ES2361580T3 - GEOTHERMAL ACCUMULATOR WITH VAPOR BARRIER AND PROCEDURE FOR THE USE OF EVAPORATION HEAT IN THE GEOTHERMAL ACCUMULATOR. - Google Patents

GEOTHERMAL ACCUMULATOR WITH VAPOR BARRIER AND PROCEDURE FOR THE USE OF EVAPORATION HEAT IN THE GEOTHERMAL ACCUMULATOR. Download PDF

Info

Publication number
ES2361580T3
ES2361580T3 ES08803753T ES08803753T ES2361580T3 ES 2361580 T3 ES2361580 T3 ES 2361580T3 ES 08803753 T ES08803753 T ES 08803753T ES 08803753 T ES08803753 T ES 08803753T ES 2361580 T3 ES2361580 T3 ES 2361580T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
accumulator
heat
geothermal
fluid
geothermal accumulator
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.)
Active
Application number
ES08803753T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Karl-Heinz Österwitz
Bernhard Schmidt
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.)
OESTERWITZ KARL HEINZ
Original Assignee
OESTERWITZ KARL HEINZ
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
Application filed by OESTERWITZ KARL HEINZ filed Critical OESTERWITZ KARL HEINZ
Application granted granted Critical
Publication of ES2361580T3 publication Critical patent/ES2361580T3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0052Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using the ground body or aquifers as heat storage medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

Acumulador geotérmico para una utilización de energía doméstica con un sistema de humidificación (70), que está configurado a partir de una masa acumuladora de calor conteniendo un fluido no saturada, que comprende al menos un primer subsistema para el aporte de energía térmica y a una distancia definida al menos un segundo subsistema para la extracción de energía térmica, en el que los sistemas se disponen, con sus subsistemas correspondientes que aportan y extraen el calor, en un espacio acumulador abierto hacia abajo, realizado parcialmente estanco a gases y que configura el acumulador geotérmico, caracterizado porque al menos se realiza una impermeabilización (60O, 60S) estanca al gas, a modo de campana por arriba y que circunda lateralmente, del espacio acumulador (40) del acumulador geotérmico (80), de forma que el calor (10) puede suministrarse a través del al menos un primer sistema al medio acumulador del acumulador geotérmico (80) que contiene el fluido no saturado, calor que provoca el calentamiento de la masa acumuladora de calor y del fluido y una evaporación del fluido dentro del acumulador geotérmico (80) con una presión atmosférica normal esencialmente constante, por lo que a través de la capacidad térmica / entalpía de evaporación específica correspondiente del fluido líquido y gaseoso puede acumularse una cantidad de calor en el acumulador geotérmico (80) en el interior de la impermeabilización (60O, 60S) de tipo campana, que puede extraerse por el al menos un segundo sistema (20) con condensación del fluido y con enfriamiento de la masa acumulador de calor del acumulador geotérmico (80) y del fluido (80) presente en el acumulador geotérmico (80) para el uso del calor en una central de energía doméstica, estando dispuesto el sistema de humidificación (70) al menos en la zona bajo la impermeabilización superior (60O).Geothermal accumulator for a domestic energy use with a humidification system (70), which is configured from a heat accumulating mass containing an unsaturated fluid, comprising at least a first subsystem for the contribution of thermal energy and at a distance defined at least a second subsystem for the extraction of thermal energy, in which the systems are arranged, with their corresponding subsystems that provide and extract heat, in an open downward storage space, partially gas-tight and that configures the accumulator geothermal, characterized in that at least one waterproofing (60O, 60S) is gas-tight, as a bell from above and that surrounds laterally, from the accumulator space (40) of the geothermal accumulator (80), so that the heat (10 ) the geothermal accumulator medium (80) containing the non-sat fluid can be supplied through the at least one first system urate, heat that causes heating of the heat and fluid accumulator mass and an evaporation of the fluid inside the geothermal accumulator (80) with an essentially constant normal atmospheric pressure, so that through the specific thermal evaporation / enthalpy capacity corresponding amount of liquid and gaseous fluid can accumulate an amount of heat in the geothermal accumulator (80) inside the waterproofing (60O, 60S) of the bell type, which can be extracted by the at least a second system (20) with condensation of the fluid and with cooling of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator (80) and of the fluid (80) present in the geothermal accumulator (80) for the use of heat in a domestic power plant, the humidification system (70) being arranged ) at least in the area under the upper waterproofing (60O).

Description

La invención se refiere a un acumulador geotérmico (en el texto mencionado acumulador geotérmico) y un procedimiento para la gestión de energía para la acumulación de calor con las características mencionadas en el preámbulo de la reivindicación 1 y 11. The invention relates to a geothermal accumulator (in the text mentioned geothermal accumulator) and a method for managing energy for heat accumulation with the characteristics mentioned in the preamble of claim 1 and 11.

El objetivo de la técnica doméstica consiste en regular los factores climatológicos del entorno a través de la influencia orientada sobre las necesidades / deseos de las personas. Al llevar a cabo estos cambios existe la necesidad de suministrar energía la mayoría de las veces del ambiente o convertirla a partir de los portadores de energía. El clima de la tierra muestra de forma impresionante cuan importante es perturbar lo menos posible el equilibrio climático / ecológico. Como consecuencia de los esfuerzos para un mejor uso de las fuentes de energía y para aprovechar fuentes de energía que no podían utilizarse hasta ahora o sólo con un bajo rendimiento, es más el centro cada vez, entre otros, el uso del sol como fuente de energía disponible sin costes. La energía radiante se capta con colectores solares térmicos, se utiliza directamente y se descarga en instalaciones que acumulan el calor. Con esta energía se calientan, por ejemplo medios líquidos, en el caso tecnológicamente más sencillo agua. Los costes de funcionamiento de un colector solar son bajos. Las dificultades consisten en que oscila fuertemente la cantidad de la energía solar incidente en el ritmo diario y en el periodo anual y nunca coincide en realidad con la necesidad correspondiente. Por consiguiente se necesitan acumuladores de calor correspondientes cuando deben utilizarse en particular sistemas de bomba del calor para el suministro de energía doméstica. Se conocen acumuladores de calor con base química, acumuladores de calor en los que se acumula energía en forma de agua caliente, y también acumuladores de calor en los que el simple suelo se considera como medio acumulador. El suelo húmedo se ofrece como medio acumulador, ya que está a disposición prácticamente sin costes. La capacidad calorífica calorimétrica con aproximadamente el 20% en volumen de la fracción de agua se corresponde aproximadamente con 0,3 veces la capacidad térmica del agua pura. The objective of the domestic technique is to regulate the climatic factors of the environment through the influence oriented on the needs / desires of people. In carrying out these changes, there is a need to supply energy most of the time in the environment or convert it from energy carriers. The climate of the earth shows in an impressive way how important it is to disturb as little as possible the climatic / ecological balance. As a result of the efforts for a better use of energy sources and to take advantage of energy sources that could not be used until now or only with low performance, the use of the sun as a source of energy is increasingly becoming, among others. Energy available without costs. The radiant energy is captured with solar thermal collectors, used directly and discharged in installations that accumulate heat. With this energy, for example, liquid media are heated, in the technologically simplest case, water. The operating costs of a solar collector are low. The difficulties consist in the fact that the amount of the incident solar energy oscillates strongly in the daily rhythm and in the annual period and never really coincides with the corresponding need. Accordingly, corresponding heat accumulators are needed when particular heat pump systems must be used for domestic power supply. Chemical-based heat accumulators, heat accumulators in which energy is accumulated in the form of hot water, and also heat accumulators in which simple soil is considered as accumulator medium are known. Wet soil is offered as a storage medium, since it is available with virtually no cost. The calorimetric heat capacity with approximately 20% by volume of the water fraction corresponds approximately to 0.3 times the thermal capacity of the pure water.

Tales acumuladores geotérmicos determinados para el calentamiento de casas se colocan en el jardín o sencillamente en el entorno de la casa a calentar. Por muchos motivos, entre otros debido a un mal aislamiento y debido a un bajo rendimiento en la transición del calor al acumulador y del acumulador, los acumuladores geotérmicos conocidos exigen un elevado volumen. Correspondientemente debe excavarse mucha tierra para hacer bajar y montar los diferentes aislamientos. Esto exige por su lado unos gastos elevados. Están limitados el terreno perteneciente a una casa o la tierra disponible. Con acumuladores geotérmicos conocidos, una acumulación de la energía solar desde el momento de la mayor incidencia de calor en el verano hasta el momento del mayor consumo en invierno no es posible en absoluto o sólo con costes elevados. Such geothermal accumulators determined for the heating of houses are placed in the garden or simply in the environment of the house to be heated. For many reasons, among others due to poor insulation and due to poor performance in the transition of heat to the accumulator and the accumulator, known geothermal accumulators require a high volume. Correspondingly, a lot of earth must be excavated to lower and mount the different insulation. This requires high costs. Land belonging to a house or available land is limited. With known geothermal accumulators, an accumulation of solar energy from the moment of the highest incidence of heat in the summer to the moment of the highest consumption in winter is not possible at all or only with high costs.

El modelo de utilidad DE 76 04 366 describe un acumulador de calor con utilización de la tierra como medio acumulador, con dispositivos para la introducción de energía térmica desde un receptor de energía a la tierra y con dispositivos para la derivación de la energía térmica acumulada a un consumidor de energía, que se destaca porque un circuito primario de tubos conectado con el receptor de energía en forma de lazos es conducido a través de la tierra y un circuito secundario de tubos conectado con el consumidor de energía en forma de lazos está realizado a una pequeña distancia de los lazos del circuito primario de tubos igualmente a través de la tierra, rodeando un revestimiento de material aislante del calor los lazos a distancia desde arriba y desde los lados. The utility model DE 76 04 366 describes a heat accumulator with land use as a storage medium, with devices for the introduction of thermal energy from an energy receiver to the earth and with devices for the derivation of thermal energy accumulated to an energy consumer, which stands out because a primary circuit of pipes connected to the energy receiver in the form of loops is conducted through the ground and a secondary circuit of pipes connected to the energy consumer in the form of loops is made to a small distance from the loops of the primary circuit of pipes equally across the earth, surrounding a coating of heat insulating material the loops at a distance from above and from the sides.

Otros documentos se ocupan de la posibilidad de acumular calor en la tierra. Así el documento DE 103 43 544 describe que la geotermia puede utilizarse básicamente en cualquier lugar. En las capas superiores hasta aproximadamente 20 m la radiación solar tiene una influencia en la temperatura del suelo. En algunas regiones de la tierra los primeros metros pueden calentarse por la radiación solar incluso hasta los 50 ºC o a la inversa, en invierno puede enfriarse hasta el punto de congelación o por debajo de éste. De ello se origina un desarrollo de la temperatura que depende sólo de la estación. La energía solar acumulada en el suelo puede utilizarse, por ejemplo, por el uso de colectores geotérmicos horizontales en conexión con bombas de calor para el calentamiento de edificios. Esta energía se designa en general como geotermia próxima a la superficie. Other documents deal with the possibility of accumulating heat in the earth. Thus, document DE 103 43 544 describes that geothermal energy can be used basically anywhere. In the upper layers up to approximately 20 m, solar radiation has an influence on soil temperature. In some regions of the earth the first meters can be heated by solar radiation even up to 50 ° C or vice versa, in winter it can be cooled to or below freezing. This results in a temperature development that depends only on the season. Solar energy accumulated in the ground can be used, for example, by the use of horizontal geothermal collectors in connection with heat pumps for heating buildings. This energy is generally designated as near surface geothermal.

Se conoce la combinación de colectores solares en el tejado con instalaciones para el uso de la geotermia próxima a la superficie por colectores geotérmicos o sondas de geotermia y bombas de calor. La mayoría de las veces no está prevista una producción de corriente con estos conceptos. The combination of solar collectors on the roof with facilities for the use of geothermal energy near the surface by geothermal collectors or geothermal probes and heat pumps is known. Most of the time a current production with these concepts is not planned.

Aparte de la geotermia próxima a la superficie hay calor en el subsuelo profundo. Procede de tres fuentes diferentes. Es energía acumulada, cuyo origen se encuentra en la energía gravitacional liberada durante la formación de la tierra. Es un resto del calor original de la formación de la tierra. Se origina a partir de la desintegración de isótopos radiactivos en la corteza terrestre. Este calor está acumulado en la tierra debido a la baja conductividad térmica de las rocas. Apart from the geothermal near the surface there is heat in the deep underground. It comes from three different sources. It is accumulated energy, whose origin is in the gravitational energy released during the formation of the earth. It is a remainder of the original heat of the earth's formation. It originates from the decay of radioactive isotopes in the earth's crust. This heat is accumulated in the earth due to the low thermal conductivity of the rocks.

Además, las corrientes de agua subterráneas, acuíferos que conducen agua caliente o fría y suelos calentados por vulcanismo pueden utilizarse igualmente directamente para el calentamiento y para la producción de corriente. Las bases geológicas y técnicas para ello se describen detalladamente en la literatura general. In addition, underground water currents, aquifers that conduct hot or cold water and volcanic heated soils can also be used directly for heating and current production. The geological and technical bases for this are described in detail in the general literature.

En particular, para el uso del calor que procede de diferentes fuentes ha ganado importancia en los últimos años la utilización de la tecnología de bomba de calor. In particular, the use of heat pump technology has gained importance in recent years for the use of heat from different sources.

En funcionamiento normal de una instalación de bomba de calor se eleva la fracción de la energía de trabajo a emplear a menos del 25%, para generar con el 75% del calor ambiente un 100% de calor útil. El principio básico de la bomba de calor se encuentra – como también en la naturaleza – en la transferencia del calor de evaporación. Originando diferencias de presión y/o temperatura se evaporan medios en el circuito de trabajo de sistemas de bomba de calor y se condensan de nuevo, pudiéndose utilizar la energía obtenida a partir de una fuente de calor por una central de energía doméstica en general para calefactar locales y para calentar el agua de consumo. In normal operation of a heat pump installation, the fraction of the work energy to be used is increased to less than 25%, to generate 100% of useful heat with 75% of the ambient heat. The basic principle of the heat pump is found - as well as in nature - in the transfer of evaporation heat. Originating differences in pressure and / or temperature, means evaporate in the working circuit of heat pump systems and condense again, being able to use the energy obtained from a heat source by a domestic power plant in general to heat premises and to heat the drinking water.

El documento DE 35 45 622 describe un acumulador de calor con una superficie base aquí ya relativamente baja para la acumulación de larga duración a fin de poner a disposición de forma económica el calor sensible. Aquí está previsto un espacio acumulador con una masa acumuladora de calor en forma de tierra y/o líquido o vapor, estando dispuesta una capa a prueba al vacío de plástico o chapa en una pared exterior de hormigón armado -hormigón. El suelo fijo de acumulación construido a partir de al menos un componente de placa de hormigón armado, hormigón y/o metal de hierro presenta con la finalidad de aislamiento componentes huecos, estando dividida la masa acumuladora de calor por al menos una placa de asilamiento térmico horizontal en una pluralidad de departamentos de acumulación de temperatura o contenido de calor diferentes. Document DE 35 45 622 describes a heat accumulator with a base surface here already relatively low for long-term accumulation in order to economically make sensible heat available. Here an accumulator space is provided with a heat accumulating mass in the form of earth and / or liquid or steam, a vacuum-proof layer of plastic or sheet being arranged on an exterior wall of reinforced concrete-concrete. The fixed accumulation floor constructed from at least one component of reinforced concrete, concrete and / or iron metal plate has hollow components for the purpose of insulation, the heat accumulating mass being divided by at least one thermal insulation plate horizontal in a plurality of different temperature accumulation or heat content departments.

El documento DE 102 09 373 A1 describe un acumulador geotérmico para una utilización de energía doméstica, que está compuesto de una masa acumuladora de calor conteniendo un fluido no saturada, que comprende un primer subsistema para el aporte de energía térmica y a una distancia definida un segundo subsistema para la extracción de energía térmica, disponiéndose los sistemas, con sus subsistemas correspondientes que aportan y extraen el calor, en un espacio acumulador abierto hacia abajo, realizado parcialmente estanco a gases y que configura el acumulador geotérmico, estando dispuesto un sistema de humidificación en la zona superior del acumulador. Document DE 102 09 373 A1 describes a geothermal accumulator for a domestic energy use, which is composed of a heat accumulating mass containing an unsaturated fluid, comprising a first subsystem for the contribution of thermal energy and at a defined distance a second subsystem for the extraction of thermal energy, the systems being arranged, with their corresponding subsystems that provide and extract heat, in an open storage space down, partially gas-tight and that configures the geothermal accumulator, with a humidification system being arranged in the upper area of the accumulator.

Información adicional del balance térmico del suelo se describe, por ejemplo, en la página de internet www.hypersoil.uni-muenster.de. De ello se conoce que el calor se transporta al suelo a través de tres mecanismos. Additional information on the thermal balance of the soil is described, for example, on the website www.hypersoil.uni-muenster.de. It is known that heat is transported to the ground through three mechanisms.

Radiación térmica: el transporte de calor se realiza por la propagación de ondas electromagnéticas, ante todo desempeñan un papel las cosas durante el intercambio de energía entre atmósfera y superficie del suelo. Thermal radiation: the transport of heat is done by the propagation of electromagnetic waves, first of all things play a role during the exchange of energy between atmosphere and soil surface.

Conducción térmica: se basa en la transmisión de energía cinética en el choque de moléculas y es el mecanismo más importante para el transporte de calor en suelos húmedos. Thermal conduction: it is based on the transmission of kinetic energy in the collision of molecules and is the most important mechanism for the transport of heat in wet soils.

Corriente térmica (convección): las energías térmicas se desplazan por transporte de vapor de agua y corriente de agua (aguas subterráneas). Thermal current (convection): thermal energy is displaced by the transport of water vapor and water current (groundwater).

Si se mira el diagrama en la figura 7, en el cambio realmente considerable de la potencia calorífica con cambio comparablemente pequeño de las temperaturas en las fuentes de calor disponibles, se pueden reconocer dependencias en referencia al cambio de temperatura de la fuente de calor en relación a la potencia calorífica, lo que debe ser controlado. If you look at the diagram in Figure 7, in the really considerable change in heat output with a comparatively small change in the temperatures at the available heat sources, dependencies can be recognized in reference to the change in temperature of the heat source in relation to to the heat output, which must be controlled.

En todos los conceptos del acumulador geotérmico descrito, no cerrado herméticamente se presenta el problema de que debido al suministro constante de energía térmica se produce un secado de los acumuladores geotérmicos. Esta aparición de secado, en particular en la superficie terrestre de los acumuladores geotérmicos, provoca considerables pérdidas de agua y también de calor. Un kilogramo de agua retira al entorno el sólo por la evaporación aproximadamente 0,628 kWh de energía térmica. Como resultado se producen cambios bruscos de potencia de las instalaciones conectadas con el acumulador geotérmico. In all the concepts of the geothermal accumulator described, not hermetically sealed, the problem arises that due to the constant supply of thermal energy, drying of the geothermal accumulators occurs. This occurrence of drying, particularly on the earth's surface of geothermal accumulators, causes considerable losses of water and heat. A kilogram of water removes approximately 0.628 kWh of thermal energy from the environment. As a result, there are sudden changes in power of the installations connected to the geothermal accumulator.

La regeneración automática de los acumuladores geotérmicos conocidos requiere mucho tiempo ya que los acumuladores geotérmicos son relativamente lentos. Se conoce, por ejemplo, colocar varios acumuladores geotérmicos a los que se les suministra constantemente calor, retirándose siempre el calor a través de una instalación conectada sólo de un acumulador geotérmico. Por consiguiente se garantiza una continuidad consabida de la extracción de calor por cambio de los acumuladores geotérmicos construidos. No obstante, esta estructura es muy cara y, por ejemplo, esencialmente también demasiado cara para el suministro de energía y calor de casas unifamiliares. Automatic regeneration of known geothermal batteries requires a lot of time since geothermal batteries are relatively slow. It is known, for example, to place several geothermal accumulators that are constantly supplied with heat, always removing heat through an installation connected only by a geothermal accumulator. Consequently, a consistent continuity of heat extraction is guaranteed by changing the built-in geothermal accumulators. However, this structure is very expensive and, for example, essentially too expensive for the energy and heat supply of single-family homes.

Además, se intenta compensar los desarrollos discontinuos de la temperatura en los acumuladores geotérmicos, que se sitúan por encima o por debajo de la temperatura deseada del agua glicolada de la bomba de calor, mediante dispositivos mezcladores en el circuito de agua glicolada de la bomba de calor, para mantener la temperatura deseada del agua glicolada durante un periodo de tiempo largo. Por ello se clarifica que es deseable mantener lo más constante posible la temperatura en el acumulador geotérmico en el rango de una temperatura ideal del agua glicolada para la alimentación de energía y calor de casas unifamiliares. In addition, attempts are made to compensate for discontinuous temperature developments in geothermal accumulators, which are located above or below the desired temperature of the glycol water of the heat pump, by means of mixing devices in the glycol water circuit of the heat pump. heat, to maintain the desired temperature of glycol water for a long period of time. Therefore, it is clarified that it is desirable to keep the temperature in the geothermal accumulator as constant as possible in the range of an ideal temperature of glycol water for the energy and heat supply of single-family homes.

Además, se necesitan muchos sistemas para garantizar desarrollos de la temperatura lo más continuos posibles, grandes volúmenes de las masas acumuladoras de calor. Aislamientos adicionales y todavía temperaturas de acumulación más elevadas, según se ha realizado en el estado de la técnica, ayudan algo a limitar la cantidad de la masa acumuladora de calor necesaria, no obstante, por ello pueden anotarse igualmente gastos económicos adicionales. El objetivo de la invención es reducir las cantidades volumétricas de masas acumuladoras de calor y/o los riesgos técnicos en la construcción del acumulador geotérmico. In addition, many systems are needed to ensure as continuous temperature developments as possible, large volumes of heat accumulating masses. Additional insulations and even higher accumulation temperatures, as has been done in the state of the art, help somewhat to limit the amount of the necessary heat accumulating mass, however, additional economic expenses can also be noted. The objective of the invention is to reduce the volumetric amounts of heat accumulating masses and / or the technical risks in the construction of the geothermal accumulator.

Si la intensificación del rendimiento energético con sistemas cerrados choca contra límites debido al tamaño constructivo y/o al coste tecnológico, así venciendo las desventajas mencionadas se busca preferentemente un sistema abierto de un acumulador geotérmico, que posea un tamaño constructivo menor y/o que reduzca el coste tecnológico necesario de la instalación de suministro de energía y calor unida con el acumulador geotérmico. Tales sistemas se imponen incluso sólo entonces si se las arreglan con un bajo coste técnico sin las enormes dimensiones. If the intensification of the energy efficiency with closed systems collides against limits due to the constructive size and / or the technological cost, thus overcoming the aforementioned disadvantages, an open system of a geothermal accumulator is preferably sought, which has a smaller constructive size and / or that reduces the necessary technological cost of the installation of energy and heat supply together with the geothermal accumulator. Such systems are imposed even only then if they manage with a low technical cost without the enormous dimensions.

La invención resuelve el problema, por ejemplo, de ofrecer un acumulador geotérmico económico y a instalar fácilmente para una central de energía doméstica, que permita una acumulación óptima, que ahorra espacio y puede realizarse con un coste técnico pequeño, y una disponibilidad de la energía térmica con temperaturas de fuente favorables según las condiciones que reinan en y fuera del acumulador geotérmico. The invention solves the problem, for example, of offering an economical geothermal accumulator and easily installing for a domestic power plant, which allows for optimal accumulation, saves space and can be carried out with a small technical cost, and thermal energy availability. with favorable source temperatures according to the conditions that reign in and out of the geothermal accumulator.

El objetivo se resuelve en unión con las características del preámbulo de la reivindicación 1 por un acumulador geotérmico, que presenta al menos una impermeabilización al gas arriba de tipo campana y lateral circunferencial del espacio acumulador del acumulador geotérmico. El calor puede suministrarse a través del primer sistema al medio acumulador del acumulador geotérmico que contiene el fluido no saturado. Dentro del acumulador geotérmico se produce un calentamiento de la masa acumuladora de calor con presión atmosférica normal, al mismo tiempo el fluido comienza a evaporarse por lo que a través de la capacidad térmica específica correspondiente del fluido líquido y gaseoso puede poner delante una cantidad de calor en el acumulador geotérmico en el interior de la impermeabilización de tipo campana. A través del segundo sistema se extrae calor del acumulador geotérmico para el uso en una central de energía doméstica. En primer lugar esto provoca la condensación del fluido y el enfriamiento de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico, estando dispuesto un sistema de humidificación al menos en la zona por debajo de la impermeabilización superior. The objective is solved in conjunction with the features of the preamble of claim 1 by a geothermal accumulator, which has at least one gas-proofing of the bell-type and circumferential lateral gas of the geothermal accumulator accumulator space. Heat can be supplied through the first system to the accumulator medium of the geothermal accumulator containing the unsaturated fluid. Within the geothermal accumulator a heating of the heat accumulating mass with normal atmospheric pressure occurs, at the same time the fluid begins to evaporate so that through the corresponding specific thermal capacity of the liquid and gaseous fluid a quantity of heat can be brought forward in the geothermal accumulator inside the bell type waterproofing. Through the second system, heat is extracted from the geothermal accumulator for use in a domestic power plant. In the first place this causes the condensation of the fluid and the cooling of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator, a humidification system being arranged at least in the area below the upper waterproofing.

Lo último, por el suministro del fluido, permite ajustar el comportamiento del acumulador de calor y la capacidad del acumulador de calor de la masa acumuladora del acumulador geotérmico en un rango óptimo para el funcionamiento del uso de energía doméstica. The latter, by the supply of the fluid, allows to adjust the behavior of the heat accumulator and the capacity of the heat accumulator of the accumulator mass of the geothermal accumulator in an optimum range for the operation of the use of domestic energy.

El procedimiento correspondiente se basa en el conocimiento de que en el suelo se ajustan los contenidos de agua retenida definidos con temperaturas definidas. Bajo agua retenida se entiende el agua de absorción y de capilaridad que está distribuida como capa sobre la superficie de minerales, así como cónicamente sobre los límites de fase de los componentes sólidos del suelo. The corresponding procedure is based on the knowledge that the contents of retained water defined with defined temperatures are adjusted in the soil. Under retained water is understood the water of absorption and capillarity that is distributed as a layer on the surface of minerals, as well as conically over the phase limits of the solid components of the soil.

Con la composición físico-química en la estructura del suelo se determina el espesor de la capa / distribución de cantidad del agua retenida. Los suelos que se empapan fuertemente actúan por un efecto de atracción basado en el carácter bipolar del agua líquida y/o por la elevada superficie activa de los componentes minerales. With the physicochemical composition in the soil structure, the thickness of the layer / quantity distribution of the retained water is determined. Soils that are heavily soaked act by an attractive effect based on the bipolar nature of liquid water and / or the high active surface of mineral components.

Algunas sales minerales se empapan formalmente de agua al contacto con el aire y temperatura correspondiente y el barro está en condiciones, por ejemplo, de acumular más agua que la arena. Teóricamente bastaría por ello dejar la masa acumuladora una vez con fluido y utilizar acto seguido el desarrollo físico en los límites de fase de los componentes sólidos del suelo para el contenido de espacios vacíos. Some mineral salts are formally soaked with water upon contact with the corresponding air and temperature and the mud is able, for example, to accumulate more water than sand. Theoretically, it would be enough to leave the accumulator mass once with fluid and then use physical development in the phase limits of the solid components of the soil for the content of empty spaces.

Además, se conoce que mediante el movimiento propio en la superficie del agua se desprenden constantemente moléculas de agua de su estado líquido o sólido y a la inversa. Esta propiedad se designa en su forma como presión de vapor. Luego mediante el desarrollo de la presión de vapor se produce la medición de cuanto vapor de agua está contenido con una temperatura determinada en el volumen de aire – por lo tanto líquido evaporado – en volumen de espacios vacíos. In addition, it is known that by means of the proper movement on the surface of the water, water molecules are constantly released from their liquid or solid state and vice versa. This property is designated in its form as vapor pressure. Then, by developing the vapor pressure, the measurement of how much water vapor is contained with a certain temperature in the volume of air - hence evaporated liquid - in the volume of empty spaces is produced.

Mientras que puede expresarse con la tabla de presión de vapor, que contenido de vapor debe esperarse en el aire sobre los límites de fase, se acercan propiedades de la masa acumuladora sólida en el suelo. Mediante atracción electrostática se menoscaba la difusión del vapor y por consiguiente el comportamiento de la fracción de agua en el líquido. Como modelo puede entenderse para una temperatura determinada un espesor de capa necesario mínimo de agua, desde el que son válidas las mismas condiciones para la presión de vapor que para una superficie de agua libre. Tamaños muy pequeños de componentes minerales (barro) no permiten esperar apenas volúmenes de espacios vacíos con temperaturas bajas. Por ello se limita considerablemente una difusión del vapor. While it can be expressed with the steam pressure table, which vapor content must be expected in the air above the phase limits, properties of the solid accumulating mass in the soil are approaching. Electrostatic attraction reduces vapor diffusion and therefore the behavior of the fraction of water in the liquid. As a model, a minimum necessary layer thickness of water can be understood for a given temperature, from which the same conditions for the vapor pressure as for a free water surface are valid. Very small sizes of mineral components (mud) can hardly wait for volumes of empty spaces with low temperatures. Therefore, diffusion of steam is considerably limited.

Esto está dirigido a controlar esta relación compleja en el aprovechamiento del uso de la geotermia. El control del sistema regula de forma abstracta el ajuste de la cantidad óptima de agua para la temperatura y naturaleza del suelo. This is aimed at controlling this complex relationship in the use of geothermal energy. The system control abstractly regulates the adjustment of the optimum amount of water for the temperature and nature of the soil.

No principalmente la conducción del calor, sino el flujo térmico en el volumen de espacios vacíos ocupa la parte principal del uso de la acumulación. La propiedad del acumulador geotérmico se caracteriza porque como bajo condiciones climáticas en la superficie del suelo se posibilita manejar nuevos parámetros de conducción, por ejemplo, en el suministro de energía térmica de una central de energía doméstica. Not mainly heat conduction, but thermal flux in the volume of empty spaces occupies the main part of the use of accumulation. The property of the geothermal accumulator is characterized by the fact that, under climatic conditions on the ground surface, it is possible to manage new conduction parameters, for example, in the thermal energy supply of a domestic power plant.

De la superficie se evaporan diariamente de 1 a 5 mm de precipitado según la radiación solar, temperatura del aire, presión del aire y relaciones de viento. Calculado en un m2 de superficie de la tierra se emiten por consiguiente 0,62 a 3,14 kWh de calor de evaporación a la atmósfera. From the surface, 1 to 5 mm of precipitate evaporate daily according to solar radiation, air temperature, air pressure and wind ratios. Calculated on a m2 of land surface, therefore 0.62 to 3.14 kWh of evaporation heat is emitted into the atmosphere.

Un primer sistema para el aporte de la energía térmica al suelo provoca el mismo efecto en el caso de presencia correspondiente de un fluido. Si la técnica entra en seleccionar no la capacidad térmica específica del suelo y por consiguiente una fracción de agua lo más elevada posible, sino el espesor de capa del agua, de forma que un pequeño cambio de temperatura provoca una evaporación / condensación aumentada, los otros subsistemas pueden llamar un múltiplo de la potencia por lo demás posible. La idea de los inventores se sirve para la explicación de un modelo de la división espacial. A first system for the contribution of thermal energy to the ground causes the same effect in the case of a corresponding presence of a fluid. If the technique goes into selecting not the specific thermal capacity of the soil and therefore a fraction of water as high as possible, but the thickness of the water layer, so that a small change in temperature causes increased evaporation / condensation, the others Subsystems can call a multiple of the otherwise possible power. The idea of the inventors is used to explain a model of spatial division.

A modo de ejemplo en el suelo están contenidos 60% de sólidos, 20% de líquidos y 20% de espacios vacíos. Para el contenido de un metro cúbico de tierra esto significa que si debe cambiarse el espesor de la capa del fluido en 2,5% referido a la fracción de fluido descrita, con 100% adoptado, al suelo se le retiran por consiguiente 3,14 kWh de energía térmica. As an example, 60% solids, 20% liquids and 20% empty spaces are contained in the soil. For the content of one cubic meter of soil this means that if the thickness of the fluid layer must be changed by 2.5%, referred to the fraction of fluid described, with 100% adopted, the soil will therefore be removed 3.14 kWh of thermal energy.

Teóricamente la potencia de condensación de un metro cúbico podría mantener 32 días y podría transportar un volumen de la masa acumuladora reducido al 4% en fracción de fluido al 20% en fracción de fluido. La condensación del 16% de líquido se correspondería con un equivalente de calor de 100 kWh y por consiguiente en el transcurso del plazo de un mes proporciona la necesidad de energía primaria de un año para casi cada zona del edifico calentada que se corresponde con la superficie cobertora. Theoretically, the condensing power of one cubic meter could hold 32 days and could transport a volume of the accumulated mass reduced to 4% in fluid fraction to 20% in fluid fraction. The condensation of 16% of liquid would correspond to a heat equivalent of 100 kWh and therefore over the course of a month provides the need of primary energy of one year for almost every area of the heated building that corresponds to the surface cover.

A diferencia de sistemas laterales y abiertos hacia arriba – en un espacio acumulador de tipo campana que presenta una impermeabilización superior y una impermeabilización lateral circunferencial estanca a gases -el agua o bien vapor de agua no puede ascender y escapar hacia la superficie de la tierra con temperatura aumentada y por consiguiente la mayoría de las veces una densidad menor. Unlike side systems and open upwards - in a bell-type storage space that has superior waterproofing and a gas-tight circumferential side waterproofing - water or water vapor cannot ascend and escape towards the earth's surface with increased temperature and therefore most often a lower density.

El equilibrio de vapor de agua, que se ajusta con el suministro de energía a la tierra, permanece atrapado en un tipo de burbuja bajo la campana. El calor acumulado no se transforma por procesos de evaporación / transpiración, el transporte de calor hacia la superficie se alarga considerablemente. Una presión de vapor de agua elevada también provoca de forma duradera un bajada de la concentración del fluido absorbido en la fase del suelo orgánica / mineral (seco relativo). The water vapor balance, which adjusts with the energy supply to the earth, remains trapped in a type of bubble under the hood. The accumulated heat is not transformed by evaporation / transpiration processes, the transport of heat to the surface is considerably lengthened. A high water vapor pressure also causes a lasting decrease in the concentration of the absorbed fluid in the organic / mineral soil phase (relative dry).

En la configuración preferida de la invención, la cubierta en forma de campana y el sistema de humidificación diseñado dado el caso en función de la potencia de extracción y el número / espesor de los planos presentan una estructura común por capas sobre el o bien alrededor del volumen de suelo del acumulador geotérmico previsto como acumulador geotérmico. In the preferred configuration of the invention, the bell-shaped cover and the humidification system designed, depending on the extraction power and the number / thickness of the planes, have a common layered structure on or around the soil volume of the geothermal accumulator intended as a geothermal accumulator.

La estructura por capas puede realizarse en múltiples variantes que dependen de las condiciones límite correspondientes. En particular la estructura por capas depende de las propiedades correspondientes del suelo en el acumulador geotérmico. The layered structure can be made in multiple variants that depend on the corresponding boundary conditions. In particular, the layered structure depends on the corresponding properties of the soil in the geothermal accumulator.

Como impermeabilización superior y lateral debe estar dispuesta al menos una capa como capa de barrera de vapor o en la mayoría de los casos una capa de barrera de vapor y una capa adicional dirigida hacia el interior respecto al acumulador geotérmico como capa funcional. As top and side waterproofing, at least one layer must be provided as a vapor barrier layer or in most cases a vapor barrier layer and an additional layer directed inwards relative to the geothermal accumulator as a functional layer.

La estructura por capas comprende en una configuración preferida, que puede utilizarse de forma variopinta, en la zona superior, por ejemplo, una primera capa funcional superior / exterior y una tercera capa funcional inferior / interior que delimita hacia arriba el acumulador geotérmico. The layered structure comprises in a preferred configuration, which can be used in various ways, in the upper zone, for example, a first upper / outer functional layer and a third lower / inner functional layer that delimits the geothermal accumulator upwards.

La estructura por capas está configurada en esta configuración en la zona lateral circunferencial del acumulador geotérmico igualmente con una primera capa funcional lateral y una tercera capa funcional lateral que delimita el acumulador geotérmico. The layered structure is configured in this configuration in the circumferential lateral zone of the geothermal accumulator also with a first lateral functional layer and a third lateral functional layer that delimits the geothermal accumulator.

Estas capas funcionales pueden estar configuradas como capa de protección y/o capa de aislamiento y/o capa de expansión y/o capa de drenaje. These functional layers may be configured as a protection layer and / or insulation layer and / or expansion layer and / or drainage layer.

La segunda capa configurada entre la primera y tercera capa impide la descarga incontrolada de humedad / sedimentos y humedad / vapor. The second layer configured between the first and third layers prevents uncontrolled discharge of moisture / sediments and moisture / vapor.

Por debajo de la barrera de vapor como segunda capa está dispuesto regularmente el sistema de humidificación, preferentemente está realizado igualmente por capas. The humidification system is regularly arranged below the vapor barrier as a second layer, preferably it is also made in layers.

Son posibles múltiples variantes de la estructura por capas. La segunda capa como barrera de vapor y el sistema de humidificación siempre deben disponerse en este caso interiormente. Multiple variants of the structure by layers are possible. The second layer as a vapor barrier and the humidification system must always be disposed internally in this case.

La primera y tercera capa funcional en la zona superior – arriba y abajo – o bien la primera y tercera capa funcional en la zona lateral – interior y exterior – pueden disponerse respectivamente las dos o se dispone respectivamente sólo una de las dos capas, según se ha descrito arriba, realizándose como capa funcional en la mayoría de los casos para la impermeabilización superior siempre una impermeabilización inferior y para la impermeabilización lateral circunferencial se realiza una capa de expansión interior. The first and third functional layer in the upper zone - up and down - or the first and third functional layer in the lateral zone - interior and exterior - both can be arranged respectively or only one of the two layers respectively, as It has been described above, in the majority of cases for upper waterproofing, a lower waterproofing is always carried out and an inner expansion layer is made for circumferential lateral waterproofing.

En este caso las capas funcionales dispuestas pueden estar configuradas con una función predeterminada tanto como capa de expansión, como también como capa de protección y/o capa de aislamiento y/o capa de drenaje. In this case the functional layers arranged can be configured with a predetermined function both as an expansion layer, as well as a protection layer and / or insulation layer and / or drainage layer.

Como barrera de vapor se emplean en la configuración preferida de la invención láminas estancas al vapor, por ejemplo, láminas de revestimiento de depósito o cimientos continuos con placas de suelo apoyadas a partir de hormigón impermeable al agua o similares. As vapor barrier, vapor tight sheets are used in the preferred configuration of the invention, for example, tank lining sheets or continuous foundations with floor plates supported from water impermeable concrete or the like.

Las placas de suelo establecidas con hormigón impermeable al agua como material – impermeabilización superior – sobre los cimientos continuos construidos correspondientemente – impermeabilización lateral – como barrera de vapor no necesitan ninguna otra protección superior o bien exterior o un drenaje para la derivación subterránea de la humedad del suelo. The floor plates established with water-impermeable concrete as a material - superior waterproofing - on the correspondingly constructed continuous foundations - lateral waterproofing - as a vapor barrier do not need any other superior or external protection or a drain for the underground derivation of moisture from the ground.

En una configuración preferida de la invención, las salidas de humedad dispuestas en el sistema de humidificación permiten en el caso de una sequedad desfavorable o en el caso de una absorción de refrigeración la producción del contenido del fluido deseado. In a preferred configuration of the invention, the moisture outlets arranged in the humidification system allow in the case of an unfavorable dryness or in the case of a cooling absorption the production of the desired fluid content.

La primera capa funcional en la zona superior o bien en la zona lateral la capa funcional exterior se considera como prescindible en el caso de recubrimientos estancos minerales del acumulador geotérmico. The first functional layer in the upper zone or in the lateral zone the outer functional layer is considered as expendable in the case of mineral tight coatings of the geothermal accumulator.

El fluido que se alimenta al volumen acumulador lo extrae el sistema de humidificación de un reservorio. Agua potable, agua de lluvia limpia de sustancias en suspensión o agua subterránea filtrada y descalcificada son suficientes la mayoría de las veces, de forma que no obstruyan las salidas de agua, situadas exclusivamente bajo la barrera de vapor de las tuberías de humidificación. Las tuberías de drenaje se tienden de la forma más uniforme posible sobre el volumen acumulador del acumulador geotérmico y se realizan de forma ininterrumpida preferiblemente de material perforado para tuberías. The fluid that is fed to the accumulator volume is extracted by the humidification system of a reservoir. Drinking water, clean rainwater of suspended substances or filtered and decalcified groundwater are sufficient most of the time, so that they do not obstruct water outlets, located exclusively under the vapor barrier of the humidification pipes. The drainage pipes are laid as uniformly as possible on the accumulator volume of the geothermal accumulator and are preferably made continuously of perforated pipe material.

A partir de la naturaleza del suelo y el rango de trabajo deseado se determina la necesidad de fluido a suministrar, determinado a mano o a través de un dispositivo automático de dosificación. El tubo de alimentación al sistema de distribución está provisto de una válvula de retención y un dispositivo contador, así como accesorios, preferentemente una válvula de asiento inclinado para la apertura y cierre manual del sistema de distribución. From the nature of the soil and the desired working range, the need for fluid to be supplied is determined, determined by hand or through an automatic dosing device. The supply pipe to the distribution system is provided with a check valve and a counter device, as well as accessories, preferably an inclined seat valve for manually opening and closing the distribution system.

En el acumulador geotérmico está dispuesto al menos un sensor de humedad y al menos un sensor de temperatura para la determinación de la temperatura y la humedad absoluta y/o relativa del rango óptimo de la capacidad de acumulación de calor de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico, que contiene un fluido. Las cantidades de calor aportado y extraído se registran mediante medidores de calor. La capacidad de acumulación del fluido en el suelo y por consiguiente el comportamiento durante la descarga del acumulador geotérmico puede regularse mediante el sistema de humidificación en el rango de funcionamiento deseado y por consiguiente puede optimizarse. La supervisión puede realizarse en el caso más sencillo por una regulación diferencial automática. At least one humidity sensor and at least one temperature sensor are arranged in the geothermal accumulator for the determination of the absolute and / or relative temperature and humidity of the optimum range of the heat accumulation capacity of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator, which contains a fluid. The amounts of heat supplied and extracted are recorded by heat meters. The accumulation capacity of the fluid in the soil and therefore the behavior during the discharge of the geothermal accumulator can be regulated by the humidification system in the desired operating range and can therefore be optimized. Supervision can be carried out in the simplest case by automatic differential regulation.

Una línea de collarín, que se corresponde con el extremo del contorno lateral hacia abajo, delimita el acumulador geotérmico hacia abajo. El recubrimiento delimita hacia arriba el acumulador geotérmico. A collar line, which corresponds to the end of the lateral contour downwards, delimits the geothermal accumulator downwards. The coating delimits the geothermal accumulator upwards.

Un subsistema del primer sistema situado en el acumulador geotérmico para el aporte de la energía térmica es, por ejemplo, una capa de tubos en forma de meandro, placas de polímeros multicapas atravesadas parcialmente o por toda la superficie o similares. A subsystem of the first system located in the geothermal accumulator for the contribution of thermal energy is, for example, a layer of meandering tubes, multi-layer polymer plates partially or completely crossed by the surface or the like.

Al utilizar las capas de tubos se realiza un tendido de las capas de tubos del subsistema del segundo sistema situado en el acumulador geotérmico para la extracción de energía térmica y del subsistema del primer sistema situado en el acumulador geotérmico para el aporte de energía térmica a la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico, que contiene un fluido, horizontalmente y preferentemente por capas a una distancia predeterminable que depende de las condiciones correspondientes de utilización. When the tube layers are used, the tube layers of the second system subsystem located in the geothermal accumulator for thermal energy extraction and the first system subsystem located in the geothermal accumulator for thermal energy supply to the system are made heat accumulating mass of the geothermal accumulator, which contains a fluid, horizontally and preferably in layers at a predetermined distance that depends on the corresponding conditions of use.

Los espesores / distancias de los niveles situados entre los planos de carga y descarga del acumulador geotérmico se diseñan en función de la composición del suelo y son diferentes según el tipo de suelo. The thicknesses / distances of the levels between the loading and unloading planes of the geothermal accumulator are designed according to the composition of the soil and are different depending on the type of soil.

Como regulación práctica es válido que, por ejemplo, la capa de tubos en suelos poco absorbentes (arena gruesa) deba estar tendida a una distancia de aproximadamente 50 cm y en suelos que se empapan fuertemente (loess / barro) con una diferencia en altura a la distancia de aproximadamente 25 cm. As a practical regulation, it is valid that, for example, the layer of pipes in poorly absorbent soils (coarse sand) should be laid at a distance of approximately 50 cm and in soils that are heavily soaked (loess / mud) with a difference in height at the distance of about 25 cm.

La disposición se realiza preferentemente horizontalmente en direcciones de corriente alternantes de la capa de tubos. The arrangement is preferably carried out horizontally in alternating current directions of the tube layer.

Sobre un plano de aporte de calor se sitúa un plano de extracción de calor etc., en la configuración preferida de la invención como plano superior se dispone un plano de extracción de calor. La diferencia de densidad considerada como favorable de la concentración de vapor / humedad calentada demasiado fría acelera la condensación / absorción del agua que ha ascendido o se ha evaporado en el sustrato en el punto de extracción o bien en el plano de extracción por el impulso ascensional correspondiente en los planos superiores y en la transferencia de energía dentro del acumulador geotérmico. Por este motivo se dispone en el acumulador geotérmico como plano superior un plano de extracción de calor del subsistema del segundo sistema situado en el acumulador geotérmico. A heat extraction plane is placed on a heat input plane etc., a heat extraction plane is arranged in the preferred configuration of the invention as a top plane. The difference in density considered favorable for the concentration of steam / humidity heated too cold accelerates the condensation / absorption of water that has risen or evaporated in the substrate at the extraction point or in the extraction plane by the ascending impulse corresponding in the upper planes and in the transfer of energy within the geothermal accumulator. For this reason, a plane for extracting heat from the subsystem of the second system located in the geothermal accumulator is arranged in the geothermal accumulator.

El subsistema del primer sistema de la central de energía doméstica, situado en el acumulador geotérmico, para el aporte de la energía térmica puede ser también un elemento radiante del sistema según el documento EP 1 523 223. The subsystem of the first system of the domestic power plant, located in the geothermal accumulator, for the contribution of thermal energy can also be a radiating element of the system according to EP 1 523 223.

Al utilizar sondas geotérmicas se realiza verticalmente una disposición de las sondas geotérmicas del primer subsistema, situado en el acumulador geotérmico, para el aporte de energía térmica a la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico que contiene un fluido, preferentemente al utilizar varias sondas geotérmicas verticalmente a una distancia predeterminable. When using geothermal probes, an arrangement of the geothermal probes of the first subsystem is located vertically, located in the geothermal accumulator, for the contribution of thermal energy to the heat accumulating mass of the geothermal accumulator containing a fluid, preferably when using several geothermal probes vertically at a predetermined distance.

Al utilizar al menos uno o varios de los elementos radiantes del sistema, como el subsistema del primer sistema situado en el acumulador geotérmico para el aporte de energía térmica a la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico que contiene un fluido, se realiza una disposición del elemento radiante del sistema horizontalmente y/o verticalmente a una distancia predeterminable. By using at least one or more of the radiating elements of the system, such as the subsystem of the first system located in the geothermal accumulator for the contribution of thermal energy to the heat accumulating mass of the geothermal accumulator containing a fluid, an arrangement of the radiant element of the system horizontally and / or vertically at a predetermined distance.

Finalmente, en la configuración preferida del procedimiento se conduce una alimentación del subsistema para el aporte de la energía térmica y un retorno del subsistema para la extracción de energía térmica a través de uno / varios recipientes de contacto dispuestos dentro / junto / sobre / alejados de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico, que contiene un fluido, o un trayecto de contacto con un fluido que transporta / acumula igualmente energía térmica. Finally, in the preferred configuration of the process a feed of the subsystem for the contribution of thermal energy and a return of the subsystem for the extraction of thermal energy is conducted through one / several contact vessels arranged in / together / on / away from the heat accumulating mass of the geothermal accumulator, which contains a fluid, or a contact path with a fluid that also carries / accumulates thermal energy.

Se consigue un alisamiento de las curvas características por aporte de calor oscilante del primer sistema o la extracción de calor oscilante del segundo sistema de la central de energía doméstica. Smoothing of the characteristic curves is achieved by the contribution of oscillating heat from the first system or the extraction of oscillating heat from the second system of the domestic power plant.

El uso de la capacidad térmica / conductividad térmica específica del fluido, preferentemente del agua, repercute aquí en el fomento del aporte de energía como también en el aumento de la potencia de extracción. The use of the specific thermal capacity / thermal conductivity of the fluid, preferably of water, has an impact here on the promotion of the energy supply as well as on the increase of the extraction power.

La alimentación del primer subsistema para el aporte de la energía térmica y el retorno del segundo subsistema para la extracción de energía térmica se realizan en el caso más sencillo como capas de tubos montadas con direcciones de flujo opuestas en depósitos llenos de agua. The feeding of the first subsystem for the contribution of thermal energy and the return of the second subsystem for the extraction of thermal energy are carried out in the simplest case as layers of pipes mounted with opposite flow directions in reservoirs filled with water.

Son habituales en el mercado, por ejemplo, depósitos o depósitos geotérmicos que acogen hasta 10.000 litros, fabricados de hormigón o en un procedimiento de moldeo por inyección, complementado por el montaje de capas de tubos o la conexión mediante sistemas de transmisión de calor por placas. They are common in the market, for example, deposits or geothermal tanks that accommodate up to 10,000 liters, made of concrete or in an injection molding process, complemented by the assembly of layers of tubes or the connection by systems of heat transfer by plates .

A modo de ejemplo se descargan los elevados aportes de energía de los colectores solares térmicos a través de las tuberías del primer subsistema mucho más efectivamente al recipiente de contacto que en el acumulador geotérmico. As an example, the high energy inputs of the solar thermal collectors are discharged through the pipes of the first subsystem much more effectively to the contact vessel than in the geothermal accumulator.

Desde el recipiente de contacto pueden descargarse o bien transbordarse los excedentes de energía allí almacenados por las noches a la masa acumuladora del acumulador geotérmico. The excess energy stored there at night can be discharged or transferred from the contact vessel to the accumulator mass of the geothermal accumulator.

Junto al aporte continuo tiene mucha importancia el tamponaje, como también ya en el uso del calor de evaporación para proporcionar la energía térmica. Next to the continuous contribution, buffering is very important, as is the use of evaporation heat to provide thermal energy.

Con recipiente de contacto los rendimientos son mucho mayores, ya que las temperaturas en el acumulador geotérmico, en conjunto referido a los estados de funcionamiento de la bomba de calor, están sometidas a las oscilaciones menores de marcha / paro y ayuda a ajustar mejor el cambio de temperatura para el rendimiento óptimo. Un sistema de bomba de calor puede hacerse funcionar por consiguiente de forma más efectiva con un recipiente de contacto. With a contact vessel, the performances are much higher, since the temperatures in the geothermal accumulator, as a whole referred to the operating states of the heat pump, are subject to minor oscillations of run / stop and help to better adjust the change of temperature for optimum performance. A heat pump system can therefore be operated more effectively with a contact vessel.

Es preferible ulteriormente que las distancias predeterminables entre las capas de tubos tendidas horizontalmente por capas en el acumulador geotérmico y/o las sondas geotérmicas dispuestas verticalmente y/u otras fuentes de energía puedan fijarse más grandes en la integración de un recipiente de contacto o un trayecto de contacto o puedan quitarse totalmente planos individuales y puedan realizarse los acumuladores mismos más pequeños espacialmente. It is further preferable that the predetermined distances between the layers of tubes laid horizontally by layers in the geothermal accumulator and / or the vertically arranged geothermal probes and / or other energy sources can be set larger in the integration of a contact vessel or a path of contact or individual planes can be completely removed and the smallest accumulators themselves can be made spatially.

El primer sistema con su primer subsistema situado fuera del acumulador geotérmico, a separar dado el caso hidráulicamente para el aporte de energía térmica al acumulador geotérmico es una instalación solar térmica y/o un absorbedor de refrigeración de una instalación fotovoltaica y/o un sistema a base de calor de proceso acoplable de otros sistemas y/o una instalación convencional de generación de calor / climatización. The first system with its first subsystem located outside the geothermal accumulator, to be separated hydraulically for the contribution of thermal energy to the geothermal accumulator is a solar thermal installation and / or a cooling absorber of a photovoltaic installation and / or a system to process heat base attachable from other systems and / or a conventional heat generation / air conditioning installation.

El segundo subsistema del segundo sistema fuera del acumulador geotérmico para la extracción de energía térmica se añade como instalación de bomba de calor o como sistema convencional para la extracción de la energía térmica con grupo de bombas, el intercambiador de calor correspondiente o similares. The second subsystem of the second system outside the geothermal accumulator for the extraction of thermal energy is added as a heat pump installation or as a conventional system for the extraction of thermal energy with a group of pumps, the corresponding heat exchanger or the like.

El segundo subsistema para la extracción de la energía térmica – realizado como instalación de bomba de calor – puede utilizarse igualmente con su subsistema del segundo sistema situado fuera del acumulador geotérmico para el aporte (función de enfriamiento) de la energía térmica al acumulador geotérmico. Una conmutación correspondiente garantiza a través de la instalación de bomba de calor tanto un funcionamiento de calefacción, como también un funcionamiento de refrigeración en colaboración con un aire acondicionado conectado. The second subsystem for the extraction of thermal energy - made as a heat pump installation - can also be used with its subsystem of the second system located outside the geothermal accumulator for the contribution (cooling function) of the thermal energy to the geothermal accumulator. A corresponding switching ensures a heating operation as well as a cooling operation in collaboration with a connected air conditioner through the installation of a heat pump.

Mediante el procedimiento correspondiente según la reivindicación 11 se supervisa, controla y regula la capacidad de acumulación de calor de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico. Se optimiza el sistema suministrándose al acumulador geotérmico un fluido a través del sistema de humidificación, y por consiguiente la central de energía doméstica se mantiene en un rango favorable de funcionamiento en función de las condiciones límite físicas que actúan en el acumulador geotérmico. By means of the corresponding method according to claim 11, the heat accumulation capacity of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator is monitored, controlled and regulated. The system is optimized by supplying a fluid through the humidification system to the geothermal accumulator, and consequently the domestic power plant is maintained in a favorable operating range depending on the physical limit conditions that act in the geothermal accumulator.

El nuevo procedimiento se caracteriza en unión con las características del preámbulo de la reivindicación 11 porque el calor se suministra a través del primer sistema a la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico que contiene el fluido no saturado, calor que provoca el calentamiento de la masa acumuladora de calor y del fluido y al mismo tiempo una evaporación del fluido dentro del acumulador geotérmico con una presión atmosférica normal esencialmente constante, por lo que a través de la capacidad térmica / entalpía de evaporación específica correspondiente del fluido líquido y gaseoso puede acumularse una cantidad de calor en el acumulador geotérmico, así como es móvil en el aire con el empeño de compensar la presión, que se extrae por el segundo sistema con condensación del fluido y con enfriamiento de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico y del fluido presente en el acumulador geotérmico para el uso del calor en una central de energía doméstica, controlándose y regulándose la capacidad de acumulación térmica de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico, mientras que se suministra un fluido al acumulador geotérmico a través del sistema de humidificación para mantener la central de energía doméstica en un rango óptimo de funcionamiento en función de las condiciones límite físicas que actúan en el acumulador geotérmico. The new method is characterized in conjunction with the features of the preamble of claim 11 because heat is supplied through the first system to the heat accumulator mass of the geothermal accumulator containing the unsaturated fluid, heat that causes the mass to heat heat and fluid accumulator and at the same time an evaporation of the fluid inside the geothermal accumulator with an essentially constant normal atmospheric pressure, so that through the corresponding specific thermal / enthalpy capacity of the liquid and gaseous fluid can accumulate an amount of heat in the geothermal accumulator, as well as being mobile in the air with the aim of compensating the pressure, which is extracted by the second system with condensation of the fluid and with cooling of the heat accumulating mass of the geothermal accumulator and of the fluid present in the geothermal accumulator for the use of heat in a power plant domestic control, controlling and regulating the thermal accumulation capacity of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator, while a fluid is supplied to the geothermal accumulator through the humidification system to keep the domestic power plant in an optimal operating range in function of the physical limit conditions that act in the geothermal accumulator.

Se prefiere que la condensación del fluido provoque automáticamente una rehumidificación del acumulador geotérmico. It is preferred that the condensation of the fluid automatically causes a rehumidification of the geothermal accumulator.

El aporte de energía y extracción de energía simultáneos provoca un aumento o reducción por capas de la temperatura de la masa acumuladora y del fluido y a través de la diferencia de temperatura / presión de vapor creciente en las capas provoca evaporación o condensación del fluido presente en el acumulador geotérmico, de abajo hacia arriba. The simultaneous contribution of energy and energy extraction causes an increase or reduction by layers of the temperature of the accumulating mass and the fluid and through the difference in temperature / vapor pressure increasing in the layers causes evaporation or condensation of the fluid present in the geothermal accumulator, from the bottom up.

A la inversa el fluido condensado en el segundo subsistema se distribuye por el efecto de absorción, que se refuerza con temperatura decreciente respecto a la presión de vapor, uniformemente sobre las superficies de los componentes sólidos de la masa acumuladora. Llega de nuevo cerca del primer subsistema para el aporte de calor y comienza de nuevo el proceso descrito arriba. Conversely, the condensed fluid in the second subsystem is distributed by the absorption effect, which is reinforced with decreasing temperature with respect to the vapor pressure, evenly on the surfaces of the solid components of the accumulator mass. It arrives again near the first subsystem for heat input and the process described above begins again.

Por consiguiente puede utilizarse técnicamente en el cuerpo de suelo un cambio de los parámetros físicos en el acumulador geotérmico por magnitudes de influencia tal y como también existen en la superficie terrestre. Therefore, a change of the physical parameters in the geothermal accumulator can be used technically in the soil body for influence quantities as they also exist on the earth's surface.

Durante la carga – en el sentido de un aporte de energía térmica a través del primer sistema, por ejemplo, una instalación solar – del acumulador geotérmico se ajusta debajo de la campana un equilibrio agua – vapor en función de la temperatura. During charging - in the sense of a contribution of thermal energy through the first system, for example, a solar installation - a water-steam balance is adjusted under the hood according to the temperature.

La campana – superior y lateral – la cubierta que impide la difusión de vapor reduce por ello la pérdida de energía por el movimiento propio molecular de las moléculas de gas / agua como mezcla de aire / vapor de agua en el acumulador geotérmico. En el espacio interior se crea un espacio del acumulador geotérmico abierto hacia abajo, delineable y que delimita de forma impermeable a gases del entorno tanto hacia arriba como lateralmente. The hood - upper and lateral - the cover that prevents the diffusion of steam thus reduces the loss of energy due to the molecular movement of the gas / water molecules as a mixture of air / water vapor in the geothermal accumulator. In the interior space a space of the geothermal accumulator is created, open downwards, delineable and that delimits in an impermeable way to gases of the environment both upwards and laterally.

El acceso libre hacia abajo no debe cerrarse en particular por entrada de la línea de collarín en capas que conducen permanentemente agua superficial ya que sino surtiría efecto como un sistema cerrado. Free access down must not be closed in particular by the entry of the collar line in layers that permanently carry surface water since it would take effect as a closed system.

Pero el espacio interior abierto hacia abajo impide por debajo de la campana la ascensión de la mezcla de aire / vapor de agua hacia la superficie terrestre y por consiguiente el secado de la masa acumuladora. Obligatoriamente el aumento de la temperatura en el sistema provoca la reducción del agua retenida. But the interior space open downwards prevents the rise of the air / water vapor mixture towards the earth's surface below the hood and consequently the drying of the accumulator mass. Mandatory increase in temperature in the system causes the reduction of retained water.

Si se realiza un aporte de energía ahora no a través de radiación desde la superficie, sino por calentamiento de la zona inferior del volumen de la campana mediante el primer sistema que aporta el calor, se aumenta en consecuencia allí la temperatura y con ello la concentración de vapor de agua con concentración de fluido y densidad al mismo tiempo que se reduce. If an energy contribution is made now, not through radiation from the surface, but by heating the lower zone of the bell volume by means of the first system that provides the heat, the temperature is increased accordingly and with it the concentration of water vapor with fluid concentration and density while reducing.

La invención aprovecha la formación de la burbuja de vapor en función del aumento de temperatura por capas de la masa acumuladora de calor. The invention takes advantage of the formation of the vapor bubble as a function of the temperature increase by layers of the heat accumulating mass.

Mientras que el vapor de agua se distribuye en el ejemplo comparativo a la atmósfera en primer lugar por el viento y luego puede condensarse en niebla y nubes, ya es suficiente la extracción de energía por la tubería de agua glicolada de una bomba de calor para la condensación el vapor en agua. While water vapor is distributed in the comparative example to the atmosphere first by wind and then it can condense into fog and clouds, energy extraction by the glycol water pipe of a heat pump is already sufficient for Condensation of steam in water.

En este caso es interesante que los procesos discurren con presiones atmosféricas normales, por ello condensa 1 l de agua con aproximadamente 20 ºC a partir aproximadamente 0,3 m3 de vapor. Por ello se clarifica también que un sistema cerrado no puede producir este orden de magnitud con presión atmosférica normal. En sistemas cerrados ocurrirá mediante el calentamiento un aumento no deseado de la presión del gas y por consiguiente anulará al menos parcialmente el efecto del desplazamiento de la concentración y del equilibrio de concentración en el acumulador geotérmico. In this case it is interesting that the processes run with normal atmospheric pressures, so condense 1 l of water with approximately 20 ° C from approximately 0.3 m3 of steam. Therefore, it is also clarified that a closed system cannot produce this order of magnitude with normal atmospheric pressure. In closed systems, an unwanted increase in gas pressure will occur by heating and therefore will at least partially cancel out the effect of the concentration shift and the concentration equilibrium in the geothermal accumulator.

La distribución de vapor originada en un sistema abierto de tipo campana, como el aquí presente -acumulador geotérmico estanco a gases pero abierto por debajo – puede compararse antes con una adición de líquido en saunas. Solo la diferencia de densidad y de presión de vapor bajo la campana en el acumulador geotérmico, unido con el flujo de energía natural del nivel de calor elevado al más bajo, promueve siempre nuevo vapor de agua al plano de extracción. The distribution of steam originated in a bell-type open system, such as the one here - gas-tight geothermal accumulator but open below - can be compared before with an addition of liquid in saunas. Only the difference in density and vapor pressure under the hood in the geothermal accumulator, together with the flow of natural energy from the elevated heat level to the lowest, always promotes new water vapor to the extraction plane.

Mientras que la evaporación en la naturaleza promueve la formación de nubes y la lluvia, se empapa el plano de extracción situado siempre sobre el plano de aporte hasta estar completamente saturado con agua. While evaporation in nature promotes the formation of clouds and rain, the extraction plane is always soaked above the contribution plane until it is completely saturated with water.

No obstante, la carga y la extracción no pueden continuarse indefinidamente. Ya que con dimensiones habituales debe contarse no obstante con necesidades de energía de calefacción o refrigeración de 40 – 100 kWh por cada m2 y año, se clarifica la ventaja esencial de la invención. El 4% del 14 – 28% absoluto de la fracción de fluido pueden convertirse de forma gas a líquido. En 8 días pueden extraerse a un m3 de la masa acumuladora de calor y la fracción no saturada de fluido, el % de la necesidad anual de energía para calefacción o puede aportarse para refrigeración. However, loading and extraction cannot be continued indefinitely. Since with usual dimensions, however, there must be heating or cooling energy needs of 40-100 kWh per m2 and year, the essential advantage of the invention is clarified. 4% of the absolute 14-28% of the fluid fraction can be converted to gas. In 8 days, the% of the annual energy requirement for heating can be extracted to one m3 of the heat accumulating mass and the unsaturated fraction of fluid or can be provided for cooling.

Ningún sistema ofrece estos parámetros y aporte / extracción casi constante, tanto en referencia a la cantidad de energía térmica, como también en referencia a la temperatura en el acumulador geotérmico. La calidad económica del uso de la tecnología de la bomba de calor avanza por consiguiente en rangos que no pueden realizarse actualmente. No system offers these parameters and almost constant input / extraction, both in reference to the amount of thermal energy, and also in reference to the temperature in the geothermal accumulator. The economic quality of the use of heat pump technology therefore advances in ranges that cannot currently be realized.

Según la experiencia los planificadores e instaladores parten de 2000 horas anuales de funcionamiento de las instalaciones de calefacción entre el 1 de septiembre y el 30 de abril del año siguiente. Se producen por consiguiente aproximadamente 8 horas de funcionamiento diarias referido a una instalación, algunas veces algo más, algunas veces algo menos. According to experience, planners and installers depart from 2000 annual hours of operation of heating installations between September 1 and April 30 of the following year. There are therefore approximately 8 hours of daily operation related to an installation, sometimes something else, sometimes something less.

Como resultado se clarifica por ello que las prescripciones de los planificadores coinciden ampliamente con las condiciones naturales. Como en el diseño de sistemas técnicos para casas, puede reconocerse una aproximación a las prescripciones de climatización. Las soluciones más económicas, unidas con el coste de trabajo menor se producen adaptadas unas con otras. As a result, it is clarified that the requirements of the planners broadly coincide with the natural conditions. As in the design of technical systems for houses, an approach to air conditioning requirements can be recognized. The most economical solutions, together with the lowest labor cost are produced adapted to each other.

Con la relación explicitada se sacan los criterios para el diseño de los sistemas optimizados para el uso de bomba de calor. La masa acumuladora debe ajustarse al contenido de agua, en el que la velocidad de evaporación se corresponde aproximadamente con la velocidad de condensación. Como resultado este ajuste provoca que durante un periodo de tiempo relativamente largo se condense el fluido evaporado en la zona de aporte del primer subsistema en la zona de extracción del segundo subsistema. With the relationship explained, the criteria for the design of optimized systems for the use of heat pump are taken out. The accumulator mass must be adjusted to the water content, in which the evaporation rate corresponds approximately to the condensation rate. As a result, this adjustment causes the evaporated fluid to condense in a supply area of the first subsystem for a relatively long period of time in the extraction zone of the second subsystem.

Este proceso da que hablar menos con un cambio de temperatura que con un cambio de concentración de la fracción de agua contenida en los planos. El resultado es que la temperatura del agua glicolada en el segundo subsistema no se enfría linealmente para la extracción de calor, sino que permite durante tramos y días el suministro de la bomba de calor con casi los mismos parámetros de agua glicolada. Entre los planos de los subsistemas existe una caída de temperatura / presión de vapor, a través del espacio de poros libre o canales de fieltro dispuestos se transporta el vapor de agua. Por consiguiente se cumple la tarea de poder ajustar y llamar la energía térmica de forma continua en el rango de trabajo óptimo de las bombas de calor con las dimensiones más pequeñas posibles de los acumuladores de masa. This process means talking less with a change in temperature than with a change in concentration of the fraction of water contained in the plans. The result is that the temperature of the glycol water in the second subsystem does not cool linearly for heat extraction, but allows the heat pump to be supplied for stretches and days with almost the same glycol water parameters. Between the planes of the subsystems there is a drop in temperature / vapor pressure, through the space of free pores or channels of felt water vapor is transported. Therefore the task of being able to adjust and call the thermal energy continuously in the optimum working range of heat pumps with the smallest possible dimensions of the mass accumulators is fulfilled.

5 5

15 fifteen

25 25

35 35

45 Four. Five

Debe tenerse en cuenta que si después de intervalos de tiempo correspondientemente dilatados de un suministro de calor por el primer sistema en todo el espacio acumulador se ha ajustado un pequeño espesor de capa / fracción de agua, a continuación de la puesta en marcha de la bomba de calor se puede producir una congelación de las tuberías de extracción. Esto depende de que se haya reducido el contenido de fluido a una concentración demasiado pequeña para el comienzo de la extracción de calor en la zona de las tuberías del segundo subsistema. El condensado que se forma no se distribuye inmediatamente a través de la capa de arena caliente, seca que rodea el conducto de extracción. La congelación debe prevenirse por la introducción de una pequeña cantidad de agua mediante el sistema de humidificación algunos minutos antes de la puesta en funcionamiento de la bomba de calor. Se produce la sección transversal para la distribución del condensado. La evaporación, difusión, condensación y congelación no tienen lugar en las capas de arena necesarias para la difusión, que encierran las tuberías de extracción sino, según se tiene intención, entre los planos de aporte y de extracción. It should be taken into account that if after a correspondingly extended time intervals of a heat supply by the first system in the entire storage space a small layer thickness / fraction of water has been adjusted, following the start-up of the pump heat can freeze the extraction pipes. This depends on the reduction of the fluid content to a concentration that is too small for the beginning of heat extraction in the area of the pipes of the second subsystem. The condensate that is formed is not immediately distributed through the layer of hot, dry sand that surrounds the extraction duct. Freezing should be prevented by the introduction of a small amount of water through the humidification system a few minutes before the heat pump is put into operation. The cross section is produced for condensate distribution. Evaporation, diffusion, condensation and freezing do not take place in the layers of sand necessary for diffusion, which enclose the extraction pipes but, as intended, between the contribution and extraction planes.

Sin costosos métodos de análisis se pueden ajustar, a partir de las curvas características de temperatura determinadas de la masa acumuladora de calor, las concentraciones óptimas de vapor, así denominados, reservas de calor de condensación. Si se ha producido el valor nominal pretendido en la masa acumuladora se interrumpe la humidificación. Without costly analysis methods, the optimum steam concentrations, so-called condensation heat reserves, can be adjusted from the characteristic temperature curves of the heat accumulating mass. If the intended nominal value in the accumulator mass has occurred, humidification is interrupted.

Bajo la campana de vapor de agua “capturado” o bien el calor allí acumulado no llega o sólo a través de desvíos – por ejemplo, pérdida de vapor en la zona lateral por debajo de la impermeabilización lateral – a la superficie. El retardo de la transferencia de calor mediante la barrera de vapor gracias a la impermeabilización en la zona superior y lateral es suficiente para cumplir los requerimientos del acumulador geotérmico. Under the “captured” steam hood, either the heat accumulated there does not reach or only through deviations - for example, loss of steam in the lateral area below the lateral waterproofing - to the surface. The delay in heat transfer through the vapor barrier thanks to the waterproofing in the upper and lateral areas is sufficient to meet the requirements of the geothermal accumulator.

La invención representa por consiguiente una alternativamente completamente nueva con vistas a a) el uso principal del calor de evaporación de la masa acumuladora de calor que contiene un fluido, b) la reducción considerable de la necesidad de espacio, c) la continuidad de los ciclos de carga y descarga, d) la temperatura de fuente de calor optimizada para las bombas de calor, e) la reducción de la necesidad de energía primaria, f) las posibilidades simultáneas de uso en sistemas de climatización y/o agua de servicio y/o calefacción. The invention therefore represents an alternately new one with a view to) the main use of the heat of evaporation of the heat accumulating mass containing a fluid, b) the considerable reduction of the need for space, c) the continuity of the cycles of loading and unloading, d) the heat source temperature optimized for heat pumps, e) the reduction of the need for primary energy, f) the simultaneous possibilities of use in air conditioning systems and / or service water and / or heating.

La invención se explica más en detalle a continuación en el ejemplo de realización mediante las figuras correspondientes. The invention is explained in more detail below in the exemplary embodiment by the corresponding figures.

Muestran: They show:

Figura 1 una central de energía doméstica a modo de ejemplo con acumulador geotérmico; Figure 1 an exemplary domestic power plant with geothermal accumulator;

Figura 1A una representación en sección ampliada esquemática – cortada verticalmente – de un primer ejemplo de realización de una serie de capas de un recubrimiento superior del acumulador geotérmico; Figure 1A a schematic enlarged sectional representation - cut vertically - of a first embodiment of a series of layers of an upper coating of the geothermal accumulator;

Figura 2 una representación en sección ampliada esquemática – cortada verticalmente – de un segundo ejemplo de realización de la serie de capas del recubrimiento superior del acumulador geotérmico; Figure 2 shows a schematic enlarged sectional view - cut vertically - of a second embodiment of the series of layers of the top cover of the geothermal accumulator;

Figura 3 una representación en sección ampliada esquemática – cortada verticalmente – de un tercer ejemplo de realización de la serie de capas del recubrimiento superior del acumulador geotérmico; Figure 3 a schematic enlarged sectional view - cut vertically - of a third embodiment of the series of layers of the top cover of the geothermal accumulator;

Figura 4 una representación en sección ampliada esquemática – cortada verticalmente – de un cuarto ejemplo de realización de la serie de capas del recubrimiento superior del acumulador geotérmico; Figure 4 a schematic enlarged sectional representation - vertically cut - of a fourth embodiment of the series of layers of the top cover of the geothermal accumulator;

Figura 5a, 5B una representación en sección ampliada esquemática – cortada verticalmente 5A y horizontalmente 5B – de un quinto ejemplo de realización de la serie de capas del recubrimiento lateral del acumulador geotérmico; Figure 5a, 5B a schematic enlarged sectional representation - cut vertically 5A and horizontally 5B - of a fifth embodiment of the series of layers of the side covering of the geothermal accumulator;

Figura 6 una representación en sección ampliada esquemática – cortada verticalmente – de un sexto ejemplo de realización de la serie de capas del recubrimiento superior y lateral del acumulador geotérmico; Figure 6 a schematic enlarged sectional representation - vertically cut - of a sixth embodiment of the series of layers of the top and side layers of the geothermal accumulator;

Figura 7 diagrama para la representación de la potencia calorífica de las bombas de calor en kW en función de la temperatura de la fuente de calor en ºC [fuente: EJ-cotherm AG. Suiza] Figure 7 diagram for the representation of the heat output of heat pumps in kW as a function of the temperature of the heat source in ºC [source: EJ-cotherm AG. Switzerland]

La figura 1 muestra una central de energía doméstica con una ampliación sacado en la figura 1A de una estructura por capas a modo de ejemplo en un primer ejemplo de realización en la zona superior 60O. Figure 1 shows a domestic power plant with an extension taken in Figure 1A of an example layered structure in a first embodiment in the upper zone 60O.

La representación de la figura 1 presenta un primer sistema 10 para el aporte de energía térmica. Un segundo sistema 20 sirve para la extracción de energía térmica, estando integrados los sistemas 10, 20 con sus subsistemas correspondientes que aportan y extraen el calor en un acumulador geotérmico 80. The representation of figure 1 presents a first system 10 for the contribution of thermal energy. A second system 20 serves for the extraction of thermal energy, the systems 10, 20 being integrated with their corresponding subsystems that provide and extract heat in a geothermal accumulator 80.

El acumulador geotérmico 80 puede colocarse por debajo de una casa, como en el ejemplo de realización representado, también en el cuerpo de tierra junto a una casa o también como lecho elevado en parte sobre / fuera del cuerpo de tierra. En el espacio intermedio del plano de carga respecto al plano de extracción está prevista justo la cantidad de tierra que posee la capacidad / difusividad de acumulación óptima para la transmisión de calor ajustada. The geothermal accumulator 80 can be placed under a house, as in the embodiment shown, also in the earth body next to a house or also as a raised bed partly on / off the earth body. In the intermediate space of the load plane with respect to the extraction plane, just the amount of land that has the optimum accumulation capacity / diffusivity for the adjusted heat transmission is provided.

El primer sistema para el aporte de energía térmica al acumulador geotérmico 80 está representado en la figura 1 a modo de ejemplo como una instalación solar térmica 10 con tubería de alimentación 10VL y tubería de retorno 10 RL. The first system for the contribution of thermal energy to the geothermal accumulator 80 is represented in FIG. 1 by way of example as a solar thermal installation 10 with supply line 10VL and return line 10 RL.

El segundo sistema para la extracción de energía térmica del acumulador geotérmico 80 está representado aquí a modo de ejemplo como una instalación de bomba de calor 20 con una tubería de alimentación de agua glicolada 20 VL y una tubería de retorno de agua glicolada 20RL. Las tuberías de solar y agua glicolada 10VL, 10RL y 20 VL, 20 RL son sistemas realizados de forma separada. The second system for the extraction of thermal energy from the geothermal accumulator 80 is represented here by way of example as a heat pump installation 20 with a glycol water supply pipe 20 VL and a glycol water return pipe 20RL. The solar and glycol water pipes 10VL, 10RL and 20 VL, 20 RL are systems made separately.

A través del intercambiador de calor correspondiente según el principio de los sistemas de bombas de calor conocidos, la energía térmica extraída se utiliza en la instalación de bomba de calor 20 (no representada en detalle) por un consumidor de calor, por ejemplo la calefacción, opcionalmente agua de servicio, mostrando la figura 1 principalmente un ramal de calor 30 con alimentación / retorno 30VL / 30RL que conduce a un consumidor de calor no representado. Through the corresponding heat exchanger according to the principle of known heat pump systems, the thermal energy extracted is used in the heat pump installation 20 (not shown in detail) by a heat consumer, for example heating, optionally service water, FIG. 1 showing mainly a heat branch 30 with feed / return 30VL / 30RL leading to a heat consumer not shown.

El acumulador geotérmico 80 está realizado, por ejemplo, a partir de suelos naturales y/o preparados especialmente para el acumulador geotérmico 80, provistos de aditivos (sal, arcilla). Para permitir un comportamiento lo mejor posible en la acumulación de calor de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico 80, el acumulador geotérmico 80 está provisto en la zona superior y en la zona lateral de una impermeabilización 60. The geothermal accumulator 80 is made, for example, from natural soils and / or specially prepared for the geothermal accumulator 80, provided with additives (salt, clay). To allow the best possible performance in the heat accumulation of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator 80, the geothermal accumulator 80 is provided in the upper zone and in the lateral zone of a waterproofing 60.

La impermeabilización 60 comprende una impermeabilización superior 60O y una impermeabilización lateral 60S, estando dispuesto un sistema de humidificación 70 en la zona de la impermeabilización superior 60O. The waterproofing 60 comprises a superior waterproofing 60O and a lateral waterproofing 60S, a humidification system 70 being arranged in the area of the upper waterproofing 60O.

La impermeabilización 60 y el sistema de humidificación 70 presentan en la zona superior 60O del acumulador geotérmico 80 configurado como espacio acumulador 40 una estructura común por capas. The waterproofing 60 and the humidification system 70 have in the upper zone 60O of the geothermal accumulator 80 configured as accumulator space 40 a common layered structure.

Básicamente la impermeabilización 60O, 60S se compone al menos de la barrera de vapor 60B y el sistema de humidificación 70 correspondiente. La mayoría de las veces se dispone adicionalmente arriba o abajo o bien lateralmente dentro o fuera al menos otra capa funcional que puede adoptar diferentes funciones descritas como al principio. Basically the waterproofing 60O, 60S is composed of at least the vapor barrier 60B and the corresponding humidification system 70. Most of the time it is additionally arranged up or down or laterally inside or outside at least one other functional layer that can adopt different functions described as at the beginning.

A continuación se describe una realización posible en la práctica, no obstante, que no limita la invención respecto a la disposición del número y de la estructura por capas descrita de la capa de barrera de vapor o bien de las capas funcionales disponibles. A possible embodiment is described below in practice, however, which does not limit the invention with respect to the arrangement of the described number and the layered structure of the vapor barrier layer or of the available functional layers.

Una primera capa funcional superior y una tercera capa funcional inferior 60A, 60C que representa la impermeabilización superior 60O se hace visible en una representación ampliada sacada en la figura 1A. A first upper functional layer and a third lower functional layer 60A, 60C representing the upper waterproofing 60O becomes visible in an enlarged representation taken in Figure 1A.

Entre la primera capa funcional superior y la tercera capa funcional inferior 60A, 60C se sitúa como una segunda capa una barrera de vapor 60C, estando configurado el sistema de humidificación 70 siempre bajo esta barrera de vapor 60C. Between the first upper functional layer and the third lower functional layer 60A, 60C a vapor barrier 60C is positioned as a second layer, the humidification system 70 being always configured under this vapor barrier 60C.

En la figura 1A están representadas simbólicamente gotas de agua como fluido por debajo del sistema de humidificación 70, que muestran que el sistema de humidificación 70 está configurado en un tipo de sistema de drenaje. In Fig. 1A water drops are represented symbolically as a fluid below the humidification system 70, which shows that the humidification system 70 is configured in a type of drainage system.

La impermeabilización 60 en la zona lateral 60S del acumulador geotérmico 80 configurado como espacio acumulador 40 presenta igualmente preferentemente la estructura por capas que está configurada a partir de una primera capa funcional exterior y una tercera capa funcional interior que delimita exteriormente la impermeabilización 60A, 60C. The waterproofing 60 in the lateral zone 60S of the geothermal accumulator 80 configured as accumulator space 40 also preferably presents the layered structure that is configured from a first outer functional layer and a third inner functional layer that externally delimits the waterproofing 60A, 60C.

La barrera de vapor 60B es una capa impermeable a vapores y líquidos. La respectiva primera y tercera capa protectora 60A, 60C como primera capa – superior / exterior – o tercera capa – inferior / interior – en la zona superior 60O, así como en la zona lateral 60S de la impermeabilización 60 está configurada, por ejemplo, como una estera de fieltro resistente a la intemperie, como protección o como un aislamiento de protección al mismo tiempo paneles de aislamiento que adoptan una función de expansión. Los paneles de aislamiento pueden absorber la expansión del acumulador geotérmico 80 durante la expansión térmica del volumen del acumulador geotérmico 80. The vapor barrier 60B is a layer impermeable to vapors and liquids. The respective first and third protective layer 60A, 60C as the first layer - upper / outer - or third layer - lower / inner - in the upper zone 60O, as well as in the lateral zone 60S of the waterproofing 60 is configured, for example, as a weatherproof felt mat, as protection or as a protective insulation at the same time insulation panels that adopt an expansion function. The insulation panels can absorb the expansion of the geothermal accumulator 80 during thermal expansion of the volume of the geothermal accumulator 80.

Las capas funcionales sirven para la delimitación del acumulador geotérmico 80 y aseguran que la barrera de vapor 60B se salvaguarde frente destrozos en cuanto a la estanqueidad al vapor del acumulador geotérmico 80. The functional layers serve to delimit the geothermal accumulator 80 and ensure that the vapor barrier 60B is safeguarded against damage as regards the vapor tightness of the geothermal accumulator 80.

Las capas funcionales pueden estar montadas para el aislamiento y garantía de la expansión tanto arriba y/o abajo – impermeabilización superior 60O – como también exterior y/o interior – impermeabilización lateral 60S. The functional layers can be mounted for insulation and guarantee of expansion both above and / or below - 60O superior waterproofing - as well as exterior and / or interior - 60S lateral waterproofing.

En el caso de componentes de hormigón para la impermeabilización o colectores de vapor rígidos similarmente, la capa funcional debe montarse siempre en el interior para la absorción de las dilataciones en el acumulador geotérmico 80 y puede prescindirse de una capa funcional superior o bien exterior 60A. In the case of concrete components for waterproofing or similarly rigid steam collectors, the functional layer must always be mounted inside to absorb the expansions in the geothermal accumulator 80 and an upper or outer functional layer 60A can be dispensed with.

La primera y tercera capa funcional 60A, 60C correspondiente sirve como protección de la lámina respecto a la tierra adyacente por ambos lados, bajo la barrera de vapor como sistema de drenaje 70. The corresponding first and third functional layer 60A, 60C serves as protection of the sheet from adjacent land on both sides, under the vapor barrier as a drainage system 70.

Por supuesto puede concebirse básicamente una capa protectora 60A ó 60C delimitadora realizada sólo en un lado, pudiendo ser suficiente en principio incluso el diseño de una lámina como barrera de vapor 60C sin capa funcional 60A, 60C. Of course, a protective layer 60A or 60C delimiter made only on one side can basically be conceived, the design of a sheet as vapor barrier 60C without functional layer 60A, 60C being sufficient in principle.

Según la invención, para la determinación de la temperatura T y de la humedad absoluta o relativa p, φ en la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico 80, que contiene un fluido, está dispuesto al menos un sensor de temperatura 90 y al menos un sensor de humedad 100, de forma que puede controlarse y regularse, y por consiguiente optimizarse, la capacidad de acumulación en la tierra por el sistema de humidificación 70 en el rango de funcionamiento deseado. Finalmente los medidores de la cantidad de calor en el primer y segundo subsistema (no representado en detalle) situado en el acumulador geotérmico 80 ayudan a registrar las curvas características del comportamiento de acumulación. According to the invention, for the determination of the temperature T and the absolute or relative humidity p, φ in the heat accumulator mass of the geothermal accumulator 80, which contains a fluid, at least one temperature sensor 90 and at least one humidity sensor 100, so that the accumulation capacity on the ground by the humidification system 70 in the desired operating range can be controlled and regulated, and therefore optimized. Finally, the meters of the amount of heat in the first and second subsystem (not shown in detail) located in the geothermal accumulator 80 help to record the characteristic curves of the accumulation behavior.

Según se muestra en la figura 1, el subsistema situado en el acumulador geotérmico 80 para el aporte de la energía térmica es una capa de tubos y el subsistema situado en el acumulador geotérmico 80 para la extracción de la energía térmica es igualmente una capa de tubos. El aporte de la energía térmica se realiza por la instalación solar térmica 10 a través de la alimentación 10VL al acumulador geotérmico 80, partiéndose en primer lugar de que no está dispuesto un espacio de contacto / recipiente de contacto 50. As shown in Figure 1, the subsystem located in the geothermal accumulator 80 for the contribution of thermal energy is a layer of tubes and the subsystem located in the geothermal accumulator 80 for the extraction of thermal energy is also a layer of tubes . The thermal energy is supplied by the solar thermal installation 10 through the 10VL supply to the geothermal accumulator 80, starting first that a contact space / contact vessel 50 is not provided.

A través de las capas de tubos tendidos, por ejemplo, a una distancia A determinada en el acumulador geotérmico 80 se acumula energía térmica en el acumulador geotérmico 80 a través de la alimentación 10VL de la instalación solar térmica 10 y después de la emisión de la energía térmica, el medio portador enfriado del calor se suministra a través del retorno 10RL a la instalación solar térmica, en particular al colector representado, para el nuevo calentamiento. Through the layers of pipes laid, for example, at a distance A determined in the geothermal accumulator 80, thermal energy is accumulated in the geothermal accumulator 80 through the power supply 10VL of the solar thermal installation 10 and after the emission of the thermal energy, the heat-cooled carrier medium is supplied through the 10RL return to the solar thermal installation, in particular to the collector represented, for the new heating.

Este aporte de calor se realiza evidentemente sólo cuando un aporte de calor correspondiente está a disposición a través de la fuente, aquí la energía solar. This heat input is evidently made only when a corresponding heat input is available through the source, here the solar energy.

A partir de la instalación de bomba de calor 20 representada a modo de ejemplo, a través de la alimentación 20VL se conduce agua glicolada fría de la instalación de la bomba de calor 20 igualmente por capas a una distancia A determinada a través del acumulador geotérmico 80. From the heat pump installation 20 shown by way of example, cold glycol water from the heat pump installation 20 is also driven through layers 20VL at a distance A determined through the geothermal accumulator 80 .

Una cantidad de calor determinada se extrae del acumulador geotérmico 80, se evacua a través de la alimentación y retorno 20VL, 20RL, así como según el principio de condensación / expansión en el ramal del calor 30VL, 30RL designado como consumidor. A certain amount of heat is extracted from the geothermal accumulator 80, evacuated through the supply and return 20VL, 20RL, as well as according to the condensation / expansion principle in the 30VL, 30RL branch of heat designated as consumer.

Para la extracción de la energía térmica, el segundo sistema 20 puede realizarse no sólo como capa de tubos tendida horizontalmente por capas, sino también como sonda geotérmica dispuesta verticalmente o varias sondas geotérmicas dispuestas verticalmente. Aquí se realiza entonces una disposición vertical de varias sondas geotérmicas en el acumulador geotérmico 80, pudiéndose predeterminar aquí igualmente una distancia consabida (no representada en detalle). For the extraction of thermal energy, the second system 20 can be realized not only as a layer of tubes laid horizontally by layers, but also as a vertically arranged geothermal probe or several vertically arranged geothermal probes. Here, a vertical arrangement of several geothermal probes is then made in the geothermal accumulator 80, and a known distance can also be predetermined here (not shown in detail).

El uso de un elemento radiante del sistema para el suministro de calor al acumulador geotérmico 80 puede concebirse igualmente en combinación o sólo con sondas geotérmicas y/o capas de tubos según se describe (no representado). The use of a radiating element of the system for the supply of heat to the geothermal accumulator 80 can also be conceived in combination or only with geothermal probes and / or tube layers as described (not shown).

En función de las propiedades de la tierra pueden esperarse las siguientes potencias para instalaciones semejantes, en las que la cantidad de calor se extrae por el segundo sistema 20 mediante sondas geotérmicas o colectores geotérmicos de la tierra del acumulador geotérmico 80. En función del contenido de agua en la tierra se consigue, en el caso de sondas geotérmicas en forma de espiral, una potencia de extracción máxima de aproximadamente 100 – 150 W/m (longitud de la sonda). En suelos muy secos baja la potencia de extracción a un máximo de aproximadamente 50 W/m. Depending on the properties of the earth, the following powers can be expected for similar installations, in which the amount of heat is extracted by the second system 20 by means of geothermal probes or geothermal collectors from the earth of the geothermal accumulator 80. Depending on the content of water on the ground achieves, in the case of spiral-shaped geothermal probes, a maximum extraction power of approximately 100-150 W / m (probe length). In very dry soils, the extraction power decreases to a maximum of approximately 50 W / m.

Para colectores geotérmicos convencionales son válidas potencias de extracción de aproximadamente 40 – 65 W/m2 en el caso de tierra húmeda a arcillosa / arenosa. En condiciones desfavorables, por ejemplo, tierra seca y rocosa, baja la potencia de extracción máxima a aproximadamente 20 – 32 W/m2. For conventional geothermal collectors, extraction powers of approximately 40-65 W / m2 are valid in the case of wet to clay / sandy soil. Under unfavorable conditions, for example, dry and rocky land, the maximum extraction power drops to approximately 20 - 32 W / m2.

A partir de estos datos se clarifica que tanto al usar sondas geotérmicas en disposición vertical a una distancia predeterminable, como también al usar colectores geotérmicos en disposición horizontal por capas a una distancia predeterminable, baja esencialmente la potencia de extracción con suelo o tierra secos. Así es deseable la capacidad de optimizar el calor en la tierra por optimización de la relación de componentes sólidos y presentes en forma de agua en estado líquido, en este caso debe servir tanto agua como también vapor como medio acumulador en el acumulador geotérmico 80 configurado como tierra. From these data it is clarified that both when using geothermal probes in vertical arrangement at a predetermined distance, as well as when using geothermal collectors in horizontal arrangement by layers at a predetermined distance, essentially reduces the extraction power with dry soil or soil. Thus, the ability to optimize heat on the ground by optimizing the ratio of solid and present components in the form of water in a liquid state is desirable, in this case both water and steam must serve as a storage medium in the geothermal accumulator 80 configured as land.

En función de las respectivas temperaturas generadas en el acumulador geotérmico 80 que difieren localmente se produce una bajada – aumento de la presión de vapor en el acumulador geotérmico 80 y por consiguiente el cambio de fase deseado, de forma que se evaporen / condensen / absorban partes del líquido. Depending on the respective temperatures generated in the geothermal accumulator 80 that differ locally there is a decrease - increase in the vapor pressure in the geothermal accumulator 80 and consequently the desired phase change, so that parts are evaporated / condensed / absorbed of the liquid

Las dimensiones de la central de energía doméstica están dimensionadas de tal manera que se utilizan de forma óptima los ciclos de carga y descarga alcanzables. Es determinante para ello el comportamiento del agua presente en el suelo. Durante la carga, en la zona de las transiciones de las más diferentes fuentes de calor solares o de proceso se produce el aumento de la concentración de vapor. El agua en contacto o cercana absorbe el calor de evaporación necesario para la compensación de la concentración de vapor condicionada por la temperatura a partir del plano de carga correspondiente. The dimensions of the domestic power plant are sized in such a way that the attainable loading and unloading cycles are optimally used. The behavior of the water present in the soil is decisive for this. During charging, the increase in vapor concentration occurs in the area of transitions of the most different solar or process heat sources. The contact or nearby water absorbs the heat of evaporation necessary for the compensation of the steam concentration conditioned by the temperature from the corresponding load plane.

Para que no se pierda este calor latente de evaporación dentro del acumulador geotérmico 80 con finalidades de acumulación y no ascienda a la atmósfera, se realiza la impermeabilización 60 anteriormente descrita como impermeabilización superior y la impermeabilización lateral 60S según se ha descrito. So that this latent heat of evaporation is not lost within the geothermal accumulator 80 for the purpose of accumulation and does not ascend to the atmosphere, the waterproofing 60 described above is performed as superior waterproofing and the lateral waterproofing 60S as described.

El calor latente de evaporación se retiene, junto al calor sensible acumulado en el estado líquido en el agua / roca, como bajo una campana dentro de la barrera de vapor 60C en el acumulador geotérmico 80. The latent heat of evaporation is retained, together with the sensible heat accumulated in the liquid state in the water / rock, as under a hood inside the vapor barrier 60C in the geothermal accumulator 80.

El enfriamiento o extracción de energía térmica a través del segundo sistema 20 que discurre en el acumulador geotérmico 80 provoca una condensación del vapor hasta la congelación de la fase acuosa. The cooling or extraction of thermal energy through the second system 20 that runs in the geothermal accumulator 80 causes condensation of the steam until the aqueous phase freezes.

Como en la atmósfera en las capas apoyadas más frías se produce la condensación / absorción del agua anteriormente evaporada, ascendida. En las sondas geotérmicas en forma de espiral o capas de tubos caen las gotas de agua y se filtran luego bajo la campana a través de la tierra del acumulador geotérmico 80 hacia abajo en la dirección a los planos individuales de carga y descarga. As in the atmosphere in the coldest supported layers, condensation / absorption of the previously evaporated, ascent water occurs. Water drops fall into the spiral-shaped geothermal probes or tube layers and then filter under the hood through the earth of the geothermal accumulator 80 down in the direction of the individual loading and unloading planes.

La pérdida del agua puede producirse además por el suministro constante de energía térmica, según se ha descrito ya, hasta provocar el secado del acumulador geotérmico 80. Mediante la humidificación se provoca la regeneración del acumulador geotérmico 80. The loss of water can also be caused by the constant supply of thermal energy, as already described, until drying of the geothermal accumulator 80. By means of humidification, the regeneration of the geothermal accumulator 80 is caused.

Para el sistema de humidificación 70 se utiliza el suministro de agua de un reservorio de abastecimiento / agua de lluvia (no representado) al quedar por debajo de un contenido crítico, definido de humedad y/o al superar una temperatura crítica definida en el acumulador geotérmico 80. De forma dimensionada sobre la superficie de acumulación se distribuyen, por ejemplo, 2,5 l/m2 de la superficie de acumulación del acumulador geotérmico 80 y día en el medio acumulador. For the humidification system 70, the supply of water from a supply reservoir / rainwater (not shown) is used as it falls below a critical, defined moisture content and / or exceeds a defined critical temperature in the geothermal accumulator 80. In a dimensioned manner on the accumulation surface, for example, 2.5 l / m2 of the accumulation surface of the geothermal accumulator 80 and day are distributed in the accumulator medium.

Debe considerarse en este caso que 1 l de fluido, en particular agua, absorbe aproximadamente 0,628 kWh de calor de evaporación y por lo tanto deben facilitarse cantidades relativamente pequeñas para una dosificación óptima. It should be considered in this case that 1 l of fluid, in particular water, absorbs approximately 0.628 kWh of evaporation heat and therefore relatively small amounts must be provided for optimum dosing.

El sistema acoplado presente a partir de impermeabilización 60 y sistema de humidificación 70 sirve así, por un lado, para el mantenimiento de la energía térmica suministrada a través del primer sistema (instalación solar térmica) 10 en el interior del acumulador geotérmico 80 y, por otro lado, para la optimización del contenido de agua (humedad) dentro del acumulador geotérmico 80. No obstante, no debe originarse un tipo de grava mojada similar al acumulador acuífero con la humidificación en el acumulador geotérmico 80. Esto se garantiza por la medición de la temperatura y humedad 90, 100. The coupled system present from waterproofing 60 and humidification system 70 thus serves, on the one hand, for the maintenance of the thermal energy supplied through the first system (solar thermal installation) 10 inside the geothermal accumulator 80 and, by on the other hand, for the optimization of the water content (humidity) inside the geothermal accumulator 80. However, a type of wet gravel similar to the aquifer accumulator should not originate with humidification in the geothermal accumulator 80. This is guaranteed by measuring temperature and humidity 90, 100.

El sistema de humidificación 70 puede utilizarse en este caso también para la primera humidificación del cuerpo acumulador establecido como acumulador geotérmico 80. Luego el sistema de humidificación 70 sirve siempre sólo como reestablecimiento / ajuste del acumulador geotérmico 80 llevado originalmente a un rango óptimo. The humidification system 70 can in this case also be used for the first humidification of the accumulator body established as a geothermal accumulator 80. Then the humidification system 70 always only serves as a reset / adjustment of the geothermal accumulator 80 originally brought to an optimum range.

La capacidad productiva del acumulador, como también el rendimiento de una bomba de calor, depende considerablemente de los rangos de trabajo favorables que deben tener una pequeña amplitud de oscilación. Sólo las oscilaciones del suministro de calor entre día y noche pueden constituir en instalaciones solares térmicas una pérdida de potencia de aproximadamente el 30% calculado según el rendimiento estacional. The productive capacity of the accumulator, as well as the performance of a heat pump, depends considerably on the favorable working ranges that must have a small amplitude of oscillation. Only the oscillations of the heat supply between day and night can constitute in solar thermal installations a loss of power of approximately 30% calculated according to the seasonal performance.

Por consiguiente es necesario que el aporte de calor o extracción de calor se realice con una amplitud de oscilación dentro de las temperaturas óptimas y del contenido de agua favorable en el acumulador geotérmico 80. Es desfavorable una extracción intensa de calor por el segundo sistema 20 sin al mismo tiempo suministro de calor por el primer sistema 10 o bien un suministro constante de calor a través del primer sistema 10 sin extracción correspondiente de calor por el segundo sistema 20. Therefore it is necessary that the heat input or heat extraction be carried out with an amplitude of oscillation within the optimum temperatures and the favorable water content in the geothermal accumulator 80. An intense heat extraction by the second system 20 is unfavorable without at the same time heat supply by the first system 10 or a constant supply of heat through the first system 10 without corresponding heat extraction by the second system 20.

Ya que tanto la producción de energía térmica a través del primer sistema 10 o bien la retirada de calor por el segundo sistema 20 no siempre coinciden, por ello puede mejorarse la capacidad productiva del acumulador geotérmico 80, por consiguiente el rendimiento de la bomba de calor e igualmente de la central de energía doméstica o bien aumentarse el rendimiento, disponiéndose en el acumulador geotérmico 80 un espacio de contacto 50 o bien, según está representado en la figura 1, un recipiente de contacto 50. Este recipiente de contacto 50 está lleno de un fluido, preferentemente agua, que presenta una capacidad térmica específica elevada, conduciéndose las tuberías para el suministro de calor o bien evacuación de calor del subsistema correspondiente que se sitúa en el acumulador geotérmico 80 del primer y segundo sistema 10, 20 a través del recipiente de contacto 50. Since both the production of thermal energy through the first system 10 or the heat withdrawal by the second system 20 do not always coincide, therefore the production capacity of the geothermal accumulator 80 can be improved, consequently the performance of the heat pump and also from the domestic power plant either the performance is increased, a contact space 50 being provided in the geothermal accumulator 80 or, as shown in Figure 1, a contact container 50. This contact container 50 is filled with a fluid, preferably water, which has a high specific thermal capacity, the pipes for the heat supply or heat evacuation of the corresponding subsystem being placed in the geothermal accumulator 80 of the first and second system 10, 20 through the vessel of contact 50.

Esta medida provoca que la energía en la alimentación 10VL del primer sistema 10 para el aporte de calor debido a la transición varias veces mejorada permanezca en primer lugar en el tampón 50. This measure causes the energy in the supply 10VL of the first system 10 for heat input due to the several times improved transition to remain first in buffer 50.

Por ello se consigue en consecuencia también un nivel de energía equivalentemente más elevado en el agua glicolada del sistema de bomba de calor del retorno 20RL del segundo sistema 20 para la extracción de energía térmica. Therefore, an equivalently higher level of energy is also achieved in the glycol water of the 20RL return heat pump system of the second system 20 for the extraction of thermal energy.

El recipiente de contacto 50 presenta un nivel de llenado 50A corregible predeterminable determinado, determinando el volumen correspondiente del recipiente de contacto 50 la cantidad de energía que puede almacenarse de forma intermedia. The contact container 50 has a predetermined predeterminable correction level 50A, the corresponding volume of the contact container 50 determining the amount of energy that can be stored intermediate.

Según está representado, la alimentación 10VL de la instalación solar térmica 10 se realiza a través del recipiente de contacto 50, en el que en primer lugar se entrega la energía correspondiente al agua en el recipiente de contacto 50, según lo cual la alimentación 10VL por capas – de arriba hacia abajo – se conduce a través del acumulador geotérmico 80, donde se entrega el calor residual del medio que se encuentra en el circuito en la instalación solar térmica 10, reconducido a través del retorno 10RL. As shown, the power supply 10VL of the solar thermal installation 10 is carried out through the contact vessel 50, in which first the corresponding energy is delivered to the water in the contact vessel 50, according to which the power supply 10VL by layers - from top to bottom - are conducted through the geothermal accumulator 80, where the residual heat of the medium that is in the circuit in the solar thermal installation 10, redirected through the return 10RL is delivered.

En primer lugar la alimentación 20VL del segundo sistema 20 por capas en un modo con capa de tubos – desde abajo hacia arriba – se conduce a través del acumulador geotérmico 80, para precalentar el agua glicolada enfriada así dado el caso por debajo de 0ºC a partir de la bomba de calor 20. El retorno 20RL de la instalación de la bomba de calor 20 se conduce después de la extracción del calor del acumulador geotérmico 80 arriba al recipiente de contacto 50. El nivel de temperatura del agua glicolada más favorable debe ajustarse por la limitación de la temperatura. El calor debe absorberse en el recipiente de contacto 50 de forma más efectiva que en el acumulador geotérmico 80 mismo. La bomba de calor 20 emite luego conforme al funcionamiento el calor que se conduce por la diferencia de temperaturas AT del agua glicolada en el ramal de calor 30VL/RL convertido al nivel de temperatura allí requerido. First of all, the 20VL supply of the second system 20 by layers in a tube-layered mode - from the bottom up - is conducted through the geothermal accumulator 80, to preheat the chilled glycol water thus provided below 0 ° C from of the heat pump 20. The return 20RL of the installation of the heat pump 20 is conducted after heat extraction from the geothermal accumulator 80 above to the contact vessel 50. The most favorable glycol water temperature level must be adjusted by The temperature limitation. Heat must be absorbed in the contact vessel 50 more effectively than in the geothermal accumulator 80 itself. The heat pump 20 then emits, according to the operation, the heat that is conducted by the difference in temperatures AT of the glycol water in the 30VL / RL heat branch converted to the temperature level required there.

Preferentemente se pasan por delante en sentido opuesto uno respecto a otro la alimentación 10VL del subsistema dentro del acumulador geotérmico o bien del espacio de contacto 50 para el aporte de la energía térmica y el retorno 20RL del subsistema para la extracción de la energía térmica. Evidentemente también puede concebirse igualmente el guiado de conductos en el mismo sentido. Si el líquido de contacto en el recipiente de contacto 50 sin recarga de calor del primer sistema 10 amenaza con congelarse por debajo de 0 ºC en el caso de temperatura de retorno del agua glicolada 20RL se vacía el recipiente de contacto 50. Preferably, the power supply 10VL of the subsystem within the geothermal accumulator or of the contact space 50 for thermal energy input and the return 20RL of the subsystem for the extraction of thermal energy are passed in opposite direction. Obviously, duct guidance can also be conceived in the same direction. If the contact liquid in the contact container 50 without heat recharge of the first system 10 threatens to freeze below 0 ° C in case of return temperature of the glycol water 20RL the contact container 50 is emptied.

Mediante el recipiente de contacto 50 se llevan a la justa relación los tiempos del requerimiento de calor estáticamente mayor de su requerimiento menor. Se evita un cambio de temperatura desfavorable en el acumulador geotérmico 80. By means of the contact vessel 50, the times of the heat requirement are statically greater than their lower requirement are brought to the right relation. An unfavorable temperature change in the geothermal accumulator 80 is avoided.

Los sistemas 10 y 20 para el aporte de calor y para la extracción de calor a o bien del acumulador geotérmico 80 pueden dimensionarse correspondientemente más pequeños, por consiguiente puede vencerse la inercia del suelo en la carga o bien descarga de la energía térmica. The systems 10 and 20 for heat input and heat extraction to or from the geothermal accumulator 80 can be correspondingly smaller in size, therefore the inertia of the soil in the load or discharge of thermal energy can be overcome.

Finalmente la figura 2 muestra otro ejemplo de realización. Por encima del espacio acumulador 40 está dispuesto, por ejemplo, ya un cuerpo constructivo que puede adoptar como primera capa funcional superior 60A ya la protección superior de la barrera de vapor 60B. Finally, Figure 2 shows another embodiment. Above the accumulator space 40, for example, there is already a construction body that can be adopted as the first upper functional layer 60A and the upper protection of the vapor barrier 60B.

La función de la capa funcional superior 60A limitante ya puede ser satisfecha así por un componente del cuerpo constructivo. No obstante, las placas de suelo establecidas convencionalmente con capas de gravilla, balasto o materiales reciclados situadas debajo y que interrumpen la capilaridad requieren en conjunto la siguiente estructura representada esquemáticamente de la impermeabilización superior 60O. The function of the upper functional layer 60A can already be satisfied by a component of the construction body. However, floor plates conventionally established with layers of gravel, ballast or recycled materials located below and that interrupt the capillarity together require the following schematically represented structure of the upper waterproofing 60O.

La primera capa funcional superior 60A como capa protectora de la barrera de vapor 60B forma la placa del cuerpo constructivo. Luego la barrera de vapor se conecta como segunda capa 60B que está revestida inferiormente por una capa funcional 60C, preferentemente una estera de fieltro o similares. Por debajo o bien en la estera de fieltro 60C se dispone el sistema de humidificación 70. The first upper functional layer 60A as a protective layer of the vapor barrier 60B forms the plate of the construction body. Then the vapor barrier is connected as a second layer 60B which is coated inferiorly by a functional layer 60C, preferably a felt mat or the like. The humidification system 70 is arranged below or on the felt mat 60C.

El sistema de humidificación 70 está delimitado de nuevo por abajo con una capa funcional 60C, preferentemente una estera de fieltro, para la protección del sistema de humidificación 70, hacia el espacio acumulador 40 del acumulador geotérmico 80. The humidification system 70 is delimited again below with a functional layer 60C, preferably a felt mat, for the protection of the humidification system 70, towards the accumulator space 40 of the geothermal accumulator 80.

Según la figura 3, que se corresponde con un tercer ejemplo de realización, desaparece en el acumulador geotérmico 80, en el que en el espacio acumulador se emplean suelos de arena, la tercera capa funcional 60C. Las tuberías de drenaje del sistema de humidificación 70 en el acumulador geotérmico 80 pueden tenderse según la figura 3 directamente en la tierra del espacio acumulador 40. According to Figure 3, which corresponds to a third embodiment, it disappears in the geothermal accumulator 80, in which in the accumulator space sand floors are used, the third functional layer 60C. The drainage pipes of the humidification system 70 in the geothermal accumulator 80 can be laid according to Figure 3 directly on the earth of the accumulator space 40.

La figura 4 muestra un cuarto ejemplo de realización que representa la estructura por capas, en particular en superficies libres. La impermeabilización superior 60O aquí representada para la estructura del acumulador geotérmico 80 en superficies libres, así no por debajo de un cuerpo constructivo, presenta las capas siguientes. Figure 4 shows a fourth embodiment that represents the layered structure, in particular on free surfaces. The upper waterproofing 60O shown here for the structure of the geothermal accumulator 80 on free surfaces, thus not below a construction body, has the following layers.

Como primera capa 10 se aplica tierra 110, disponiéndose debajo en primer lugar como capa funcional superior 60A una estera de fieltro y por debajo de esta estera de fieltro la lámina como segunda capa 60B. Como protección de la barrera de vapor 60B frente al sistema de humidificación 70 se tiende de nuevo una tercera capa funcional 60B(C) por encima del sistema de humidificación 70. El sistema de humidificación 70 contiene de nuevo como protección nuevamente una capa funcional que se corresponde con la tercera capa funcional 60C y es de nuevo una estera de fieltro. As the first layer 10, earth 110 is applied, with a top mat 60A being disposed first as a functional top layer and underneath this felt mat the sheet as a second layer 60B. As protection of the vapor barrier 60B against the humidification system 70, a third functional layer 60B (C) is again laid over the humidification system 70. The humidification system 70 again contains as protection a functional layer which is again It corresponds to the third functional layer 60C and is again a felt mat.

La estera de fieltro 60C dispuesta por debajo de la barrera de vapor 60B puede ser preferentemente una placa aislante también para hacer realidad propiedades de protección y aislamiento, así como propiedades de expansión, de forma que luego puede asegurarse la protección y aislamiento frente a las pérdidas de calor del acumulador geotérmico o bien impedirse y puede absorberse la expansión del acumulador geotérmico 80. The felt mat 60C disposed below the vapor barrier 60B may preferably be an insulating plate also to realize protection and insulation properties, as well as expansion properties, so that protection and insulation against losses can then be ensured of heat from the geothermal accumulator or be prevented and the expansion of the geothermal accumulator 80 can be absorbed.

Pequeñas profundidades de montaje / lechos elevados, así como capas cobertoras que conducen calor no deseado requieren realizar la capa funcional inferior configurada en la figura 4 sobre el sistema de humidificación 70 respecto a la barrera de vapor 60B como capa protectora 60C igualmente como placa de aislamiento. Small mounting depths / raised beds, as well as covering layers that conduct unwanted heat, require the lower functional layer configured in Figure 4 on the humidification system 70 with respect to the vapor barrier 60B as a protective layer 60C as well as an insulation plate .

Las figuras 5A y 5B muestran una representación en sección ampliada esquemática en una cubierta lateral cortada verticalmente (figura 5A) y en un recubrimiento lateral cortado horizontalmente (figura 5B) en la respectiva misma serie de capas. Como primera capa funcional exterior 60A se dispone en la zona lateral una capa protectora, por ejemplo, de nuevo una estera de fieltro para la lámina 60B como segunda capa. Figures 5A and 5B show a schematic enlarged sectional representation on a vertically cut side cover (Figure 5A) and on a horizontally cut side cover (Figure 5B) in the respective same series of layers. As the first outer functional layer 60A, a protective layer is provided in the lateral zone, for example, again a felt mat for the sheet 60B as the second layer.

En la zona lateral interior del acumulador geotérmico 80 se monta como tercera capa funcional interior 60C, preferentemente una placa de aislamiento, que permite tanto una función de protección como también una función de aislamiento y una función de expansión para compensar las dilataciones del acumulador geotérmico 80. In the inner side zone of the geothermal accumulator 80, the third inner functional layer 60C is mounted, preferably an insulation plate, which allows both a protection function and also an isolation function and an expansion function to compensate for the expansion of the geothermal accumulator 80 .

La figura 5B muestra esta misma realización en la representación cortada horizontalmente. Figure 5B shows this same embodiment in the horizontally cut representation.

En la representación de la figura 6 se presenta una variante en un sexto ejemplo de realización, en la que es interesante en particular la transición entre la impermeabilización superior 60O y la impermeabilización lateral 60S. La impermeabilización superior 60O se sitúa, por ejemplo, de nuevo bajo una primera capa funcional 60A como placa de suelo que adopta ya la protección superior de la segunda capa 60B, de la lámina. In the representation of figure 6 a variant is presented in a sixth embodiment, in which the transition between the upper waterproofing 60O and the lateral waterproofing 60S is particularly interesting. The upper waterproofing 60O is placed, for example, again under a first functional layer 60A as a floor plate that already adopts the upper protection of the second layer 60B, of the sheet.

Por debajo de la lámina 60B está dispuesta como tercera capa funcional en el interior de la impermeabilización superior 60O una estera de fieltro 60C. Below the sheet 60B, a felt mat 60C is arranged as the third functional layer inside the upper waterproofing 60O.

Hacia la impermeabilización lateral 60S se extiende la lámina 60B junto al cimiento de banda lateral, que está configurado como primera capa funcional exterior en la zona lateral del acumulador geotérmico 80, en la zona lateral de impermeabilización 60S. Towards the lateral waterproofing 60S the sheet 60B extends next to the lateral band foundation, which is configured as the first outer functional layer in the lateral zone of the geothermal accumulator 80, in the lateral waterproofing zone 60S.

Aquí en la zona lateral 60S se realiza como tercera capa funcional interior una placa de aislamiento 60C, que está en contacto en la zona de la impermeabilización superior 60O con la estera de fieltro 60C. La segunda capa 60B como barrera de vapor, por ejemplo, la lámina, termina no obstante después de distribuirse en la zona lateral, según está representado. Here in the lateral zone 60S an insulating plate 60C is made as a third inner functional layer, which is in contact in the area of the upper waterproofing 60O with the felt mat 60C. The second layer 60B as a vapor barrier, for example, the sheet, however ends after being distributed in the lateral zone, as shown.

La impermeabilización lateral 60S como barrera de vapor se realiza en el sexto ejemplo de realización sólo por el cimiento de banda lateral realizado a partir de preferentemente hormigón impermeable al agua, como primera capa funcional exterior 60A y la capa de aislamiento 60C dispuesta como tercera capa funcional interior, que está realizada igualmente lo más impermeable al agua posible. Aquí se puede suprimir una barrera de vapor 60B extendida ulteriormente en la zona de la impermeabilización lateral 60S. The lateral waterproofing 60S as a vapor barrier is carried out in the sixth exemplary embodiment only by the lateral band foundation made from preferably waterproof concrete, as the first outer functional layer 60A and the insulation layer 60C arranged as the third functional layer interior, which is also made as waterproof as possible. Here a vapor barrier 60B further extended in the area of the lateral waterproofing 60S can be suppressed.

Lista de símbolos de referencia List of reference symbols

10 10
Sistema para el aporte de calor [instalación solar térmica / absorbedor de enfriamiento fotovoltaico entre otros] System for heat input [solar thermal installation / photovoltaic cooling absorber among others]

10VL 10VL
Alimentación del sistema de aporte de energía [instalación solar térmica] Power supply system power [solar thermal installation]

10RL 10RL
Retorno del sistema de aporte de energía [instalación solar térmica] Return of the energy input system [solar thermal installation]

20 twenty
Sistema para la extracción de calor [instalación de bomba de calor] Heat extraction system [heat pump installation]

20VL 20VL
Alimentación del sistema de extracción de calor [agua glicolada – bomba de calor] Heat extraction system feed [glycol water - heat pump]

20RL Retorno del sistema de extracción de calor [agua glicolada – bomba de calor] 30VL/RL Ramal de calor (calefacción, opcionalmente agua de servicio) 20RL Return of the heat extraction system [glycol water - heat pump] 30VL / RL Heat branch (heating, optionally service water)

40 Espacio acumulador 40A Espacio intermedio de carga / descarga o bien plano de extracción 40 Accumulator space 40A Intermediate loading / unloading space or extraction plane

5 50 Recipiente de contacto / recorrido de contacto 50A Nivel de llenado del recipiente de contacto 60 Impermeabilización 60O Impermeabilización superior 60S Impermeabilización lateral 5 50 Contact container / contact path 50A Contact container filling level 60 Waterproofing 60O Superior waterproofing 60S Side waterproofing

10 60A Primera capa funcional [capa funcional superior o capa funcional lateral exterior] 60B Segunda capa funcional [lámina u hormigón como barrera de vapor] 60C Tercera capa funcional [capa funcional inferior o capa funcional lateral interior] 70 Sistema de humidificación 80 Acumulador geotérmico 10 60A First functional layer [upper functional layer or outer lateral functional layer] 60B Second functional layer [sheet or concrete as vapor barrier] 60C Third functional layer [lower functional layer or inner lateral functional layer] 70 Humidification system 80 Geothermal accumulator

15 90 Sensor de temperatura 100 Sensor de humedad 110 Tierra fuera del acumulador geotérmico A Distancia 15 90 Temperature sensor 100 Humidity sensor 110 Ground outside the geothermal storage tank Remote

20 twenty

5 5

15 fifteen

25 25

35 35

45 Four. Five

Claims (15)

REIVINDICACIONES 1.-Acumulador geotérmico para una utilización de energía doméstica con un sistema de humidificación (70), que está configurado a partir de una masa acumuladora de calor conteniendo un fluido no saturada, que comprende al menos un primer subsistema para el aporte de energía térmica y a una distancia definida al menos un segundo subsistema para la extracción de energía térmica, en el que los sistemas se disponen, con sus subsistemas correspondientes que aportan y extraen el calor, en un espacio acumulador abierto hacia abajo, realizado parcialmente estanco a gases y que configura el acumulador geotérmico, caracterizado porque al menos se realiza una impermeabilización (60O, 60S) estanca al gas, a modo de campana por arriba y que circunda lateralmente, del espacio acumulador (40) del acumulador geotérmico (80), de forma que el calor (10) puede suministrarse a través del al menos un primer sistema al medio acumulador del acumulador geotérmico (80) que contiene el fluido no saturado, calor que provoca el calentamiento de la masa acumuladora de calor y del fluido y una evaporación del fluido dentro del acumulador geotérmico (80) con una presión atmosférica normal esencialmente constante, por lo que a través de la capacidad térmica / entalpía de evaporación específica correspondiente del fluido líquido y gaseoso puede acumularse una cantidad de calor en el acumulador geotérmico (80) en el interior de la impermeabilización (60O, 60S) de tipo campana, que puede extraerse por el al menos un segundo sistema (20) con condensación del fluido y con enfriamiento de la masa acumulador de calor del acumulador geotérmico (80) y del fluido (80) presente en el acumulador geotérmico (80) para el uso del calor en una central de energía doméstica, estando dispuesto el sistema de humidificación (70) al menos en la zona bajo la impermeabilización superior (60O). 1.-Geothermal accumulator for a domestic energy use with a humidification system (70), which is configured from a heat accumulating mass containing an unsaturated fluid, comprising at least a first subsystem for thermal energy input and at a defined distance at least a second subsystem for the extraction of thermal energy, in which the systems are arranged, with their corresponding subsystems that provide and extract heat, in an accumulator space open down, partially gas-tight and which configures the geothermal accumulator, characterized in that at least one gas-proof waterproofing (60O, 60S) is carried out, as a bell above and laterally surrounding, of the accumulator space (40) of the geothermal accumulator (80), so that the Heat (10) can be supplied through the at least one first system to the accumulator medium of the geothermal accumulator (80) containing the non-fluid saturated, heat that causes heating of the heat and fluid accumulator mass and an evaporation of the fluid inside the geothermal accumulator (80) with an essentially constant normal atmospheric pressure, so that through the specific thermal evaporation / enthalpy capacity corresponding amount of liquid and gaseous fluid can accumulate an amount of heat in the geothermal accumulator (80) inside the waterproofing (60O, 60S) of the bell type, which can be extracted by the at least a second system (20) with condensation of the fluid and with cooling of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator (80) and of the fluid (80) present in the geothermal accumulator (80) for the use of heat in a domestic power plant, the humidification system (70) being arranged ) at least in the area under the upper waterproofing (60O). 2.-Acumulador geotérmico según la reivindicación 1, caracterizado porque la impermeabilización superior y lateral circunferencial (60O, 60S) es como requisito mínimo la barrera de vapor (60B) que se configura 2. Geothermal accumulator according to claim 1, characterized in that the upper and lateral circumferential waterproofing (60O, 60S) is as a minimum requirement the vapor barrier (60B) that is configured
a partir de una lámina estanca al agua y al vapor o from a waterproof and steamed sheet or
un hormigón impermeable al agua o a waterproof concrete or
una placa de hormigón con paneles de plástico / aislante estancos al agua y estancos al vapor, pegados o soldados, a concrete slab with waterproof / vapor tight, glued or welded plastic / insulating panels,
o similares. or similar.
3.-Acumulador geotérmico según la reivindicación 1, caracterizado porque a la barrera de vapor (60B) se le puede asignar como impermeabilización superior (60O) una primera capa funcional superior y/o una tercera capa funcional inferior (60A, 60C) y como impermeabilización lateral (60S) una primera capa funcional exterior y/o tercera capa funcional interior (60A, 60C). 3. Geothermal accumulator according to claim 1, characterized in that the upper vapor layer (60O) can be assigned as a superior waterproofing (60O) a first upper functional layer and / or a third lower functional layer (60A, 60C) and as lateral waterproofing (60S) a first outer functional layer and / or third inner functional layer (60A, 60C). 4.-Acumulador geotérmico según la reivindicación 3, caracterizado porque la primera y/o tercera capa funcional (60A, 60C) correspondiente está configurada como capa de protección y/o capa de aislamiento y/o capa de expansión y/o capa de drenaje. 4. Geothermal accumulator according to claim 3, characterized in that the corresponding first and / or third functional layer (60A, 60C) is configured as a protection layer and / or insulation layer and / or expansion layer and / or drainage layer . 5.-Acumulador geotérmico según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la impermeabilización (60) presenta, en la zona superior (60O) del acumulador geotérmico (80) configurado como espacio acumulador (40), una estructura común por capas que está configurada a partir de la primera capa funcional superior y la tercera capa funcional inferior (60A, 60C) que delimita respectivamente la segunda capa de barrera de vapor central (60B) y el sistema de humidificación (70). 5. Geothermal accumulator according to claims 1 to 4, characterized in that the waterproofing (60) has, in the upper area (60O) of the geothermal accumulator (80) configured as accumulator space (40), a common layered structure that is configured from the first upper functional layer and the third lower functional layer (60A, 60C) that respectively delimits the second central vapor barrier layer (60B) and the humidification system (70). 6.-Acumulador geotérmico según la reivindicación 1, caracterizado porque la impermeabilización (60) presenta, en la zona lateral circunferencial (60S) del acumulador geotérmico (80) configurado como espacio acumulador (40), una estructura común por capas que está configurada a partir de una primera capa funcional exterior y una tercera capa funcional interior (60A, 60C) que delimita la segunda capa de barrera de vapor central (60B). 6. Geothermal accumulator according to claim 1, characterized in that the waterproofing (60) has, in the circumferential lateral zone (60S) of the geothermal accumulator (80) configured as an accumulator space (40), a common layered structure that is configured to from a first outer functional layer and a third inner functional layer (60A, 60C) that delimits the second central vapor barrier layer (60B). 7.-Acumulador geotérmico según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque para la primera y/o tercera capa funcional se utilizan esteras de fieltro resistentes a la intemperie o paneles de aislamiento de elasticidad permanente o similares como capa de protección y/o de expansión y/o de aislamiento y/o de drenaje (60A, 60C). 7. Geothermal accumulator according to one of claims 4 to 6, characterized in that weather resistant felt mats or permanent elastic insulation panels or the like are used as protection layer and / or for the first and / or third functional layer. expansion and / or insulation and / or drainage (60A, 60C). 8.-Acumulador geotérmico según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de humidificación (70) en el acumulador geotérmico (80) está realizado como una disposición de conductos por capas como un tipo de drenaje. 8. Geothermal accumulator according to claim 1, characterized in that the humidification system (70) in the geothermal accumulator (80) is made as an arrangement of ducts by layers as a type of drainage. 9.-Acumulador geotérmico según la reivindicación 1, caracterizado porque para determinar la temperatura (T) y la humedad absoluta y/o relativa (p, φ) del rango óptimo de la capacidad de acumulación térmica de la masa acumuladora de calor que contiene un fluido, del acumulador geotérmico (80) está dispuesto al menos un sensor de temperatura (90) y al menos un sensor de humedad (100), de forma que la concentración del fluido en el suelo puede controlarse y regularse, y por consiguiente optimizarse, por el sistema de humidificación (70) en el rango de funcionamiento deseado. 9. Geothermal accumulator according to claim 1, characterized in that to determine the temperature (T) and the absolute and / or relative humidity (p, φ) of the optimum range of the thermal accumulation capacity of the heat accumulating mass containing a fluid, of the geothermal accumulator (80), at least one temperature sensor (90) and at least one humidity sensor (100) is arranged, so that the concentration of the fluid in the soil can be controlled and regulated, and therefore optimized, by the humidification system (70) in the desired operating range. 10.-Acumulador geotérmico según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un primer sistema (10) con su subsistema del primer sistema (10) situado fuera del acumulador geotérmico (80) para el aporte de energía térmica al acumulador geotérmico (80) es una instalación solar térmica o un absorbedor de enfriamiento fotovoltaico, un sistema a base del calor de proceso desacoplable de otros sistemas y/o una instalación convencional de generación de calor o un suministro de energía para el elemento radiante del sistema. 10. Geothermal accumulator according to claim 1, characterized in that the at least one first system (10) with its subsystem of the first system (10) located outside the geothermal accumulator (80) for the contribution of thermal energy to the geothermal accumulator (80) it is a solar thermal installation or a photovoltaic cooling absorber, a process-based heat system that can be decoupled from other systems and / or a conventional heat generation installation or a power supply for the radiating element of the system. 11.-Procedimiento para el control y regulación de un acumulador geotérmico para la utilización de energía doméstica con un sistema de humidificación (70), que está configurado a partir de una masa acumuladora de calor conteniendo un fluido no saturada, que comprende al menos un primer subsistema para el aporte de energía térmica y a una distancia definida al menos un segundo subsistema para la extracción de energía térmica, en el que los sistemas se disponen, con sus subsistemas correspondientes que aportan y extraen el calor, en un espacio acumulador abierto hacia abajo, realizado parcialmente estanco a gases y que configura el acumulador geotérmico, caracterizado porque el calor (10) se suministra a través del al menos un primer sistema a la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico (80) que contiene el fluido no saturado, calor que provoca el calentamiento de la masa acumuladora de calor y del fluido y una evaporación del fluido dentro del acumulador geotérmico (80) con una presión atmosférica normal esencialmente constante, por lo que a través de la capacidad térmica / entalpía de evaporación específica correspondiente del fluido líquido y gaseoso puede acumularse una cantidad de calor en el acumulador geotérmico, que se extrae por el al menos un segundo sistema (20) con condensación del fluido y con enfriamiento de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico (80) y del fluido (80) presente en el acumulador geotérmico para el uso del calor en una central de energía doméstica, controlándose y regulándose la capacidad de acumulación térmica de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico (80), mientras que se suministra un fluido al acumulador geotérmico (80) a través del sistema de humidificación (70) que está dispuesto al menos un la zona bajo la impermeabilización superior (60O). 11.-Procedure for the control and regulation of a geothermal accumulator for the use of domestic energy with a humidification system (70), which is configured from a heat accumulating mass containing an unsaturated fluid, comprising at least one first subsystem for the contribution of thermal energy and at a defined distance at least a second subsystem for the extraction of thermal energy, in which the systems are arranged, with their corresponding subsystems that provide and extract heat, in an open downward storage space , partially gas-tight and configuring the geothermal accumulator, characterized in that the heat (10) is supplied through the at least one first system to the heat accumulating mass of the geothermal accumulator (80) that contains the unsaturated fluid, heat which causes the heating of the heat accumulator mass and the fluid and an evaporation of the fluid inside the geoté accumulator (80) with an essentially constant normal atmospheric pressure, so that through the corresponding specific thermal / enthalpy capacity of the liquid and gaseous fluid a quantity of heat can accumulate in the geothermal accumulator, which is extracted by the at least a second system (20) with condensation of the fluid and with cooling of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator (80) and of the fluid (80) present in the geothermal accumulator for the use of heat in a domestic power plant, being controlled and regulating the thermal accumulation capacity of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator (80), while a fluid is supplied to the geothermal accumulator (80) through the humidification system (70) which is arranged at least one area under the superior waterproofing (60O). 12.-Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la condensación del fluido provoca automáticamente una rehumidificación del acumulador geotérmico (80). 12. Method according to claim 11, characterized in that the condensation of the fluid automatically causes a rehumidification of the geothermal accumulator (80). 13.-Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el aporte de calor y la extracción de calor simultáneos provocan una elevación o disminución por capas de la temperatura de la masa acumuladora de calor y del fluido y, a través de la diferencia de temperatura / presión del vapor que aparece en las capas conduce a la evaporación o condensación del fluido presente en el acumulador geotérmico (80), desde abajo hacia arriba, e inversamente, el fluido condensado en el segundo subsistema (20) se distribuye uniformemente sobre las superficies de los componentes sólidos de la masa acumuladora de calor a través del efecto de absorción que se intensifica con temperatura decreciente respecto a la presión de vapor, llega de nuevo cerca del primer subsistema (10) para el aporte de calor, donde se repite el proceso descrito. 13. Method according to claim 11, characterized in that the simultaneous heat input and heat extraction causes a rise or decrease in layers of the temperature of the heat accumulating mass and the fluid and, through the temperature difference / vapor pressure that appears in the layers leads to evaporation or condensation of the fluid present in the geothermal accumulator (80), from bottom to top, and conversely, the fluid condensed in the second subsystem (20) is distributed evenly over the surfaces of The solid components of the heat accumulating mass through the absorption effect that intensifies with decreasing temperature with respect to the vapor pressure, arrives again near the first subsystem (10) for the heat input, where the process described is repeated . 14.-Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque en el acumulador geotérmico (80) se mide una humedad absoluta y/o relativa (p, φ) y una temperatura (T) de la masa acumuladora de calor del acumulador geotérmico (80). 14. Method according to claim 11, characterized in that an absolute and / or relative humidity (p, φ) and a temperature (T) of the heat accumulator mass of the geothermal accumulator (80) are measured in the geothermal accumulator (80). . 15.-Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque con la evaporación del fluido o bien la bajada de la concentración del agua retenida, un sistema preparado para la rehumidificación se crea de manera abstracta para la recepción del condensado que se forma por la emisión del calor de evaporación. 15. Method according to claim 11, characterized in that with the evaporation of the fluid or the decrease in the concentration of the retained water, a system prepared for rehumidification is created abstractly for the reception of the condensate that is formed by the emission of the evaporation heat
ES08803753T 2007-09-07 2008-09-05 GEOTHERMAL ACCUMULATOR WITH VAPOR BARRIER AND PROCEDURE FOR THE USE OF EVAPORATION HEAT IN THE GEOTHERMAL ACCUMULATOR. Active ES2361580T3 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202007013089~U 2007-09-07
DE102007044557 2007-09-07
DE102007044557A DE102007044557A1 (en) 2007-09-07 2007-09-07 Geothermal storage device for providing household energy comprises a storage chamber with an upper seal and a lateral seal and a moistening system arranged in the region below the upper seal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2361580T3 true ES2361580T3 (en) 2011-06-20

Family

ID=40340170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08803753T Active ES2361580T3 (en) 2007-09-07 2008-09-05 GEOTHERMAL ACCUMULATOR WITH VAPOR BARRIER AND PROCEDURE FOR THE USE OF EVAPORATION HEAT IN THE GEOTHERMAL ACCUMULATOR.

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102007044557A1 (en)
ES (1) ES2361580T3 (en)
HU (1) HUP0800548A2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2713110B1 (en) * 2012-09-26 2016-03-16 Deunert und Holthuizen GbR Thermal energy supply installation with an open ground storage device
WO2014160929A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 SunEdison Energy India Private Limited Methods and systems for temperature regulation of devices and processing thermal energy obtained thereby
DE102022000873A1 (en) 2022-03-12 2023-09-14 Martin Hirzel Solar heat storage system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7604366U1 (en) 1976-02-14 1979-07-19 Feist, Artus, 5060 Bergisch Gladbach HEAT STORAGE
DE2721173A1 (en) * 1977-05-11 1978-11-16 Franz Kerner Domestic heat storage tank and exchanger - has liq. or gaseous medium flowing through tank containing pebbles to store heat
DE3308301A1 (en) * 1983-03-09 1984-09-13 Valentin 8701 Reichenberg Rosel Energy-absorbing accumulator system
DE3545622A1 (en) 1985-12-21 1987-06-25 Aktionsgemeinschaft M U T E V Heat store
DE10343544B4 (en) 2003-09-19 2008-05-08 Pflanz, Tassilo, Dipl.-Ing. Power plant to use the heat of a geothermal reservoir
EP1523223B1 (en) 2003-09-23 2007-09-12 Österwitz, Karl-Heinz Radiant heating system and use thereof
DE102005001347A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-20 GEOTEX Ingenieurgesellschaft für Straßen- und Tiefbau mbH Multi-chamber heat accumulator for generating electric energy/power has a trench-like structure, a surrounding wall, a cover and inner and outer areas with a solid trench-like filling

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0800548A2 (en) 2011-07-28
HU0800548D0 (en) 2008-10-28
DE102007044557A1 (en) 2009-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7234314B1 (en) Geothermal heating and cooling system with solar heating
US6615601B1 (en) Sealed well direct expansion heating and cooling system
KR101030458B1 (en) Hybrid renewable energy system with solar geo-storage
US20100115978A1 (en) Heat pump system and method for pumping liquids
JP2007333295A (en) Heat storage system
Givoni Underground longterm storage of solar energy—An overview
US8595998B2 (en) Geosolar temperature control construction and method thereof
ES2361580T3 (en) GEOTHERMAL ACCUMULATOR WITH VAPOR BARRIER AND PROCEDURE FOR THE USE OF EVAPORATION HEAT IN THE GEOTHERMAL ACCUMULATOR.
CN102577867A (en) Water storage and supply module for plant planting on slope roof
JP4882021B1 (en) Heat exchange system
JP2007333296A (en) Heat storage system
US20080139106A1 (en) Roof-mounted ventilation air duct
CN110295626B (en) Anti-freezing device of water supply and drainage pipeline and construction method thereof
CN1936440A (en) Super-energy-saving comfortible health-care type local air-conditioner
CN202882951U (en) Automatic antifreezing and thermal insulation system of tunnel lining in high and cold area
JP2007292445A (en) Cooling and heating system utilizing geothermal heat
KR20100006660U (en) The system for forming the air layer of heat insulation using underground heat in vinyl house
CN114353210A (en) Water source, ground source and air source integrated energy integration system and building system
JP2015148434A (en) Underground water utilization system
CN207813107U (en) A kind of heat pipe type constant temperature control room
KR101097910B1 (en) The heat of the earth exchanger of enemy number of layers pyeong style structure
AU2009306126B2 (en) Method and apparatus for distilling water from sea water
JP2020101309A (en) Geothermal heat utilization system
JP2001133049A (en) Rain water tank with heat-exchanger having condensate draining function
JP5968696B2 (en) Heating element cooling system