ging Wärme oder Kältespeicher vorzusehen, die für einen Tages- oder Wochenzyklus zur Deckung des Bedarfes eines einzelnen Hauses oder Gebäudekomplexes ausgelegt sein sollten. Erfindungsgemäß wird aber nicht nur die Wärme oder Kältespeicherung auf einen Jahresrhythmus ausgedehnt? hinzu kommt auch noch daß die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Größe des Projektes steigt. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren auf Anwendungen auf breitester Basis gerichtet.
Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren mit welchem die Energie der Umwelt als der Sonnenstrahlung oder als Rückstrahlung in die Atmosphäre in großen Mengen gespeichert werden kann und zum Heizen und Kühlen je nach Bedarf zur Verfügung steht. Dies geschieht durch Kombination eines Wärmegewinnungssystems mit der Speicherung von Energie in Form von heißem oder kaltem Wasser in einer unterirdischen Formation.
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Das von einer Sonnenheizung erzeugte Heißwasser oder einer Kältbrücke erzeugte Kühlwasser wird in eine poröse unterirdische Formation gepumpt. Das heiße oder kalte Wasser verdrängt das in der Formation bereits vorhandene Wasser so lange bis eine heiße oder kalte Zone entsteht. Wenn dies zum ersten Mal geschieht, wird eine erhebliche Menge an Wärme öder Kälte erforderlich sein, um die Temperatur der Formation zu verändern. Für nachfolgende Zyklen kann die Wärme- oder Kälteenergie zum Aufheizen oder Kühlen des Umgebungsgesteins bedeutend reduziert werden. Für die meisten Fälle erfordert die Arbeit des Systems zwei Zonen in der wasserführenden Formation, eine für den Heizbereich und eine für den Kühlbereich des Systems, entsprechend der folgenden Beschreibung.
Gemäß Fig. 1 soll ein Kühlzyklus betrachtet werden. Während des Winters wird kaltes Wasser in einer Kühlbrücke, einer Sprühbrücke, einem Kühlturm·usw., allgemein gesprochen in einer Kühleinrichtung 1 erzeugt durch Ausnutzung sowohl der Abkühlung durch Kaltluft als auch der nächtlichen Strahlung. In dem Maße wie Kaltwasser anfällt wird es in die Kaltzone 2 über die Leitung 3 gepumpt. Wenn im Sormer Kühlenergie benötigt wird, dann wird das Kaltwasser abgezogen und auf die Verbraucher 4 in Form von Häusern oder einzelnen Gebäudekomplexen über Leitungen 5 verteilt, in Art und Umfang wie gegenwärtig Stadtwasser geliefert wird, wobei die Leitungen 5 allerdings wärmeisoliert sind. Bei den Verbrauchern 4 strömt das Kaltwasser durch übliche Wärmetauscher und wird zur Erzeugung von Kühlluft ausgenutzt, wobei sich das Wasser erwärmt. Wenn die Temperatur des
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erwärmten Wassers noch unterhalb der normalen Temperatur der (unbeeinflußten) Formation ist, dann kann es der Kühlzone 6 über die Leitung 7 zugeführt werden. Wenn dann die Temperatur des Wasser im Winter absinkt, kann es von der Kühlzone 6 abgezogen und in die Kühleinrichtung 1 mittels Leitung 8 gepumpt und von dort in die Kaltzone über die Leitung 3 zurückgepumpt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Formation kein Wasser entzogen mit Ausnahme des während der winterlichen Kühlperiode verdampften Wassers. Auch wenn das Wasser salzhaltig oder verunreinigt ist kann es verwendet werden, da die gesamte Wassermenge an die Formation zurückgegeben wird.
Wenn das System in der Nähe eines großen Wasserspeichers, wie eines Sees gelegen ist, der in den Wintermonaten Temperaturen annimmt, welche unterhalb derjenigen liegen auf welche das Wasser abgekühlt werden soll, dann kann Wasser von dem Wasserspeicher während des Winters abgezogen und in der unterirdischen Kaltzone 2 bis zum Sommer gespeichert werden. Nach der Entnahme und der Verwendung zu Kühlzwecken kann das Wasser in den Wasserspeicher zurückgeleitet werden. Durch dieses Verfahren erübrigt sich die Kühlzone 6; somit entfallen auch Pumpeinrichtungen und Aufwendungen für den Bau der Kühleinrichtung.
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Das Heißwassersystem gemäß Fig. 2 funktioniert in ähnlicher Weise wie das Kaltwassersystem gemäß Fig. 1, Das heiße und kalte Wasser wird den Verbrauchern Ober das gleiche oder ein paralleles Leitungssystem zugeleitet.
Während des Sommers wird Heißwasser durch eine Sonnenheizung 10 erzeugt und in die Heißzone 11 der Formation mittels der Leitung 12 gepumpt. Im Winter wird das heiße Wasser abgezogen und durch die Leitungen 13 den Verbrauchern 14 in Form von Häusern oder Gebäudekomplexen zugeleitet, wo es durch geeignete Wärmeaustauscher strömt und zum Aufheizen von Luft verwendet wird, wobei das Wasser selbst abkühlt. Dabei entsteht Warmwasser, welches der Warmzone 15 mittels der Leitung zugeführt wird.
Wenn Sonnenenergie verfügbar ist dann kann das Warmwasser auch der Sonnenheizung 10 über die Leitung 17 zum teilweisen Aufheizen zugeführt werden, bevor es in die Warmzone 15 über die Leitung 18 gepumpt wird. An Sonnentagen kann das Wasser dabei ausreichend aufgeheizt werden und direkt von der Sonnenheizung über die Leitung 19 wieder den Verbrauchern 14 zugeführt werden, so daß es zu einer Einsparung an gespeichertem Heißwasser kommt. Während des Sommers wird das Wasser in der Warmzone 15 über die Leitung 20 der Sonnenheizung 10 zur Wiedererwärmung zugeführt und in die Heißzone 11 gepumpt. Wie im Falle des Kühlsystems wird auch beim Heizsystem der Formation kein Wasser entzogen mit Ausnahme desjenigen welches während der Sommerheizperiode verdampft.
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Es ist sehr wesentlich, daß zwei Zonen des gespeicherten Wassers, sowohl im Heizsystem als auch im Kühlsystem vorhanden sind. Für die beiden Zonen des Heizsystems gilt, daß das Warmwasser, welches an die Formation zurückgeleitet wird,möglicherweise wärmer ist als das Wasser der Formation unter normalen Bedingungen» Wenn also das Wasser zur Aufheizung entnommen wird dann muß nur der für die Aufheizung bei den Verbrauchern verwendete Energiebetrag ersetzt werden.
Ein zweiter wichtiger Grund für die Einrichtung zweier Wasserzonen ist die Tatsache, daß der Wasserkreislauf für jede Zone gewährleistet, daß jede Zone umgeben ist von einer teilweise erwärmten oder gekühlten Puferzone. Dieser Wasserkreislauf steht im WMremaustausch mit dem Gestein, und zwar sowohl beim Rückfluß in die Formation als auch beim Abfluß aus der Formation, so daß für einen Kreislauf die Wärmeverluste bezüglich des inneren Volumens der Formation vernachlässigbar sind. Außerdem reduziert die Puferzone die Wärmeverluste aus dem inneren Volumen der Formation an das umgebende Gestein.
Wie bereits angedeutet, ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung deren Anwendung auf breitester Basis. Durch die Vergrößerung des aufgeheizten Volumens variiert die gespeicherte Wärme mit dem Volumen, während die Wärmeverluste mit der Umgebung variieren. Während
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das Volumen zur dritten Potenz des Durchmessers proportional ist ist die Umgebung zur zweiten Potenz des Durchmessers proportional. Diese Verhältnisse träfen dann genau zu wenn das genannte Volumen und die Umgebung jeweils eine einheitliche Temperatur hätten und wenn das Volumen eine Kuoel wäre. Tatsächlich sind jedoch Temperaturgradienten vorhanden, welche für die Wärmeverluste verantwortlich sind.
Für die praktische Anwendung kann die Erfindung im Rahmen eines lokalen Versorgungsbetriebs inAnpassung an neue Einrichtungen/ für Verwaltungsgebäude, Appartementhäuser oder sogar große Städte eingesetzt werden. Eine zentralisierte Verteilung von Heiß- und Kühlwasser in unterirdischen Leitungen wurde bislang durchaus bereits verwirklicht für Universitätsgelände oder ähnliche Einrichtungen. Wenn nur ca. 5 Gallonen (etwa 23 Liter) pro Minute (3/4 Zoll-Leitung) jedem Haus zuströmen dann stehen bis zu 12o ooo Btu pro Stunde für jedes Haus zur Verfügung. Diese Wärmemenge reicht für sehr große Wohnungen bzw. Einfamilienhäuser aus. Auf der anderen Seite sind 5 Gallonen Kaltwasser pro Minute ausreichend zum Erzeugen von 5 Kühltonnen pro Stunde.
Das System erfordert eine geeignete Speicherformation. Nach den vorhandenen geologischen Verhältnissen sind geeignete Formationen jedoch tiberall vorhanden.
Patentansprüche:
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Claims (13)

Patentansprüche OSBSSSSDSBSSBrCCBBSrSSaSBCBSS
1.) Verfahren zum Speichern von Energie zum Aufnehmen und Speichern von Wärme während des Sommers für deren Verwendung im Winter, dadurch gekennzeichnet, daß
(») Wasser erhitzt wird
(b) das erhitzte Wasser einer (geologischen) Speieherformation zugeführt wird,
(c) das Heißwasser der Speicherformation entsprechend dem Bedarf entzogen wird,
(d) das durch den Wärmeaustausch abgekühlte Wasser wieder aus Speicherformation zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das abgekühlte Wasser (Warmwasser) einer zweiten Speicherformation zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgekühlte Wasser (Warmwasser) teilweise wieder erhitzt wird, bevor es der Speicherformation zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wieder aufgeheizte Wasser wieder direkt einem Verbraucher zugeführt wird.
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-AZ-
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das abgekühlte Wasser (Warmwasser) gemäß d) einer in zwei Zonen aufgeteilten Speieherformation zugeführt wird, wobei eine erste Zone für Heißwasser und eine zweite Zone für Warmwasser vorgesehen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmwasser vor dessen Rückleitung in die Warmwasserzone teilweise wieder aufgeheizt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das wieder aufgeheizte Warmwasser direkt einem Verbraucher zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißwasser durch eine Sonnenheizung erzeugt wird.
9. Verfahren zum Speichern von Energie durch Aufnehmen und Speichern von Kälte während des Winters für deren Verwendung im Sommer, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) Wasser gekühlt wird,
(b) das Kaltwasser einer (geologischen) Speicherformationrzugeführt wird,
(c) Kaltwasser von der Speicherformation entsprechend dem Bedarf abgezogen wird,
(d) dem Kaltwasser in einem Verbraucher Kälte entzogen wird und
(e) das erwärmte Kaltwasser einer Speicherformation zugeführt wird.
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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Kaltwasser gemäß Verfahrensschritt (e) einer zweiten Speicherformation zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Kaltwasser gemäß Verfahrensschritt (e) einer Speicherformation mit zwei Zonen zugeführt wird, wobei eine erste Zone der Speicherung von Kaltwasser und eine zweite Zone der Speicherung durch den Wärmeaustausch von Verbrauchern erwärmtem Kaltwasser dient.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltwasser durch eine Kühleinrichtung, beispielsweise eine kühlbrücke oder ein Kühlturm, im Wärmeaustausch mit Kaltluft oder nächtlicher Strahlung erzeugt wird.
13. Verfahren zum Speichern von Energie durch Aufnahme und Speicherung von Wärme während des Sommers für die Verwendung im Winter und von Kälte während des Winters für die Verwendung im Soirmer, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
(a) Aufheizen von Wasser,
(b) Zuführen des heißen Wassers an eine (geologische) Speicherformation,
(c) Ableiten von Heißwasser aus der Speicherformation entsprechend dem Bedarf eines Verbrauchers,
(d) Wärmeabgabe des Heißwassers an den Verbraucher,
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(e) Rückleitung des abgekühlten Heißwassers an die Speicherformation in Form von Warnwasser,
(f) Kühlen von Wasser,
(g) V7eiterleiten des Kaltwassers an eine (geologische) Speicherformation
(h) Abziehen von Kaltwasser aus der Speicherformation entsprechend dem Bedarf eines Verbrauchers
(i) Wärmeaustausch zwischen dem Kaltwasser und einem Verbraucher und
(j) Rückführung des erwärmten Kaltwasser·an eine ■ Spe icherformation.
13. August 1974/ 647 d
509809/0358
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GB3865573A GB1446721A (en) 1973-08-15 1973-08-15 Method for cellecting and storing heat or cold
US05/438,685 US3931851A (en) 1973-08-15 1974-02-01 Liquid aquifer energy storage method

Publications (1)

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GB (1) GB1446721A (de)
IL (1) IL45456A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3009990A1 (de) * 1980-03-13 1981-10-08 Industrie Planung Klaus Hermanussen & Partner GmbH, 2000 Hamburg Verfahren und anordnung zur gewinnung von waerme, bspw. zu heizzwecken
DE102008057943A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und/oder Anlage zur Nutzung regenerativer geothermischer Energie

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA994553A (en) * 1975-05-16 1976-08-10 Canada Square Management Ltd. Temperature control system
US4011736A (en) * 1975-11-12 1977-03-15 Halm Instrument Co., Inc. Cold storage tank
US4176653A (en) * 1977-02-22 1979-12-04 Pittman Turner J Inflatable enclosure and energy exchange system
JPS53116538A (en) * 1977-03-23 1978-10-12 Mayekawa Mfg Co Ltd Natural temperature heat accumulation by underground water artificial cultivation well
US4577679A (en) * 1978-10-25 1986-03-25 Hibshman Henry J Storage systems for heat or cold including aquifers
SE429262B (sv) * 1979-03-12 1983-08-22 Sven Ake Larson Sett vid framstellning av ett vermemagasin for lagring av verme i berg samt vermemagasin framstellt enligt settet
EP0019071A1 (de) * 1979-04-03 1980-11-26 Klaus Prof. Dr. Landes Erdkollektor für Wärmepumpen und Verfahren zum Betriebe dieses Erdkollektors
US4248049A (en) * 1979-07-09 1981-02-03 Hybrid Energy Systems, Inc. Temperature conditioning system suitable for use with a solar energy collection and storage apparatus or a low temperature energy source
FR2475702A1 (fr) * 1980-02-11 1981-08-14 Armines Procede d'exploitation saisonniere de la chaleur sensible naturelle d'une nappe aquifere
US4448237A (en) * 1980-11-17 1984-05-15 William Riley System for efficiently exchanging heat with ground water in an aquifer
NO147319C (no) * 1980-12-02 1983-03-16 Olav Hallaraune Anordning ved prosjektil for utskytningsapparat for redningsline samt apparat for innlegging av line i prosjektilet
SE427135B (sv) * 1980-12-18 1983-03-07 Vbb Anordning for kombinerat utnyttjande av vermeberande medier, sasom ytvatteneller liknande som vermekella
US4507925A (en) * 1981-05-07 1985-04-02 Schaetzle Walter J Method for and thermal energy injection withdrawal system for aquifers
US4452227A (en) * 1982-06-14 1984-06-05 Lowrey Iii O Preston Active thermal storage using the ground underlying a solar pond
JPS59131854A (ja) * 1983-01-17 1984-07-28 Misawa Homes Co Ltd 熱交換装置
DE19708701C2 (de) * 1997-02-24 2001-08-16 Ekt En Und Kommunal Technologi Wärmeversorgungssystem
US6994156B2 (en) * 2001-04-20 2006-02-07 Coolsmart Llc Air-conditioning system with thermal storage
US7096959B2 (en) * 2004-02-10 2006-08-29 Mcdonald Shane D System and method for providing a renewable source of spring water for human consumption
US7472548B2 (en) * 2004-09-08 2009-01-06 Sovani Meksvanh Solar augmented geothermal energy
US20070007212A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Harley Thomas R Hydro-thermal energy and fire protection system
US7656050B2 (en) * 2007-09-27 2010-02-02 William Riley Hydroelectric pumped-storage
US20090121481A1 (en) * 2007-11-12 2009-05-14 William Riley Aquifer fluid use in a domestic or industrial application
NL2002276C2 (nl) * 2007-12-02 2010-02-05 Fiwihex B V Gebouw met verwarming en koeling.
US20090211757A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 William Riley Utilization of geothermal energy
US7615882B2 (en) * 2008-02-25 2009-11-10 William Riley Utilizing aquifer pressure to generate electrical energy
US8215104B2 (en) * 2008-09-29 2012-07-10 William Riley Energy from subterranean reservoir fluid
CH702359A2 (fr) * 2009-12-04 2011-06-15 Cla Val Europ Sarl Vanne tubulaire de régulation.
CN101737985B (zh) * 2009-12-09 2013-05-29 吉林大学 能量地下存储动态控制系统和方法
US20110233937A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 William Riley Aquifer-based hydroelectric generation
SE536722C2 (sv) 2012-11-01 2014-06-17 Skanska Sverige Ab Energilager
SE537267C2 (sv) 2012-11-01 2015-03-17 Skanska Sverige Ab Förfarande för drift av en anordning för lagring av termiskenergi
SE536723C2 (sv) * 2012-11-01 2014-06-24 Skanska Sverige Ab Termiskt energilager innefattande ett expansionsutrymme

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1875305A (en) * 1932-08-30 Water cooling system
US2007406A (en) * 1934-08-15 1935-07-09 Royal V Miller Apparatus for cooling air
US2693939A (en) * 1949-05-06 1954-11-09 Marchant Lewis Heating and cooling system
US2637531A (en) * 1949-09-17 1953-05-05 Harold B Davidson Apparatus for circulating water
US2584573A (en) * 1950-01-31 1952-02-05 Frazer W Gay Method and means for house heating
US2780415A (en) * 1952-02-23 1957-02-05 Frazer W Gay Heat pump operated system for house heating
US3262493A (en) * 1963-05-20 1966-07-26 Ind Institution International Means for heating and cooling a structure
US3339629A (en) * 1963-05-20 1967-09-05 Ind Institution International Ground storage means for structure heating and cooling systems
US3461952A (en) * 1967-10-09 1969-08-19 Robert M Decker Apparatus and method for dissipating heat from a heat source
US3620206A (en) * 1970-03-24 1971-11-16 Us Interior Fluid heating by radiation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3009990A1 (de) * 1980-03-13 1981-10-08 Industrie Planung Klaus Hermanussen & Partner GmbH, 2000 Hamburg Verfahren und anordnung zur gewinnung von waerme, bspw. zu heizzwecken
DE102008057943A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und/oder Anlage zur Nutzung regenerativer geothermischer Energie

Also Published As

Publication number Publication date
CA1004562A (en) 1977-02-01
IL45456A (en) 1977-12-30
FR2241047A1 (de) 1975-03-14
AU7233074A (en) 1976-02-19
JPS5082636A (de) 1975-07-04
FR2241047B3 (de) 1977-06-10
GB1446721A (en) 1976-08-18
US3931851A (en) 1976-01-13

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