DE4341858A1 - Unterirdischer Energiespeicher für Wärme- bzw. Kälteenergie sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Energiespeichers - Google Patents
Unterirdischer Energiespeicher für Wärme- bzw. Kälteenergie sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen EnergiespeichersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen unterirdischen Energiespeicher
für Wärme- bzw. Kälteenergie sowie ein Verfahren zur
Herstellung eines derartigen Energiespeichers.
Energiespeicher der eingangs genannten Art dienen zur
Speicherung von Wärme- oder Kälteenergie. Die gespeicherte
Energie wird vorrangig zur Beheizung, zur Klimatisierung
und zur Warmwasseraufbereitung von Gebäuden oder auch
ganzer Gebäudekomplexe verwendet. Um einen Energiespeicher
für die genannten Zwecke wirtschaftlich einzusetzen, werden
hohe Anforderungen an die Wärmeisolierung gestellt und es
ist, je nach Verwendungszweck, ein relativ großes Volumen
des Energiespeichers notwendig. So sollte in einem
Energiespeicher die z. B. im Sommer über Sonnenkollektoren
erzeugte Wärmeenergie über mehrere Monate ohne größere
Verluste gespeichert werden können, damit die gespeicherte
Wärmemenge im Winter für den gewünschten Verwendungszweck
in ausreichender Menge aus dem Speicher entnehmbar ist.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von
unterirdischen Energiespeichern zur Speicherung von Wärme- oder
Kälteenergie bekannt.
Bei einem bekannten Verfahren wird Wasser in Hohlräume
gefüllt, die in Festgestein mittels bergmännischen
Verfahren hergestellt sind. Das Wasser wird dann erwärmt
und als Energiespeicher verwendet. Nachteilig sind hier
jedoch zum einen die hohen Herstellungskosten für die
bergmännisch erstellten Hohlräume und zum anderen das
statisch bedingt begrenzte Speichervolumen aufgrund der
natürlichen Gegebenheiten. Des weiteren treten durch die
fehlende Wärmedämmung der einzelnen Hohlräume große
Energieverluste auf, die zu einer starken Reduzierung des
Wirkungsgrads dieses bekannten Energiespeichers führen.
Es ist außerdem bereits bekannt, über Bohrungen in
Felsgestein und darin eingebrachten Rohrsonden Wärmeenergie
in das Felsgestein einzubringen und im Felsgestein zu
speichern. Jedoch ist auch dieser Energiespeicher durch die
geringe Wärmekapazität des Felsgesteins und die fehlende
Wärmedämmung nicht sehr effektiv und nur sehr
unwirtschaftlich zu betreiben.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen
Energiespeichers ist bekannt, bei dem durch Abtäufung von
Brunnen in Grundwasserhorizonte Wärmeenergie in den über
die wasserstauende Schicht liegenden Bodenbereich
eingebracht wird. Wiederum ist durch das Fehlen einer
Wärmedämmung und die Möglichkeit des unkontrollierten
Abdriftens von erwärmtem Grundwasser ein hoher
Energieverlust vorhanden. Zudem ist für dieses Verfahren
eine besonders sorgfältige geologische Erkundung notwendig,
die wiederum sehr teuer ist.
Schließlich ist es noch bekannt, einen unterirdischen
Energiespeicher herzustellen, indem ein Betonbecken
gefertigt und mit Wasser gefüllt wird. Das Wasser wird
wiederum erwärmt und, wenn benötigt, dessen Wärmeenergie
abgeführt. Die Baukosten eines derartigen Energiespeichers
sind sehr hoch und weisen auch nur eine geringe
Wärmedämmung auf. Außerdem muß hier der gesamte Erdaushub
von der Oberfläche aus erfolgen, was die Baukosten
beträchtlich erhöht. Des weiteren ist die Baugröße begrenzt.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß bei den bisher
bekannten unterirdischen Energiespeicher entweder nur nicht
wärmeisolierte, künstliche Hohlräume genutzt werden oder
ein unkontrolliertes Abdriften der gespeicherten Energie
hinzunehmen ist. Hierdurch ist nur eine ineffiziente und
teure Energiespeicherung für geringe Energiemengen möglich.
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist
es, einen unterirdischen Energiespeicher für Wärme- oder
Kälteenergie zu schaffen, der kostengünstig und über eine
längere Zeitdauer hinweg effizient Wärme- oder Kälteenergie
speichern kann. Ein weiteres der Erfindung
zugrundeliegendes technisches Problem ist es, ein Verfahren
zur Herstellung eines derartigen Energiespeichers in
Lockergestein bereitzustellen, das einfach und relativ
kostengünstig ist.
Die Lösung dieses technischen Problems besteht darin, einen
unterhalb der Erdoberfläche liegenden Energiespeicher zu
schaffen, bei dem ein aus Lockergestein bestehender,
definierter Erdkörper teilweise oder ganz von einer
wärmeisolierenden Hülle umschlossen ist, die Hülle aus
einem Gemisch von Lockergestein und eingebrachtem
Dichtstoffbesteht und in dem definierten, wärmeisolierten
Erdkörper eine Energietransportvorrichtung angeordnet ist,
die zum Ein- und Austransport der Wärme- oder Kälteenergie
dient.
Des weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines
unterirdischen Energiespeichers für Wärme- bzw.
Kälteenergie geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß durch Einbringen mindestens eines Dichtstoffs mit
wärmedämmenden Eigenschaften in Lockergestein eine
wärmeisolierende Hülle geschaffen wird, die einen
definierten Erdkörper teilweise oder ganz wärmeisolierend
umschließt und das eingeschlossene Volumen des Erdkörpers
als Energiespeicher verwendet wird.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Schaffung
eines wirtschaftlich zu betreibenden und effizienten
unterirdischen Energiespeichers einen definierten Erdkörper
mit nach den jeweiligen Erfordernissen anpaßbarem Volumen
wärmeisoliert einzuhüllen, ohne daß aufwendige
bergmännische Verfahren und große, teure Erdarbeiten nötig
sind. In dem nun erfindungsgemäß in Lockergestein
Dichtstoff bzw. unterschiedliche Dichtstoffe eingebracht
werden und die Dichtstoffe zusammenwirkend mit dem
Lockergestein und Zusatzstoffen eine wärmeisolierende,
flüssigkeitsdichte und sogar plastisch verformbare Hülle
bilden, kann nun ein Abdriften der in das Lockergestein
eingebrachten Energie unterbunden und somit als
Energiespeicher sehr effektiv und wirtschaftlich betrieben
werden.
Zwar ist auf dem entfernteren Gebiet der Altlastensicherung
ein Verfahren bekannt, bei dem Dichtstoff mittels eines
verlaufsgesteuerten Bohrverfahrens in Bodenschichten
unterhalb einer Altlast eingebracht wird und hierdurch eine
flüssigkeitsdichte Schicht gebildet wird. Diese Schicht
dient nur zur Verhinderung von Aussickern von
schadstoffhaltigem Sickerwasser aus der Altlast. Nunmehr
jedoch ist es erstmals möglich, mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens eine wärmedämmende Hülle in
Lockergestein, wie sandige Böden, Kiesböden oder
dergleichen, aufzubauen, die ein wirtschaftliches Betreiben
eines Energiespeichers in Form eines wärmeisolierten
Erdkörpers ermöglicht. Hierzu werden nun erstmals
wärmedämmende Dichtstoffe in Lockergestein eingebracht.
Sehr vorteilhaft ist es, daß bei dem erfindungsgemäßen
Energiespeicher und dessen Herstellung keine oberirdische
Aufstellfläche benötigt wird, und somit eine Anordnung auch
unterhalb einer Wohnsiedlung integriert werden kann.
Es ist besonders vorteilhaft, daß bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren auch eine mehrwandige Hülle mit ein oder mehreren
Hüllenzwischenräumen herstellbar ist, wodurch eine
besonders gute und effektive Wärmeisolierung des zur
Energiespeicherung dienenden, eingeschlossenen Erdkörpers
ausbildbar ist.
Zur weiteren Steigerung der Wärmeisolierungseigenschaft
einer mehrwandigen Hülle ist es besonders günstig,
zusätzlich Warmluft in die durch die sich jeweils einander
umschließenden Hüllen gebildeten Hüllenzwischenräume
einzubringen und das in diesen Zwischenräumen vorhandene
Lockergestein einem Trocknungsprozeß zu unterwerfen.
Anschließend wird in diese Hüllenzwischenräume ein
trockenes Gas wie Luft oder ein anderes geeignetes Gas mit
günstiger Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel der eines
Edelgases, eingeführt.
Vorteilhafterweise ist es mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren nunmehr möglich, den Dichtstoff den jeweiligen
Bodenverhältnissen anzupassen. Besonders geeignet ist ein
Stoffgemisch, das aus Bestandteilen besteht, die günstige
Wärmeisolierungseigenschaften, zusammen mit dem
Lockergestein flüssigkeitsdicht und eventuell sogar
gasdicht sind. Eine Stoffmischung, bestehend aus einer
Montanwachsemulsion, Zusatzstoffen wie Filterasche,
granulierte Schlacke oder Kieselgur und Additive wie
Ölsäure oder Lecithin ist besonders geeignet. Durch diese
Stoffmischung wird eine hervorragende Wärmedämmung
erreicht. Außerdem ist eine derartige Stoffmischung sehr
gut mittels bekannter Injektionsverfahren in das
Lockergestein injizierbar. Des weiteren ist sie
flüssigkeitsdicht und plastisch verformbar. Somit können
auch leichte Erdbewegungen und thermisch bedingte
Volumenänderungen auf die gebildete Hülle keinen
schädigenden Einfluß, wie Rißbildung, haben. Außerdem ist
ein derartiges Stoffgemisch absolut umweltverträglich.
Vorteilhafterweise wird zum Injizieren der Dichtstoffe in
das Lockergestein ein vollkommen verlaufsgesteuertes
Bohrverfahren verwendet, wodurch eine optimale Anpassung an
die Bodenbeschaffenheit ermöglicht ist. Auch das für den
jeweiligen Bedarf notwendige Volumen des Energiespeichers
ist hierdurch in bisher mit den bekannten Verfahren nicht
ausführbare Größenordnungen von bis zu mehreren hundert
Metern Durchmesser herstellbar. Mit dem verlaufsgesteuerten
Bohrverfahren ist es außerdem möglich, von einem Standort
von der Oberfläche aus mehrere Bohrungen voranzutreiben.
Hierdurch ist eine sehr kostengünstige Herstellung der
wärmeisolierenden Hülle möglich.
Auch ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nun
erstmals möglich, in Verbindung mit natürlichen
Flüssigkeitssperrschichten, wie zum Beispiel Lehmschichten,
eine dichte, wärmeisolierende Hülle aufzubauen. Hierzu kann
es zum einen vorteilhaft sein, mit bekannten senkrechten
Bohrverfahren Bohrungen in das Lockergestein voranzutreiben
und von diesen Bohrungen aus Dichtstoff zu injizieren.
Dabei wird durch eine größere Anzahl von
nebeneinanderliegenden Bohrungen und davon ausgehenden, mit
Dichtstoff injizierten Bodenbereichen eine dichte,
wärmeisolierende und auch plastisch verformbare Hülle
hergestellt. Die Hülle begrenzt zusammen mit den
natürlichen Flüssigkeitssperrschichten einen definierten
Erdkörper, der als Energiespeicher benutzbar ist.
Zur weiteren Steigerung der Wärmekapazität des definierten
Erdkörpers und somit zur besseren Ausnutzung des
wärmeisolierten, umhüllten Volumens ist es besonders
vorteilhaft, im Lockergestein das vorhandene freie Lücken- und
Porenvolumen mit einer Flüssigkeit zu füllen. Besonders
geeignet sind hierfür Wasser oder andere Flüssigkeiten mit
einer spezifischen Wärmekapazität größer gleich der
Wärmekapazität von Wasser, die 4,186 kJ/(kg K) beträgt.
Zur Erhöhung der Straßenverkehrssicherheit sowie der
Zuverlässigkeit von technischen Einrichtungen im
Eisenbahnnetz, wie zum Beispiel Weichen oder ganzen
Weichenanlagen, zum Beispiel im Bereich eines
Güterbahnhofes, hat sich herausgestellt, daß die Verwendung
eines erfindungsgemäßen Energiespeichers zur Beheizung der
genannten Einrichtungen besonders geeignet ist. Denn der
Kostenaufwand ist sehr gering und erhöht die
Straßenverkehrssicherheit durch eisfreie Straßen im Winter
und die technische Zuverlässigkeit der Weicheneinrichtungen
durch die Abgabe der gespeicherten Wärmeenergie eines
darunterliegenden erfindungsgemäßen Energiespeichers
beträchtlich.
Im folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum
besseren Verständnis der Erfindung drei
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Energiespeicher mit einer vollkommen aus
injizierten Dichtstoffen hergestellten Hülle in
schematischer Darstellung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Energiespeichers in schematischer Darstellung, bei
dem zur Bildung der Hülle eine natürliche
Wassersperrschicht mitbenutzt wird, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Energiespeichers mit Doppelhülle.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen in Lockergestein
erstellten Energiespeichers dargestellt. In einem gewissen
Abstand unterhalb der Erdoberfläche 5 liegt ein im
wesentlichen sich horizontal erstreckender oberer
Hüllenabschnitt 1, der aus einem Gemisch von injiziertem
Dichtstoff und Lockergestein besteht. Unterhalb dieses
oberen Hüllenabschnitts 1 schließt sich ein unterer
Hüllenabschnitt 2 an, der ebenfalls aus einem Gemisch von
injiziertem Dichtstoff und Lockergestein besteht. Der
untere und obere Hüllenabschnitt 1, 2 berühren bzw.
schneiden sich derart, daß durch den oberen Hüllenabschnitt
1 und den unteren Hüllenabschnitt 2 ein definierter
Erdkörper 6 aus Lockergestein vollständig wärmeisoliert
umhüllt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der untere
Hüllenabschnitt 2 wannenförmig ausgebildet.
Von der Erdoberfläche 5 aus erstreckt sich eine
Energietransportvorrichtung 7 durch den oberen
Hüllenabschnitt 1 hindurch bis in den definierten Erdkörper
6 hinein. Die Energietransportvorrichtung 7 ist mit einem
Anschluß 8 versehen.
Der durch den oberen Hüllenabschnitt 1 und den unteren
Hüllenabschnitt 2 wärmeisoliert umschlossene Erdkörper 6
aus Lockergestein ist bis zu dem Pegelstand 3 mit Wasser
aufgefüllt. Das Wasser füllt hierbei die freien Lücken- und
Porenräume im Lockergestein aus. Als zusätzliche Isolierung
des Erdkörpers 6 dient die über dem oberen Hüllenabschnitt
1 liegende natürliche Bodenschicht 4.
Zum Betreiben des Energiespeichers wird, wie durch den
Pfeil am Anschluß 8 gezeigt, ein eigenes
Energieübertragungsmittel, wie z. B. Wasser, in die
Energietransportvorrichtung 7 eingeführt. Dieses
eingeführte Wasser weist eine höhere Temperatur als der
Erdkörper 6 auf und gibt seine mitgeführte Wärmeenergie
durch Wärmeübertragung an den Erdkörper 6 sowie an die
darin eingelagerte Flüssigkeit 3 ab. Hierdurch erwärmt sich
der Erdkörper 6 und die Flüssigkeit 3. Da der obere und
untere Hüllenabschnitt 1, 2 aus einem Gemisch von
speziellem Dichtstoff und Lockergestein bestehen, das
zusammen sehr gut wärmeisolierend und flüssigkeitsdicht
ist, kann die eingebrachte Wärmemenge im Erdkörper 6 über
eine längere Zeitdauer, d. h. über Monate hinweg, ohne
größere Verluste gespeichert werden.
Die zum Beispiel im Sommer über Sonnenkollektoren erzeugte
Wärmeenergie, die über die Energietransportvorrichtung 7 in
den Energiespeicher einbringbar ist und zur Erwärmung des
definierten Erdkörpers 6 und der darin befindlichen
Flüssigkeit 3 führt, kann dann im Winter zur Beheizung
eines Gebäudes, eines Gebäudekomplexes oder dergleichen
dienen. Hierzu wird über die Energietransportvorrichtung 7
die im Erdkörper 6 und in der Flüssigkeit 3 gespeicherte
Wärmeenergie nach außen zur Erdoberfläche geführt und in
ein bestehendes Heizungssystem eingespeist.
Zum Ein- und Austransport der Wärmeenergie ist die
Energietransportvorrichtung 7 zum Beispiel als
Wärmetauscher ausgebildet. Zum Eintransport der
Wärmeenergie wird über den Anschluß 8 eine erhitzte
Flüssigkeit in die Energietransportvorrichtung 7
eingebracht und zirkuliert dort, so daß durch
Wärmeübertragung die Wärmeenergie an den Erdkörper 6 und
die eventuell darin eingelagerte Flüssigkeit 3 übertragen
wird. Beim Austransport der im Erdkörper 6 gespeicherten
Wärmeenergie wird wiederum Flüssigkeit in die
Energietransportvorrichtung 7 eingebracht und durch den
vorhandenen Temperaturunterschied erwärmt und diese
erwärmte Flüssigkeit nach außen über den Anschluß 8 je nach
Bedarf weitergeführt.
Zur Erstellung eines erfindungsgemäßen Wärmespeichers wird
bei diesem Ausführungsbeispiel eine Anzahl von Bohrungen
von der Erdoberfläche 5 aus mit einem vollkommen
verlaufsgesteuerten Bohrverfahren in die gewünschte Tiefe
bzw. die Lockergesteinsschichten vorangetrieben. Schon beim
Vorantreiben bzw. später beim Zurückziehen des
verlaufsgesteuerten Bohrkopfes wird ein spezieller
Dichtstoff in die umliegenden Bodenbereiche injiziert,
wodurch eine wärmeisolierende, flüssigkeitsblockierende
sowie auch plastisch verformbare Hülle 1, 2 entsteht. Das
heißt, die Hülle 1, 2 wird durch den Verlauf der Anzahl von
Bohrungen, die mit dem verlaufsgesteuerten Bohrverfahren an
die geologischen Gegebenheiten angepaßt werden können, und
von diesen Bohrungen ausgehenden Injektionen gebildet. Die
von benachbarten Bohrungen ausgeführten Injektionen, von
Dichtstoff überlappen und/oder schneiden sich, so daß die
dichte, wärmeisolierende Hülle 1, 2 entsteht.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Energiespeichers gezeigt, bei der im
Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
eine natürliche wasserundurchlässige Sperrschicht 10 zur
Bildung eines Energiespeichers mitbenutzt wird. Unterhalb
dieser natürlichen Sperrschicht 10 sind untere
Hüllenabschnitte 2 angeordnet, welche die Sperrschicht 10
berühren bzw. schneiden. Insgesamt wird somit durch die
Sperrschicht 10 und die unteren Hüllenabschnitte 2 ein aus
Lockergestein 6 bestehender Erdkörper vollständig umhüllt.
Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
ist wiederum das im Lockergestein des definierten
Erdkörpers 6 vorhandene freie Lücken- und Porenvolumen mit
einer Flüssigkeit, hier Wasser, bis zum Pegel 3 aufgefüllt.
Die weiteren Elemente des Energiespeichers entsprechen dem
ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
Des weiteren ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel
ersichtlich, daß sich der erfindungsgemäße Energiespeicher
bis unterhalb des natürlichen Grundwasserspiegels 11
erstreckt. Da die Hüllenabschnitte 2 aus wärmeisolierenden,
flüssigkeitsdichtem Dichtstoffgemenge mit Lockergestein
bestehen, kann das Grundwasser nicht in den definierten
Erdkörper 6 eindringen.
Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Energiespeichers ist als Querschnitt in schematischer
Darstellung in Fig. 3 gezeigt. Grundsätzlich entspricht
dieses dritte Ausführungsbeispiel dem ersten
Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 1 gezeigt, jedoch ist die
Hülle 20, 21, die den definierten Erdkörper 6 einschließt,
mehrwandig ausgeführt. Das heißt, eine innere Hülle 20
umschließt den Erdkörper 6 aus Lockergestein vollständig.
Mit einem gewissen Abstand zur inneren Hülle 20 ist eine
weitere äußere Hülle 21 angeordnet, die die innere Hülle 20
vollständig umschließt. Hierdurch wird ein
Hüllenzwischenraum 22 geschaffen. Wiederum bestehen die
innere und äußere Hülle 20, 21 wie beim ersten und zweiten
Ausführungsbeispiel aus einem Gemisch von injiziertem
Dichtstoff und Lockergestein, wodurch die gesamte Hülle 20,
21 flüssigkeitsdicht, wärmeisolierend und plastisch
verformbar ist.
Zur Steigerung der Wärmeisolierung des eingeschlossenen
Erdkörpers 6 ist der Hüllenzwischenraum 22 trockengelegt
und mit einem geeigneten Gas, wie z. B. Luft oder einem
Edelgas, gefüllt.
Zur Erstellung der inneren und äußeren Hüllen 20, 21 findet
wiederum ein vollkommen verlaufsgesteuertes Bohrverfahren
Anwendung.
Dieses vollkommen verlaufsgesteuerte Bohrverfahren wird
auch zum Trockenlegen des durch die innere und äußere Hülle
20, 21 gebildeten Hüllenzwischenraums 22 verwendet. Hierzu
wird eine Bohrung in den Hüllenzwischenraum 22 mit dem
vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrverfahren vorangetrieben
und Warmluft durch den Bohrkopf hindurch oder durch eine
nachträglich eingezogene Leitung eingeleitet. Somit wird
der Hüllenzwischenraum 22 einem Trocknungsprozeß
unterworfen. Dann wird zur besseren Ausbildung der
Wärmeisolierung der Hülle 20, 21 ein Gas, wie Luft oder
Edelgas oder dergleichen, mit günstigen
Wärmeisolierungseigenschaften in den Hüllenzwischenraum 22
eingeleitet. Das Gas kann dabei wiederum durch die mittels
des vollkommen verlaufsgesteuerten Bohrverfahrens
erstellten Bohrung in den Hüllenzwischenraum 22 eingebracht
werden.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen
Energiespeichers für Wärme- oder Kälteenergie, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - durch Einbringen mindestens eines Dichtstoffs mit wärmedämmenden Eigenschaften in Lockergestein eine wärmeisolierende Hülle (1, 2) geschaffen wird, die einen definierten Erdkörper (6) teilweise oder ganz umschließt, und
- - das eingeschlossene Volumen des Erdkörpers (6) als Energiespeicher verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in einem oder mehreren weiteren Verfahrensschritten
wiederum Dichtstoff derart in das Lockergestein
eingebracht wird, so daß die bereits geschaffene,
wärmeisolierende Hülle (1, 2) des definierten
Erdkörpers (6) mehrwandig ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
in den jeweiligen durch die einzelnen,
wärmeisolierenden Hüllen (20, 21) gebildeten
Hüllenzwischenraum (22) Warmluft eingeführt wird,
durch den das im jeweiligen Hüllenzwischenraum (22)
befindliche Lockergestein einem Trocknungsprozeß
unterworfen wird und anschließend der jeweilige
Hüllenzwischenraum (20, 21) mit einem trockenen Gas
gefüllt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das trockene Gas Luft oder ein anderes geeignetes Gas
mit guten Wärmeisolierungseigenschaften, wie z. B.
Argon, ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Dichtstoff eine Stoffmischung,
bestehend aus einer Montanwachsemulsion, Zusatzstoffen
wie Filterasche, granulierte Schlacke oder Kieselgur
und Additive wie Ölsäure oder Lecithin, verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das im Lockergestein des definierten, wärmeisolierten
Erdkörpers (6) vorhandene freie Lücken- und
Porenvolumen mit einer Flüssigkeit (3) gefüllt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flüssigkeit (3) eine spezifische Wärmekapazität
größer gleich 4,186 kJ/(kg K) aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Anzahl Bohrungen von der
Erdoberfläche (5) aus in das Lockergestein
vorangetrieben werden und von diesen Bohrungen aus der
Dichtstoff in die umliegenden Boden- bzw.
Lockergesteinbereiche injiziert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Einbringen des
Dichtstoffs in das Lockergestein, zum Einführen von
Warmluft und zum Einbringen eines Gases in den
Hüllenzwischenraum (22) ein vollkommen
verlaufsgesteuertes Bohrverfahren verwendet wird.
10. Energiespeicher für Wärme- oder Kälteenergie, der
unterhalb der Erdoberfläche liegt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Energiespeicher umfaßt:
- - einen aus Lockergestein bestehenden definierten Erdkörper (6), der zumindestens teilweise von einer wärmeisolierenden (1, 2) Hülle umschlossen ist,
- - die Hülle (1, 2) aus einem Gemisch von Lockergestein und in das Lockergestein eingebrachtem Dichtstoff besteht, und
- - eine Energietransportvorrichtung (7), wie zum Beispiel ein Wärmetauscher, im definierten, wärmeisolierten Erdkörper (6) angeordnet ist.
11. Energiespeicher nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die wärmeisolierende Hülle (10,
21) mehrwandig ausgebildet ist.
12. Energiespeicher nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das im Lockergestein des
definierten, wärmeisolierten Erdkörpers (6) vorhandene
freie Lücken- und Porenvolumen mit einer Flüssigkeit
(3) gefüllt ist.
13. Energiespeicher nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine spezifische
Wärmekapazität größer gleich 4,186 kJ/(kg K) aufweist.
14. Energiespeicher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der definierte Erdkörper (6) zum
einen durch die Hülle (2), die durch Dichtstoff und
Lockergestein gebildet ist, und zum
anderen durch natürliche Grundwassersperrschichten
(10), wie z. B. Lehmschichten, wärmeisolierend
umschlossen ist.
15. Verwendung eines Verfahrens zur nachträglichen
Abdichtung von Bodenkörpern, bei dem mittels eines
verlaufsgesteuerten Bohrverfahrens Dichtmittel unter
den Bodenkörper in den Boden injiziert wird, zur
Herstellung eines Energiespeichers mit einer
wärmeisolierenden Hülle (1, 2) in Lockergestein unter
Verwendung von Dichtstoffen mit wärmeisolierenden
Eigenschaften.
16. Verwendung eines Energiespeichers nach einem oder
mehreren der Ansprüche 10 bis 14 bzw. eines
Energiespeichers, der nach dem Verfahren nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist,
zur Beheizung von Verkehrseinrichtungen wie Straßen,
Schienenweichen oder dergleichen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4341858A DE4341858C2 (de) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Unterirdischer Energiespeicher für Wärme- bzw. Kälteenergie sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Energiespeichers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4341858A DE4341858C2 (de) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Unterirdischer Energiespeicher für Wärme- bzw. Kälteenergie sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Energiespeichers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4341858A1 true DE4341858A1 (de) | 1995-06-14 |
DE4341858C2 DE4341858C2 (de) | 1998-08-20 |
Family
ID=6504490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4341858A Expired - Fee Related DE4341858C2 (de) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Unterirdischer Energiespeicher für Wärme- bzw. Kälteenergie sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Energiespeichers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4341858C2 (de) |
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