ES2854282T3 - Tubo de sellado flexible y método para producir el mismo - Google Patents

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ES
Spain
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tube
sealing tube
channels
flexible
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English (en)
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Peter Särneö
Lars Westerlind
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E Tube Sweden AB
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Abstract

Un tubo de sellado flexible (2) adaptado para ser instalado en y extendido a lo largo de una perforación en un terreno (3) para su uso en un sistema de intercambio de energía (1) con el terreno (3), comprendiendo dicho tubo de sellado flexible (2) un primer extremo de tubo (4) para ser instalado en una parte interior de dicha perforación, estando dicho tubo de sellado flexible (2) cerrado en dicho primer extremo de tubo (4), comprendiendo además dicho tubo de sellado flexible (2) un primer canal (6) y un segundo canal (7) que se extienden en una dirección longitudinal (L) de dicho tubo de sellado flexible (2), estando dichos primer y segundo canales (6, 7) en conexión fluida entre sí, caracterizado por que dichos primer y segundo canales (6, 7) son formados por dicho tubo de sellado flexible (2) doblando un material de sellado flexible para formar un tubo y por que dicho tubo de sellado flexible (2) comprende una primera junta (13) que se extiende longitudinalmente, estando previstos dichos primer y segundo canales (6, 7) en lados opuestos de dicha primera junta (13) que se extiende longitudinalmente.

Description

DESCRIPCIÓN
Tubo de sellado flexible y método para producir el mismo
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un tubo de sellado flexible adaptado para se instalado y extendido a lo largo de una perforación en el terreno para su uso en un sistema de intercambio de energía con el terreno. Además, la presente divulgación también se refiere a un método para producir el tubo de sellado flexible.
Antecedentes de la invención
Se conocen sistemas para extraer energía del terreno utilizando un diferencial de temperatura entre el terreno y el medio ambiente. Los sistemas actuales suelen utilizar un sistema de tubería rígida cerrada instalada en una perforación, en el que el líquido del sistema de tubería se bombea para extraer energía, como calentamiento o refrigeración, del terreno. El líquido se bombea dentro del sistema de tuberías y, por ejemplo, hasta un intercambiador de calor en una bomba de calor.
Los pozos de energía tienen convencionalmente profundidades de entre 100 y 200 metros. El nivel del agua subterránea suele estar a unos pocos metros por debajo del nivel del suelo y los sistemas para extraer energía del terreno suelen emplear bombas de calor que aprovechan la temperatura sustancialmente constante del terreno a profundidades superiores a aproximadamente 2 metros por debajo del suelo para generar y disipar la energía térmica necesaria para calentar y enfriar la estructura, respectivamente.
Hay diferentes capas en diferentes niveles en el terreno y estas capas son de diferente calidad. Las capas pueden estar constituidas por diferentes tipos de roca, pero también puede haber capas de arena o grava de diferente fracción que pueden reducir la resistencia de las paredes del pozo. Por tanto, el pozo puede correr el riesgo de que lleguen partículas no deseadas al pozo con el agua subterránea que fluye en el terreno y particularmente en las capas que comprenden partículas más pequeñas o incluso el colapso de las paredes del pozo.
La cantidad de energía que se puede extraer del terreno depende de varios factores, tales como la extensión del pozo, la temperatura del agua subterránea circundante y/o la corteza terrestre, la cantidad de transporte de agua subterránea alrededor del pozo y la capacidad de el sistema instalado para la extracción de las diferencias de temperatura entre el terreno circundante y el líquido circulante en el sistema de tuberías.
El documento DE102008060068 A1 describe un tubo de sellado flexible según el preámbulo de la reivindicación 1.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema conveniente y simplificado para intercambiar energía con un terreno con una eficiencia mejorada y un método simplificado y rentable para fabricar tal sistema.
Compendio de la invención
Los objetos anteriores y otros pueden ser proporcionados por un tubo de sellado flexible según la reivindicación 1. Se establecen realizaciones adicionales en las reivindicaciones dependientes, en la siguiente descripción y en los dibujos.
La presente divulgación se refiere a un tubo de sellado flexible adaptado para ser instalados y extendido a lo largo de una perforación en el terreno para su uso en un sistema de intercambio de energía con el terreno. El tubo de sellado flexible comprende un primer extremo de tubo que se instala en una parte interior de la perforación. El tubo de sellado flexible está cerrado en el primer extremo de tubo y comprende además un primer canal y un segundo canal que se extienden en una dirección longitudinal del tubo de sellado flexible. El primer y segundo canales están en conexión fluida entre sí y el primer y segundo canales se forman doblando un material de sellado flexible para formar un tubo. Dicho tubo de sellado flexible comprende una primera junta que se extiende longitudinalmente, estando previstos dichos primer y segundo canales en lados opuestos de dicha primera junta que se extiende longitudinalmente.
El hecho de que el primer y segundo canales estén formados por el tubo de sellado flexible y las paredes de los canales sean simultáneamente las paredes del tubo de sellado flexible proporciona un intercambio de energía efectivo entre el terreno y el líquido dispuesto en el tubo de sellado flexible cuando el líquido es separado del terreno circundante solo por el tubo de sellado flexible, lo que proporciona una transferencia de energía eficiente entre el líquido en el tubo de sellado flexible y el terreno circundante. Además, como el tubo de sellado flexible que llena la perforación también constituye los canales, el sistema cerrado permite un gran flujo de líquido que puede suministrar una gran cantidad de líquido calentado/enfriado.
Por "tubo de sellado flexible" se entiende en este documento un tubo formado a partir de un material flexible, material que proporciona una barrera impermeable al agua. Un material flexible en el sentido de esta divulgación es un material que tiene una capacidad inherente de ser plegado, preferiblemente hasta el punto de ser doblado, de modo que el material a cada lado de un pliegue es capaz de apoyarse contra el material del lado opuesto del pliegue. La flexibilidad no solo se utiliza para la producción del propio tubo de sellado flexible, sino que también se utiliza para la adaptación a la forma de las paredes de la perforación en el terreno cuando se instala. Cuando el tubo de sellado flexible está provisto de juntas, dichas juntas también deben ser impermeables al agua para mantener la barrera impermeable al agua del tubo de sellado flexible.
El aumento de la eficacia del sistema puede hacer que se reduzca la profundidad de la perforación, lo que da como resultado una solución simplificada y más rentable.
La construcción del tubo de sellado flexible que proporciona el sistema de canales en el sistema para el intercambio de energía con el terreno también simplifica el sistema, ya que la construcción requiere pocos componentes en comparación con los sistemas conocidos. El sellado flexible también se puede almacenar y transportar convenientemente, ya que no hay ningún componente rígido que ocupe mucho espacio y que pueda resultar pesado de transportar y manipular. El tubo de sellado flexible se puede enrollar después de la fabricación y guardar y transportar convenientemente en forma enrollada.
Opcionalmente, el primer y segundo canales comprenden cada uno una primera parte de extremo. Las primeras partes de extremo pueden estar ubicadas entonces adyacentes al primer extremo de tubo, y el primer y segundo canales pueden estar en conexión fluida entre sí en sus primeras partes de extremo.
Como la conexión de fluido entre el primer y el segundo canal está dispuesta dentro de las respectivas primeras partes de extremo, la extensión del transporte de líquido, desde el primer canal al segundo canal, se extiende desde la abertura de la perforación hasta el primer extremo de tubo de sellado flexible y así proporciona un intercambio de energía maximizado con el terreno y una utilización de toda la longitud del tubo para el flujo de líquido.
El tubo de sellado flexible puede comprender además un segundo extremo de tubo.
El segundo extremo de tubo puede estar dispuesto al nivel de la abertura de la perforación o ligeramente por debajo de ella. Como el nivel del agua subterránea suele estar a unos pocos metros por debajo del nivel del suelo, es posible que la perforación necesite un refuerzo, tal como en forma de anillo de acero, para compensar la falta de presión del agua subterránea que equilibra la presión dentro del pozo. El segundo extremo de tubo se puede proporcionar debajo del anillo de acero o superpuesto con el anillo de acero.
Opcionalmente, el primer y el segundo canales comprenden cada uno una segunda parte de extremo, estando ubicadas las segundas partes de extremo adyacentes al segundo extremo de tubo. Cada una de las segundas partes de extremo del primer y segundo canales puede estar adaptada para ser conectadas operativamente a un dispositivo de intercambio de calor.
Opcionalmente, el segundo extremo de tubo está cerrado y el primer y segundo canales están conectados operativamente al dispositivo de intercambio de calor a través de una primera y segunda abertura de entrada/salida respectivas provistas en el tubo de sellado flexible. El segundo extremo de tubo puede, por tanto, conectarse al dispositivo de intercambio de calor a través de la primera y segunda aberturas de entrada/salida. Cada una de las aberturas de entrada/salida puede estar provista de medios de acoplamiento que permitan la conexión con tubos para conectar de forma fluida el tubo de sellado flexible con el dispositivo de intercambio de calor.
Opcionalmente, al menos una de las aberturas de entrada/salida está provista de una válvula. Opcionalmente, ambas aberturas de entrada/salida están provistas de una válvula respectiva.
Según la invención, el tubo de sellado flexible comprende una primera junta que se extiende longitudinalmente, y el primer y segundo canales están previstos en lados opuestos de la junta que se extiende longitudinalmente.
Tal tubo de sellado flexible en el que el primer y segundo canales están formados por una primera junta que se extiende longitudinalmente en el tubo de sellado flexible, proporciona un sistema simple y conveniente que es fácil de enrollar, almacenar, manipular y transportar.
Opcionalmente, las paredes del primer y segundo canales del tubo de sellado flexible en uso están adaptadas para apoyarse parcialmente entre sí, preferiblemente para estar tendidas una sobre la otra, y para estar tendidas parcialmente contra las paredes de la perforación en el terreno. En otras palabras, las paredes del primer y segundo canales pueden, en consecuencia, estar en contacto entre sí durante el uso del tubo de sellado flexible. En el caso de que las paredes del primer y segundo canales no estén tendidas una sobre la otra, sino que se apoyen entre sí, pueden estar parcialmente tendidas en contacto estrecho y una junto a la otra y estar separadas por ejemplo por una capa aislante. Una capa aislante de este tipo se puede utilizar para limitar el intercambio de energía entre el primer y segundo canales del tubo de sellado flexible.
Tal tubo de sellado flexible llena la mayor parte de la sección transversal de la perforación en el terreno, preferiblemente sustancialmente toda la sección transversal, para maximizar el contacto con el terreno para un intercambio de energía eficiente. Las partes de las paredes del primer y segundo canales que se están tendidas una contra la otra también sostienen y estabilizan el tubo de sellado flexible cuando están instaladas.
Opcionalmente, la primera junta que se extiende longitudinalmente se forma mediante soldadura, tal como mediante soldadura de alta frecuencia, mediante pegado o similares.
Opcionalmente, la comunicación fluida entre el primer y el segundo canales está formada por una abertura proporcionada entre el primer y el segundo canal.
Opcionalmente, la abertura entre el primer y el segundo canal está ubicada en un área en la que el primer y el segundo canales están unidos por una segunda junta y la abertura está completamente rodeada por la segunda junta.
Opcionalmente, el tubo de sellado flexible comprende un material termoplástico, tal como por ejemplo poliamida o poliéster.
Opcionalmente, el tubo de sellado flexible comprende un material textil, tal como un material textil impermeable a los líquidos. El material textil puede ser un material tejido, tal como un material tejido hecho de hilo de fibras termoplásticas. Las fibras termoplásticas pueden estar hechas de material termoplástico sintético. El material tejido puede estar revestido con un material de revestimiento para proporcionar un material impermeable a los líquidos. Dicho revestimiento puede ser, por ejemplo, un revestimiento de silicona o de poliuretano.
Sin embargo, el tubo de sellado flexible también puede comprender o estar hecho de un material no tejido o una película de plástico hecha de un material termoplástico. El material no tejido se puede revestir con un material de revestimiento para proporcionar un material impermeable a los líquidos, tal revestimiento puede ser, por ejemplo, un revestimiento de silicona o de poliuretano, o un laminado de una película plástica y el material no tejido.
Los objetos de la presente divulgación también se consiguen mediante un método de producción de un tubo de sellado flexible según la reivindicación 12.
Como tal, la presente divulgación se refiere a un método para fabricar un tubo de sellado flexible adaptado para ser instalado y extendido a lo largo de una perforación en el terreno para su uso en un sistema de intercambio de energía con el terreno, que comprende los pasos de;
a) proporcionar un material de sellado flexible con forma de tubo, teniendo el material flexible con forma de tubo un primer extremo y un segundo extremo;
b) formar una primera junta que se extiende longitudinalmente formando así un tubo de sellado flexible que comprende un primer y un segundo canales que se extienden longitudinalmente separados por la junta que se extiende longitudinalmente, comprendiendo el primer y segundo canales que se extienden longitudinalmente una primera parte de extremo y una segunda parte de extremo, teniendo el primer canal una primera pared de canal y teniendo el segundo canal una segunda pared de canal, y;
c) conectar de manera fluida el primer y segundo canales entre sí proporcionando una abertura entre los canales, en donde en el paso a) dicho material de sellado flexible en forma de tubo (2') se consigue doblando un material de sellado flexible para formar un tubo.
El hecho de que el primer y segundo canales estén formados por una primera junta que se extiende longitudinalmente, proporciona un método simple y rentable de producir un tubo de sellado flexible en lugar de proporcionar componentes separados.
Opcionalmente, el paso c) comprende los pasos de;
c1) unir las paredes del primer y segundo canales con una segunda junta sobre un área unida, y;
c2) formar una abertura dentro del área de la junta de modo que la abertura esté completamente rodeada por la segunda junta.
Opcionalmente, el área unida formada por la segunda junta entre las paredes del primer y segundo canal se forma mediante soldadura, tal como soldadura de alta frecuencia.
Opcionalmente, el paso c1) comprende que el área soldada unida sea formada insertando medios de soldadura, tales como electrodos, en el primer y segundo canales y soldando juntas las paredes del primer y segundo canales para formar el área soldada unida.
Cuando se obtiene el material de sellado flexible con forma de tubo mediante plegado; el paso b) de formar una primera junta, sellará simultáneamente el material con forma de tubo mientras se forma la primera junta que se extiende longitudinalmente formando el primer y el segundo canal que se extiende longitudinalmente.
Opcionalmente, el método comprende además un paso d) de unir el primer extremo de tubo con una tercera junta. Opcionalmente, el paso d) comprende formar el primer extremo de tubo para proporcionar al primer extremo de tubo una forma ahusada.
Opcionalmente, el método comprende un paso e) de unir el segundo extremo de tubo con una cuarta junta. El paso e) se puede realizar antes o después del paso c) o d).
Opcionalmente, el método comprende un paso f) de proporcionar en el segundo extremo de tubo del tubo de sellado flexible una primera abertura de entrada/salida al primer canal y una segunda abertura de entrada/salida al segundo canal. Cada una de las aberturas de entrada/salida proporciona una conexión de fluido al canal respectivo y puede estar provista de medios de acoplamiento que permiten la conexión con tubos para conectar de forma fluida el tubo de sellado flexible con el dispositivo de intercambio de calor.
Breve descripción de los dibujos
la Fig. 1a ilustra una vista en sección transversal de un tubo de sellado flexible según la presente descripción instalado en un pozo de energía;
la Fig. 1b ilustra una vista en sección transversal del tubo de sellado flexible mostrado en la Fig.1 a;
la Fig. 2 i lustra una vista en perspectiva de las primeras partes de extremo del primer y segundo canales de un tubo de sellado flexible según la presente divulgación;
la Fig. 3 ilustra una vista en sección transversal del tubo de sellado flexible según la presente divulgación;
la Fig. 4 ilustra una vista seccionada del tubo de sellado flexible según la presente divulgación;
la Fig. 5a-k muestra esquemáticamente un proceso para producir el tubo de sellado flexible en las Figs. 1 -4.
Descripción detallada
Se debe entender que los dibujos son esquemáticos y que los componentes individuales, tales como capas de materiales, juntas y aberturas, no están necesariamente dibujados a escala. El tubo de sellado flexible que se muestra en las figuras se proporciona únicamente a modo de ejemplo y no debe ser considerado una limitación de la invención. Por consiguiente, el alcance de la invención está determinado únicamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
La Fig. 1a ilustra un sistema para intercambiar energía 1 con el terreno 3. El sistema 1 comprende un tubo de sellado flexible 2 instalado y que se extiende a lo largo de una perforación en un terreno 3. La perforación es una perforación generalmente vertical en el terreno. La perforación se utiliza como fuente de energía para extraer, por ejemplo, calor para calentar una casa (no mostrada) o para almacenar calor en el terreno 3. Estas perforaciones suelen ser verticales, pero también pueden ser inclinadas o una perforación que se extiende horizontalmente. En la parte superior de la perforación 2, el terreno 3 está constituido por suelo en lugar de por roca. La roca también puede penetrar en el suelo hasta la superficie del terreno, pero también puede estar presente a cientos de metros de la superficie del terreno. En condiciones normales, la roca se puede encontrar entre unos pocos hasta diez o veinte metros por debajo del nivel del suelo. El tubo de sellado flexible según la presente divulgación se puede usar en todas estas condiciones.
El tubo de sellado flexible 2, cuando se instala en el perforación en el terreno 3 y se llena con un líquido, se sellará contra el perímetro del perforación de modo que el tubo de sellado flexible 2 selle los diferentes niveles a lo largo de la perforación y el riesgo de contaminación entre diferentes los niveles a lo largo de la perforación se reduzca.
El tubo de sellado flexible 2 comprende un primer extremo de tubo cerrado 4 instalado en la parte interior de la perforación y un segundo extremo de tubo 5 cerca de la boca de la perforación a nivel del suelo. Entre el nivel del suelo y la superficie superior de la perforación, se puede instalar un revestimiento 28, normalmente un revestimiento de hormigón, para proteger la perforación de las capas de tierra. El extremo superior vertical del revestimiento se puede proteger con una tapa de revestimiento o un sello.
El tubo de sellado flexible 2 forma además un primer canal 6 y un segundo canal 7 que se extienden en una dirección longitudinal (L) del tubo de sellado flexible 2. El primer y segundo canales 6, 7 están en conexión fluida entre sí a través de una abertura 14 formada entre el primer y segundo canales 6, 7. El primer y segundo canales 6, 7 cada uno comprende una primera parte de extremo respectiva 6a, 7a ubicada adyacente al primer extremo de tubo 4. El primer y segundo canales 6, 7 están en conexión de fluido entre sí en sus respectivas primeras partes de extremo 6a, 7a.
El primer y segundo canales 6, 7 comprenden cada uno una segunda parte de extremo respectiva 6b, 7b ubicada adyacente al segundo extremo de tubo 5. El segundo extremo 5 está conectado a las tuberías que conducen a un dispositivo de intercambio de calor 8.
Cada una de las segundas partes de extremo 6b, 7b del primer y segundo canales 6, 7 está adaptada para ser conectada operativamente a un dispositivo de intercambio de calor 8, tal como un sistema de bomba de calor. El primer canal 6 está conectado al dispositivo de intercambio de calor 8 a través de una primera abertura de entrada/salida 9 y el segundo canal 7 está conectado al dispositivo de intercambio de calor 8 a través de una segunda abertura de entrada/salida 10. Cada una de las aberturas de entrada/salida 9, 10 está dispuesta en la pared del tubo de sellado flexible 2. La primera y segunda aberturas de entrada/salida 9, 10 están provistas de una válvula respectiva 11, 12 para controlar el flujo y la presión del líquido en el sistema para el intercambio de energía 1. Las primeras y segundas aberturas de entrada/salida 9,10 están conectadas al dispositivo de intercambio de calor 8, tal como una bomba de calor, a través de tuberías de acero o de plástico 22, 23.
Para extraer energía del pozo de energía, la bomba de calor hace circular el líquido en el sistema 1 y la tubería 22 suministra líquido al primer canal 6. La sobrepresión producida por la bomba de calor transporta el líquido desde el primer canal 6 al segundo canal 7, a través de la abertura 14 colocada cerca del primer extremo de tubo 4 del tubo de sellado flexible 2. Para maximizar el intercambio de energía desde la perforación, la abertura 14 se debe colocar lo más cerca posible del primer extremo 4 del tubo. El segundo canal 7 devuelve el líquido al sistema de bomba de calor 8 donde se extrae la energía térmica absorbida por el líquido y se puede transferir a un sistema de calefacción de una casa. El líquido utilizado en el sistema 1 comprende convencionalmente agua y un agente anticongelante, sin embargo, también es posible usar solo agua u otros líquidos. La presión ejercida por el líquido en el tubo de sellado flexible 2 presionará las paredes exteriores del tubo de sellado flexible 2 contra las paredes de la perforación, lo que evita que el agua que rodea al tubo de sellado flexible 2 dentro de la perforación penetre desde un nivel vertical dentro de la perforación a otro a otro nivel vertical dentro de la perforación.
El sistema para extraer energía 1 del terreno 3 también puede ser accionado en la dirección inversa, tal como si el sistema se va a utilizar para almacenar energía del terreno 3 o para enfriar el líquido en un sistema de refrigeración para edificios u otras aplicaciones.
El tubo de sellado flexible 2 está fabricado preferiblemente de un material textil termoplástico, como por ejemplo un material tejido de poliamida o poliéster. El material debe ser sustancialmente impermeable al agua y sellable, preferiblemente soldable. Se pueden utilizar otros métodos de sellado si se trabaja adecuadamente con el material del tubo de sellado flexible 2. El material tejido puede estar hecho de hilos de fibra termoplástica sintética, como por ejemplo de poliamida o poliéster. El material tejido puede estar revestido con un material de revestimiento para proporcionar un material impermeable a los líquidos, el revestimiento puede ser un revestimiento de silicona o de poliuretano. El material puede tener, por ejemplo, un peso, incluido el revestimiento, de 500 g/m2 a 1250 g/m2.
El tubo de sellado flexible 2 está sellado en su primer extremo 4 con una tercera junta 18 (mostrada en la Fig. 1b) de modo que no penetre agua del terreno en el tubo de sellado flexible 2. La tercera junta 18 es, por tanto, una junta impermeable al agua. Las juntas se proporcionan preferiblemente soldando un cordón de soldadura continuo. El tubo de sellado flexible 2 está provisto de un orificio 20 en la parte final para la fijación de una carga 21 para facilitar el descenso del tubo de sellado flexible 2 en la perforación en el terreno 3. Los canales 6 y 7 están, en el segundo extremo 5, conectados a una cabeza superior estando el dispositivo de conexión entre los canales 6, 7 y la tubería 22, 23.
La longitud del tubo de sellado flexible 2 está adaptada para extenderse sustancialmente hasta la boca de la perforación a nivel del suelo. Una razón por la que puede ser adecuado que el tubo de sellado flexible 2 se extienda ligeramente por debajo del nivel de la boca de la perforación es que evita la manipulación indeseable o el daño del tubo de sellado flexible 2. En tales casos, un nivel adecuado del segundo extremo de tubo 5 puede estar adyacente a la transición entre el nivel de congelación y el nivel libre de congelación, que en Suecia corresponde a aproximadamente 1 -2 metros por debajo del nivel del suelo. La parte de la perforación situada por encima del segundo extremo de tubo 5, pero debajo de la boca de la perforación, está sellada y, por ejemplo, puede estar cubierta con tierra. Cabe señalar que normalmente todas las disposiciones y accesorios para un sistema de intercambio de calor están ocultos bajo tierra 3 para evitar la manipulación o los impactos de la climatología.
El tubo de sellado flexible 2 puede tener típicamente una longitud de 100 - 200 metros, para extenderse sustancialmente hasta el fondo de la perforación. La longitud del tubo de sellado flexible 2 se puede ajustar para adaptarse a la perforación prevista, por lo que el tubo de sellado flexible 2 puede ser tanto más corto como más largo dependiendo de los requisitos del pozo de energía específico. El diámetro del tubo de sellado flexible puede ser de 10 a 25 cm, que debe corresponder al diámetro del perforación en el que se debe instalar el sellado flexible.
La Fig. 1b es una vista en sección transversal del tubo de sellado flexible 2 mostrado en la Fig. 1a. La conexión de fluido entre el primer y el segundo canales 6, 7 es proporcionada por las aberturas en la primera y segunda paredes de canal 16, 17 que están plegadas una contra la otra de manera que las aberturas ubicadas en cada una de las primeras y segundas paredes de canal 16, 17 forman la abertura de conexión de fluido 14. La primera y segunda paredes de canal 16, 17 están unidas con una segunda junta 15 sobre un área unida y la abertura 14 está perforada dentro del área unida en cada una de la primera y segunda paredes de canal 16, 17 de manera que la abertura 14 está completamente rodeada por la segunda junta 15. Esto también se ilustra en la Fig. 2, que es una vista en perspectiva del tubo de sellado flexible 2 en la primera parte de la parte de extremo. La junta 15 es una junta impermeable al agua que forma un sello impermeable al agua alrededor de la abertura 14.
La Fig. 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de las líneas MI-MI en la Fig. 2 e ilustra el tubo de sellado flexible 2 con una primera junta 13 que se extiende longitudinalmente y el primer y segundo canales 6, 7 dispuestos en lados opuestos de la primera junta 13 que se extiende longitudinalmente. Como se puede observar en la Fig. 3, el tubo de sellado flexible 2 está doblado sobre la primera junta 13 que se extiende longitudinalmente con la primera y la segunda paredes de canal 16, 17 en contacto entre sí. La primera junta 13 que se extiende longitudinalmente se puede formar sellando mediante, por ejemplo, pegado o soldadura, por ejemplo con soldadura de alta frecuencia para formar una junta continua.
Las juntas dispuestas en el tubo de sellado flexible 2 se realizan preferiblemente por medio del mismo método de sellado, preferiblemente por el mismo método de soldadura. La anchura de cada una de las juntas está preferiblemente dentro del rango de 10 a 75 mm. La anchura de las juntas 13 y/o 15 puede ser aproximadamente de 15 a 35 mm, sin embargo la anchura puede ser aproximadamente de 45 a 75 mm para fortalecer las partes críticas.
Según la descripción anterior, el tubo de sellado flexible 2 está adaptado para ser instalado y extendidos a lo largo de una perforación en un terreno 3 para su uso en un sistema de intercambio de energía 1 con el terreno 3. El tubo de sellado flexible 2 comprende un primer extremo de tubo 4 para ser instalado en una parte interior de la perforación. El tubo de sellado flexible 2 está cerrado en el primer extremo de tubo 4, y comprende además un primer canal 6 y un segundo canal 7 que se extienden en una dirección longitudinal L del tubo de sellado flexible 2. El primer y segundo canales 6, 7 están en conexión de fluido entre sí, y están formados por el tubo de sellado flexible 2.
La Fig. 4 es una vista seccionada de la primera parte de extremo 6a del tubo de sellado flexible 2, que muestra el primer canal 6 y la abertura 14 situados entre las paredes 16, 17 del primer y segundo canales y la junta 15 que rodea la abertura 14. La anchura de la junta 15 es de entre 15 y 55 mm.
Un tubo de sellado flexible 2 como se muestra en la Fig. 1-4 se puede producir mediante el método ilustrado en las Figs. 5a-k. El método implica doblar un material de sellado flexible 2' mostrado en la Fig. 5a en un material de sellado flexible en forma de tubo 2' que tiene un primer extremo 4' y un segundo extremo 5' como se muestra en la Fig. 5b. El material de sellado flexible tiene un primer lado 26 y un segundo lado 27, primer y segundo bordes laterales opuestos longitudinalmente 24, 25 y bordes laterales opuestos transversales 29, 30. Los bordes laterales longitudinales opuestos 24, 25 del material de sellado flexible 2' son doblados sobre el primer lado 26 del material de sellado flexible 2' de manera que se superpongan entre sí y que se forme un material de sellado flexible con forma de tubo 2' que tenga una dirección longitudinal L. Los bordes laterales longitudinales 24, 25 también se pueden extender uno al lado del otro en una relación de apoyo cuando el material de sellado flexible 2' ha sido doblado. Entonces se forma una primera junta 13 que se extiende longitudinalmente, como se ilustra en la Fig. 5b, entre el primer y el segundo bordes laterales transversales 29, 30, sellando los bordes laterales longitudinales 24, 25 del material de sellado flexible con forma de tubo 2' al primer lado 26 del material de sellado flexible 2' de manera que se proporciona un tubo de sellado flexible 2 que comprende un primer y un segundo canales 6, 7 que se extienden longitudinalmente separados por la primera junta 13 que se extiende longitudinalmente. El primer y segundo canales 6, 7 que se extienden longitudinalmente comprenden cada uno una primera parte de extremo 6a, 7a y una segunda parte de extremo 6b, 7b. Alternativamente, el tubo de sellado flexible 2 se puede proporcionar en forma de tubo pre-sellado o confeccionado antes del paso, ilustrado en la Fig. 5b, de proporcionar una primera junta 13 que se extiende longitudinalmente que se extiende desde el primer borde lateral transversal 29 hasta el segundo borde lateral transversal 30.
También es concebible que sea formada más de una junta que se extienda longitudinalmente de modo que se formen más de dos canales que se extiendan longitudinalmente en el tubo de sellado flexible 2.
También es concebible que los bordes laterales longitudinales opuestos 24, 25 del material de sellado flexible 2' sean plieguen sobre el primer lado 26 del material de sellado flexible 2' de manera que no se superpongan entre sí y no terminen en tope entre sí, pero que se coloquen en relación opuesta a una distancia entre sí de modo que se forme así un material de sellado flexible en forma de tubo 2' que tenga una dirección longitudinal L. El paso ilustrado en la Fig. 5b puede tener lugar en un solo paso o en subpasos, en paralelo o en orden consecutivo. Cada borde lateral longitudinal opuesto 24, 25 puede estar sellado por un sello común, o cada uno por su propio sello. En este último caso, la primera junta 13 que se extiende longitudinalmente está formada por dos juntas combinadas.
La Fig. 5c ilustra el plegado del tubo de sellado flexible 2 sobre la primera junta 13 que se extiende longitudinalmente, de modo que el tubo de sellado flexible 2 está en una configuración de doble plegado. El primer canal 6 tiene una primera pared de canal 16 y el segundo canal 7 tiene una segunda pared de canal 17 como se muestra en la Fig. 5c. El tubo de sellado flexible 2 puede, por supuesto, doblarse de manera diferente, de modo que, por ejemplo, la primera junta 13 que se extiende longitudinalmente esté ubicada en el centro del tubo de sellado flexible 2.
La Fig. 5d ilustra la introducción de medios de soldadura 19, tales como electrodos, en el primer y segundo canales 6, 7 en un primer extremo de tubo 4 y la Fig. 5e ilustra la acción de presionar juntos los medios de soldadura 19 contra las paredes de los canales primero y segundo 16, 17 y soldar juntas las paredes del primer y segundo canales 16, 17 con una segunda junta 15 para formar un área soldada unida como se ilustra en la Fig. 5f. A continuación, se perfora una abertura 14 en la primera y la segunda paredes de canal 16, 17 y dentro del área soldada unida de manera que el primer y el segundo canales 6, 7 estén conectados de manera fluida. Como se ilustra en la Fig. 5g, la abertura 14 está completamente rodeada por la segunda junta 15. La abertura 14 puede estar opcionalmente diseñada de manera diferente y puede estar ubicada más cerca o más lejos del primer extremo de tubo 4. La abertura 14 puede tener una anchura correspondiente de 35 a 99 % del diámetro del tubo de sellado flexible. La abertura estará diseñada para proporcionar una mínima resistencia al paso del líquido, pero aún lo más cerca posible del primer extremo 4.
La Fig. 5h ilustra la acción de cerrar el tubo de sellado flexible 2 en el primer extremo de tubo 4 y sellar el primer extremo 4 con una tercera junta 18, formando así el tubo de sellado flexible 2 con un primer extremo cerrado 4. La tercera junta 18 puede ser una junta continua formada mediante adhesivo o soldadura, tal como soldadura de alta frecuencia. La tercera junta 18 puede tener un diseño diferente al ilustrado en la Fig. 5h, como por ejemplo una junta en forma de V o el primer extremo de tubo 4 puede ser doblado antes de unir el primer extremo de tubo 4. El segundo extremo de tubo (no mostrado) puede, de manera similar al primer extremo de tubo 4, estar provisto de una cuarta junta de soldadura sellando el segundo extremo de tubo.
La soldadura se puede realizar mediante otros métodos de soldadura distintos de la soldadura por alta frecuencia, tales como por ejemplo el termosellado, la soldadura ultrasónica o la soldadura con placa caliente. La soldadura también se puede reemplazar por otros métodos para proporcionar una junta, tales como pegar usando un pegamento, pegar con cinta adhesiva o métodos similares. También es posible combinar dos o más métodos.
La Fig. 5i ilustra el paso opcional de proporcionar al primer extremo de tubo 4 una forma ahusada, la forma ahusada puede ser, por ejemplo, una forma triangular o un triángulo truncado.
La Fig. 5j ilustra el paso opcional de proporcionar al primer extremo de tubo 4 un orificio 20, facilitando la unión de una carga (no mostrada) cuando se introduce el tubo de sellado flexible en una perforación en el terreno.
La Fig. 5k ilustra el paso opcional de proporcionar a las paredes del primer y segundo canales 6, 7 medios de válvula 11, 12 y posteriormente sellar el segundo extremo de tubo 5 mediante soldadura con una cuarta junta 31.
Después de fabricar el tubo de sellado flexible 2, el aire presente dentro del tubo de sellado flexible 2 puede ser empujado hacia fuera a través de los medios de válvula 11, 12 de manera que el tubo de sellado flexible 2 se pueda enrollar en un rollo. El hecho de que el tubo de sellado flexible 2 comprenda principalmente piezas flexibles permite, por lo tanto, un transporte y almacenamiento fácil y conveniente del tubo de sellado flexible 2. El tubo de sellado flexible 2 puede, durante la instalación en la perforación, ser conectado a tuberías, tal como tuberías de acero o de plástico, como se ilustra en la Fig. 1a y b, para permitir la circulación de líquido y la extracción de energía del terreno.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Un tubo de sellado flexible (2) adaptado para ser instalado en y extendido a lo largo de una perforación en un terreno (3) para su uso en un sistema de intercambio de energía (1) con el terreno (3), comprendiendo dicho tubo de sellado flexible (2) un primer extremo de tubo (4) para ser instalado en una parte interior de dicha perforación, estando dicho tubo de sellado flexible (2) cerrado en dicho primer extremo de tubo (4), comprendiendo además dicho tubo de sellado flexible (2) un primer canal (6) y un segundo canal (7) que se extienden en una dirección longitudinal (L) de dicho tubo de sellado flexible (2), estando dichos primer y segundo canales (6, 7) en conexión fluida entre sí, caracterizado por que dichos primer y segundo canales (6, 7) son formados por dicho tubo de sellado flexible (2) doblando un material de sellado flexible para formar un tubo y por que dicho tubo de sellado flexible (2) comprende una primera junta (13) que se extiende longitudinalmente, estando previstos dichos primer y segundo canales (6, 7) en lados opuestos de dicha primera junta (13) que se extiende longitudinalmente.
2. El tubo de sellado flexible (2) según la reivindicación 1, en donde dichos primer y segundo canales (6, 7) comprenden cada uno una primera parte de extremo (6a, 7a), estando dichas primeras partes de extremo (6a, 7a) situadas adyacentes a dicho primer extremo de tubo (4), y en donde dichos primer y segundo canales (6, 7) están en conexión fluida entre sí en dichas primeras partes de extremo (6a, 7a).
3. El tubo de sellado flexible (2) según las reivindicaciones 1 o 2, en donde dicho tubo de sellado flexible (2) comprende un segundo extremo de tubo (5).
4. El tubo de sellado flexible (2) según la reivindicación 3, en donde dichos primer y segundo canales (6, 7) comprenden cada uno una segunda parte de extremo (6b, 7b), estando situadas dichas segundas partes de extremo (6b, 7b) adyacentes a dicho segundo extremo de tubo (5) y dichas segundas partes de extremo (6b, 7b) de dichos primer y segundo canales (6, 7) están adaptadas para ser conectadas operativamente a un dispositivo de intercambio de calor (8).
5. El tubo de sellado flexible (2) según la reivindicación 4, en donde dicho segundo extremo de tubo (5) está cerrado y dichos primer y segundo canales (6, 7) están conectados operativamente a dicho dispositivo de intercambio de calor (8) a través de una respectiva primera y segunda abertura de entrada/salida (9, 10) dispuesta en dicho tubo de sellado flexible (2).
6. El tubo de sellado flexible (2) según la reivindicación 5, en donde al menos una de dichas aberturas de entrada/salida (9, 10) está provista de medios de válvula (11, 12).
7. El tubo de sellado flexible (2) según la reivindicación 1, en donde dicha primera junta (13) que se extiende longitudinalmente está formada por soldadura, pegado o similar.
8. El tubo de sellado flexible (2) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha comunicación fluida entre dichos primer y segundo canales (6, 7) está formada por una abertura (14) entre dicho primer y segundo canales (6, 7).
9. El tubo de sellado flexible (2) según la reivindicación 8, en donde dicha abertura (14) entre dicho primer y segundo canales (6, 7) está situada en un área en la que dichos primer y segundo canales (6, 7) están unidos por una segunda junta (15) y dicha abertura (14) está completamente rodeada por dicha segunda junta (15).
10. El tubo de sellado flexible (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho tubo de sellado flexible (2) comprende un material termoplástico, tal como por ejemplo poliamida o poliéster.
11. El tubo de sellado flexible (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho tubo de sellado flexible (2) comprende un material textil.
12. Un método para fabricar un tubo de sellado flexible (2) según la reivindicación 1, adaptado para ser instalado en y extendido a lo largo de una perforación en el terreno (3) para su uso en un sistema de intercambio de energía (1) con el terreno (3) , que comprende el paso de:
a) proporcionar un material de sellado flexible con forma de tubo (2'), teniendo dicho material flexible con forma de tubo (2') un primer extremo (4) y un segundo extremo (5);
b) formar una primera junta que se extiende longitudinalmente (13) formando así un tubo de sellado flexible (2) que comprende un primer y un segundo canales (6, 7) que se extienden longitudinalmente, separados por dicha primera junta (13) que se extiende longitudinalmente, comprendiendo dichos primer y segundo canales que se extienden longitudinalmente (6, 7) cada uno una primera parte de extremo (6a, 7a) y una segunda parte de extremo (6b, 7b), teniendo dicho primer canal (6) una primera pared de canal (16) y teniendo dicho segundo canal (7) una segunda pared de canal (17), y;
c) conectar de manera fluida dichos primer y segundo canales (6, 7) proporcionando una abertura (14) entre dichos canales (6, 7),
en donde en el paso a) dicho material de sellado flexible con forma de tubo (2') se obtiene doblando un material de sellado flexible para formar un tubo.
13. El método según la reivindicación 12, en donde el paso c) comprende los pasos de;
c1) unir dichas primera y segunda paredes de canal (16, 17) con una segunda junta (15) sobre un área unida, y; c2) formar una abertura (14) dentro de dicha zona de junta, de manera que dicha abertura (14) esté completamente rodeada por dicha segunda junta (15).
14. El método según la reivindicación 13, en donde dicha área unida formada por dicha segunda junta (15) entre dicha primera y segunda paredes de canal (16, 17) se forma mediante soldadura.
15. El método según la reivindicación 14, en el que en el paso c1), dicha área soldada unida se forma insertando medios de soldadura (19), tales como electrodos, en dicho primer y segundo canales (6, 7) y soldando juntas dicha primera y segunda paredes de canal (16, 17) para formar dicha zona soldada unida.
16. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 12 - 15, en donde dicho método comprende además un paso d) de unir dicho primer extremo de tubo (4) con una tercera junta (18).
17. El método según la reivindicación 16, en donde el paso d) comprende formar dicho primer extremo de tubo (4) para proporcionar a dicho primer extremo de tubo (4) una forma ahusada.
18. Uso de un tubo de sellado flexible (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 11 en un sistema de intercambio de energía (1) con un terreno (3), en donde dicho tubo de sellado flexible (2) está instalado en y se extiende a lo largo de una perforación en el terreno (3).
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