EP0058191A1 - Device for driving in the ground heat exchange elements - Google Patents

Device for driving in the ground heat exchange elements

Info

Publication number
EP0058191A1
EP0058191A1 EP81902396A EP81902396A EP0058191A1 EP 0058191 A1 EP0058191 A1 EP 0058191A1 EP 81902396 A EP81902396 A EP 81902396A EP 81902396 A EP81902396 A EP 81902396A EP 0058191 A1 EP0058191 A1 EP 0058191A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
elements
ramming
outer diameter
ground
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
Application number
EP81902396A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Dr.-Ing. Hampe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19803032110 external-priority patent/DE3032110A1/en
Priority claimed from DE19803032108 external-priority patent/DE3032108A1/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0058191A1 publication Critical patent/EP0058191A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/52—Piles composed of separable parts, e.g. telescopic tubes ; Piles composed of segments
    • E02D5/523—Piles composed of separable parts, e.g. telescopic tubes ; Piles composed of segments composed of segments
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/72—Pile shoes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/08—Drop drivers with free-falling hammer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T2010/50—Component parts, details or accessories
    • F24T2010/53—Methods for installation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy

Definitions

  • the invention relates to a system for ramming vo tubular, for receiving a heat transport medium, heat exchanger elements of a geothermal heat recovery device in the ground and an associated working method.
  • geothermal heat recovery systems Although working with vertical heat exchanger elements, geothermal heat recovery systems have a number of advantages over horizontally installed heat exchangers, which are known to form a serpentine pipe coil in the vicinity of the surface in the ground, their use is currently limited, since the devices used to introduce the elements into the ground also well construction technology. Such construction equipment can not get into landscaped gardens of one- or two-family houses without relatively large destruction being directed. In addition, in many such houses there is no access to the area suitable for taking on heat exchanger elements. Thus, a geothermal heat recovery system working with vertically arranged heat exchangers cannot be used many times, although it would be preferable because of its other operational advantages.
  • the invention has for its object to provide a geothermal heat recovery system of the type mentioned whose heat exchanger elements can be brought into the earth with devices that have a small size and in particular can be transported independently of vehicles.
  • a working process is supposed to Application can be created with the aforementioned system which enables the heat transfer between the soil and heat exchanger elements to be adjusted in a simple manner so that it ensures optimum system efficiency with essentially constant conditions during the entire operating time.
  • the heat exchanger elements having a tip for ramming into the ground, the outer diameter (D) of which is enlarged in its rear region and the outer diameter (d) of the heat exchanger shear elements, the excess of the diameter is adapted to the relaxation capacity of the respective soil in such a way that the earth connection is reached a few hours after the ramming process.
  • the invention is based on the knowledge that an unpro problematic. Introduction of the heat exchanger elements into the ground is only possible if a ramming method is used instead of complex (flushing) drilling techniques, the ramming devices being able to be made smaller the smaller the heat exchanger elements are made from.
  • a ramming method is used instead of complex (flushing) drilling techniques, the ramming devices being able to be made smaller the smaller the heat exchanger elements are made from.
  • the achievement of a sufficient earth connection also prepares for smaller ones Heat exchanger diameters - as explained further below - have particular difficulties.
  • Geothermal energy recovery systems must have a certain minimum length so that the advantages associated with the vertical arrangement, such as low direct influence on the climate, large volumes of earth that can be used for heat energy generation and the increased probability of reaching layers of earth from near-surface groundwater with high heat conduction and heat capacity, are used can, which also seems to run counter to the demand for small devices for introducing the heat exchanger into the ground.
  • FIG. 2 the area of two successive outer tubes of the heat exchanger element according to FIG. 1,
  • FIGS. 1 and 2 show a ramming device for a heat exchanger element according to FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 4 shows a clamping cone for a ramming device according to FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a ramming device for a tubular heat exchanger element
  • FIG. 6 shows a detailed representation of the drive for the ramming block of the ramming device according to FIG. 5 and
  • _OMPI 7 shows a measuring arrangement in the context of the system according to the invention.
  • a tip 2 is provided in the end of an outer tube 1 made of galvanized iron, which tip has a diameter D that slightly (preferably by approximately 10%) exceeds the outer diameter d of the outer tube .
  • the tip 2 is screwed into the pipe end by means of a thread, which can be omitted if the tip is permanently connected to the end pipe from the beginning or is molded onto the pipe.
  • the excess of the outer diameter of the tip in relation to the diameter of the outer tube creates the space required for the tube to be driven in easily by a relatively small ram weight (approximately 20 kg with a tube diameter of approximately 25 mm).
  • the oversize D - is selected according to the physical properties of the soil. This can be done with a known type of soil by means of tables or with unknown soil properties after a trial ramming of a heat exchanger element in accordance with the working method according to the application
  • the peaks are preferably graded in such a way that the next larger tip has the correct oversize for the respective floor when an element provided with the respectively smaller tip can still be rammed in at most by a predetermined length.
  • FIG 2 the junction of two consecutive outer tube forming a heat exchanger element is shown, with individual tube parts being brought into the ground one after the other for easier ramming and connected to each other when the preceding tube element is almost completely sunk.
  • an inner sleeve 5 which in its central region contains a loading movement of the pipe elements during connection limiting flange 6, the outer diameter d of which corresponds to the pipe elements, and also has an external thread which connects the internal thread to the End regions of the tube part elements 3 and 4 is adapted.
  • the inner diameter of the inner sleeve 5 is selected such that a coaxial inner tube for returning the heat transfer medium can be inserted with a sufficient distance for the flow of the medium in the opposite direction.
  • the thickness of the flange 6 increases in the radial direction in order to have a centering effect if the ends of the tubular part elements 3 and 4 are appropriately adapted.
  • the thread can be omitted in cases where it is not necessary to pull the heat exchanger elements out of the ground again later.
  • connection point between two successive pipe elements 3 and 4 is provided by a sealing element made of a shrinking PE or PVC hose material, which is pushed over the pipe connection and heated there.
  • connection points of successive tubular part elements 3 and 4 surrounding shrink sleeves 7 form an additional guiding function in the arrangement of the elements.
  • the excess of the ram tip 2 is in fact dimensioned such that even longer heat exchanger elements with a small ram weight are possible. Since certain pipe tolerances and smaller pipe curvatures or curvatures in the course of the opening created by ramming also have to be accepted, there is a risk that - especially with longer heat exchanger elements - the pipe, which has a certain play in the opening, will be elastic in the event of ramming evades laterally.
  • the outer diameter D 'of the heat shrink tubing, when shrunk onto the outer tube of the heat exchanger element, is dimensioned such that it is essentially the same or slightly smaller
  • connection points on successive pipe elements sealing shrink hose 7 exert a guiding function for the pipe in the opening generated by combs, which makes a significant contribution to facilitating this work process.
  • Their effect is further supported by the fact that they - in the conditions determined by the length of the individual pipe sections - provide for a slight renewed expansion of the ram opening and thus enable unproblematic penetration of the heat exchanger shear elements even in soft soil.
  • the application of the shrink tubes 7 surrounding the connection points is made considerably easier with ramming devices, as are shown in FIGS. 3 and 5 and are to be described in more detail below. These ramming devices do not require any additional support structures for the ram weight.
  • the successive tubular part elements can be processed continuously without having to remove the ramming device when the tubular part elements are joined together.
  • the connection of the tubular part elements takes place directly on site, the dimensions of the ramming device being selected so that they can also be pushed over the already applied shrink tube 7, which is also expediently in place even before the connection to the subsequent tubular element is postponed and after positioning only needs to be fixed in the connection area by a suitable heating device.
  • the elevator device 11 consists of a drive chain with two chain wheels 14 and 15, which are set in rotation by an electric motor (not shown).
  • a fastening element 11a for the elevator device 11 has a shock-absorbing element which keeps the ramming impacts away from the bearings of the drive means.
  • FIG. 4 shows the clamping cone used in the arrangement according to FIG. 3 in a view from below. It is divided into four quarter-circular elements 18 to 21
  • the embodiment of a ramming device shown in FIG. 5 is also one that is easy to handle and transport.
  • the clamping cone shown in Figure 4 is also used in this arrangement.
  • the corresponding parts therefore have reference numerals, as are also used in FIG. 3.
  • the ram weight 12 has a rope 26 which is driven by a motor 27 provided with a cord pulley.
  • a self-holding device 28 is provided with a deflecting roller 29 which is to be attached to the tube 1 and which by its own weight by means of two pins 30 and 31, which generate a wedging moment, fixes at a predetermined height with respect to the element 1 - hold is.
  • the motor 27 is arranged on a table 34 provided with pegs 32 and 33, which is held at a defined distance from the heat exchanger element 1 via a spacer rod 35, so that the tensile force exerted on the cable 26 is absorbed.
  • the ram weight 12 ' is raised by a predetermined length by means of the drive 27 before it is released again by disengaging the cord pulley in order to fall onto the counterpart 9.
  • the deflection device 28 is firmly connected to the pipe 1 and the length of the cable 26 between the pulley of the drive 27 and the deflection roller 29 is essentially constant, the pulley is always one revolution in the executes the same angular range, a yielding of the rope 26 with pipe 1 increasingly penetrating into the ground is therefore not necessary.
  • the length of the spacer bar is preferably be selected such that the 'drop height of the Rammiss changes only slightly in the intended Ramm Symposium.
  • a drive rotor 36 carries a drive shaft 37, a driving pin 38, which drives the cord pulley 39 via a driving pin 40 as long as the pin 38 is in engagement with it.
  • the cord pulley 39 is freely displaceable on the drive axis of the motor, but is held in the engaged position by a helical spring 41.
  • the cord pulley 39 is connected by means of an adjusting screw 42 to a trigger ring 43 which carries a cam disk 44 which is mounted on an axis 45. consolidated pressure roller 46 rolls.
  • This variant of the ramming device according to the opening is easy to handle, can be set up without difficulty and can also be easily guided over the resulting connection points in the case of the necessary connection on successive elements of the tube 1.
  • the measuring arrangement shown in FIG. 6 enables a simple determination of the effectiveness of a geothermal heat exchanger element introduced into the earth and of the earth connection achieved. After the outer tube 51 has been rammed in, the measuring arrangement consisting of the other elements to be described below is temporarily inserted into the outer tube which has been introduced into the earth for measuring purposes.
  • the inner measuring arrangement has a central one that is essentially over the entire length of the tube 51.
  • OMPI Stretching and effective heating element 52 which is held by elastic centering pieces 53 and 54 at a distance from the tube wall, which substantially prevents direct influence on the tube wall when the heat transfer liquid is filled into the tube interior.
  • the electrical heating element is operated with low voltage.
  • temperature sensors 55 and 56 are attached in their outer area, which allow a statement about the temperature in the area of the tube wall.
  • the supply lines of the temperature sensors 55 and 56 are connected directly to the heating element and are passed through an end cap 57, which preferably has a thermally insulating effect.
  • the temperature sensors are arranged within the heat exchanger element so far from the heating element 52 that a direct influence is excluded.
  • a measuring staff 60 which is connected to the upper centering piece 54 and protrudes upward from the outer tube 51 of the heat exchanger element, enables the location of the measurement to be determined in the case of a displaceable centering piece, so that - if the intended one is preferably to prevent convection Measuring range is separated from the rest of the interior of the heat exchanger element by (not shown) additional bulkhead-like separating elements - a specific determination of the heat transfer as a function of the depth can be carried out.
  • the procedure is as follows: ramming the tube of a heat exchanger element with a tip 2, the outside diameter (D) of which is enlarged in its rear area and the outside diameter (d) the heat exchanger elements 1, the excess of the diameter being chosen such that the tube can be driven in as deep as intended for later use by means of one of the above; Measurement of the heat transfer through the measuring arrangement by means of the temperature increase resulting from constant power supply or due to the power required to maintain a certain temperature rise, as well as reducing the ratio of the larger outer diameter (D) to the smaller outer diameter (d) of the tip at subsequent corresponding ones Ramming processes, if sic has not yet reached a quasi-stationary heat transfer after a measurement period of several hours, with a predetermined minimum heat transfer between the heat exchanger and the surrounding earth.
  • Comparative figures for the minimum heat transfer to be expected with sufficient earth leakage, even under otherwise unfavorable conditions, can be determined for individual heat exchanger types on the basis of empirically compiled tables. In this way it is ensured that the introduced heat exchanger element has the earth connection necessary for later operation, so that during further ramming operations (with unnecessarily large excesses of the ram tip) the greatest exploitable ramming speed, with a satisfactory yield of the introduced elements, can be expected can be.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Dans le dispositif permettant d'enfoncer verticalement dans le sol des elements tubulaires d'echange de chaleur servant au transport d'un fluide calporteur dans une installation de recuperation de la chaleur de la terre, les elements tubulaires (1) sont pourvus d'une pointe (2) permettant de les enfoncer dans le sol et dont le diametre posterieur (D) est superieur au diametre exterieur (d) des elements tubulaires (1). La difference des diametres est fonction du pouvoir de relaxation du sol concerne de facon que l'installation puisse commencer a fonctionner peu de temps apres l'enfoncement des elements (1).In the device enabling tubular heat exchange elements used for transporting a heat transfer fluid to be inserted vertically into the ground in an earth heat recovery installation, the tubular elements (1) are provided with a tip (2) for driving them into the ground and whose posterior diameter (D) is greater than the outside diameter (d) of the tubular elements (1). The difference in diameters is a function of the relaxation power of the soil concerned so that the installation can begin to operate shortly after the elements (1) have been inserted.

Description

System zum Einrammen von Wärmetauscherelementen einer ■ Erdwärmegewinnungsvorrichtung System for driving in heat exchanger elements of a ■ geothermal energy recovery device
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft ein System zum Einrammen vo rohrförmigen, zur Aufnahme eines Wärmetransportmedium dienenden, Wärmetauscherelementen einer Erdwärmegewinn ungsvorrichtung in das Erdreich sowie ein zugehörige Arbeitsverfahren. Obgleich mit vertikalen Wärmetauscherelementen arbeitend Erdwärmegewinnungssysteme gegenüber horizontal verlegte Wärmetauschern, die bekannterweise mäanderförmig in de Nähe der Oberfläche im Erdreich verlegte Rohrschlange bilden, eine Anzahl von Vorteilen aufweisen, ist ihre Ein satzmöglichkeit derzeit beschränkt, da die zum Einbringe der Elemente in das Erdreich verwendeten Vorrichtungen au der Brunnenbautechnik stammen. Derartige Baugeräte könne nicht in angelegte Gärten von Ein- oder Zweifamilienhäu sern gelangen, ohne daß relativ große Zerstörungen ange richtet werden. Dazu kommt, daß bei vielen derartige Häusern gar keine Zufahrtsmöglichkeit zu der für die Auf nahme von Wärmetauscherelementen geeigneten Grundstücks fläche besteht. Damit kann ein mit vertikal angeordnete Wärmetauschern arbeitendes Erdwärmegewinnungssystem viel fach nicht zur Anwendung gelangen, obgleich es aufgrun seiner übrigen Betriebsvorteile vorzuziehen wäre.The invention relates to a system for ramming vo tubular, for receiving a heat transport medium, heat exchanger elements of a geothermal heat recovery device in the ground and an associated working method. Although working with vertical heat exchanger elements, geothermal heat recovery systems have a number of advantages over horizontally installed heat exchangers, which are known to form a serpentine pipe coil in the vicinity of the surface in the ground, their use is currently limited, since the devices used to introduce the elements into the ground also well construction technology. Such construction equipment can not get into landscaped gardens of one- or two-family houses without relatively large destruction being directed. In addition, in many such houses there is no access to the area suitable for taking on heat exchanger elements. Thus, a geothermal heat recovery system working with vertically arranged heat exchangers cannot be used many times, although it would be preferable because of its other operational advantages.
Aus der DE-Al-29 12 770 ist es beispielsweise bekannt Erdwärmegewinnungsgeräte mittels eines Rammbohrgerätes mi Nachziehrohr in das Erdreich einzubringen. Derartig Rammbohrgeräte gehören aber zu den vorgenannten sperrige Baugeräten, welche nicht bei beengten Raumverhältnisse verwendbar sind.From DE-Al-29 12 770 it is known, for example, to introduce geothermal energy recovery devices into the soil by means of a ram boring machine with a pull pipe. Such ram boring machines belong to the aforementioned bulky construction equipment, which cannot be used in confined spaces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Erdwärme gewinnungssystem der obengenannten Gattung anzugeben dessen Wärmetauscherelemente sich mit Geräten in da Erdreich einbringen lassen, welche eine geringe Baugröß aufweisen und insbesondere unabhängig von Fahrzeuge transportabel sind. Außerdem soll ein Arbeitsverfahren zu Anwendung mit dem vorgenannten System geschaffen werden welches auf einfache Weise ermöglicht, den Wärmeübergan zwischen Erdreich und Wärmetauscherelementen so einzu stellen, daß er einen optimalen Wirkungsgrad der Anlag bei während der gesamten Betriebszeit im wesentliche konstanten Verhältnissen sicherstellt.The invention has for its object to provide a geothermal heat recovery system of the type mentioned whose heat exchanger elements can be brought into the earth with devices that have a small size and in particular can be transported independently of vehicles. In addition, a working process is supposed to Application can be created with the aforementioned system which enables the heat transfer between the soil and heat exchanger elements to be adjusted in a simple manner so that it ensures optimum system efficiency with essentially constant conditions during the entire operating time.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Syste der eingangs genannten Gattung, wobei die Wärmetauscher ele ente zum Einrammen in das Erdreich eine Spitze aufwei sen, deren Außendurchmesser (D) in ihrem hinteren Bereic vergrößert ist und den Außendurchmesser (d) der Wärmetau scherelemente übertrifft, wobei das Übermaß des Durch messers dem Relaxationsvermögen des jeweiligen Erdreich derart angepaßt ist, daß der Erdanschluß wenige Stunde nach dem Rammvorgang erreicht wird.This object is achieved according to the invention by a system of the type mentioned at the outset, the heat exchanger elements having a tip for ramming into the ground, the outer diameter (D) of which is enlarged in its rear region and the outer diameter (d) of the heat exchanger shear elements, the excess of the diameter is adapted to the relaxation capacity of the respective soil in such a way that the earth connection is reached a few hours after the ramming process.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine unpro blematischen . Einbringung der Wärmetauscherelemente in Erdreich nur dann möglich ist, wenn statt aufwendige (Spül-) Bohrtechniken ein Rammverfahren verwendet wird, wobei die Rammvorrichtungen um so kleiner gestaltet sei können, je kleiner auch die Wärmetauscherelemente aus gebildet sind. Hier schien jedoch zunächst ein Widerspruς derart zu bestehen, daß die Oberfläche eines mit gute Ergebnis arbeitenden Wärmetauscherelementes stets mög lichst groß sein sollte, was nach Ansicht der Fachwelt bestimmte Mindestabmessungen erforderlich machte, die zu unterschreiten nur mit einem beträchtlichen Wirkungsver- lust erkauft werden kann. Insbesondere auch die Erzielung eines ausreichenden Erdanschlusses bereitet bei kleineren Wärmetauscherdurchmessern - wie weiter unten noch ausge¬ führt - besondere Schwierigkeiten.The invention is based on the knowledge that an unpro problematic. Introduction of the heat exchanger elements into the ground is only possible if a ramming method is used instead of complex (flushing) drilling techniques, the ramming devices being able to be made smaller the smaller the heat exchanger elements are made from. Here, however, there initially seemed to be a contradiction in such a way that the surface of a heat exchanger element working with good results should always be as large as possible, which, in the opinion of experts, made certain minimum dimensions necessary, which can only be achieved with a considerable loss of effectiveness. In particular, the achievement of a sufficient earth connection also prepares for smaller ones Heat exchanger diameters - as explained further below - have particular difficulties.
Auch die übrigen bei der Wärmetauschertechnik einzuhalten- den Randbedingungen sprachen bisher eher gegen eine Anwen¬ dung der Rammtechnik. So wird - insbesondere bei der Ver¬ wendung kleiner Rammkräfte - verlangt, daß die Reibung der Elemente in bezug auf das Erdreich beim Eintreiben mög¬ lichst klein sein soll. Dem steht die Notwendigkeit eines besonders guten Kontaktes zwischen Wärmetauscherelement und Erdreich im Betiebszustand gegenüber, da durch diesen Kontakt der Wärmeübergangswiderstand bestimmt wird. Erd- wärmegewinnungssystem müssen eine gewisse Mindestlänge aufweisen, damit die mit der vertikalen Anordnung verbun- denen Vorteile, wie geringe direkte Klimabeeinflussung, großes für die Wärmeenergiegewinnung nutzbare Erdvolumen und die vergrößerte Wahrscheinlichkeit, Erdschichten von oberflächennahem Grundwasser mit hoher Wärmeleitung und Wärmekapazität zu erreichen, genutzt werden können, was ebenfalls der Forderung nach kleinen Vorrichtungen zur Einbringung der Wärmetauscher in das Erdreich zuwider¬ zulaufen scheint.The other boundary conditions to be observed in the heat exchanger technology have so far spoken rather against the use of the ramming technology. Thus, in particular when small ramming forces are used, it is required that the friction of the elements with respect to the soil when driving in should be as small as possible. This contrasts with the need for particularly good contact between the heat exchanger element and the ground in the operating state, since this contact determines the heat transfer resistance. Geothermal energy recovery systems must have a certain minimum length so that the advantages associated with the vertical arrangement, such as low direct influence on the climate, large volumes of earth that can be used for heat energy generation and the increased probability of reaching layers of earth from near-surface groundwater with high heat conduction and heat capacity, are used can, which also seems to run counter to the demand for small devices for introducing the heat exchanger into the ground.
Bevorzugte Weiterbildungen, welche in den Unteransprüchen angegeben und anhand der nachfolgend beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiele näher dargestellt sind, haben daneben ein Verbindersystem und Rammvorrichtungen in zwei Ausführungs¬ formen sowie eine Meßanordnung zum Gegenstand, welche die genannte Erdwärmegewinnungsanordnung zu einem System er- ganzen, das geeignet ist, eine weite Verbreitung zu er¬ fahren. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Einbringung de Wärmetauscherelemente ohne Einschaltung von Spezialfirmen wie beispielsweise solcher für die Brunnenbautechnik ode für Erdbauarbeiten, von denjenigen Handwerksbetrieben aus geführt werden kann, welche auch für die Installation de übrigen Heizungsanlage verantwortlich sind. Eine Rammvor richtung, wie sie hier beansprucht wird, kann in eine Baugröße hergestellt werden, die sich im Kofferraum eine normalen Personenkraftwagens unterbringen läßt.Preferred further developments, which are specified in the subclaims and are shown in more detail with reference to the exemplary embodiments described below, also have a connector system and ramming devices in two embodiments and a measuring arrangement which combine the geothermal energy recovery arrangement into a system which is suitable is to experience widespread use. It is particularly advantageous that the introduction of the heat exchanger elements can be carried out by those skilled tradesmen who are also responsible for the installation of the remaining heating system without the involvement of special companies such as those for well construction technology or for earthworks. A Rammvor direction, as claimed here, can be made in a size that can accommodate a normal passenger car in the trunk.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den ün teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden bei der nachste henden Darstellung einer bevorzugten Ausführung de Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:Advantageous further developments of the invention are characterized in the subclaims or are described in more detail in the following illustration of a preferred embodiment of the invention. Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Spitze des erfin dungsgemäßen•rohrförmigen Wärmetauscherelementes ,1 shows an embodiment of the tip of to the invention OF INVENTION • tubular heat exchanger element,
Figur 2 den Bereich zweier aufeinanderfolgender Außen röhre des Wärmetauscherelementes gemäß Figur 1,FIG. 2 the area of two successive outer tubes of the heat exchanger element according to FIG. 1,
Figur 3 eine Rammvorrichtung für ein Wärmetauscher¬ element gemäß Figuren 1 und 2,3 shows a ramming device for a heat exchanger element according to FIGS. 1 and 2,
Figur 4 einen Klemmkegel für eine Rammvorrichtung gemäß Figur 3,FIG. 4 shows a clamping cone for a ramming device according to FIG. 3,
Figur 5 eine weitere Ausführungsform einer Rammvorrich¬ tung für ein rohrförmiges Wärmetauscherelement,FIG. 5 shows a further embodiment of a ramming device for a tubular heat exchanger element,
Figur 6 eine Detaildarstellung des Antriebs für den Rammklotz der Rammvorrichtung gemäß Figur 5 sowie6 shows a detailed representation of the drive for the ramming block of the ramming device according to FIG. 5 and
_OMPI Figur 7 eine Meßanordnung im Rahmen des erfindungsge¬ mäßen Systems._OMPI 7 shows a measuring arrangement in the context of the system according to the invention.
Bei der in Figur 1 dargestellten Spitze eines rohrförmigen Erdwärmetauschers ist in dem Ende eines aus verzinktem Eisen bestehenden Außenrohrs 1 eine Spitze 2 vorgesehen, welche einen Durchmesser D aufweist, der den Außendurch¬ messer d des Außenrohrs geringfügig (bevorzugt um ca. 10%) übertrifft. Die Spitze 2 ist in das Rohrende mittels eines Gewindes eingeschraubt, welches entfallen kann, wenn die Spitze mit dem Endrohr von vorn herein dauerhaft verbunden ist oder aber an das Rohr angeformt ist. Das Übermaß des Außendurchmessers der Spitze in bezug auf den Durchmesser des Außenrohrs schafft den zum leichtgängigen Einrammen des Rohrs durch ein verhältnismäßig kleines Rammgewicht (ungefähr 20 kg bei einem Rohrdurchmesser von ca. 25 mm) notwendigem Freiraum.In the tip of a tubular geothermal heat exchanger shown in FIG. 1, a tip 2 is provided in the end of an outer tube 1 made of galvanized iron, which tip has a diameter D that slightly (preferably by approximately 10%) exceeds the outer diameter d of the outer tube . The tip 2 is screwed into the pipe end by means of a thread, which can be omitted if the tip is permanently connected to the end pipe from the beginning or is molded onto the pipe. The excess of the outer diameter of the tip in relation to the diameter of the outer tube creates the space required for the tube to be driven in easily by a relatively small ram weight (approximately 20 kg with a tube diameter of approximately 25 mm).
Da bei einem Wärmetauscherelement der Wärmekontakt des Erdreichs mit dem Außenrohr eine besondere Rolle spielt und sicher erreicht werden muß, bereitete die Wahl der Durchmesserdifferenz D - d bisher beträchtliche Schwie¬ rigkeiten. Insbesondere führt ein zu groß gewähltes Über¬ maß D nicht nur zu Schwierigkeiten beim Rammen, sondern es ist der Fall möglich, daß trotz verhältnismäßig leichtgän¬ gigem Einrammen selbst nach längerer Zeit kein zuverläs¬ siger, einen guten Wärmekontakt sichernder Erdschluß er¬ reicht wird. Hier könnte leicht aus der meßtechnischen Erfassung eines einzelnen unzuverlässigen Wärmetauschers auf die Notwendigkeit einer zu großen Zahl zur Erreichung einer vorgegebenen Leistung notwendigen Anzahl von Elemen-Since the heat contact of the ground with the outer pipe plays a special role in a heat exchanger element and must be reliably achieved, the choice of the diameter difference D - d has hitherto caused considerable difficulties. In particular, an oversize D chosen too large not only leads to difficulties when ramming, but it is possible that, despite relatively easy ramming, even after a long period of time no reliable earth fault which ensures good thermal contact is achieved. From the measurement of a single, unreliable heat exchanger, it could easily be due to the need for too large a number of elements necessary to achieve a given output.
'BÜR'OFFICE
O P - WIP ten geschlossen werden, was zu einer unwirtschaftlich Auslegung der Gesamtanlage führen würde.OP - WIP ten would be closed, which would lead to an uneconomical design of the entire system.
Es wurde jedoch gefunden, daß, da das Relaxationsvermöye des Erdreichs einen exponentiellen Verlauf hat, und dahe erwartet werden kann, daß bei richtiger Bemessuny de Rammspitze der Erdschluß innerhalb einiger Stunden nac dem Einrammen des Elementes sicher eingetreten ist. Erd schluß Dedeutet dabei, daß dem weiteren Einrammen de Wärmetauscherelementes mit einem 20 kg-Gewicht ein so gro ßer Widerstand entgegengesetzt .wird, daß praktisch kei weiteres Vorantreiben in das Erdreich möglich ist. Dami ist sichergestellt, daß spätestens innerhalb von 24 Stun den der Druck des umgebenden Erdreiches auf das Wärmetau scherelement so weit zugenommen hat, daß der Wärmetrans port sich vom Endzustand kaum mehr merklich unterscheidet Während der Bereich einiger Stunden also derjenige ist, i dem der exponentielle Verlauf der elastischen Rückformun des Erdreiches in einer entsprechenden graphischen Dar Stellung noch relativ steil verläuft, ist nach ungefäh einem Tag ein Bereich erreicht, in dem in der zugehörige Darstellung die Funktion nur noch eine verhältnismäßig ge ringe Steigung aufweist und sich einer nahezu horizontale Geraden deutlich asymptotisch angenähert hat.However, it has been found that since the relaxation capacity of the soil has an exponential course, and it can be expected that, with the correct dimensioning of the ramming tip, the earth fault will certainly occur within a few hours after the element has been driven in. Earth circuit means that the further ramming of the heat exchanger element with a 20 kg weight opposes such a large resistance . will mean that practically no further pushing into the ground is possible. Dami ensures that the pressure of the surrounding soil on the heat exchanger element has increased within 24 hours at the latest so that the heat transfer hardly differs from the final state. The range of a few hours is therefore the one in which the exponential course the elastic reformation of the soil in a corresponding graphical Dar position is still relatively steep, after about a day an area has been reached in which the function in the associated display only has a relatively small slope and approximates an almost horizontal straight line asymptotically Has.
Für verschiedene Bodenarten wird der Überdurchmesser D - jeweils entsprechend den physikalischen Eigenschaften de Bodens ausgewählt. Das kann bei bekannter Bodenart durc Tabellen oder aber bei unbekannten Bodeneigenschaften nac einem probeweisen Einrammen eines Wärmetauscherelemente entsprechend dem anmeldungsgemäßen Arbeitsverfahren erfol gen, wobei die Spitzen bevorzugt so gestuft sind, daß die nächstgrößere Spitze das für den jeweiligen Boden richtige Übermaß aufweist, wenn ein mit der jeweils kleineren Spit¬ ze versehenes Element sich noch höchstens um eine vorbe- stimmte Länge einrammen läßt.For different types of soil, the oversize D - is selected according to the physical properties of the soil. This can be done with a known type of soil by means of tables or with unknown soil properties after a trial ramming of a heat exchanger element in accordance with the working method according to the application The peaks are preferably graded in such a way that the next larger tip has the correct oversize for the respective floor when an element provided with the respectively smaller tip can still be rammed in at most by a predetermined length.
Bei dem anmeldungsgemäßen System wird von einer Meßanord¬ nung gebrauch gemacht, welche mittels des sich nach Ab¬ schluß des Rammvorgangs einstellenden Wärmeübergangs Auf- Schluß über die zu verwendenden Spitzendurchmesserverhält- nisse gibt. Es wird wie folgt vorgegangen:In the system according to the application use is made of a measuring arrangement which, by means of the heat transfer which occurs after the ramming process has ended, provides information about the tip diameter ratios to be used. The procedure is as follows:
Einrammen eines Rohres eines Wärmetauscherelementes mit einer Spitze, deren Außendurchmesser (D) in ihrem hinteren Bereich vergrößert ist und den Außendurchmesser (d) der Wärmetauscherelemente übertrifft, wobei das Übermaß des Durchmessers derart gewählt ist, -daß sich das Rohr, so tief wie für die spätere Verwendung vorgesehen, in das Erdreich eintreiben läßt; Messung des Wärmeübergangs mit- tels der Meßanordnung; sowie Verkleinern des Verhältnisses des größeren Außendurchmessers (D) zu dem kleineren Außen¬ durchmesser (d) der Spitze, falls sich nach einer Meßdauer von mehreren, bevorzugt 24, Stunden sich kein Wärmeüber¬ gang einstellt, welcher sich bei einem gleichartigen Wär- metauscherelement bei gutem Erdanschluß auch bei schlech¬ ten Bodenbedingungen mindestens einstellen sollte.Ramming a tube of a heat exchanger element with a tip, the outer diameter (D) of which is enlarged in its rear region and exceeds the outer diameter (d) of the heat exchanger elements, the excess of the diameter being chosen such that the tube is as deep as for the intended for later use, can be driven into the ground; Measurement of the heat transfer by means of the measuring arrangement; and reducing the ratio of the larger outer diameter (D) to the smaller outer diameter (d) of the tip, if after a measuring period of several, preferably 24, hours no heat transfer occurs, which occurs with a similar heat exchanger element good earth connection should at least be set even in poor soil conditions.
Hierbei wird die Tätsache ausgenutzt, daß sich nach einem Zeitraum anfänglich zunehmenden Wärmeübergangs, d.h. einem durch Aufheizung des Systems selbst und einiger Nebenef¬ fekte zunächst gut erscheinenden Wärmeleitwert, erst nachHere the fact is used that after a period of initially increasing heat transfer, i.e. a thermal conductivity which initially appears good due to the heating up of the system itself and some side effects, only after
-BÜREΛ _OMPl dem genannten Zeitraum entscheiden läßt, ob ein auf Daue wirksamer Erdanschluß erreicht wurde.-BÜREΛ _OMPl the said period allows a decision to be made as to whether an effective earth connection has been achieved.
Nach überschreiten des anfänglichen Maximums verschlech tert sich der Wärmeübergang wieder langsam, wobei sich ei quasi-stationärer Zustand einstellt. (Die mit der Zei zunehmende Erschöpfung des das Wärmetauscherelement umge benden Erdreichs wird dabei vernachlässigt, da es sic hierbei um einen Vorgang handelt, der sich über mehrer Monate erstreckt.)After the initial maximum is exceeded, the heat transfer slowly deteriorates again, resulting in a quasi-steady state. (The increasing exhaustion of the soil surrounding the heat exchanger element is neglected, since this is a process that extends over several months.)
In Figur 2 ist die Verbindungsstelle zweier aufeinander folgender ein Wärmetauscherelement bildender Außenrohr dargestellt, wobei zum erleichterten Rammen einzelne Rohr teile nacheinander in den Erdboden eingebracht und jeweil miteinander verbunden werden, wenn das vorangehende Rohre lement nahezu vollständig versenkt ist. Zum Verbinden de aufeinanderfolgenden Rohrteilelemente 3 und 4 dient ein Innenmuffe 5, welche in ihrem Mittelbereich einen die Be wegung der Rohrteilelemente beim Verbinden begrenzende Flansch 6 enthält, dessen Außendurchmesser d der Rohr teilelemente entspricht, und im übrigen ein Außengewind aufweist, welches dem Innengewinde an den Endbereichen de Rohrteilelemente 3 und 4 angepaßt ist. Der Innendurchmes ser der Innenmuffe 5 ist so gewählt, daß ein koaxiales In nenrohr zum Zurückführen des Wärmetransportmediums mit für den Fluß des Mediums in entgegengesetzter Richtung genü¬ gendem Abstand einführbar ist. Die Stärke des Flansches 6 nimmt in radialer Richtung zu, um, bei entsprechend ange- paßten Enden der Rohrteilelemente 3 und 4, zentrierend zu wirken.In Figure 2, the junction of two consecutive outer tube forming a heat exchanger element is shown, with individual tube parts being brought into the ground one after the other for easier ramming and connected to each other when the preceding tube element is almost completely sunk. To connect the successive pipe elements 3 and 4 is an inner sleeve 5, which in its central region contains a loading movement of the pipe elements during connection limiting flange 6, the outer diameter d of which corresponds to the pipe elements, and also has an external thread which connects the internal thread to the End regions of the tube part elements 3 and 4 is adapted. The inner diameter of the inner sleeve 5 is selected such that a coaxial inner tube for returning the heat transfer medium can be inserted with a sufficient distance for the flow of the medium in the opposite direction. The thickness of the flange 6 increases in the radial direction in order to have a centering effect if the ends of the tubular part elements 3 and 4 are appropriately adapted.
OMPI Das Gewinde kann in den Fällen weggelassen werden, wenn auf ein späteres Wiederausziehen der Wärmetauscherelemente aus dem Erdreich verzichtet werden kann.OMPI The thread can be omitted in cases where it is not necessary to pull the heat exchanger elements out of the ground again later.
Die Verbindungsstelle zweier aufeinanderfolgender Rohrele¬ mente 3 und 4 ist von einem Dichtungselement aus einem schrumpfenden PE- oder PVC-Schlauchmaterial versehen, der über die Rohrverbindung geschoben und dort erwärmt wird.The connection point between two successive pipe elements 3 and 4 is provided by a sealing element made of a shrinking PE or PVC hose material, which is pushed over the pipe connection and heated there.
Mit einem derartigen Schrumpfschlauch ist es möglich, auf¬ einanderfolgende Rohrteilelemente schnell und dauerhaft abzudichten. Bei der erfindungsgemäßen Erdwär egewinnungs- vorrichtung bilden die Verbindungsstellen aufeinanderfol¬ gender Rohrteilelemente 3 und 4 umgebenden Schrumpfschläu- ehe 7 eine zusätzliche Führungsfunktion beim Einraramen der Elemente. Das Übermaß der Rammspitze 2 ist nämlich so bemessen, daß ein Einbringen auch längerer Wärmetauscher¬ elemente mit einem kleinen Rammgewicht möglich ist. Da hierbei auch gewisse Rohrtoleranzen und geringere Rohr- krümmungen bzw. Krümmungen des Verlaufs der durch Rammen erzeugten Öffnung hingenommen werden- müssen, besteht die Gefahr, daß - insbesondere bei längeren Wärmetauscherele¬ menten - das in der Öffnung ein gewisses Spiel aufweisende Rohr bei Rammschlägen elastisch seitlich ausweicht. Dieses Ausweichen würde gerade die Wirkung eines kleines Rammge¬ wichtes entscheidend vermindern und in einigen Fällen ein weiteres Eintreiben des Wärmetauscherelementes in das Erdreich unmöglich machen. Nun ist der Außendurchmesser D' der Schrumpfschlauche im auf das Außenrohr des Wärmetau- scherelementes aufgeschrumpften Zustand aber so bemessen, daß es im wesentlichen gleich oder geringfügig kleiner istWith such a shrink tube, it is possible to quickly and permanently seal successive tube part elements. In the geothermal energy recovery device according to the invention, the connection points of successive tubular part elements 3 and 4 surrounding shrink sleeves 7 form an additional guiding function in the arrangement of the elements. The excess of the ram tip 2 is in fact dimensioned such that even longer heat exchanger elements with a small ram weight are possible. Since certain pipe tolerances and smaller pipe curvatures or curvatures in the course of the opening created by ramming also have to be accepted, there is a risk that - especially with longer heat exchanger elements - the pipe, which has a certain play in the opening, will be elastic in the event of ramming evades laterally. This dodging would significantly reduce the effect of a small pile weight and in some cases make it impossible to drive the heat exchanger element further into the ground. Now, the outer diameter D 'of the heat shrink tubing, when shrunk onto the outer tube of the heat exchanger element, is dimensioned such that it is essentially the same or slightly smaller
OMPI als der Außendurchmesser D der ein Übermaß aufweisende Rammspitze 2. Damit üben die die Verbindungsstellen auf einanderfolgender Rohrelemente dichtenden Schrumpfschlau che 7 eine Führungsfunktion für das Rohr in der durc Kämmen erzeugten Öffnung aus, welche wesentlich zur Er leichterung dieses Arbeitsvorgangs beiträgt. Ihre Wirkun wird noch dadurch unterstützt, daß sie - in den durch di Länge der einzelne Rohrabschnitte bildenden Teilelerαent bestimmten Anständen - für eine geringfügige erneute Auf Weitung der Rammöffnung sorgen und damit auch bei weiche Erdreich ein unproblematisches Eindringen der Wärmetau scherelemente ermöglichen.OMPI than the outer diameter D of the oversized ram tip 2. Thus, the connection points on successive pipe elements sealing shrink hose 7 exert a guiding function for the pipe in the opening generated by combs, which makes a significant contribution to facilitating this work process. Their effect is further supported by the fact that they - in the conditions determined by the length of the individual pipe sections - provide for a slight renewed expansion of the ram opening and thus enable unproblematic penetration of the heat exchanger shear elements even in soft soil.
Das Aufbringen der die Verbindungsstellen umgebenden Schrumpfschlauche 7 wird bei Rammvorrichtungen wesentlich erleichtert, wie sie in den Figuren 3 und 5 dargestellt sind und im folgenden näher beschrieben werden sollen. Diese Rammvorrichtungen benötigen keine zusätzlichen Trag¬ konstruktionen für das Rammgewicht. Die aufeinanderfolgen- den Rohrteilelemente können kontinuierlich verarbeitet werden, ohne daß es bei einem Zusammenfügen der Rohrteil¬ elemente eines Abnehmens der Rammvorrichtung bedarf. So erfolgt auch das Verbinden der Rohrteilelemente direkt vor Ort, wobei die Abmessungen der Rammvorrichtung so gewählt sind, daß sie auch über den bereits aufgebrachten Schrumpfschlauch 7 geschoben werden können, der ebenfalls an Ort und Stelle zweckmäßigerweise bereits vor dem Ver¬ binden auf das nachfolgende Rohrelement aufgeschoben ist und nach dem Positionieren lediglich durch eine geeignete Erwärmungsvorrichtung im Verbindungsbereich fixiert werden muß. Die in Figur 3 dargestellte Rammvorrichtung wird auf das mit einer Spitze 2 versehene Außenrohr aufgesetzt und trägt ein einen Klemmkegel 8 und ein entsprechendes Ge¬ genelement 9 mit kegelförmiger Ausnehmung aufweisendes halteele ent. Der Klemmkegel 8 ist - wie noch anhand von Figur 4 dargestellt werden wird - geteilt und weist in seinem Inneren, an dem Rohr 1 anliegenden Bereich eine Gummilage 10 auf. Das Gegenelement 9 liegt mit seiner kegelförmigen Ausnehmung auf dem Außenkegel des Elementes 8 auf und preßt diesen zusammen, so daß die Überleitung sowohl der Rammkräfte als auch der Tragkräfte für eine AufZugsvorrichtung für ein Rammgewicht 12 möglich ist. Die Aufzugsvorrichtung 11 besteht aus einer Antriebskette mit zwei Kettenrädern 14 und 15, die von einem nicht darge- stellten Elektromotor in Umdrehung versetzt werden. An der Kette 13 sind Mitnehmer 16 und 17 für das Rammgewicht 12 vorgesehen, welche letzteres jeweils um einen festen Hub anheben, um es freizugeben, wenn der jeweils im Eingriff befindliche Mitnehmer die obere Umlenkrolle 15 passiert. Das herabfallende Rammgewicht 12 trifft auf die obere Fläche des Gegenstücks 9 auf, welches den vom Rammgewicht 12 aufgebrachten Impuls auf den Klemmkegel 8 und das Rohr 1 überträgt, das damit ein weiteres Stück in das Erdreich getrieben wird. Ein Befestigungselement 11a für die Aufzugsvorrichtung 11 weist eine schockabsorbierendes Element auf, welches die Rammstöße von den Lagern der Antriebsmittel fernhält.The application of the shrink tubes 7 surrounding the connection points is made considerably easier with ramming devices, as are shown in FIGS. 3 and 5 and are to be described in more detail below. These ramming devices do not require any additional support structures for the ram weight. The successive tubular part elements can be processed continuously without having to remove the ramming device when the tubular part elements are joined together. Thus, the connection of the tubular part elements takes place directly on site, the dimensions of the ramming device being selected so that they can also be pushed over the already applied shrink tube 7, which is also expediently in place even before the connection to the subsequent tubular element is postponed and after positioning only needs to be fixed in the connection area by a suitable heating device. The ramming device shown in FIG. 3 is placed on the outer tube provided with a tip 2 and carries a holding element having a clamping cone 8 and a corresponding counter element 9 with a conical recess. The clamping cone 8 is - as will be shown with reference to FIG. 4 - Divided and has a rubber layer 10 in its interior on the tube 1 area. The counter-element 9 lies with its conical recess on the outer cone of the element 8 and presses it together, so that the transfer of both the ramming forces and the load-bearing forces for an elevator device for a ram weight 12 is possible. The elevator device 11 consists of a drive chain with two chain wheels 14 and 15, which are set in rotation by an electric motor (not shown). On the chain 13, drivers 16 and 17 are provided for the ram weight 12, which in each case lift the latter by a fixed stroke in order to release it when the driver in engagement in each case passes the upper deflection roller 15. The falling ram weight 12 hits the upper surface of the counterpart 9, which transmits the impulse applied by the ram weight 12 to the clamping cone 8 and the pipe 1, which is thus driven a further piece into the ground. A fastening element 11a for the elevator device 11 has a shock-absorbing element which keeps the ramming impacts away from the bearings of the drive means.
In Figur 4 ist der bei der Anordnung gemäß Figur 3 verwen- dete Klemmkegel in der Ansicht von unten dargestellt. Er ist in vier viertelkreisförmige Elemente 18 bis 21 aufge-FIG. 4 shows the clamping cone used in the arrangement according to FIG. 3 in a view from below. It is divided into four quarter-circular elements 18 to 21
„O PI teilt, wobei an den Schnittstellen der Segmente jeweil Bohrungen vorgesehen sind, welche pro Schnittstelle j eine Schraubenfeder 22 bis 25 aufnehmen können. Die de Reibschluß mit dem in das Erdreich einzutreibenden Roh des Wärmetauscherelementes sicherstellende Gummilage 1 ist ebenfalls in vier Segmente aufgeteilt. Die darge stellte Aufteilung bewirkt, daß einerseits durch die Wir kung der kegeligen Innenfläche des Gegenstücks 9 ein gleichmäßige Anpressung der Gummilage 10 an das Rohr 1 er reicht wird, diese Anordnung sich aber ohne besondere Kraftaufwand selbstätig wieder löst, wenn die Rammvorrich tung zum weiteren Eintreiben des Rohrs 1 nach oben ver schoben werden muß. Dabei ist der Innendurchmesser des ge öffneten Klemmkegels 8 so bemessen, daß er ohne weitei.es über den Außendurchmesser D' des SchrumpfSchlauches 7 hin¬ weggeführt werden kann."O PI divides, wherein holes are provided at the interfaces of the segments, which can accommodate a coil spring 22 to 25 per interface j. The de frictional engagement with the raw of the heat exchanger element to be driven into the ground rubber layer 1 is also divided into four segments. The Darge presented distribution causes that on the one hand by the effect of the conical inner surface of the counterpart 9, a uniform pressure of the rubber layer 10 to the tube 1, it is sufficient, but this arrangement automatically solves again without special effort when the Rammvorrich device for further driving the tube 1 must be pushed ver up. The inner diameter of the opened clamping cone 8 is dimensioned such that it can be passed over the outer diameter D 'of the shrink tubing 7 without weitei.es.
Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform einer Rammvorrichtung, handeltes sich ebenfalls um eine solche, die einfach zu handhaben und zu transportieren ist. Der in Figur 4 dargestellte Klemmkegel wird auch bei dieser Anordnung verwendet. Die entsprechenden Teile weisen daher Bezugszeichen auf, wie sie auch in Figur 3 benutzt werden. Das Rammgewicht 12' weist bei der hier dargestellten Aus- führungsform jedoch ein Seil 26 auf, welches von einem mit einer Schnurscheibe versehenen Motor 27 angetrieben ist. Zur Umlenkung des Seils 26 ist eine am Rohr 1 anzubringen¬ de selbsthaltende Vorrichtung 28 mit einer Umlenkrolle 29 vorgesehen, welche schon durch ihr Eigengewicht mittels zweier Stifte 30 und 31, die ein Kiemmoment erzeugen, in einer vorgegebenen Höhe in bezug auf das Element 1 festge- halten ist. Der Motor 27 ist auf einem mit Erdnägeln 32 und 33 versehenen Tisch 34 angeordnet, welcher über eine Distanzstange 35 von dem Wärmetauscherelement 1 in einem definierten Abstand gehalten wird, so daß die über das Seil 26 ausgeübte Zugkraft aufgenommen wird. Mittels des Antriebs 27 wird das Rammgewicht 12' jeweils um einen vorgegebenen Längenbetrag angehoben, bevor es durch Aus¬ klinken der Schnurscheibe wieder freigegeben wird, um auf das Gegenstück 9 herabzufallen. Bemerkenswert ist dabei, daß, da die Umlenkvorrichtung 28 fest mit dem Rohr 1 ver¬ bunden ist und die Länge des Seils 26 zwischen der Seil¬ scheibe des Antriebs 27 und der Umlenkrolle 29 im wesent¬ lichen konstant ist, die Seilscheibe stets eine Umdrehung im selben Winkelbereich ausführt, ein Nachgeben des Seils 26 mit zunehmend in das Erdreich eindringendem Rohr 1 also nicht erforderlich ist. Hiermit ist auch eine wesentliche Vereinfachung des Antriebs der in Figur 6 separat darge¬ stellt ist, gegenüber bekannten Anordnungen verbunden. Die Länge der Distanzstange wird bevorzugt so gewählt werden, daß sich die' Fallhöhe des Rammgewichts im vorgesehenen Rammbereich nur unwesentlich ändert.The embodiment of a ramming device shown in FIG. 5 is also one that is easy to handle and transport. The clamping cone shown in Figure 4 is also used in this arrangement. The corresponding parts therefore have reference numerals, as are also used in FIG. 3. In the embodiment shown here, however, the ram weight 12 'has a rope 26 which is driven by a motor 27 provided with a cord pulley. For deflecting the cable 26, a self-holding device 28 is provided with a deflecting roller 29 which is to be attached to the tube 1 and which by its own weight by means of two pins 30 and 31, which generate a wedging moment, fixes at a predetermined height with respect to the element 1 - hold is. The motor 27 is arranged on a table 34 provided with pegs 32 and 33, which is held at a defined distance from the heat exchanger element 1 via a spacer rod 35, so that the tensile force exerted on the cable 26 is absorbed. The ram weight 12 'is raised by a predetermined length by means of the drive 27 before it is released again by disengaging the cord pulley in order to fall onto the counterpart 9. It is noteworthy that since the deflection device 28 is firmly connected to the pipe 1 and the length of the cable 26 between the pulley of the drive 27 and the deflection roller 29 is essentially constant, the pulley is always one revolution in the executes the same angular range, a yielding of the rope 26 with pipe 1 increasingly penetrating into the ground is therefore not necessary. This is also a significant simplification of the drive, which is shown separately in FIG. 6, compared to known arrangements. The length of the spacer bar is preferably be selected such that the 'drop height of the Rammgewichts changes only slightly in the intended Rammbereich.
Ein Antriebsraotor 36 trägt am Ende eine Antriebswell-e 37, einen Mitnehmerstift 38, der die Schnurscheibe 39 über eine Mitnehraernase 40 antreibt, solange der Stift 38 mit dieser in Eingriff ist. Die Schnurscheibe 39 ist auf der Antriebsachse des Motors frei verschieblich, wird aber durch eine Schraubenfeder 41 in der eingerückten Position gehalten. Die Schnurscheibe 39 ist mittels einer Stell- schraube 42 mit einem Auslösering 43 verbunden, welcher eine Kurvenscheibe 44 trägt, die auf einer Achse 45 be- festigten Druckrolle 46 abrollt. Gelangt nun eine im Ver lauf der Steuerkurve 44 vorgesehene Erhebung 47 in de Bereich der Druckrolle 46, so wird die Schnurscheibe 3 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 41 in Richtung au den Antriebsmotor 36 verschoben und damit die Mitnehmer nase 40 vom Stift 38 freigegeben. Durch die so erfolgt Auskupplung des Anstriebs kann das Rammgewicht frei herab fallen und einen Schlag auf das Gegenstück 9 ausüben. D die Antriebsachse 37 des Motors (mit genügender Unterset zung) inszwischen weiterdreht und die Erhebung 47 de Steuerkurve 44 aus dem Bereich der Druckrolle 46 fortbe wegt ist, kann der Mitnehmerstift 38 im Verlauf de nächsten Umdrehung der Achse 37, die Mitnehmernase 4 wieder mitnehmen, wodurch das Rammgewicht für einen erneu ten Schlag angehoben wird.At the end, a drive rotor 36 carries a drive shaft 37, a driving pin 38, which drives the cord pulley 39 via a driving pin 40 as long as the pin 38 is in engagement with it. The cord pulley 39 is freely displaceable on the drive axis of the motor, but is held in the engaged position by a helical spring 41. The cord pulley 39 is connected by means of an adjusting screw 42 to a trigger ring 43 which carries a cam disk 44 which is mounted on an axis 45. consolidated pressure roller 46 rolls. If a run 47 provided in the course of the control cam 44 comes into the region of the pressure roller 46, the cord disk 3 is displaced against the action of the helical spring 41 in the direction of the drive motor 36 and the driver nose 40 is thus released from the pin 38. Due to the disengagement of the drive, the ram weight can drop freely and strike the counterpart 9. D the drive axis 37 of the motor (with sufficient reduction) now continues to rotate and the elevation 47 of the control cam 44 has moved away from the area of the pressure roller 46, the driver pin 38 can take the driver nose 4 again in the course of the next rotation of the axis 37, which raises the ram weight for a new stroke.
Auch diese Variante der öffnungsgemäßen Rammvorrichtun ist leicht handhabbar, kann ohne Schwierigkeiten aufge stellt werden und auch bei der notwendigen Verbindung auf einanderfolgender Elemente de-s Rohrs 1 ohne weiteres über die entstehenden Verbindungsstellen hinweggeführt werden.This variant of the ramming device according to the opening is easy to handle, can be set up without difficulty and can also be easily guided over the resulting connection points in the case of the necessary connection on successive elements of the tube 1.
Die in Figur 6 dargestellte Meßanordnung ermöglicht eine einfache Ermittlung der Wirksamkeit eines in die Erde eingebrachten Erdwärmetauscherelementes und des erzielten Erdanschlusses. Nach dem Einrammen des Außenrohrs 51 wird die aus den übrigen, nachfolgend zu beschreibenden Elemen¬ ten bestehende Meßanordnung zu Meßzwecken vorübergehend in das in die Erde eingebrachte Außenrohr eingefügt.The measuring arrangement shown in FIG. 6 enables a simple determination of the effectiveness of a geothermal heat exchanger element introduced into the earth and of the earth connection achieved. After the outer tube 51 has been rammed in, the measuring arrangement consisting of the other elements to be described below is temporarily inserted into the outer tube which has been introduced into the earth for measuring purposes.
Die innere Meßanordnung weist ein zentrales, sich im we¬ sentlichen über die gesamte Länge des Rohres 51 er-The inner measuring arrangement has a central one that is essentially over the entire length of the tube 51.
OMPI streckendes und wirksames Heizelement 52 auf, das durch elastische Zentrierstücke 53 und 54 in einer Entfernung von der Rohrwandung gehalten wird, welche bei in das Rohrinnere eingefüllter Wärmetransportflüssigkeit eine direkte Beeinflussung der Rohrwandung im wesentlichen verhindert. Aus Sicherheitsgründen wird das elektrische Heizelement mit Niederspannung betrieben.OMPI Stretching and effective heating element 52, which is held by elastic centering pieces 53 and 54 at a distance from the tube wall, which substantially prevents direct influence on the tube wall when the heat transfer liquid is filled into the tube interior. For safety reasons, the electrical heating element is operated with low voltage.
An den Zentrierstücken 53 und 54 sind in ihrem äußeren Be- reich Temperaturfühler 55 bzw. 56 angebracht, die eine Aussage über die im Bereich der Rohrwandung vorhandene Temperatur ermöglichen. Die Zuführungsleitungen der Temperaturfühler 55 und 56 sind direkt mit dem Heizelement verbunden und werden durch eine Abschlußkappe 57, welche bevorzugt thermisch isolierend wirkt, hindurchgeführt. Die Temperaturfühler sind innerhalb des Wärmetauscherelementes soweit von dem Heizelement 52 soweit entfernt angeordnet, daß eine direkte Beeinflussung ausgeschlossen ist.On the centering pieces 53 and 54, temperature sensors 55 and 56 are attached in their outer area, which allow a statement about the temperature in the area of the tube wall. The supply lines of the temperature sensors 55 and 56 are connected directly to the heating element and are passed through an end cap 57, which preferably has a thermally insulating effect. The temperature sensors are arranged within the heat exchanger element so far from the heating element 52 that a direct influence is excluded.
Eine Meßlatte 60, welche mit dem oberen Zentrierstück 54 verbunden ist und nach oben aus dem Außenrohr 51 des Wär¬ metauscherelements herausragt, ermöglicht bei einem ver¬ schiebbaren Zentrierstück eine Ermittlung des Ortes der Messung, so daß - wenn zur Verhinderung von Konvektion vorzugsweise der vorgesehene Meßbereich durch (nicht dar¬ gestellte) zusätzliche schottenartige Trennelemente vom übrigen Inneren des Wärmetauscherelementes abgetrennt ist - eine gezielte Ermittlung des Wärmeübergangs in Abhän¬ gigkeit von der Tiefe vorgenommen werden kann.A measuring staff 60, which is connected to the upper centering piece 54 and protrudes upward from the outer tube 51 of the heat exchanger element, enables the location of the measurement to be determined in the case of a displaceable centering piece, so that - if the intended one is preferably to prevent convection Measuring range is separated from the rest of the interior of the heat exchanger element by (not shown) additional bulkhead-like separating elements - a specific determination of the heat transfer as a function of the depth can be carried out.
Bei dem erfindungsgemäßen Arbeitsverfahren zum Einrammen von rohrförmigen, zur Aufnahme eines Wärmetransportmediums dienenden, Wärmetauscherelementen einer Erdwärmegewin ungsvorrichtung in das Erdreich, unter Benutzung der vo stehend beschriebenen Meßanordnung wird wie folgt vorge gangen: Einrammen des Rohres eines Wärmetauscherelemente mit einer Spitze 2, deren Außendurchmesser (D) in ihre hinteren Bereich vergrößert ist und den Außendurchmesse (d) der Wärmetauscherelemente 1 übertrifft, wobei da Übermaß des Durchmessers derart gewählt ist, daß sich da Rohr, so tief wie für die spätere Verwendung vorgesehen mittels einer der vorstehend eintreiben läßt; Messung de Wärmeübergangs durch die Meßanordnung mittels der sich be konstanter Leistungseinspeisung ergebenden Temperaturüber höhung oder aufgrund der zur Aufrechterhaltung einer be stimmten Temperaturüberhöhung notwendigen Leistung, sowi Verkleinern des Verhältnisses des größeren Außendurchmes sers (D) zu dem kleineren Außendurchmesser (d) der Spitze bei nachfolgenden entsprechenden Rammvorgängen, falls sic nach einer Meßdauer von mehreren Stunden noch kein quasi stationärer Wärmeübergang, mit einem vorgegebenen Mindest Wärmeübergang zwischen Wärmetauscher und umgebenden Erd reich eingestellt hat. Vergleichszahlen für den mindesten zu erwartenden- Wärmeübergang bei ausreichendem Erdschlu auch bei im übrigen ungünstigen Bedingungen lassen sic für einzelne Wärmetauschertypen dabei aufgrund empirisc aufzustellender Tabellen ermitteln. Auf diese Weise is sichergestellt, daß das eingebrachte Wärmetauscherelemen den für den späteren Betrieb notwendigen Erdanschluß er reicht hat, so daß bei weiteren Rammvorgängen, mit (wege nicht unnötig großen Übermaßes der Rammspitze) größte ausnutzbarer Rammgeschwindigkeit, mit einer zufriedenstel lenden Ergiebigkeit der eingebrachten Elemente gerechne werden kann.In the working method according to the invention for ramming tubular, for receiving a heat transfer medium Serving, heat exchanger elements of a geothermal heat extraction device into the ground, using the measuring arrangement described above, the procedure is as follows: ramming the tube of a heat exchanger element with a tip 2, the outside diameter (D) of which is enlarged in its rear area and the outside diameter (d) the heat exchanger elements 1, the excess of the diameter being chosen such that the tube can be driven in as deep as intended for later use by means of one of the above; Measurement of the heat transfer through the measuring arrangement by means of the temperature increase resulting from constant power supply or due to the power required to maintain a certain temperature rise, as well as reducing the ratio of the larger outer diameter (D) to the smaller outer diameter (d) of the tip at subsequent corresponding ones Ramming processes, if sic has not yet reached a quasi-stationary heat transfer after a measurement period of several hours, with a predetermined minimum heat transfer between the heat exchanger and the surrounding earth. Comparative figures for the minimum heat transfer to be expected with sufficient earth leakage, even under otherwise unfavorable conditions, can be determined for individual heat exchanger types on the basis of empirically compiled tables. In this way it is ensured that the introduced heat exchanger element has the earth connection necessary for later operation, so that during further ramming operations (with unnecessarily large excesses of the ram tip) the greatest exploitable ramming speed, with a satisfactory yield of the introduced elements, can be expected can be.
, —O PI , —O PI

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. System zum vertikalen Einrammen von rohrförmigen, zur Aufnahme eines Wärmetransportmediums dienenden, Wärmetau¬ scherelementen einer Erdwärmegewinnungsvorrichtung in das Erdreich, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wärmetauscherelemente (1) zum Einrammen in das Erdreich eine Spitze (2) aufweisen, deren Außendurchmesser (D) in ihrem hinteren Bereich vergrößert ist und den Außendurchmesser (d) der Wärmetauscherelemente (1) übertrifft, wobei das Übermaß des Durchmessers dem Relaxa¬ tionsvermögen des jeweiligen Erdreichs derart angepaßt ist, daß der Erdanscnluß wenige Stunden nach dem Ramm- Vorgang erreicht wird.1. System for vertically ramming tubular, for receiving a heat transport medium, Wärmetau¬ shear elements of a geothermal heat recovery device in the ground, characterized in that the heat exchanger elements (1) for ramming into the ground have a tip (2), the outer diameter (D) in its rear area is enlarged and exceeds the outer diameter (d) of the heat exchanger elements (1), the excess of the diameter being adapted to the relaxation capacity of the respective soil in such a way that the earth connection is reached a few hours after the ramming process.
2. System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Spitze (2) in das rohrförmige Wärmetauscherelement (1) einsteck- oder einschraubbar ist.2. System according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t that the tip (2) in the tubular heat exchanger element (1) can be inserted or screwed.
3. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Übermaß im wesentlichen 10% des Durchmessers ausmacht.3. System according to one of the preceding claims, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the excess is essentially 10% of the diameter.
4. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Durch¬ messer eines Wärmetauscherelements (1) im wesentlichen 25 mm beträgt. 4. System according to any one of the preceding claims, - characterized in that the diameter of a heat exchanger element (1) is substantially 25 mm.
5. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Verbin dungselement für aufeinanderfolgende Wärmeaustauscher teilelemente (3, 4) eine Muffe (7) aufweist, deren Außen durchmesser (D") im wesentlichen gleich oder geringfügi kleiner als der vergrößerte Außendurchmesser (D) de Spitze (2) ist.5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that a connec tion element for successive heat exchanger elements (3, 4) has a sleeve (7) whose outer diameter (D ") is substantially the same or slightly smaller than the enlarged outer diameter (D ) de tip (2).
6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Muff (7) aus einem elastischen, eine Dichtung für das Wärm etransportmedium bildenden Werkstoff besteht.6. System according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the muff (7) consists of an elastic, a seal for the heat transfer medium forming material.
7. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Muff (7) als Außenmuffe ausgebildet ist und aus einem Werkstof besteht, der bei Erwärmung eine Schrumpfung erfährt.7. System according to any one of the preceding claims, that the sleeve (7) is designed as an outer sleeve and consists of a material which undergoes shrinkage when heated.
8. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ver¬ bindungselernent eine rohrförmige Innenmuffe. (5) mit eine Flansch (6) aufweist, dessen Außendurchmesser im wesent¬ lichen demjenigen des Wärmetauscherelements (1) ent¬ spricht, wobei die Stirnflächen des Flansches konisch mit in radialer Richtung zunehmender Flanschstärke ausgebildet sind. 8. System according to any one of the preceding claims, since ¬ characterized in that the Ver¬ connection element a tubular inner sleeve. (5) has a flange (6), the outer diameter of which essentially corresponds to that of the heat exchanger element (1), the end faces of the flange being conical with increasing flange thickness in the radial direction.
9. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Ramm¬ vorrichtung ein Rammgewicht (12, 12') aufweist, welches eine zentrale, auf den Außendurchmesser der Wärmetau- scherelemente (1) abgestimmte durchgehende Ausnehmung auf¬ weist und ein Klemmelement, welches aus einem inneren, sich nach oben verjüngenden, geteilten Kegel (8) besteht, auf den ein eine entsprechende kegelförmige Ausnehmung aufweisendes Gegenelement (9) derart aufsetzbar ist, daß die Oberkante des Gegenelementes vom herabfallenden Ramm¬ gewicht beaufschlagt und der Kegel zusammen- und gegen das Wärmetauscherelement (1) gepreßt wird.9. System according to one of the preceding claims, since ¬ characterized in that a Ramm¬ device has a ram weight (12, 12 '), which has a central, on the outer diameter of the heat exchanger elements (1) and has a continuous recess Clamping element, which consists of an inner, upwardly tapering, divided cone (8) onto which a counter element (9) having a corresponding conical recess can be placed in such a way that the top edge of the counter element is acted upon by the falling ramming weight and the cone together - And is pressed against the heat exchanger element (1).
10. System nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß das Wärmetauscherelement (1) die Führung für das Rammgewicht (12, 12') bildet.10. System according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t that the heat exchanger element (1) forms the guide for the ram weight (12, 12 ').
11. System nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß mindestens eine Feder (22 bis 25) vorgesehen ist, welche eine die Teilungsbereiche (18 bis 21) trennende Kraft ausübt.11. The system as claimed in claim 9, so that at least one spring (22 to 25) is provided which exerts a force separating the division regions (18 to 21).
12. System nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß der Kegel (8) mit einem Elastomer (10) bedeckte Klemmflächen aufweist.12. System according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t that the cone (8) with an elastomer (10) covered clamping surfaces.
13. System nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß. eine Antriebsvorrichtung mit einer13. System according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t that. a drive device with a
OMP W1P Mitnehmervorrichtung vorgesehen ist, welche das Ramm gewicht (12, 12') um gleichbleibende Höhendifferenzbeträg anhebt und mit dem einzurammenden Wärmetauscherelement (1) mitgeführt wird.OMP W1P Driving device is provided which raises the ram weight (12, 12 ') by constant height difference and is carried along with the heat exchanger element (1) to be driven.
14. System nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mitnahmevorrichtung aus eine in aufsteigender Richtung parallel zu der Richtung des einzurammenden Wärmetauscherelementes (1) umlaufenden bandförmigen Antriebselements (13) besteht, das mindestens einen Mitnehmer (16, 17) für das Rammgewicht (12) auf¬ weist, welcher beim Passieren einer Umlenkrolle (15) das Rammgewicht selbsttätig freigibt.14. System according to claim 13, characterized in that the driving device consists of an in the ascending direction parallel to the direction of the heat exchanger element to be driven (1) circumferential band-shaped drive elements (13) which has at least one driver (16, 17) for the ram weight (12) has which automatically releases the ram weight when passing a deflection roller (15).
15. System nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Mitnahmevorrichtung für das Rammgewicht (12) aus einem Seil (26) und einer Seilscheibe (39) besteht, wobei die Seilscheibe oder eine Umlenkrolle (29) für das Seil mit dem einzurammenden Wärmetauscher¬ element (1) mitgeführt und die Seilscheibe nach jedem Rammschlag um einen vorgegebenen festen Drehwinkelbereich angetrieben wird.15. System according to claim 13, characterized in that the driving device for the ram weight (12) consists of a rope (26) and a rope sheave (39), the rope sheave or a deflection roller (29) for the rope with the heat exchanger to be driven ¬ element (1) carried and the pulley is driven by a predetermined fixed angle of rotation range after each impact.
16. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e ¬ k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Meßanordnung zum Ermitteln des Wärmeübergangs zwischen Erdreich und Wärme- tauscherelement, wobei eine in das Außenrohr (51) des Wärmetauscherelementes einschiebbare in einem Abstand von dem Außenrohr geführte elektrische Heizvorrichtung (52), mindestens ein von der Heizvorrichtung thermisch getrenn¬ ter Temperaturmeßfühler (55, 56) und eine Anzeige- oder Registriervorrichtung (59) für die Temperatur vorgesehen sind.16. System according to one of the preceding claims, ge ¬ characterized by a measuring arrangement for determining the heat transfer between the ground and the heat exchanger element, wherein one in the outer tube (51) of the heat exchanger element insertable at a distance of electrical heating device (52) guided to the outer tube, at least one temperature sensor (55, 56) thermally separated from the heating device and a display or registration device (59) for the temperature are provided.
17. System nach Anspruch 16, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß eine Meß- und Anzeige- Vorrichtung (67) für die der Heizvorrichtung bei konstant gehaltener Temperatur zugeführte Leistung bzw. Energie vorgesehen ist.17. The system as claimed in claim 16, so that a measuring and display device (67) is provided for the power or energy supplied to the heating device while the temperature is kept constant.
18. Verfahren zum Einrammen von rohrförmigen, zur Auf¬ nahme eines Wärmetransportmediums dienenden, Wärmetau¬ scherelementen einer Erdwärmegewinnungsvorrichtung in das Erdreich, mittels eines Systems nach einem der Ansprüche 16 und 17, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:18. A method for ramming tubular, for receiving a heat transport medium, heat exchanger elements of a geothermal energy recovery device into the ground by means of a system according to one of claims 16 and 17, characterized by the following steps:
a) Einrammen eines Rohres eines Wärmetauscherelementes mit einer Spitze (2), deren Außendurchmesser (D) in ihrem hinteren Bereich vergrößert ist und den Außendurchmesser (d) der Wärmetauscherelemente (1) .übertrifft, wobei das Übermaß des Durchmessers derart gewählt ist, daß sich das Rohr, so tief wie für die spätere Verwendung vorgesehen, in das Erdreich eintreiben läßt,a) ramming a tube of a heat exchanger element with a tip (2), the outer diameter (D) is enlarged in its rear region and the outer diameter (d) of the heat exchanger elements (1)., The excess of the diameter is chosen such that allows the pipe to be driven into the ground as deep as intended for later use,
b) Messung des Wärmeübergangs mittels der Meßanordnung sowie c) Verkleinern des Verhältnisses des größeren Außen durchmessers (D) zu dem kleineren Außendurchmesser (d) de Spitze, falls sich nach einer Meßdauer von mehreren, be vorzugt 24, Stunden sich kein Wärmeübergang einstellt welcher sich bei einem gleichartigen Wärmetauscherelemen bei gutem Erdanschluß auch bei schlechten Bodenbedingun gen mindestens einstellen sollte. b) measurement of the heat transfer by means of the measuring arrangement and c) Reducing the ratio of the larger outer diameter (D) to the smaller outer diameter (d) de tip, if after a measurement period of several, preferably 24, hours there is no heat transfer which is also the case with a similar heat exchanger element with a good earth connection poor soil conditions should at least set.
EP81902396A 1980-08-22 1981-08-24 Device for driving in the ground heat exchange elements Pending EP0058191A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3032110 1980-08-22
DE3032108 1980-08-22
DE19803032110 DE3032110A1 (en) 1980-08-22 1980-08-22 Heat exchanger for geothermal heating system - has tubes with pointed tips for driving into ground with increased dia. at tube transition
DE19803032108 DE3032108A1 (en) 1980-08-22 1980-08-22 MEASURING ARRANGEMENT FOR DETERMINING THE EFFECTIVENESS OF A GROWTH RECOVERY IN THE SOIL ARRANGED HEAT EXCHANGE ELEMENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0058191A1 true EP0058191A1 (en) 1982-08-25

Family

ID=25787420

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP81730079A Withdrawn EP0046725A1 (en) 1980-08-22 1981-08-24 Method of driving heat exchanging elements of a geothermic installation
EP81902396A Pending EP0058191A1 (en) 1980-08-22 1981-08-24 Device for driving in the ground heat exchange elements

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP81730079A Withdrawn EP0046725A1 (en) 1980-08-22 1981-08-24 Method of driving heat exchanging elements of a geothermic installation

Country Status (2)

Country Link
EP (2) EP0046725A1 (en)
WO (1) WO1982000705A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3238055A1 (en) * 1982-10-14 1984-04-19 Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover Device for extraction of ground heat from groundwater and/or the ground
CN104074186B (en) * 2014-07-22 2016-02-17 王继忠 The casing device of pore-forming and construction method thereof in a kind of building lot
RU2597339C1 (en) * 2015-04-08 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Method of measuring soil temperature
FR3057664B1 (en) * 2016-10-19 2018-10-19 Vallourec Oil And Gas France DEVICE FOR DETERMINING THE ASSEMBLY QUALITY OF THREADED TUBULAR COMPONENTS
CN106369852A (en) * 2016-10-21 2017-02-01 天津大学 System for strengthening heat exchange by automatically regulating buried pipe based on soil moisture content and control method for system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191228511A (en) * 1912-12-10 1913-04-24 Thomas William Ridley Improvements in and relating to Concrete Piles.
US2629985A (en) * 1949-04-21 1953-03-03 Mcdowell John Samuel Taylor Ground rod driver
DE860175C (en) * 1949-09-15 1952-12-18 Hamburger Gaswerke Gmbh Equipment for the production of reinforced in-situ concrete piles
US3269128A (en) * 1963-11-15 1966-08-30 Rusche Fredric Coupled pile driving mandrel
GB985130A (en) * 1964-01-14 1965-03-03 Jack Richard Baittinger Improvements in and relating to joints for pile shells and the like
FR2188633A5 (en) * 1972-06-01 1974-01-18 Cordonnier Anto Ne
DE2800178C2 (en) * 1977-01-04 1985-07-25 Institut gornogo dela Sibirskogo otdelenija Akademii Nauk SSSR, Novosibirsk Clamping device for a device for lowering rod-shaped elements of low rigidity into the ground
BE879592A (en) * 1979-10-23 1980-02-15 Carminati Franco NEW METHOD FOR RECOVERING AND STORING CALORIES IN THE BASEMENT

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8200705A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0046725A1 (en) 1982-03-03
WO1982000705A1 (en) 1982-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2003060389A1 (en) Heat source or heat sink unit with thermal ground coupling
DE2849430A1 (en) SUCTION ANCHOR
EP0058191A1 (en) Device for driving in the ground heat exchange elements
DE19725628C1 (en) Drilling device
EP1006322A2 (en) Method of inserting a heat exchanger into the ground and ground heat exchanger
DE3701187C2 (en) Arrangement for energy transfer to a device suitable for prospecting the subsurface within a borehole
DE102008057245A1 (en) Modular probe base and its components
DE102018114472A1 (en) Method and device for cutting an extruded tube to length
EP0464600B1 (en) Ram-type core-taking apparatus for earth formations
EP0341338B1 (en) Securing device for a pole or column stuck into the soil
DE102009036325A1 (en) Mounting device for a geothermal probe
DE202012013215U1 (en) Energy pile for geothermal use
DE3032110A1 (en) Heat exchanger for geothermal heating system - has tubes with pointed tips for driving into ground with increased dia. at tube transition
EP0735303A1 (en) Process for laying underground pipes between control chambers
WO2011023310A2 (en) Probe base for a geothermal probe, and geothermal probe comprising the probe base
DE102009036324A1 (en) Geothermal probe mounting device
DE102010045126A1 (en) Earth probe assembly for earth probe-mounting device, has wall that is extended up to propulsion head arranged at one end of shaft, so as to form hollow cylinder between earth probe and shaft
DE3634766A1 (en) Method and device for extracting spherical fuel elements from a pebble-bed reactor core
EP2587242B1 (en) Leak detector for a double-wall tank
DE102010004097B4 (en) Method for rehabilitating an old pipe and system for carrying out such a method
AT231234B (en) Coupling piece for hoses or pipes
DE10059080A1 (en) Roadside fence or railing system used to protect pedestrians, comprises modular system of posts and cross direction parts connected via flexible plastic parts
DE102016204528A1 (en) Device and system for anchoring structures in the ground
DE1210495B (en) Closure device for the pressure vessel bottom of atomic nuclear reactors
DE102011109438A1 (en) Mobile setting device for slip-resistant fasteners for mechanically fastening sealing sheetings on flat roofs, has freewheel bearing arranged on wheel axle so that orientation of bearing transfers rotational movement of lift roller to axle

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT CH DE FR GB LI LU NL SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 19820825

XX Miscellaneous

Free format text: VERFAHREN ABGESCHLOSSEN INFOLGE VERBINDUNG MIT 81730079.1 (EUROPAEISCHE ANMELDENUMMER) DURCH ENTSCHEIDUNG VOM 01.03.83.