ES2645991T3 - Aparato y método para calentar y/o enfriar - Google Patents

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Abstract

Método para almacenar energía térmica en, y recuperar energía térmica de, respectivamente, un almacenamiento de energía subterráneo (1), que comprende al menos cuatro orificios (2), a través de los que se transporta un portador térmico (8) y por lo tanto calentar o enfriar el suelo (3), respectivamente, donde los orificios (2) están dispuestos esencialmente a lo largo de al menos dos círculos concéntricos (10, 11, 12), y donde un equipo de control (7) está dispuesto para controlar un sistema de válvula (6), que está dispuesto para dirigir el portador térmico (8) a los orificios que están dispuestos a lo largo de un círculo y, de este modo, calentar o enfriar, respectivamente, el suelo a lo largo de dicho círculo, en el que, cuando la temperatura del portador térmico (8) es más alta que la del suelo circundante (3), los círculos interiores se calientan antes que los círculos exteriores, caracterizado por que el portador térmico (8) se transporta en un sistema cerrado, y por que cuando la temperatura del portador térmico (8) es menor que la del suelo circundante (3), los círculos exteriores se enfrían antes que los círculos interiores, después de lo cual los círculos interiores se enfrían, y por que las profundidades de los orificios (2) están dispuestas para ser de aproximadamente entre 50 y 250 metros

Description

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DESCRIPCION
Aparato y metodo para calentar y/o enfriar
La presente invencion se refiere a un metodo para almacenar energfa termica en un almacenamiento de energfa subterraneo, y para recuperar energfa termica del almacenamiento, respectivamente.
Diversas localizaciones de la tierra tienen diferentes variaciones estacionales. A menudo se observa un patron de variacion en el que ciertas partes del ano son relativamente mas frfas y en el que otras partes son relativamente mas calientes. En estos casos, a menudo hay una necesidad de calentamiento durante el perfodo mas frfo. Correspondientemente, a menudo hay una necesidad de enfriamiento durante el perfodo mas caliente. Esta necesidad esta presente de manera variable en diferentes partes del mundo, y las necesidades de calentamiento y enfriamiento, respectivamente, no siempre son de la misma magnitud en el mismo lugar.
Por ejemplo, las casas tienen tales necesidades de calentamiento y/o enfriamiento. Sin embargo, deberfa tenerse en cuenta que tambien otros tipos de instalaciones, tales como las instalaciones industriales, en ciertos casos tienen la necesidad de calentamiento y/o enfriamiento, en funcion de las caracterfsticas de la instalacion y de la temperatura promedio del aire dependiente de las estaciones.
Hoy en dfa se usan a menudo los llamados sistemas geotermicos, que usan el suelo como almacenamiento de energfa para calentar y/o enfriar una instalacion. Esto significa que la energfa termica se recoge del suelo durante el perfodo frfo, cuando el suelo en promedio esta mas caliente que el aire. Por el contrario, la frialdad se recoge del suelo durante el perfodo caliente, cuando el suelo esta mas frfo en promedio que el aire. Puede verse esto como si el suelo se drena de energfa termica durante el perfodo frfo, y se repone con energfa termica durante el perfodo caliente. Por lo tanto, una casa puede mantenerse, por ejemplo, a una temperatura uniforme, usando el suelo como almacenamiento de energfa de nivelacion. Esto minimiza la necesidad de energfa suministrada externamente para calentar y enfriar la instalacion.
En tales almacenes de energfa conocidos, se usan uno o diversos orificios verticales, en los que un portador termico, por ejemplo, una mezcla de glicol y agua, se lleva hacia abajo en el suelo y, posteriormente, de vuelta a la superficie, a traves de un conducto dispuesto en el orificio. Durante este paso, se realiza un intercambio termico de calor con el suelo, de tal manera que el portador termico, o emite o recibe energfa termica o frialdad hacia o desde el suelo que rodea el orificio. Las bombas de calor pueden usarse junto con la extraccion del calor o la frialdad.
Tales almacenamientos de energfa convencionales pueden usarse o bien para calentar o para enfriar, o para ambos. Lo mas habitual, especialmente en cuanto al control de temperatura en casas pequenas, es que las instalaciones se usen para calentar durante el perfodo frfo y que esten inactivas durante el perfodo caliente.
En el caso de casas pequenas, el uso mas comun es un unico orificio o solo unos pocos. Sin embargo, tambien hay disposiciones que usan mas que solo unos cuantos orificios. En estos casos, los conductos de los orificios pueden estar conectados o en serie o en paralelo, o en una combinacion de los mismos, y estar localizados en varias constelaciones geometricas, tales como a lo largo de una lfnea recta o en una rejilla. Sin embargo, lo comun a todas estas disposiciones conocidas es que el portador termico, que fluye a traves de los diversos conductos, tenga la misma temperatura y flujo en todos los orificios en el mismo momento en el tiempo. Esto conduce a que la energfa termica se reponga o se recoja de todos los orificios al mismo tiempo.
Tales almacenamientos de energfa pueden instalarse en las zonas donde el suelo consiste en roca, pero tambien es posible una instalacion en un suelo que consista en arcilla, arena, etc. En algunos casos, se usan durante la instalacion unos tubos de soporte adicionales u otros dispositivos de soporte.
Tambien se conoce el uso de unos almacenamientos de energfa en los que los conductos de portador termico estan aislados en parte en el interior del orificio o los orificios, de tal manera que se consigue un gradiente de temperatura a lo largo de la direccion de alargamiento de un orificio. De esta manera, puede aumentarse el coeficiente de eficacia de la instalacion, ya que el campo de intensidad de la energfa termica disponible en el suelo puede controlarse en la direccion vertical. El documento US 4 157 730 desvela un metodo para almacenar energfa termica en, y recuperar energfa termica de, respectivamente, un almacenamiento de energfa subterraneo y un dispositivo para almacenar energfa termica en, y recuperar energfa termica de respectivamente, un almacenamiento de energfa subterraneo de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 y 10, respectivamente. Varios problemas asociados con la tecnica anterior. En primer lugar, la energfa termica o la frialdad almacenada bajo tierra alrededor de un orificio se disiparan radialmente, en una direccion alejada del orificio en cuestion. Por ejemplo, durante la estacion frfa, esto hara que sea menos util toda la energfa termica repuesta a traves de un orificio durante la estacion calida, ya que la energfa termica repuesta parcialmente se ha conducido a traves del suelo y lejos del orificio. Esto se debe a que el suelo circundante enfrfa el suelo calentado alrededor del orificio. Por supuesto, tambien es valido lo contrario, es decir, si el suelo que rodea el orificio se enfrfa durante la estacion frfa, esta frialdad almacenada no podra recogerse completamente durante la estacion calida, debido a que el suelo circundante habra calentado la zona enfriada hasta cierta extension cuando sea el momento de recoger la frialdad almacenada. Este problema
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surge tambien con los almacenes de energfa que usan varios orificios, ya que estos almacenes conocidos calientan o enfrfan el suelo que rodea todos los orificios en un cierto punto en el tiempo.
En segundo lugar, un efecto de enfriamiento general esta presente por ejemplo en los barrios residenciales. Concretamente, en tales zonas, los sistemas geotermicos, que calientan durante la estacion del invierno y principalmente inactivos durante la estacion del verano, estan localizados a menudo uno cerca de otro. Este fenomeno se produce a pesar del flujo de calor adicional del sol, la atmosfera y el suelo circundante a la roca enfriada. El efecto es absolutamente a largo plazo, y disminuye sucesivamente el coeficiente de eficacia de los sistemas geotermicos en las zonas en cuestion. Por lo tanto, serfa deseable usar dispositivos que intercambien calor asf como frialdad con el suelo con una eficacia mas alta, en lugar de retirar unidireccionalmente la energfa termica.
La presente invencion resuelve los problemas anteriores.
Por lo tanto, la presente invencion se refiere a un metodo para almacenar energfa termica en, y recuperar energfa termica de, respectivamente, un almacenamiento de energfa subterraneo, que comprende al menos cuatro orificios, a traves de los que se transporta un portador termico y con ello el calentamiento o el enfriamiento del suelo, respectivamente, y se caracteriza por que los orificios estan dispuestos esencialmente a lo largo de al menos dos cfrculos concentricos, y por que un equipo de control esta dispuesto para controlar un sistema de valvula, que esta dispuesto para dirigir el portador termico hacia los orificios que estan dispuestos a lo largo de un cfrculo y de este modo calentar o enfriar, respectivamente, el suelo a lo largo de dicho cfrculo, y por que cuando la temperatura del portador termico es mas alta que la del suelo circundante, los cfrculos interiores se calientan antes que los cfrculos exteriores y por que cuando la temperatura del portador termico es mas baja que la del suelo circundante, los cfrculos exteriores se enfrfan antes de los cfrculos interiores.
La invencion tambien se refiere a un dispositivo del tipo, y esencialmente con las caracterfsticas, como se describe en la reivindicacion 10.
La invencion se describira en detalle a continuacion, haciendo referencia a las realizaciones a modo de ejemplo de la invencion y a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista en planta simplificada de un almacenamiento de energfa de acuerdo con la presente invencion.
La figura 2 es una vista en seccion transversal desde el lado de un orificio termico de acuerdo con una primera realizacion preferida de la presente invencion.
La figura 3 es una vista estilizada de una segunda realizacion preferida de la presente invencion.
El almacenamiento de energfa 1, como se muestra en la figura 1, se compone de trece orificios termicos 2, dispuestos a una distancia uno de otro, perforados en el suelo circundante 3. Los orificios 2 estan separados equidistantemente a lo largo de tres cfrculos concentricos respectivos 10, 11, 12, con diferentes radios. Como queda claro en la figura 1, el diametro del cfrculo mas interior es cero, por que el orificio termico 4, que se coloca en este cfrculo mas interior 10, en realidad esta dispuesto en el centro comun de los cfrculos concentricos 10, 11, 12. Sin embargo, esta condicion no es necesaria; por el contrario, el cfrculo concentrico mas interior 10 puede tener un diametro no igual a cero, por lo que varios orificios pueden estar separados equidistantemente a lo largo del cfrculo mas interno 10.
Ademas, el numero de cfrculos concentricos no tiene que ser de tres, tal como en el almacenamiento de energfa 1 como se muestra en la figura 1, sino que puede ser cualquier numero, sin embargo al menos 2. Ademas, no es necesario usar cfrculos, por el contrario puede usarse cualquier conjunto geometrico concentrico cerrado de figuras con dimensiones crecientes, tales como rectangulos concentricos con lados de tamano creciente.
Los orificios 2 estan distribuidos a lo largo de los diversos cfrculos 10, 11, 12, de tal manera que la distancia entre cada par de dos orificios adyacentes es aproximadamente igual de grande que entre otros pares a lo largo de esencialmente el orificio de almacenamiento de energfa 1. Esto significa que estaran dispuestos mas orificios 2 a lo largo de los cfrculos exteriores que a lo largo de los cfrculos interiores. En la presente realizacion, esto significa que hay mas orificios 2 que estan dispuestos a lo largo del cfrculo exterior 12 que a lo largo del cfrculo intermedio 11. En funcion de la conductividad termica del suelo circundante 3, una distancia tfpica entre dos orificios adyacentes sera aproximadamente de entre 3 y 10 metros, usualmente entre 5 y 7 metros.
Cada orificio 2 en el almacenamiento de energfa 1 tiene una profundidad de aproximadamente entre 50 y 250 metros, por lo general de entre 150 y 200 metros. El diametro del cfrculo exterior sera aproximadamente de entre 10 y 250 metros, normalmente de aproximadamente 150 metros.
La figura 2 muestra uno de los orificios termicos 2 en el almacenamiento de energfa como se muestra en la figura 1, de acuerdo con una primera realizacion de la invencion. El orificio 2 esta perforado hacia abajo en el suelo 3 desde
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la superficie del suelo 5. Si es necesario, en funcion de las propiedades del suelo, se pueden disponer diferentes estructuras de soporte, tales como un tubo de soporte, con el fin de aumentar la estabilidad del orificio (no mostrado). Pueden usarse tambien medios (no mostrados) para sellar el orificio (2).
Abajo en el orificio 2, esencialmente hacia la parte inferior 21 del orificio 2, y ademas hasta el extremo superior 22 del orificio 2, discurre un conducto en forma de U 23. El conducto 23 puede fabricarse de cualquier material adecuado, tal como polietileno. Despues de esto, los conductos 24 se desplazan hacia arriba y desde el orificio 2 desde respectivamente hacia un sistema de valvula 6. Un portador termico 8 fluye a traves de los conductos 24, 23 desde el sistema de valvula 6, hacia abajo en el orificio 2, arriba a traves del agujero 2 y de nuevo al sistema de valvula 6. El portador termico 8 puede ser cualquier medio fluido adecuado, tal como una mezcla de agua y glicol, y es preferentemente preventivo de heladas.
Ademas, en el orificio 2 hay una bobina de medicion de temperatura 9, que se extiende esencialmente a lo largo de toda la longitud del orificio 2. La bobina 9 puede estar dispuesta o en el interior del conducto 23, fuera del conducto 23 o directamente contra la pared del orificio 2. En estos casos respectivos, la bobina de medicion de temperatura 9 mide, por lo tanto, la temperatura del portador termico 8, la temperatura en el interior del orificio 2 o la parte del suelo circundante 3 que esta localizada en proximidad inmediata al orificio 2 En la presente realizacion, la bobina 9 esta dispuesta sobre la superficie exterior del conducto 23, pero es totalmente posible disponer la bobina 9 en cualquiera de las otras maneras mencionadas, y aun no se apartan de la invencion.
La bobina de medicion de temperatura 9 mide la temperatura usando unos sensores de temperatura 25, dispuestos equidistantemente a lo largo de la direccion de la extension del orificio 2, por lo general en un intervalo de aproximadamente 0,5 metros. Sin embargo, en funcion de las otras propiedades del dispositivo y del tipo de suelo, los sensores de temperatura tambien pueden disponerse en intervalos mas grandes, tal como a intervalos de 1 a 5 metros. En la figura 2, los sensores de temperatura 25 no se muestran, por razones de claridad, de acuerdo con la escala. La bobina 9 esta acoplada a un equipo de control 7, tal como un ordenador. De este modo, la bobina 9 mide regularmente la temperatura a diversas profundidades en el orificio 2, e informa de las temperaturas medidas al equipo de control 7.
La bobina de medicion de temperatura 9, que comprende los sensores de temperatura 25, pueden ser de cualquier tipo adecuado, donde un ejemplo es un dispositivo de lectura optica que usa unas lfneas de fibra optica convencionales. Por ejemplo, un dispositivo de este tipo esta comercialmente disponible en HydroResearch Sam Johansson AB, Hornakersvagen 14, Taby, Suecia. Otro ejemplo es una serie de sensores de temperatura convencionales del tipo PT100.
A continuacion, el equipo de control 7 esta acoplado a, y dispuesto para controlar, el sistema de valvula 6. El sistema de valvula 6 esta a su vez dispuesto para controlar el flujo individual del portador termico 8 a traves del conducto 23, hacia abajo en el orificio Por lo tanto, el equipo de control 7 esta dispuesto para controlar el flujo del portador termico 8 a traves del orificio 2 a traves del sistema de valvula 6.
Ademas, cada orificio 2 en el almacenamiento de energfa 1 esta provisto de dicha una bobina de medicion de temperatura respectiva 9, estando cada bobina de medicion de temperatura 9 acoplada al equipo de control 7, cada orificio 2 esta dispuesto con dicho un sistema de valvula respectivo 6, y el equipo de control 7 esta acoplado a cada sistema de valvula 6, respectivamente. De este modo, el equipo de control 7 esta dispuesto para controlar la distribucion de flujo del portador termico 8 a los respectivos orificios 2 del almacenamiento de energfa 1, mediante el control continuo e individual del flujo a traves de cada orificio 2, respectivamente.
Durante el funcionamiento, el equipo de control 7 controla el flujo de portador termico 8 a traves de los orificios 2, respectivamente, de tal manera que la temperatura medida en los hoyos 2 sera esencialmente igual para cada orificio, que este dispuesto a lo largo del mismo cfrculo concentrico. En este contexto, la expresion “esencialmente igual” significa que la diferencia maxima de temperatura entre dos orificios dispuestos a lo largo del mismo cfrculo no supera aproximadamente los 1 - 2 °C.
La figura 3 muestra una vista estilizada de los orificios 2 dispuestos a lo largo de uno de los cfrculos concentricos 10, 11, 12 de la figura 1, de acuerdo con una segunda realizacion preferida de la presente invencion. En la figura 3, se muestran los orificios, por razones de claridad, en una fila, a pesar del hecho de que en realidad estan dispuestos a lo largo uno de los cfrculos concentricos 10, 11, 12 de la figura 1.
Como en la figura 2, los orificios 2 de la figura 3 estan provistos de conductos en forma de U 23. Estos conductos en forma de U 23 estan conectados en serie con los conductos 31. Conectado en serie con los orificios 2 esta tambien un sistema de valvula 6. Por lo tanto, un portador termico 8 fluye a traves de los conductos 23, 31 desde el sistema de valvula 6, hacia abajo en el primer orificio 2a, hacia arriba desde el primer orificio 2a, hacia abajo en el segundo orificio 2b, y asf sucesivamente hasta el ultimo orificio 2d, y de nuevo de vuelta al sistema de valvula 6.
La temperatura del portador termico 8 se mide por el uso de un primer sensor de temperatura 33, dispuesto entre la salida del sistema de valvula 6 y el primer orificio 2a, asf como por el uso de un segundo sensor de temperatura 34,
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dispuesto entre el ultimo orificio 2d y la entrada del sistema de valvula 6. A partir de estos dos sensores de temperature 33, 34, los conductos 32 discurren hacia un equipo de control 7, tal como un ordenador. Los sensores de temperature 33, 34 pueden ser de cualquier tipo adecuado, por ejemplo, unos sensores de temperature convencionales del tipo PT100.
[0030 Despues de esto, el equipo de control 7 esta acoplado a, y dispuesto para controlar, el sistema de valvula 6. El sistema de valvula 6 esta a su vez dispuesto para controlar el flujo del portador termico 8 a traves de los conductos 23, 31, hacia abajo en los orificios 2. Por lo tanto, el equipo de control 7 esta dispuesto para, a traves del sistema de valvula 6, controlar el flujo del portador termico 8 a traves de los orificios 2.
Ademas, los orificios 2 a lo largo de cada cfrculo concentrico 10, 11, 12 en el almacenamiento de energfa 1 estan provistos de dichos sensores de temperatura respectivos 33, 34, cada sensor de temperatura 33, 34 esta acoplado al equipo de control 7, cada cfrculo concentrico 10, 11, 12 esta dispuesto con dicho sistema de valvula respectivo 6 y el equipo de control 7 esta acoplado a cada sistema de valvula respectivo 6. Por lo tanto, el equipo de control 7 esta dispuesto para controlar la distribucion de flujo del portador termico 8 a los orificios 2 a lo largo de cada cfrculo concentrico respectivo 10, 11, 12 en el almacenamiento de energfa 1, a traves del control continuo e individual del flujo a traves de los orificios 2 a lo largo de cada cfrculo concentrico respectivo 10, 11, 12.
Tanto en la primera como en la segunda realizacion preferida descritas anteriormente, la energfa termica puede o reponerse al almacenamiento de energfa 1 o recogerse del almacenamiento de energfa 1.
En este contexto, “reponer la energfa” significa que la energfa termica se suministra al almacenamiento de calor 1 mediante la transferencia de energfa termica desde el portador termico 8, que fluye a traves del conducto 23 en los orificios 2, hacia abajo en el suelo 3. Esto significa tambien que el portador termico 8 se enfrfa durante el paso a traves de los orificios 2 en el almacenamiento de energfa 1 y que la diferencia de temperatura entre las temperaturas de entrada y de salida puede usarse para el enfriamiento de, por ejemplo, una casa durante la parte relativamente calida del ano. La temperatura del portador termico que fluye hacia abajo en el orificio 2 durante el enfriamiento de una casa sera normalmente de 5 - 18 °C, incluso si pueden producirse variaciones debidas a condiciones del clima, el suelo y otras condiciones. El portador termico enfriado que sale del orificio tiene normalmente una temperatura que esta alrededor de 2 - 6 °C mas baja que la temperatura de entrada, en general 3 - 4 °C mas baja.
En este contexto, “recoger energfa” significa que se transfiere energfa termica, de manera opuesta, desde el suelo 3 al portador termico 8. Por lo tanto, puede usarse, por ejemplo, el calentamiento del portador termico 8, cuando sea necesario (tal como durante la parte relativamente frfa del ano), para calentar una casa. La temperatura del portador termico que fluye hacia abajo en el orificio 2 cuando se calienta una casa normalmente sera de -3 - 7 °C, incluso si pueden producirse variaciones debidas a condiciones del clima, el suelo y otras condiciones. El portador termico calentado que sale del orificio tiene normalmente una temperatura que esta alrededor de 2 - 6 °C mas alta que la temperatura de entrada, en general 3 - 4 °C mas alta.
Cabe destacar que cuando se repone el almacenamiento de energfa 1, se aumenta la temperatura del suelo 3 alrededor de los orificios calentados, y cuando se recoge la temperatura del suelo 3 se reduce de manera similar.
Usando el almacenamiento de calor 1 de acuerdo con la presente invencion, se consigue sustancialmente una mejor eficacia en la recogida de energfa termica anteriormente repuesta que cuando se usa el almacenamiento de energfa anterior. Esto se consigue siempre reponiendo energfa termica desde el centro del almacenamiento 1 y hacia fuera, y recogiendo la energfa termica desde la periferia del almacenamiento 1 y hacia el interior. Esto disminuye las perdidas debidas a la disipacion termica en la periferia del almacenamiento de energfa 1.
Por lo tanto, una gran parte de la energfa termica que se disipa del orificio interior o de los orificios interiores, en los que primero comienza la reposicion, podra usarse en el momento de la recogida, a pesar de que en este punto, parte de esta energfa se ha disipado lejos del orificio interior o de los orificios interiores, debido a que una gran parte de esta energfa termica disipada esta disponible para su recogida en aquellos cfrculos dispuestos mas lejos del centro que aquellos en los que la energfa termica se repuso originalmente. Cuando el intercambio de calor es suficientemente bajo en los cfrculos mas exteriores, se comienza la recogida de cfrculos dispuestos mas hacia dentro, y asf sucesivamente, hasta un punto en el que el proceso de recogida se ha movido hasta los cfrculos mas interiores o al cfrculo mas interior. Cuando el intercambio de calor de los orificios dispuestos a lo largo de estos cfrculos o a lo largo de este cfrculo ha disminuido a cero, el almacenamiento de energfa 1 se ha vaciado y una parte sustancialmente mayor de la energfa termica repuesta ha estado disponible para su explotacion en comparacion con lo que habrfa sido el caso con un almacenamiento de energfa convencional.
Por lo tanto, la energfa termica se repone y se recoge, respectivamente, desde el centro hacia el exterior y desde la periferia hacia el interior, en el almacenamiento de calor 1, mediante la utilizacion de los cfrculos concentricos 10, 11, 12, uno despues del otro con el fin de ascender o descender un radio, respectivamente, para reposicion y recogida del calor. En funcion de en donde se mide la temperatura, pueden aplicarse diversas condiciones para comenzar la reposicion y la recogida, respectivamente, de la energfa termica, a lo largo del siguiente cfrculo en el orden. En el caso de que la temperatura se mida en cada orificio respectivo 2 a lo largo de cada cfrculo concentrico
respectivo 10, 11, 12, una condicion preferida es que la temperature en los orificios a lo largo del cfrculo que en el momento esta reponiendo o recogiendo, respectivamente, la energfa termica deberfa ser esencialmente tan alta como en los orificios a lo largo del cfrculo anterior en el orden. Cuando se mide la temperature en un conducto 31, que conecta todos los orificios 2 a lo largo de un cfrculo concentrico, una condicion preferida es que la temperature 5 en el conducto que conecta los orificios a lo largo del cfrculo que en el momento esta reponiendo o recogiendo, respectivamente, la energfa termica deberfa ser esencialmente tan alta como en el conducto que conecta los orificios a lo largo del cfrculo anterior en el orden. Sin embargo, debe darse cuenta de que otras condiciones son tanto posibles como utilizables, en funcion de, entre otras cosas, la disposicion de los sensores de temperatura 25, 33, 34 y en la forma en que el sistema de valvula 6 controla el flujo del portador termico 8 a traves de los orificios 2 10 en el almacenamiento de calor 1.
En este contexto, por “esencialmente tan alta como” se entiende que la diferencia maxima de temperatura entre dos orificios a lo largo de los cfrculos vecinos no exceda de aproximadamente 1 - 5 °C.
15 Ademas, cuando el almacenamiento de energfa esta fuera de la energfa termica, los pozos mas exteriores pueden usarse como orificios geotermicos convencionales, con el fin de que hacer posible la recogida de mas energfa de la que se ha almacenado anteriormente en el almacenamiento de energfa 1.
Se han desvelado anteriormente las realizaciones a modo de ejemplo. Sin embargo, la invencion puede variarse sin 20 alejarse de la invencion. Por lo tanto, la presente invencion no se considerara limitada por estas realizaciones a modo de ejemplo, sino solamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (18)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Metodo para almacenar energfa termica en, y recuperar energfa termica de, respectivamente, un almacenamiento de energfa subterraneo (1), que comprende al menos cuatro orificios (2), a traves de los que se transporta un portador termico (8) y por lo tanto calentar o enfriar el suelo (3), respectivamente, donde los orificios (2) estan dispuestos esencialmente a lo largo de al menos dos cfrculos concentricos (10, 11, 12), y donde un equipo de control (7) esta dispuesto para controlar un sistema de valvula (6), que esta dispuesto para dirigir el portador termico (8) a los orificios que estan dispuestos a lo largo de un cfrculo y, de este modo, calentar o enfriar, respectivamente, el suelo a lo largo de dicho cfrculo, en el que, cuando la temperatura del portador termico (8) es mas alta que la del suelo circundante (3), los cfrculos interiores se calientan antes que los cfrculos exteriores, caracterizado por que el portador termico (8) se transporta en un sistema cerrado, y por que cuando la temperatura del portador termico (8) es menor que la del suelo circundante (3), los cfrculos exteriores se enfrfan antes que los cfrculos interiores, despues de lo cual los cfrculos interiores se enfrfan, y por que las profundidades de los orificios (2) estan dispuestas para ser de aproximadamente entre 50 y 250 metros.
  2. 2. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la temperatura a lo largo de cada cfrculo individual(10, 11, 12) se mide usando al menos un sensor de temperatura (25, 33, 34) y por que el equipo de control (7) controla el sistema de valvula (6) de tal manera que se controla la diferencia de temperatura entre cada cfrculo vecino, y por que el calentamiento y el enfriamiento, respectivamente, del siguiente cfrculo comienza cuando la diferencia de temperatura entre el portador termico en el cfrculo actualmente calentado o enfriado, respectivamente, y un cfrculo vecino esta por debajo de un valor predeterminado.
  3. 3. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que la temperatura se mide individualmente en cada orificio (2) mediante el uso de al menos un sensor de temperatura (25), y por que el equipo de control (7) controla el sistema de valvula (6), que a su vez controla el efecto de calentamiento o enfriamiento aplicado de cada orificio (2) individualmente, de tal manera que la diferencia entre la temperatura mas baja y la mas alta, respectivamente, entre cada par de orificios (2) dispuestos esencialmente a lo largo del mismo cfrculo concentrico (10, 11, 12) se lleva por debajo de un valor predeterminado a traves de todo el cfrculo (10, 11, 12).
  4. 4. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, 2 o 3, caracterizado por que el portador termico (8) se conduce en un conducto en forma de U (23), hacia abajo y hacia arriba de cada orificio (2).
  5. 5. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se recoge frialdad del almacenamiento de calor (1) en el cfrculo o cfrculos, donde se encuentra el contenido de energfa termica actual mas bajo en el almacenamiento de calor (1).
  6. 6. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la distancia entre los orificios (2) se dispone para ser de entre 2 y 10 metros.
  7. 7. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la distancia maxima entre dos orificios (2) se dispone para ser de entre 10 y 250 metros.
  8. 8. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las profundidades de los orificios (2) se disponen para ser como maximo de 200 metros.
  9. 9. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los diametros de los orificios (2) se disponen para ser de entre 10 y 50 centfmetros.
  10. 10. Dispositivo para almacenar energfa termica en, y recuperar energfa termica de, respectivamente, un almacenamiento de energfa subterraneo (1), que comprende al menos cuatro orificios (2), estando dichos orificios dispuestos (2) para transportar a traves de los mismos un portador termico (8) y de este modo calentar o enfriar el suelo (3), respectivamente, donde los orificios (2) estan dispuestos esencialmente a lo largo de al menos dos cfrculos concentricos (10, 11, 12) y donde esta dispuesto un equipo de control (7) para controlar un sistema de valvula (6), que a su vez esta dispuesto para dirigir el portador termico (8) hacia los orificios que estan dispuestos a lo largo de un cfrculo, calentando o enfriando de este modo, respectivamente, el suelo a lo largo de dicho cfrculo, en el que el equipo de control (7) esta dispuesto para controlar el sistema de valvula (6) de tal manera que los cfrculos interiores se calientan antes que los cfrculos exteriores cuando la temperatura del portador termico (8) es mayor que la del suelo circundante (3), caracterizado por que el portador termico (8) esta dispuesto para transportarse en un sistema cerrado, y por que el equipo de control (7) esta dispuesto para controlar el sistema de valvula (6) de tal manera que los cfrculos exteriores se enfrfan antes que los cfrculos interiores, despues de que se enfrfen los cfrculos interiores, cuando la temperatura del portador termico (8) es menor que la del suelo circundante (3) y por que las profundidades de los orificios (2) son aproximadamente de entre 50 y 250 metros.
  11. 11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que al menos un sensor de temperatura (25, 33, 34) esta dispuesto para medir la temperatura del portador termico (8), que se transporta a traves de los orificios (2) a lo largo de cada cfrculo individual (10, 11, 12), y por que el equipo de control (7) esta dispuesto para controlar
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    el sistema de valvula (6), que a su vez esta dispuesto para controlar la diferencia de temperatura entre cada cfrculo vecino, de tal manera que el calentamiento y el enfriamiento, respectivamente, del siguiente cfrculo comienza cuando la diferencia de temperatura entre el portador termico en el cfrculo actualmente calentado o enfriado, respectivamente, y un cfrculo vecino esta por debajo de un valor predeterminado.
  12. 12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11, caracterizado por que al menos un sensor de temperatura (25) esta dispuesto para medir la temperatura individualmente en cada orificio (2), y por que el equipo de control (7) esta dispuesto para controlar el sistema de valvula (6), que a su vez esta dispuesto para controlar el efecto de calentamiento o enfriamiento suministrado de cada orificio (2) individualmente, de tal manera que la diferencia entre la temperatura mas baja y la mas alta, respectivamente, en todos los orificios (2) dispuestos esencialmente a lo largo del mismo cfrculo concentrico (10, 11, 12) esta por debajo de un valor predeterminado a traves de todo el cfrculo (10, 11, 12).
  13. 13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 10, 11 o 12, caracterizado por que un conducto en forma de U (23) esta dispuesto para conducir el portador termico (8) hacia abajo y hacia arriba de cada orificio (2).
  14. 14. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 - 13, caracterizado por que el equipo de control (7) esta dispuesto para controlar el sistema de valvula, con el fin de recoger frialdad del almacenamiento de calor (1) en el cfrculo, o cfrculos, donde el contenido de energfa termica actual mas bajo se encuentra en el almacenamiento de calor (1).
  15. 15. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 - 14, caracterizado por que la distancia entre los orificios (2) es de entre 2 y 10 metros.
  16. 16. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 - 15, caracterizado por que la distancia maxima entre dos orificios (2) es de entre 10 y 250 metros.
  17. 17. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 - 16, caracterizado por que las profundidades de los orificios (2) son como maximo de 200 metros.
  18. 18. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 - 17, caracterizado por que los diametros de los orificios (2) son de entre 10 y 50 centfmetros.
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