NL1042456B1

NL1042456B1 - Device for extracting heat and cold from the soil.

Info

Publication number: NL1042456B1
Application number: NL1042456A
Authority: NL
Inventors: Johannes Eduard Maria Van Herpt Ir
Original assignee: Archisol Solar Support
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-01-16

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op het benutten van de warmte- en koude opslagcapaciteit van de bodem met behulp van een eenvoudig in het grondwater aan te brengen holle, flexibele en dunwandige buis voorzien van vloeistof-voerende kanaaltjes. De uitvinding is bedoeld voor het 5 verwarmen en koelen van eengezinswoningen en bedrijfsgebouwen. Het systeem omvat de bronelementen, een warmtepomp en eventueel externe warmtebronnen. Het systeem is gebaseerd op het verschijnsel van latente warmte als gevolg van faseverandering van het water. Door het grote contactoppervlak wordt een efficiënte warmtewisseling verkregen met het grondwater. Hierdoor kan ijsvörming ontstaan, die door de grondwaterstroming, het regenwater en 10 externe warmtebronnen weer ontdooit. Dit proces vindt simultaan plaats en wordt door een minicomputer geregeld.The invention relates to the utilization of the heat and cold storage capacity of the soil with the aid of a hollow, flexible and thin-walled tube provided with liquid-carrying channels for easy installation in the groundwater. The invention is intended for heating and cooling single-family homes and commercial buildings. The system includes the source elements, a heat pump and any external heat sources. The system is based on the phenomenon of latent heat due to phase change of the water. Due to the large contact surface an efficient heat exchange with groundwater is achieved. This can cause ice formation, which defrosts again due to the groundwater flow, rainwater and 10 external heat sources. This process takes place simultaneously and is controlled by a mini computer.

Description

Inrichting voor het onttrekken van warmte en koude aan de bodem.Device for extracting heat and cold from the soil.

De uitvinding heeft betrekking op het onttrekken van warmte en koude aan een ondiepe, gesloten bodembron, die verticaal aangebracht wordt in de bodem onder het gemiddelde niveau van het grondwater. De bodembron is opgebouwd uit één of meerdere modules die verticaal in die bodem worden geplaatst. Een module is een flexibele kunststofbuis met een diameter van 500 mm en een lengte van 3500 mm. De wand van de buis bestaat uit kanaaltjes en is vloeistof-voerend.The invention relates to the extraction of heat and cold from a shallow, closed bottom source, which is arranged vertically in the soil below the average level of the groundwater. The bottom source is made up of one or more modules that are placed vertically in that bottom. A module is a flexible plastic pipe with a diameter of 500 mm and a length of 3500 mm. The wall of the tube consists of channels and is fluid-carrying.

De bodembron wordt aangesloten op een warmtepomp, die zowel warmte aanvóert als onttrekt. De bodembron kan bij het onttrekken van warmte licht bevriezen. Het systeem is gericht op het benutten van latente warmte die vrijkomt bij ijsvorming. De ijsvorming wordt opgeheven door warmte aan te voeren op een natuurlijke wijze door stromend grondwater en regenwater of met behulp van externe warmtebronnen.The bottom source is connected to a heat pump, which both supplies and extracts heat. The bottom source can freeze light when extracting heat. The system is aimed at utilizing latent heat that is released during ice formation. The formation of ice is eliminated by supplying heat in a natural way through flowing groundwater and rainwater or with the aid of external heat sources.

Het systeem functioneert optimaal indien de bodemtemperatuur in balans is. Er wordt evenveel warmte toegevoegd als onttrokken aan de bodem.The system functions optimally if the soil temperature is in balance. As much heat is added as it is extracted from the soil.

De flexibiliteit van de kunststof buis maakt het mogelijk dat de buis zich aanpast aan zettingen in de grond als gevolg van ijsvorming en bewegingen in de bodem.The flexibility of the plastic pipe makes it possible for the pipe to adapt to settlements in the soil as a result of ice formation and movements in the soil.

De uitvinding richt zich óp het realiseren van eenvoudige, gesloten bodembronnen voor de warmte-en koudevraag ten behoeve van ruimteverwarming en -koeling en eventueel warm tapwater van vrijstaande en geschakelde ééngezinswoningen en bedrijfsgebouwen met een laag-temperatuur verwarmingssysteem.The invention focuses on the realization of simple, closed ground sources for the heat and cold demand for space heating and cooling and possibly hot tap water from detached and connected single-family homes and commercial buildings with a low-temperature heating system.

Door een ondiepe, gesloten bron toe te passen wordt er geen schade toegebracht aan de bodem en vinden er geen doorboringen plaats van de waterscheidende kleilagen die het grondwater scheiden van het drinkwater. De toegepaste materialen zijn niet toxisch.By applying a shallow, closed source, no damage is caused to the soil and no penetrations are made of the water-separating clay layers that separate the groundwater from the drinking water. The materials used are non-toxic.

Er zijn verschillende soorten ondiepe bodembronnen in de handel. Deze bronnen kenmerken zich doordat zij aangebracht worden met behulp van een graafmachine en dicht onder het maaiveld worden aangebracht De onderhavige uitvinding kan echter alleen met een grondboormachine aangebracht worden. Het contactoppervlak met de bodem is aanzienlijk groter dan bij de reeds bestaande systemen.There are different types of shallow soil sources on the market. These sources are characterized in that they are applied with the aid of an excavator and are installed close to ground level. However, the present invention can only be applied with a soil drilling machine. The contact surface with the bottom is considerably larger than with the existing systems.

De bodembron is modulair opgebouwd uit één of meerdere modules van 3500 mm. De benodigde warmtecapaciteit wordt verkregen door modules te koppelen tot een totale samengestelde lengte van 7000 mm en 10500 mm. Bij een hogere warmtevraag worden meerdere bronnen geplaatst. De onderlinge afstand bedraagt 5000 mm.The bottom source has a modular structure of one or more 3500 mm modules. The required heat capacity is obtained by connecting modules to a total composite length of 7000 mm and 10500 mm. Multiple sources are placed with a higher heat demand. The mutual distance is 5000 mm.

De bodembron wordt aangebracht met behulp van een grondboor met een diameter van 600 mm. Deze installatie wordt ook benut voor het inbrengen van de modules in het boorgat. De maximale diepte is afhankelijk van de gemiddelde grondwaterstand. Bij dit proces wordt er geen grondwater onttrokken uit de bodem.The soil source is applied with the aid of a soil drill with a diameter of 600 mm. This installation is also used for the insertion of the modules in the borehole. The maximum depth depends on the average groundwater level. In this process, no groundwater is extracted from the soil.

Tekeningen (zie pagina 5)Drawings (see page 5)

Fig 1 toont de doorsnede over de module, die is opgebouwd uit een buis met een diameter van 500 mm en aan- en afvoerbuizen. De mantel 1 is van propyleen met een uitwendige dikte van 5,2 mm en de retourbuis 2 met een diameter van 26 mm van tyleen.Fig. 1 shows the section through the module, which is made up of a tube with a diameter of 500 mm and supply and discharge tubes. The sheath 1 is made of propylene with an external thickness of 5.2 mm and the return tube 2 with a diameter of 26 mm is made of tylene.

Fig 2 toont de opbouw van de mantel van polypropyleen 3 en ovaalvormige kanalen 4.Figure 2 shows the structure of the shell of polypropylene 3 and oval-shaped channels 4.

Fig 3 toont de doorsnede over een module met de retourbuis 5 en de gelaste naad van de spiraalsgewijze opbouw 6 van de mantel. De aansluiting van de retourbuis 7 en de aanvoerbuis 8 bevinden zich aan de bovenzijde.Fig. 3 shows the section through a module with the return pipe 5 and the welded seam of the helical structure 6 of the jacket. The connection of the return pipe 7 and the supply pipe 8 are located at the top.

Fig 4 toont de module in aanzicht 9. De totale lengte bedraagt 3500 mm.Fig. 4 shows the module in view 9. The total length is 3500 mm.

Fig 5 toont de koppeling van twee modules: 10 en 11 met een totale lengte van 7000 mm.Fig. 5 shows the coupling of two modules: 10 and 11 with a total length of 7000 mm.

Fig 6 toont de koppeling van drie modules 12-13-14 met een totale lengte van 10500 mm.Fig. 6 shows the coupling of three modules 12-13-14 with a total length of 10500 mm.

De lijnen 15 en 16 geven respectievelijk het maaiveld en de gemiddelde grondwaterstand aan.Lines 15 and 16 indicate ground level and the average groundwater level, respectively.

Claims

Device for extracting and adding heat using a shallow flexible and closed bottom source, wherein optimum use is made of latent heat as a result of ice formation in the groundwater.

2. The device is also used for extracting cold for the purpose of cooling the interior spaces of homes and commercial buildings.

3. Linking several modules makes it possible to provide one borehole with a larger capacity with the aim of meeting the heat or cold demand of a specific home or business building.

4. The device is used for obtaining heat or cold with the aid of a heat pump.