FR2472657A1 - Geothermal heat recovery appts. - uses heat exchange tubes sunk in ground by ram driving string of tubes - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif servant à enfoncer dans le sol des échangeurs de chaleur de forme tubulaire, dans des trous réalisés par forage. The present invention relates to a device for driving tubular heat exchangers into the ground, in holes made by drilling.
Il est connu, pour utiliser la chaleur de la terre c'est-à-dire en géothermie, diintroduire horizontalement dans le sol, sur une profondeur de 1 à 2 mètres, des canalisations tubulaires servant d'échangeurs de chaleur. It is known, to use the heat of the earth, that is to say in geothermal energy, to introduce horizontally into the ground, to a depth of 1 to 2 meters, tubular pipes serving as heat exchangers.
Etant donné qu'il faut cependant introduire dans le sol des longueurs considérables de canalisations tubulaires, il faudrait disposer d'une surface relativement grande pour permettre une mise en place. D'autre part, un inconvénient réside dans le fait que lorsqu'il y a déjà en place des jardins ou des cultures maraichères, ces dernières sont détruites par l'introduction des canalisations tubulaires dans le solo
C'est pourquoi, on a de plus en plus tendance à enfoncer verticalement ou approximativement verticalement les échangeurs de chaleur dans le sol. Pour cela, on utilise des échangeurs de chaleur en forme de barre d1une longueurde 30 à 35 mètres qui fonctionnent généralement en circuit fermé.Un fluide caloporteur circule par un tube intérieur dans l'échangeur de chaleur et ressort par le section annulaire libre entre les deux tubes, en ayant prélevé la chaleur à la terre.Since considerable lengths of tubular pipes must however be introduced into the ground, a relatively large surface area should be available to allow placement. On the other hand, a drawback lies in the fact that when there are already gardens or market gardening, these are destroyed by the introduction of tubular pipes in the solo
This is why there is an increasing tendency to drive the heat exchangers vertically or approximately vertically into the ground. For this, bar-shaped heat exchangers with a length of 30 to 35 meters are used, which generally operate in a closed circuit. A heat transfer fluid circulates through an inner tube in the heat exchanger and exits through the free annular section between the two. tubes, having taken the heat from the earth.
Pour introduire ces échangeurs de chaleur en forme de barre dans le sol, on connait le procédé de forage avec injection d'eau Dans ce cas, on retirait le tube intérieur de l'échangeur de chaleur et l'on équipait la pointe,d'une tête d'injection ouverte comportant des aubes. Par la rotation permanente de ce système, de l'eau est introduite à pression par le haut à l'intérieur du tube. La matière chassée par l'injection d'eau dans le trou de forage s'échappe alors obligatoirement avec l'eau entre le sol et la paroi extérieure du tube, vers le haut pour se répandre ensuite sur la surface du sol. To introduce these bar-shaped heat exchangers into the ground, the drilling process with water injection is known. In this case, the inner tube of the heat exchanger is removed and the tip is fitted with an open injection head comprising vanes. By the permanent rotation of this system, water is pressurized from above inside the tube. The material expelled by the injection of water into the borehole then necessarily escapes with the water between the ground and the external wall of the tube, upwards, then spreads over the surface of the ground.
Un inconvénient de ce procédé réside dans le fait que par 11 évacuation vers le haut de la matière, entre la terre et la paroiXextdrieure du tube, un espace est forcément balayé par l'eau injectée qui entraîne un mauvais contact entre la terre et ladite paroi extérieure du tube. Même si l'on déverse ensuite de la matière dans cet intervalle, il n'est pas toujours possible d'éviter la formation de cavernes qui entrainent bien entendu une mauvaise transmission de la chaleur. Un autre inconvénient réside dans le fait que lorsqu'il existe déjà des cultures maraîchères sur place, ces dernières sont détruites par le rejet d'eau et par la matière résultant du forage qui se répand sur le sol. A disadvantage of this process lies in the fact that by the upward evacuation of the material, between the earth and the outer wall of the tube, a space is necessarily swept by the injected water which causes poor contact between the earth and said wall. outside of the tube. Even if we then pour material in this interval, it is not always possible to avoid the formation of caverns which naturally lead to poor heat transmission. Another disadvantage lies in the fact that when vegetable crops already exist on the spot, these are destroyed by the discharge of water and by the material resulting from drilling which spreads on the ground.
Le problème le plus important dans un tel procédé réside toutefois dans le fait que lorsque le tube a été introduit dans le sol, son extrémité inférieure doit être parfaitem ent étanche. The most important problem in such a method however lies in the fact that when the tube has been introduced into the ground, its lower end must be perfectly sealed.
Ceci constitue une opération très coûteuse et très longue il n'est d'autre part pas possible de contrôleur immédiatement l'existence d'une parfaite étanchéité
Etant donné que lors de son introduction dans le sol, le tube doit être entraîné en rotation, il doit présenter pour ne pas subir de déformation en torsion, une épaisseur de paroi suffisamment épaisse, ce qui entraîne à nouveau une certaine inertie supplémentaire dans la transmission de chi eur entre la terre et le fluide caloporteur s'écoulant dans le tube.This constitutes a very costly and very long operation. On the other hand, it is not possible to immediately check the existence of a perfect seal.
Since when it is introduced into the ground, the tube must be driven in rotation, it must have a sufficiently thick wall thickness so as not to undergo torsional deformation, which again causes some additional inertia in the transmission between the earth and the heat transfer fluid flowing in the tube.
Le but de la présente invention est donc de oréer m dispositif qui permet de supprimer les inconvénients et difficultés précités. Conformément à l'invention, ce but est obtenu par le fait que les trous peuvent être réalisés par un procédé de sondage à pieux battus eut par le fait que les échangeurs de chaleur en forme de barre sont simultanément réalisés sous forme de sonde de carottage battues. Dans le dispositif conforme à l'invention, ai n'utilise ni eau ni dispositif mobile de rinçage si bien que, suivant une caractéristique importante , l'échangeur de chaleur ainsi utilisé peut être7dès le débutlrermé à sa partie inférieure et que le problème de son étanchéité ne se pose plus ultérieurement. The object of the present invention is therefore to provide a device which allows the abovementioned drawbacks and difficulties to be eliminated. In accordance with the invention, this object is obtained by the fact that the holes can be produced by a beating pile probing process, by the fact that the bar-shaped heat exchangers are simultaneously produced in the form of a beating core probe . In the device according to the invention, ai uses neither water nor mobile rinsing device so that, according to an important characteristic, the heat exchanger thus used can be closed from the start at its bottom and the problem of its sealing no longer arises later.
Etant donné que les échangeurs de chaleur en forme de barre qui restent enfichés dans le sol, sont simultanément réalisés sous forme de sonde de carottages battues, il n'est pas nécessaire d'utiliser des appareils qui sont sinon nécessaires pour retirer ensuite lesdites sondes du sol. Since the bar-shaped heat exchangers which remain plugged into the ground are simultaneously produced in the form of a battered core probe, it is not necessary to use devices which are otherwise necessary for subsequently removing said probes from the ground.
Dans une réalisation avantageuse de l'invention, on propose que l'échangeur de chaleur en forme de barre soit formé d'éléments séparés, rapportés les uns aux autres et reliés les uns aux autres, que le premier élément porte un pointe de guidage et que l'on rapporte de manière amovible sur l'extrémité arrière desdits -éléments, pendant le processus d'enfoncement, à l'aide d'un adaptateur, un mouton ou une sonnette. In an advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the bar-shaped heat exchanger be formed of separate elements, attached to each other and connected to each other, that the first element carries a guide tip and that is removably attached to the rear end of said -elements, during the insertion process, using an adapter, a sheep or a bell.
Avantageusement, les moyens de jonction entre les éléments sont réalisés de telle manière qu'à cet emplacement, il n'y a aucune surépaisseur du diamètre extérieur des échangeurs de chaleur en forme de barre. Ceci est nécessaire pour obtenir un bon contact entre la terre et l'échangeur de chaleur. Sinon, lors du battage de l'échan- geur de chaleur dans le sol, en cas de présence d'une telle surépaisseur, le trou serait foré sur un diamètre plus grand et sur l'extension restante des échangeurs de chaleur, il resterait un intervalle qui entraînerait à son tour une altération de la transmission de chaleur. Advantageously, the joining means between the elements are produced in such a way that at this location, there is no allowance for the outside diameter of the bar-shaped heat exchangers. This is necessary to obtain good contact between the earth and the heat exchanger. Otherwise, during the threshing of the heat exchanger in the ground, in the presence of such an additional thickness, the hole would be drilled on a larger diameter and on the remaining extension of the heat exchangers, there would remain a interval which in turn would cause an alteration in heat transmission.
Une configuration avantageuse de l'invention réside dans le fait que pour relier les différents éléments les uns aux autres, leurs extrémités sont réaliseessous forme d'éléments filetés de forme conique et auto-étanches. An advantageous configuration of the invention lies in the fact that in order to connect the various elements to each other, their ends are produced in the form of threaded elements of conical shape and self-sealing.
Généralement, pour enfoncer des sondes de carottage battues, on utilise des appareils mécaniques. Pour pouvoir également utiliser ces appareils suivant la présente invention, on propose que le mouton ou la sonnette soit réalise de telle manière que l' puisse y relier le marteau d'une machine à battre de type déjà connu. Generally, to drive battered core probes, mechanical devices are used. To also be able to use these devices according to the present invention, it is proposed that the sheep or the bell be made in such a way that the can connect the hammer of a threshing machine of a type already known.
Les machines à battre ou appareils batteurs sont relativement lourds. Pour éviter de les soulever manuellement à chaque nouvelle mise en place d'éléments, on propose, suivant une autre configuration de l'invention, que l'appareil batteur présentant une construction mobile du type en mât soit monté mobile en translation verticale dans un guidage forcé et que pour soulever verticalement ledit appareil, on utilise un treuil. Threshing machines or beaters are relatively heavy. To avoid lifting them manually with each new installation of elements, it is proposed, according to another configuration of the invention, that the beating apparatus having a movable construction of the mast type be mounted movable in vertical translation in a guide forced and that to lift said device vertically, a winch is used.
Avantageusement, la constructionen mât précitée est montée sur un pieux de retenue pouvant être enfiché dans le sol. Advantageously, the above-mentioned mast construction is mounted on a retaining pile which can be inserted into the ground.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donné3 uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels:
- laligure 1 est une vue d'ensemble du dispositif.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given3 only by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which:
- Figure 1 is an overview of the device.
conforme à l'invention
-la figure 2 illustre les moyens d'assemblage de deux éléments, dans une vue agrandie du détailfl de la figure 1; t
- la figure 3 illustre dans une vue en coupe suivant la ligne II-E de la figure 1, la construction en mat précite.according to the invention
FIG. 2 illustrates the means of assembling two elements, in an enlarged view of the detail of FIG. 1; t
- Figure 3 illustrates in a sectional view along line II-E of Figure 1, the aforementioned mat construction.
Aux figures 1, 2 et 3won a désigné les mêmes pièces par les mêmes chiffres de référence. La figure 1 montre en 1 un échangeur de chaleur en forme de barre formé d'éléments 2 et 3 qui sont reliés l'un à l'autre par l'intermédaîre d'un moyen dtassemblage 4. En 5 on a montré la pointe de guidage de forage et en 6 un adaptateur à l'aide duquel on peut fixer à l'extrémité de l'élément à enfoncer, le mouton 7. L'appareil batteur 8, dont le marteau 9 vient s'appliquer sur le mouton 7 est retenu par un flèche Il montre déplaçable verticalement sur une construction en mât 10. En 12,on a indiqué un treuil dont le câble 13 est relié par l'intermédiaire de poulies 14 et 15 à l'appareil 8 batteur.Par l'intermédaire d'un pieux de retenue 16 qui est enfoncé dans le sol 17 la construction de mit 10 est maintenue en place,
A la figure 2, on a montré par un détail, les moyens d'assemblage 4. Les différents éléments de ltéchangeur de chaleur 1 en forme de barre comportent à leur première extrémité, un filets extérieur conique 8 et à leur autre extrémité, un filetage intérieur conique correspondant si bien que les différents éléments peuvent être assemblés l'un à l'autre par vissage. Cette configuration conique permet de supprimer la présence d'un joint pour les éléments à cet emplacement de jonction, une rigidité suffisante entre les éléments tubulaires à assembler étant cependant donnée dans ces zones comportant des encoches ou des filets.In Figures 1, 2 and 3won has designated the same parts by the same reference numerals. Figure 1 shows in 1 a bar-shaped heat exchanger formed of elements 2 and 3 which are connected to each other by means of an assembly means 4. In 5 we have shown the tip of drilling guide and at 6 an adapter with the aid of which the sheep 7 can be fixed at the end of the element to be driven in. The beater 8, the hammer 9 of which is applied to the sheep 7 is retained by an arrow It shows vertically displaceable on a mast construction 10. At 12, a winch is indicated, the cable 13 of which is connected by means of pulleys 14 and 15 to the device 8 beater. a retaining pile 16 which is driven into the ground 17 the construction of mit 10 is held in place,
In FIG. 2, the assembly means 4 have been shown in detail. The different elements of the bar-shaped heat exchanger 1 have at their first end a conical external thread 8 and at their other end a thread corresponding conical interior so that the different elements can be assembled to each other by screwing. This conical configuration makes it possible to eliminate the presence of a seal for the elements at this junction location, sufficient rigidity between the tubular elements to be assembled being however given in these zones comprising notches or threads.
A la figure 3, on a représenté dans une vue en coupe suivant]aigneIII-IEde lafigure 1, la construction de mat 10. Cette construction se compose de deux profilés de bati 20 et 21 en forme de K à l'intérieur desquels la flèche Il peut être déplacée à l'aide de ses galets 22 et 23. In Figure 3, there is shown in a following sectional view] aigneIII-IEde lafigure 1, the construction of mast 10. This construction consists of two K-shaped frame profiles 20 and 21 inside which the arrow It can be moved using its rollers 22 and 23.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiqien Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and shown which has been given only by way of example. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described, as well as their combinations if these are executed according to its spirit and implemented within the framework of protection as claimed.
Claims (5)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792952539 DE2952539A1 (en) | 1978-12-28 | 1979-12-28 | REPLACEMENT DEVICE FOR TWO DIFFERENT LIQUIDS |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR2472657A1 true FR2472657A1 (en) | 1981-07-03 |
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ID=6089759
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| FR8027628A Withdrawn FR2472657A1 (en) | 1979-12-28 | 1980-12-26 | Geothermal heat recovery appts. - uses heat exchange tubes sunk in ground by ram driving string of tubes |
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| LU (1) | LU83037A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CH671093A5 (en) * | 1987-09-07 | 1989-07-31 | Grundag Ag Gossau | Borehole test probe inserting appts. - uses drill rod string to apply pressure to spacer tube attached to bent probe |
Citations (5)
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- 1980-12-26 FR FR8027628A patent/FR2472657A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LU83037A1 (en) | 1981-03-27 |
| BE886823A (en) | 1981-04-16 |
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