DE3129219A1

DE3129219A1 - Arrangement of earth probes, as well as earth probe

Info

Publication number: DE3129219A1
Application number: DE19813129219
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. 4902 Bad Salzuflen Michelsen
Original assignee: INEFA KUNSTSTOFFE AG
Current assignee: INEFA KUNSTSTOFFE AG
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-02-10

Abstract

The invention relates to an arrangement of earth probes for utilising earth heat, in particular by means of heat pumps, in which the disadvantages of known arrangements of earth probes, namely that in the environment of the building in which the heat pump is arranged, in other words in the ground or in the garden for example, a special observation and control shaft has to be provided for each probe tube and also special connection lines have to be laid in the garden for the earth probes which often lie far away from one another, can be avoided by the earth probes being introduced into the earth from the cellar region of the building in such a manner that the distributor heads at the upper end of the earth probes lie inside the building. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Erdsonden für dieThe invention relates to an arrangement of geothermal probes for

Nutzung der Erdwärme insbes. mittels Wrhépumpen, sowie eine besonders für eine derartige Anordnung geeignete Erdsonde.Use of geothermal energy in particular by means of Wrhé pumps, as well as a special one geothermal probe suitable for such an arrangement.

Es ist bekannt, zur Ausnutzung der Erdwärme im Erdboden in einer Tiefe, die vor Bodenfrost Sicherheit bietet, horizontal verlaufende Erdschlangen zu verlegen, die mit einer Wärmepumpe in Verbindung stehen.It is known to use geothermal energy in the ground at a depth which offers security from ground frost to lay horizontally running earth snakes, that are connected to a heat pump.

Bessere Ergebnisse als bei einer solchen Anordnung der die Erdwärme aufnehmenden Rohre sind sogenannte Erdsonden mit senkrechter bzw. fast senkrechter Tiefenführung der mit geeignetem Vor- und Rücklauf für die als Wärmeträger dienende Flüssigkeit versehenen Rohre.Better results than with such an arrangement of the geothermal energy receiving pipes are so-called geothermal probes with vertical or almost vertical Depth guidance of the with suitable flow and return for the serving as a heat transfer medium Liquid-provided pipes.

Die bekannten Anordnungen derartiger Erdsonden weisen den Nachteil auf, daß in der Umgebung des Gebäudes, beispielsweise eines Hauses, also etwa im Gelände oder Garten für jedes Rohr ein besonderer Beobachtungs- und Kontrollschacht vorgesehen werden muß und daß dazu noch besondere Verbindungsleitungen für die oft weit auseinander liegenden Erdsonden im Garten verlegt werden müssen.The known arrangements of such geothermal probes have the disadvantage on that in the vicinity of the building, for example a house, so about in Terrain or garden a special observation and control shaft for each pipe must be provided and that there are also special connecting lines for the often far apart geothermal probes have to be laid in the garden.

Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden und insbes. die Aufgabe gelöst werden, eine Anordnung von Erdsonden zu schaffen, die die Anlage aufwendiger Kontroll- und Beobachtungsschächte überflüssig macht und mit der es möglich ist, kurze vor Frost geschützte Verb indungsleitungen zu den einzelnen Verteilerköpfen zu erhalten.The invention is intended to avoid these disadvantages and in particular Object to be achieved to create an arrangement of geothermal probes that the plant makes expensive control and observation shafts superfluous and with which it is possible, short connection lines protected from frost to the individual distributor heads.

Darüberhinaus soll durch die Erfindung die weitere Aufgabe gelöst werden, eine einfach herzustellende und zweckmäßige Erdsonde zu schaffen, die für eine solche Anordnung besonders geeignet ist.In addition, the invention is intended to achieve the further object be to create an easy to manufacture and functional geothermal probe that is suitable for such an arrangement is particularly suitable.

Zu Lösung dieser komplexen Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die Erdsonden vom Kellerbereich eines Baukörpers in der Weise-in das Erdreich einzuführen, daß die Verteilerköpfe am oberen Ende der Erdsonden innerhalb des Baukörpers liegen. Dabei können die Erdsonden etwa waagerecht, schräg nach unten oder im wesentlichen senkrecht nach unten in das Erdreich eingepracht sein.In order to solve this complex problem, in an arrangement, the at the beginning The type described proposed the geothermal probes from the basement area of a building in such a way-to introduce into the ground that the distributor heads at the upper end the geothermal probes lie within the structure. The geothermal probes can be positioned horizontally, obliquely downwards or essentially vertically downwards into the ground be.

Es hat sich als zweckmäß-ig erwiesen, benachbarte Erdsonden zu ihren unteren Enden hin divergierend im Erdreich anzuordnen, damit die Bereiche der Wärmeentnahme möglichst weit auseinander liegen. Die Erdsonden können deswegen auch im Bereich der Bau ecken in das Erdreich eingeführt werden.It has proven to be useful to have neighboring geothermal probes to yours to arrange the lower ends diverging in the ground, so that the areas of heat extraction be as far apart as possible. The geothermal probes can therefore also in the area the building corners are inserted into the ground.

Bei einer Anordnung dieser Art kann bei einer aus einen Rohrkörper mit einer Bodenkappe und einem Verteilerkopf bestehenden Erdsonde der Rohrkörper aus einem Außenrohr bestehen, in dem ein mit Abstandsstegen versehenes Innenrohr angebracht ist. Zwecksmäßig soll das Außenrohr ein Metallrohr und das Innenrohr mit den Stegen ein Kunststoffrohr sein. Das Außenrohr kann allerdings auch als Kunststoffrohr ausgeführt sein.In an arrangement of this type, a tubular body can be used in one of them with a bottom cap and a distributor head existing geothermal probe of the pipe body consist of an outer tube in which an inner tube provided with spacer bars is appropriate. Appropriately, the outer tube should be a metal tube and the Inner tube be a plastic tube with the webs. The outer tube can, however, also be used as a plastic tube be executed.

Für besondere Fälle können das Außenrohr und das Innenrohr auch eine Einheit vorzugsweise als extrudiertes Kunststoffrohr bilden.For special cases, the outer tube and the inner tube can also be a Preferably form the unit as an extruded plastic tube.

Um den Wärmeübergang zu verbessern, kann das Außenrohr mit Wärmeleitrippen versehen werden. Vorteilhaft soll der Durchflußquerschnitt des Innenrohres gleich oder kleiner sein als der freie Durchflußquerschnitt zwischen dem Außen- und dem Innenrohr.In order to improve the heat transfer, the outer tube can be equipped with heat conducting fins be provided. The flow cross section of the inner tube should advantageously be the same or smaller than the free flow area between the outer and the Inner tube.

Die mit dem Außenrohr flüssigkeitsdicht verbundene Bodenkappe für die Umlenkung des Flüssigkeitsstromes vom Innenrohr zum Außenrohr soll zur besseren Flüssigkeitsführung mit einer Flüssigkeitsleitfläche versehen sein.The bottom cap for the deflection of the flow of liquid from the inner pipe to the outer pipe is intended for better Liquid guide be provided with a liquid guide surface.

An Hand der Zeichnungen, auf denen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung von Erdsonden beispielsweise an einem Hauskörper in Seitenansicht, Fig. 2 diese Anordnung in Ansicht von oben, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Rohrkörper einer erfindungsgemßn Erdsonde und Fig. 4 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform einer Erdsonde sowie das untere Ende dieser Erdsonde zeigen, soll die Erfindung nachfolgend noch näher beschrieben werden.With reference to the drawings, in which Fig. 1 shows an arrangement according to the invention of geothermal probes, for example, on a house body in a side view, FIG. 2 this Arrangement in view from above, FIG. 3 shows a cross section through the tubular body of a geothermal probe according to the invention; and Fig. 4 shows a cross-section of another embodiment show a geothermal probe and the lower end of this geothermal probe, the invention is intended are described in more detail below.

Der Hausk-örper 19 der Fig. 1 weist einen, wie üblich, weitgehend im Erdreich 23 liegenden Kellerbereich 20 auf. Man kann davon ausgehen, daß im Normalfall der Boden des Kellerbereiches etwa 2 m unter der Erdoberfläche liegt, so daß auch schon bei leichter Neigung der Bohrrichtung für die Erdsonden 10 die erforderlichen Tiefen für eine ausreichende Wärmeaufnahme erreicht werden. Die Figur gibt dabei mögliche Lagen der Erdsonden 10 alternativ wieder, wobei, wie man erkennen kann, die oberen Enden der Sonden mit den Verteilerköpfen 18 für die Wärmeträgerflüssigkeit im Haus in dessen Kellerbereich 20 liegen und dort auf kurzen Wegen vor Frost geschützt und gut kontrollierbar mit der Wärmepumpe verbunden werden können.The house body 19 of FIG. 1 has, as usual, a largely basement area 20 lying in the ground 23. One can assume that in normal cases the floor of the basement area is about 2 m below the surface of the earth, so that too even with a slight inclination of the drilling direction for the geothermal probes 10 the necessary Depths for sufficient heat absorption can be achieved. The figure is there possible positions of the geothermal probes 10 alternatively again, whereby, as can be seen, the upper ends of the probes with the distributor heads 18 for the heat transfer fluid are in the house in the basement area 20 and protected there on short distances from frost and can be connected to the heat pump in an easily controllable manner.

Bei der Ansicht von oben auf das Haus, die in Fig. 2 dargestellt ist, sind einmal fächerförmig angeordnete Erdsonden 10 dargestellt, bei denen die Verteilerköpfe 18 dicht beieinander im Kellerbereich 20 liegen und deren Enden weit auseinander liegen, so daß der auszunutzende Erdbereich für die Wärmeaufnahme sehr groß ist, wobei kaum gegenseitige Störungen der Erdsonden 10 auftreten können. Alternativ sind in dieser Figur an den Ausecken 22 schräg nach unten in das Erdreich getriebene Sonden 10 angedeutet.When looking at the house from above, which is shown in Fig. 2, once fan-shaped geothermal probes 10 are shown, in which the distributor heads 18 are close together in the basement area 20 and their ends are far apart so that the area of the earth to be used for heat absorption is very large, with hardly any mutual interference of the geothermal probes 10 can occur. Alternatively are driven obliquely downward into the ground at the Ausecken 22 in this figure Probes 10 indicated.

Man erkennt die Verbindung der Verteilerköpfe 18 mit der Wärmepumpe 24, sowie deren Einfügung in das im Heizungskeller 21 befindliche übliche Heizsystem.The connection of the distributor heads 18 to the heat pump can be seen 24, as well as their insertion into the usual heating system located in the boiler room 21.

Fig. 3 gibt einen Querschnitt durch den Rohrkörper 11 einer bevorzugten Ausführungsform einer Erdsonde 10 wieder. Sie weist ein Außenrohr 12 mit Wärmeleitrippen 15 zur VergrUßerung der die Wärme aufnehmenden Rohroberfläche auf. In diesem zweckmäßig aus Metall hergestellten Rohr ist ein Innenrohr 13 mit Abstandsstegen 14 angeordnet, welches vorzugsweise aus Kunststoff bestehen kann. Die im Erdreich aufgewärmte Flüssigkeit wird in dem freien Querschnitt F zwischen Innenrohr 13, Stegen 14 und Außenrohr 12 zur Warmepumpe geführt, die zurückfließende abgekühlte Flüssigkeit gelangt durch den inneren Querschnitt f wieder in die Tiefe der Erdsonde, wo sie vom Innenrohr 13 zum Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr 12 durch die in Fig. 4 dargestellte Bodenkappe 16> dient dem Außenrohr flüssigkeitsdicht verbunden ist, umgelenkt wird. Zur Verbesserung dieser Umlenkung weist die Bodenkappe 16 im dargestellten Beispiel eine Flüssigkeitsleitfläche 17 auf.Fig. 3 gives a cross section through the tubular body 11 of a preferred one Embodiment of a geothermal probe 10 again. It has an outer tube 12 with heat conducting fins 15 to enlarge the pipe surface that absorbs the heat. In this expedient tube made of metal, an inner tube 13 is arranged with spacer bars 14, which can preferably consist of plastic. The liquid warmed up in the ground is in the free cross section F between inner tube 13, webs 14 and outer tube 12 to the heat pump, the cooled liquid flowing back passes through the inner cross-section f back to the depth of the geothermal probe, where it comes from the inner tube 13 to the annular space between the inner tube and outer tube 12 through the one shown in FIG Bottom cap 16> is used to connect the outer tube in a liquid-tight manner, deflected will. To improve this deflection, the bottom cap 16 has in the illustrated Example, a liquid guide surface 17.

Im oberen Teil der Fig. 4 ist ein Querschnitt durch den Rohrkörper 11 einer EurGonde 10 dargestell.t, bei dem das Innenrohr 13, das Außenrohr 12 und die Abstandsstege 14 eine Einheit bilden.In the upper part of Fig. 4 is a cross section through the tubular body 11 of a EurGonde 10 dargestell.t, in which the inner tube 13, the outer tube 12 and the spacer bars 14 form a unit.

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Claims

Claims 1. Arrangement of geothermal probes for the use of geothermal energy esp. By means of heat pumps, characterized in that the geothermal probes (10) from Basement area (20) of a structure <19) introduced into the ground (23) in this way are that the distributor heads (18) at the upper end of the geothermal probes within the structure are located.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the geothermal probes (10) approximately horizontally, obliquely downwards or essentially vertically downwards are introduced into the ground (23).

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that adjacent Geothermal probes (10) arranged diverging towards their lower ends in the soil (23) are.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the Ground probes (10) introduced into the ground (23) in the area of the building corners (22) are.

5. Geothermal probe consisting of a tubular body with a bottom cap and a distributor head, in particular for an arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that that the tubular body (11) consists of an outer tube (12) in which one with three or more spacer bars (14) provided inner tube (13) is attached.

6. geothermal probe according to claim 5, characterized in that the outer tube (12) a metal tube and the inner tube (13) with the webs (14) a plastic tube is.

7. geothermal probe according to claim 5 and 6, characterized in that the Outer tube (12) is also designed as a plastic tube.

8. geothermal probe according to claim 5 to 7, characterized in that the Outer tube (12) and the inner tube (13) form an extruded unit.

9. geothermal probe according to claim 5 to 8, characterized in that the Outer tube (12) is provided with heat conducting fins (15).

10. geothermal probe according to claim 5 to 9, characterized in that the The flow cross section (f) of the inner tube (13) is equal to or smaller than the free one Flow cross section (F) between the outer (12) and the inner tube (13).

11. geothermal probe according to claim 5 to 10, characterized in that the end cap (16) connected to the outer tube (12) in a liquid-tight manner and having a liquid-conducting surface (17) is provided.