NL2008895C2

NL2008895C2 - METHOD FOR MAKING AN UNDERGROUND SYSTEM FOR USING GEOTHERMAL ENERGY (NATURAL HEAT AND COLD).

Info

Publication number: NL2008895C2
Application number: NL2008895A
Authority: NL
Inventors: Philippus Maria Verbeek
Original assignee: Flow Capital B V
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2012-11-28

Description

Werkwijze voor het maken van een ondergronds systeem voor het benutten van geothermische energie (aardwarmte en -koude).Method for creating an underground system for utilizing geothermal energy (geothermal heat and cold).

Deze uitvinding heeft betrekking op het maken van een 5 ondergronds systeem voor het benutten van geothermische energie, waarbij gebruik wordt gemaakt van een buispaal.This invention relates to making an underground system for utilizing geothermal energy, wherein use is made of a tubular pile.

Geothermische energie als alternatieve energiebron staat in de belangstelling. Bijvoorbeeld het document NL1002731 openbaart een prefab betonnen heipaal met daarin ingestort een 10 doorgaande vloeistofleiding voor aansluiting op een vloeistof circuit dat zich in de bodem uitstrekt teneinde warmte of koude voor het gebouw aan de bodem te onttrekken. Document NL1030223 openbaart het maken van een fundering uit heipalen voor een gebouw dat moet worden voorzien van een 15 vloeistof circuit dat zich in de bodem uitstrekt teneinde warmte uit de bodem te onttrekken. Vloeistofleidingen worden om het ondereinde van de heipalen gelegd voordat deze in het bodem worden geheid, zodat het ondereinde de vloeistofleidingen mee de bodem in sleept. Als voorbeeld van het gebruik van een 20 buispaal bij het aanleggen van een ondergrondse warmtewisselaar openbaart document JP-A-2005188866 een dunwandige stalen schroefpaal met aan het ondereinde uitwendige schroefbladen waarmee de paal in de grond wordt geschroefd. Boven de schroefbladen is rond de buitenzijde van de paal een buis 25 spiraalvormig gewikkeld waarvan de uiteinden langs de buitenzijde van de paal omhoog tot boven de grond lopen voor aansluiting op een mediumcircuit, zodat het medium in het spiraaldeel van de buis warmte of koude kan uitwisselen met de omgevende grond. Aldus openbaart deze JP-A-2005188866 een 30 buispaal met warmtewisselaar extern van de buispaal.Geothermal energy as an alternative energy source is in the spotlight. For example the document NL1002731 discloses a prefab concrete pile with a continuous liquid pipe collapsed therein for connection to a liquid circuit that extends into the soil in order to extract heat or cold for the building from the soil. Document NL1030223 discloses making a foundation from piles for a building to be provided with a liquid circuit extending into the soil in order to extract heat from the soil. Liquid pipes are laid around the lower end of the piles before they are driven into the bottom, so that the lower end drags the liquid pipes into the bottom. As an example of the use of a tubular pile in the construction of an underground heat exchanger, document JP-A-2005188866 discloses a thin-walled steel screw pile with screw blades external to the bottom with which the pile is screwed into the ground. Above the propeller blades, a tube 25 is wound in a spiral shape around the outside of the pole, the ends of which extend upwards above the ground along the outside of the pole for connection to a medium circuit, so that the medium in the spiral part of the tube can exchange heat or cold. with the surrounding ground. Thus, this JP-A-2005188866 discloses a tubular pile with heat exchanger external to the tubular pile.

Buispalen worden al vele decennia gebruikt voor het maken van een paalfundering of andere constructie in de grond. Zie bijvoorbeeld NL2004549 die gericht is op een uit een aantal buislengten samengestelde buispaal, waarbij het samenstellen 35 in het werk plaatsvindt door telkens een buislengte in de grond te drijven en vervolgens een volgende buislengte bovenop en in lijn met de als laatste ingedreven buislengte te plaatsen.Pipe piles have been used for many decades to make a pile foundation or other construction in the ground. See, for example, NL2004549, which is directed at a tube pile composed of a number of tube lengths, the assembly taking place in the work by driving a tube length into the ground each time and then placing a subsequent tube length on top and in line with the last tube length driven.

Uitgaande van alles wat tot nu toe bekend is heeft de uitvinder zich als doel gesteld het ontwikkelen van een 2 verbeterde werkwijze voor het aanleggen van een systeem voor het benutten van geothermische energie.Starting from everything known to date, the inventor has set itself the goal of developing an improved method for constructing a system for utilizing geothermal energy.

Als resultaat is de uitvinder gekomen tot een werkwijze waarbij een buispaal in de bodem wordt gebracht en binnenin 5 de inwendige holte van de buispaal een mediumleiding wordt geplaatst (of als alternatief de mediumleiding aan de buitenzijde van de buispaal wordt toegepast), welke mediumleiding bestemd is om deel uit te maken van een mediumcircuit voor het benutten van geothermische 10 energie. Bijvoorbeeld wordt warmte of koude in de aardbodem opgeslagen of daaraan onttrokken. Het mediumcircuit kan zowel een gesloten als open circuit zijn in welk laatste geval dus medium (vloeistof of gas) vanuit de omringende grond in de leiding stroomt, en omgekeerd (aquifer-principe). De 15 mediumleiding die in de buispaal wordt geplaatst kan in de buispaal een warmtewisselaar verschaffen die thermische energie uitwisselt met de aardbodemomgeving waarin de buispaal is geplaatst. De mediumleiding kan ondergronds geheel binnen de buispaal blijven, bijvoorbeeld wanneer toegepast als 20 warmtewisselaar, of zou ondergronds de buispaal kunnen verlaten en eventueel ondergronds buiten de buispaal kunnen uitmonden, bijvoorbeeld wanneer toegepast in een aquifer.As a result, the inventor has arrived at a method in which a tubular pile is introduced into the soil and a medium line is placed inside the inner cavity of the tube pile (or alternatively the medium line is used on the outside of the tube pile), which medium line is intended to form part of a medium circuit for utilizing geothermal energy. For example, heat or cold is stored in the soil or extracted from it. The medium circuit can be both a closed and an open circuit, in which case the medium (liquid or gas) flows into the pipeline from the surrounding soil, and vice versa (aquifer principle). The medium conduit that is placed in the tubular pile can provide a heat exchanger in the tubular pile that exchanges thermal energy with the soil environment in which the tubular pile is placed. The medium line can remain underground entirely within the tubular pile, for instance when used as a heat exchanger, or could leave the tubular pile underground and possibly open up underground outside the tubular pile, for example when used in an aquifer.

De inwendige holle ruimte van de buispaal kan wel of niet worden gevuld met een wapening en/of vulmateriaal dat 25 bijvoorbeeld steenachtig en/of vormvrij en/of hardend kan zijn, zoals beton. De mediumleiding wordt bijv. ingebed in het vulmateriaal bijv. voor intensievere thermische overdracht.The internal hollow space of the tubular pile may or may not be filled with a reinforcement and / or filler material which may, for example, be stony and / or form-free and / or hardening, such as concrete. The medium line is, for example, embedded in the filler material, for example for more intensive thermal transfer.

De buispaal is bij voorkeur aan één of beide uiteinden open en dunwandig uitgevoerd, van metaal, zoals staal, of 30 kunststof, zoals een polymeer. De buispaal kan zijn uitgevoerd als schroefinjectiepaal.The tubular pile is preferably open and thin-walled at one or both ends, of metal, such as steel, or plastic, such as a polymer. The tubular pile can be designed as a screw injection pile.

Bij voorkeur is tenminste één van de volgende maatregelen getroffen: de voet bevat een oplopend flensdeel als een rondom lopend ringdeel met een externe diameter groter dan die van 35 de combinatie van buispaal en aan de buitenzijde om de buispaal heen lopende slang, zodat (in geval de mediumleiding aan de buitenzijde van de buispaal is toegepast) de voorafgaande aan 3 het in de grond drijven van de buispaal rond de buispaal aangebrachte slang tijdens het in de grond indrijven wordt beschermd door dit flensdeel; de zich aan de buitenzijde van de buispaal daarlangs uitstrekkende slang is opgenomen in een 5 zich aan de buispaal bevindend beschermprofiel, bijvoorbeeld een aan de buispaal gelaste hoeklijn, zodat de slang is beschermd tijdens het in de grond indrijven van de buispaal; de voetplaat is uitgerust met oogorganen waarmee de slang is gemonteerd aan de buispaal.At least one of the following measures is preferably taken: the foot comprises an ascending flange part as an all-round annular part with an external diameter larger than that of the combination of tubular pile and hose extending around the tubular pile on the outside, so that (in case the fluid line is applied on the outside of the tubular pile; the hose arranged prior to driving into the ground around the tubular pile is protected by this flange part during driving into the ground; the hose extending along the outside of the tubular pile is accommodated in a protective profile located on the tubular pile, for example a corner line welded to the tubular pile, so that the hose is protected during the driving of the tubular pile into the ground; the footplate is equipped with eye organs with which the hose is mounted on the tubular pole.

10 De buispaal kan uitsluitend bestemd zijn om de werkwijze van de uitvinding uit te voeren. Het biedt echter voordeel om de buispaal een tweede functie te geven, bijvoorbeeld voor funderingsdoeleinden, zoals op zich bekend. Voor funderingsdoeleinden wordt een buispaal, als één van de vele 15 paalsystemen voor funderingen, in de praktijk op grote schaal toegepast.The tubular pile can only be intended for carrying out the method of the invention. However, it is advantageous to give the tubular pile a second function, for example for foundation purposes, as is known per se. For foundation purposes, a tubular pile, as one of the many pile systems for foundations, is used on a large scale in practice.

De buispaal wordt bij voorkeur met een afgedichte onderzijde in de grond gedreven. Daarna kan de holte van de buis worden gevuld, bijvoorbeeld met beton en wapening.The tubular pile is preferably driven into the ground with a sealed underside. The cavity of the tube can then be filled, for example with concrete and reinforcement.

20 Alternatief kan de buispaal gevuld worden met grout of ander vulmiddel of ongevuld worden toegepast. Er zijn toepassingen waarbij de buispaal voornamelijk bedoeld is als een grondverdringend lichaam evenals verloren bekisting, bijvoorbeeld indien gevuld toegepast, in het bijzonder bij 25 vullen met beton en wapening. De naderhand in de buispaal gemaakte kern vormt dan de eigenlijke fundatiepaal. In andere toepassingen maakt de buispaal wel degelijk deel uit van de dragende fundering.Alternatively, the tubular pile can be filled with grout or other filler or used unfilled. There are applications in which the tubular pile is primarily intended as a soil displacing body as well as lost formwork, for example when applied filled, in particular when filled with concrete and reinforcement. The core made afterwards in the tubular pile then forms the actual foundation pile. In other applications, the tubular pile is indeed part of the load-bearing foundation.

Het in de grond indrijven van de buispaal kan op elke 30 denkbare wijze, zoals heien, drukken of trillen of schroeven.Driving the tubular pile into the ground can be done in any conceivable way, such as pile driving, pressing or vibrating or screwing.

Een alternatieve, op zich bekende, toepassing voor de buispaal is het ermee maken van een ondergronds kanaal. In de regel zal de buispaal dan niet voornamelijk verticaal, zoals bij het maken van een paalfundering, maar eerder in hoofdzaak 35 horizontaal in de grond worden gedreven. Duidelijk moet zijn dat binnen het kader van deze uitvinding, de buispaal elke denkbare tweede of verdere functie kan vervullen.An alternative, per se known, application for the tubular pile is making an underground channel with it. As a rule, the tubular pile will then not be driven mainly vertically into the ground, such as when making a pile foundation, but rather substantially horizontally. It should be clear that within the scope of this invention, the tubular pile can fulfill any conceivable second or further function.

44

Met de werkwijze van de uitvinding wordt bij voorkeur een uit een aantal, bij voorkeur drie of meer, separate buislengten samengestelde buispaal toegepast, waarbij het samenstellen in het werk plaatsvindt door telkens een buislengte in de grond 5 te drijven en vervolgens een volgende buislengte bovenop en in lijn met de als laatste ingedreven buislengte te plaatsen.With the method of the invention, a tube pile composed of a number of, preferably three or more, separate tube lengths is preferably used, wherein assembly takes place by driving a tube length into the ground 5 each time and then a subsequent tube length on top and to be placed in line with the last pipe length driven.

Zodoende is slechts een beperkte hoogte van de makelaar, werkhoogte en werkruimte nodig, gunstig bijvoorbeeld voor de renovatie van de paalfundering onder een bestaand gebouw.As a result, only a limited height of the broker, working height and working space is required, which is advantageous, for example, for the renovation of the pile foundation under an existing building.

10 Desondanks kan een lange buispaal met een lengte die een veelvoud van een enkele buislengte bedraagt, verkregen worden.Nevertheless, a long tube pile with a length that is a multiple of a single tube length can be obtained.

De separate buislengten hebben bij voorkeur in hoofdzaak een gelijke lengte en zijn elk aan beide uiteinden open, eventueel afgezien van de buislengte die als eerste de bodem 15 in gaat, waarvan eventueel alleen het uiteinde waarop de volgende buislengte wordt geplaatst, open is.The separate tube lengths preferably have substantially the same length and are each open at both ends, optionally apart from the tube length that first enters the bottom 15, of which optionally only the end on which the next tube length is placed is open.

Wanneer de buispaal in het grondwater steekt, dient gewaarborgd te worden dat deze niet met water volloopt. De buislengten moeten daarom waterdicht op elkaar worden 20 aangesloten. Dit wordt bijvoorbeeld gedaan door de op elkaar aansluitende uiteinden van de buislengten in elkaar te laten passen en vervolgens aan elkaar vast te zetten door middel van bijvoorbeeld schroeven, lijmen, klinken of lassen. Daarbij heeft het aan elkaar lassen de grootste populariteit.When the tubular pile protrudes into the groundwater, it must be guaranteed that it does not overflow with water. The tube lengths must therefore be watertightly connected to each other. This is done, for example, by fitting the connecting ends of the tube lengths into each other and then fixing them together by means of, for example, screws, glues, rivets or welds. In addition, welding together has the greatest popularity.

25 Om de uiteinden van de buislengten in elkaar te passen wordt minimaal één van de uiteinden uitgerust met een tromp. Een tromp is een zich over een korte lengte uitstrekkende vergroting van de buisdiameter zodanig, dat het uiteinde van de volgende buis er met geringe speling in past.In order to fit the ends of the tube lengths into each other, at least one of the ends is equipped with a flare. A tube is an enlargement of the tube diameter extending over a short length such that the end of the following tube fits in with little play.

30 Overigens moet het aan elkaar vast zetten van de buislengten in het werk, dus onder moeilijke omstandigheden, gebeuren en is mede daardoor tijdrovend en lastig. Bovendien zijn extra materialen, onderdelen en apparaten nodig en is er het risico van scheuren en breken van de buispaal.Incidentally, fixing the pipe lengths to each other in the work, that is to say under difficult circumstances, must take place and is therefore time-consuming and difficult. In addition, additional materials, parts and devices are needed and there is a risk of the pipe pile cracking and breaking.

35 Aldus bevindt de mediumleiding zich intern ten opzichte van de buispaal. De mediumleiding wordt bijvoorbeeld via de 5 opening in het boven de bodem uitstekende deel van de buispaal daarin gebracht. Het toe- en afvoerdeel van de mediumleiding loopt bij voorkeur via diezelfde opening.The medium line is thus internally relative to the tubular pile. The medium line is, for example, introduced through the opening into the part of the tubular pole projecting above the bottom. The supply and discharge part of the medium line preferably runs through the same opening.

Het verdient de voorkeur de eventuele wapening en/of 5 vulmateriaal aan te brengen in de holle interne ruimte van de buispaal, nadat de mediumleiding daarin is geplaatst.It is preferable to provide any reinforcement and / or filler material in the hollow internal space of the tubular pile after the medium line has been placed therein.

Voor het aanbrengen van het vulmateriaal verdient het de voorkeur de vrije valhoogte tijdens storten klein te houden of zelfs te vermijden, om zodoende de mediumleiding binnenin 10 de buispaal te ontzien. Bijvoorbeeld door een stortbuis te gebruiken die zich in de holle interne ruimte van de buispaal uitstrekt en vlak boven, in of onder het oppervlak van het reeds in de buispaal gestorte vulmateriaal uitmondt. Bijvoorbeeld wordt tijdens het storten de monding verplaatst om een in 15 hoofdzaak vaste afstand met het oppervlak van het reeds in de buispaal gestorte vulmateriaal te handhaven.Before applying the filling material, it is preferable to keep the free fall height small during dumping, or even to avoid it, so as to protect the medium pipe inside the tubular pile. For example, by using a dump tube that extends into the hollow internal space of the tubular pile and which flows directly above, into or below the surface of the filling material already poured into the tubular pile. For example, during pouring, the mouth is displaced to maintain a substantially fixed distance with the surface of the filling material already poured into the tubular pile.

Voorbeelden voor de mediumleiding (van bijv. PE (polyethyleen) of PP (polypropyleen) of andere polymeer), zijn als volgt: een capillaire mat of andere mat of dergelijk netwerk 20 van leidingen die evt. zich in opgerolde toestand in de buispaal bevindt; een gewikkelde slang, twee concentrische slangen waarvan de binnenste de toevoer en de ringspleet tussen de binnenste en de buitenste de afvoer vormt, of omgekeerd. Ook de toepassing is mogelijk van een rechte buis, enkel of dubbel 25 uitgevoerd in verschillende afmetingen zoals bijvoorbeeld uitwendig 25 of 32 of 40 millimeter, enkel dubbel of driedubbel uitgevoerd. Door bijvoorbeeld een ribbeling (intern of extern) kan het oppervlak van de mediumleiding zijn vergroot voor een intensiever warmtewisselend contact met de omgeving.Examples for the medium conduit (of, for example, PE (polyethylene) or PP (polypropylene) or other polymer) are as follows: a capillary mat or other mat or similar network of conduits which may be used. is in the tubular pile when rolled up; a wound hose, two concentric hoses, the inner of which forms the supply and the annular gap between the inner and the outer, the drain, or vice versa. It is also possible to use a straight tube, single or double, in different dimensions, such as for example external 25 or 32 or 40 millimeters, single or double or triple. Due to, for example, a corrugation (internal or external), the surface of the medium line can be increased for more intensive heat-exchanging contact with the environment.

30 Bij bijvoorbeeld renovatie van de fundering kan besloten worden om één, twee of meer, maar niet noodzakelijk alle, bestaande funderingspalen te vervangen door een buispaal met daarin een mediumleiding voor het benutten van geothermische energie. De resterende te vervangen funderingspalen worden dan 35 vervangen door een buispaal zonder mediumleiding voor het benutten van geothermische energie.For example, when renovating the foundation, it can be decided to replace one, two or more, but not necessarily all, existing foundation piles with a tubular pile containing a medium pipe for the use of geothermal energy. The remaining foundation piles to be replaced are then replaced by a tubular pile without medium pipe for utilizing geothermal energy.

De mediumleiding wordt aangesloten op een thermisch 6 systeem, bijvoorbeeld ruimteverwarming of -koeling of tapwaterverwarming voor bijv. baden en douchen. Het thermische systeem kan beperkt zijn tot het betreffende gebouw/woning waartoe de buispaal met mediumleiding daarin behoort, of kan 5 deel uitmaken van een gedeeld systeem bijvoorbeeld stadsverwarming.The fluid line is connected to a thermal 6 system, for example space heating or cooling or tap water heating for, for example, baths and showers. The thermal system can be limited to the building / dwelling in question to which the tubular pile with medium line belongs, or can form part of a shared system, for example district heating.

Door de mediumleiding in de interne holle ruimte van de buispaal te plaatsen ontstaat tevens grote vrijheid in de keuze van de plaats van de mediumleiding in axiale en radiale richting 10 van de buispaal. Zodoende kan met één enkele standaard buispaal worden gewerkt terwijl de plaats van de mediumleiding in de bodem kan worden geoptimaliseerd naar de locale omstandigheden.By placing the fluid line in the internal cavity of the tubular pile, there is also great freedom in the choice of the location of the fluid line in the axial and radial direction of the tubular pile. Thus, a single standard tubular pile can be used while the location of the medium line in the soil can be optimized to the local conditions.

Bij gebruik van twee of meer buispalen met mediumleiding dicht bij elkaar, bijvoorbeeld behorende bij de fundering van 15 een enkele woning, kan ervoor gekozen worden om de mediumleiding van de ene buispaal te associëren met een bodemniveau dat afwijkt van het bodemniveau waarmee de mediumleiding van de andere buispaal is geassocieerd om zodoende met de ene buispaal de geothermische energie op het ene bodemniveau en met de andere 20 buispaal de geothermische energie op het andere bodemniveau te benutten, waardoor de buispalen in het benutten van geothermische energie elkaar minder hinderen.When using two or more tubular piles with medium pipe close to each other, for example belonging to the foundation of a single house, it is possible to choose to associate the medium pipe of one tubular pile with a bottom level that deviates from the bottom level with which the medium pipe of the the other tubular pile is associated with the geothermal energy at one bottom level with one tubular pile and with the geothermal energy at the other bottom level with the other tubular pile, so that the tubular piles hinder one another in utilizing geothermal energy.

Het onderwerp van conclusie 28 zou alternatief kunnen worden toegepast op een paal van enig ander type anders dan 25 een buispaal en een voorbehoud wordt gemaakt om hiervoor een afgesplitste octrooiaanvrage in te dienen, gericht op de mediumleiding binnenin of buiten de paal.The subject matter of claim 28 could alternatively be applied to a pile of any other type other than a tubular pile and a reservation is made for this to make a split-off patent application directed to the medium line inside or outside the pile.

Een de bescherming van het octrooi niet beperkend voorbeeld wordt nu beschreven aan de hand van de bijgaande 30 tekening.An example which does not limit the protection of the patent will now be described with reference to the accompanying drawing.

Fig. 1 toont een woning in perspectief;FIG. 1 shows a home in perspective;

Fig. 2 toont een inventieve buispaal in bovenaanzicht;FIG. 2 shows an inventive tubular pile in top view;

Fig. 3 toont de buispaal van fig. 2 in een zijaanzicht in doorsnede; 35 Fig. 4 toont de doorsnede A-A uit fig. 3; enFIG. 3 shows the tubular pile of FIG. 2 in a side view in section; FIG. 4 shows the section A-A from FIG. 3; and

Fig. 5 toont een op fig. 4 gebaseerd bovenaanzicht.FIG. 5 shows a top view based on FIG. 4.

77

Onder een bestaande woning gefundeerd op acht houten heipalen die ernstig zijn aangetast door paalrot worden vervangende buispalen (in de tekening cijfer 1) geplaatst. Daartoe wordt in de woning of daaronder een 5 installatie geplaatst waarmee telkens een buispaal in de slappe bodem kan worden ingedrukt. Voor elke ongeveer 18 meter lange buispaal worden achtereenvolgens zeven buisstukken met een lengte van ongeveer 2,5 meter ingedrukt. Alle buisstukken voor alle buispalen hebben dezelfde diameter en wanddikte. Het 10 eerste buisstuk heeft een gesloten ondereinde, zodat tijdens het in de bodem indrukken de buispaal inwendig vrij blijft van bodemmateriaal. Zodra een buisstuk voldoende diep is ingedrukt wordt een volgend buisstuk op de bovengronds uitstekende bovenrand geplaatst en waterdicht vastgelast waarna het aldus 15 gevormde samenstel verder de diepte in wordt gedrukt. Nadat de buispaal op zijn einddiepte is gedrukt wordt via de open bovenzijde ervan de mediumleiding in de interne holle ruimte van de buispaal geplaatst om een warmtewisselaar te vormen. Vervolgens worden via dezelfde open bovenzijde wapening en 20 vulmateriaal ingebracht, zodat de mediumleiding wordt ingebed in het vulmateriaal. De buispaal wordt constructief verbonden met de woning, de mediumleiding via een mediumpomp (cijfer 2 in de tekening) aangesloten op de vloerverwarming (cijfer 3 in de tekening) van de woning. Met een pomp wordt vloeistof 25 door de mediumleiding gecirculeerd. De vloeistof onttrekt warmte aan het vulmateriaal dat op zijn beurt warmte onttrekt aan de aardbodem (via de dunne stalen wand van de buispaal) en deze warmte wordt vervolgens aan de vloer van de woning afgegeven.Underneath an existing house founded on eight wooden piles that have been seriously damaged by pile rot, replacement tube piles (figure 1 in the drawing) are placed. To this end, an installation is placed in the home or below, with which a tubular pile can be pressed into the limp bottom each time. For each approximately 18 meter long pipe pile, seven pipe sections with a length of approximately 2.5 meters are successively pressed. All pipe sections for all pipe posts have the same diameter and wall thickness. The first pipe section has a closed lower end, so that the pipe pile remains internally free of soil material during pressing into the bottom. As soon as a pipe piece has been pressed in sufficiently deeply, a subsequent pipe piece is placed on the above-ground projecting top edge and welded watertight, whereafter the assembly thus formed is further pressed into the depth. After the tubular pile has been pressed to its final depth, the medium line is placed through the open top thereof into the internal hollow space of the tubular pile to form a heat exchanger. Reinforcement and filler material are then introduced via the same open top side, so that the fluid line is embedded in the filler material. The tubular pile is constructively connected to the house, the medium pipe connected to the floor heating (figure 3 in the drawing) of the house via a medium pump (figure 2 in the drawing). Liquid is circulated through the medium line with a pump. The liquid extracts heat from the filling material, which in turn extracts heat from the earth's soil (via the thin steel wall of the tubular pile) and this heat is then released to the floor of the house.

30 De warmtewisselaar in de ene buispaal wordt dicht boven de onderzijde van de betreffende buispaal daarin geplaatst. De warmtewisselaar in een andere buispaal wordt 5 meter boven de onderzijde van de betreffende buispaal daarin geplaatst, zodat deze beide warmtewisselaars zich op verschillende 35 niveaus in de aardbodem bevinden.The heat exchanger in the one tubular pile is placed therein close above the underside of the respective tubular pile. The heat exchanger in another tube pile is placed therein 5 meters above the underside of the relevant tube pile, so that these two heat exchangers are located at different levels in the earth's soil.

Bijvoorbeeld worden slechts twee of drie van de voor deze woning gebruikte buispalen uitgerust met de mediumleiding.For example, only two or three of the tubular piles used for this home are equipped with the medium pipe.

88

Fig. 2-5 hebben betrekking op een buispaal 4 met de leidingen van de warmtewisselaar aan de buitenzijde. De toevoerleiding 5 en de afvoerleiding 6 lopen in hoogterichting dicht langs de buitenzijde van de buispaal 4. Vlak boven het 5 ondereinde van de buispaal 4 sluiten de leidingen 5, 6 aan op de warmtewisselbuis 7. De buispaal 4 is uitgerust met twee buizen 7 die ieder eigen leidingen 5, 6 bezitten. De voetplaat 8, waarmee de buispaal 4 aan het ondereind is afgesloten, bevat een schuin naar buiten en omhoog lopend flensdeel 9 geheel 10 rondom de buispaal 4. Dit flensdeel 9 vormt een scherm voor de slangdelen 5, 6 en 7. Betrokken op de lengte van de buispaal blijft de omhullende van de leidingen 5, 6 en 7 binnen de omhullende van het flensdeel 9.FIG. 2-5 relate to a tubular pile 4 with the pipes of the heat exchanger on the outside. The supply pipe 5 and the discharge pipe 6 run close in height along the outside of the pipe pile 4. Just above the lower end of the pipe pile 4, the pipes 5, 6 connect to the heat exchange pipe 7. The pipe pile 4 is equipped with two pipes 7 which each have its own pipes 5, 6. The base plate 8, with which the tubular pile 4 is closed at the lower end, contains a flange part 9 that extends obliquely outwards and upwards completely around the tubular pile 4. This flange part 9 forms a screen for the hose parts 5, 6 and 7. Concerned with the length of the tubular pile, the envelope of the pipes 5, 6 and 7 remains within the envelope of the flange part 9.

Fig. 4 en 5 zijn bedoeld voor het tonen van de hoeklijnen 15 10 voor het beschermen van de leidingen 5 en 6.FIG. 4 and 5 are intended for showing the corner lines 10 for protecting the pipes 5 and 6.

Claims

Method for making an underground system for utilizing geothermal energy, wherein a tubular pile 5 is introduced into the earth's soil and is associated with a medium pipe in the earth's soil with which heat or cold is extracted from the surrounding earth's soil by exchanging thermal energy or by exchanging medium.

Method according to claim 1, and wherein the medium line, or length part thereof, is placed inside the hollow space of the tubular pile.

3. Method as claimed in claim 2, wherein the medium line 15 is placed inside the tubular pile after this tubular pile has been brought into the ground at the desired end depth.

4. Method as claimed in any of the claims 1-3, wherein a medium line is applied on the outside of the tubular pile, which medium line is intended to form part of a medium circuit for utilizing geothermal energy.

5. Method as claimed in any of the claims 1-4, wherein the medium conduit provides a heat exchanger that exchanges thermal energy with the earth soil environment in which the tubular pile is placed.

6. Method as claimed in any of the claims 1-5, wherein the medium pipe leaves the tubular pile underground and flows into an aquifer underground outside the tubular pile.

7. Method as claimed in any of the claims 1-6, wherein the inner hollow space of the tubular pile is filled with a reinforcement and / or filling material which can for instance be stony and / or form-free and / or hardening, such as concrete.

The method of claim 7, wherein the fluid line is embedded in the filler material for more intensive thermal transfer.

The method according to any of claims 1-8, wherein the tubular pile is open and thin-walled at one or both ends, of metal, such as steel, or plastic, such as a polymer.

10. Method as claimed in any of the claims 1-9, wherein the tubular pile is designed as a screw injection pile.

11. Method as claimed in any of the claims 1-10, wherein the foot of the tubular pile comprises an ascending flange part as an all-round annular part with an external diameter larger than that of the combination of tubular pile and medium line running around the tubular pile on the outside so that the fluid line arranged before the tubular pile is driven into the ground around the tubular pile is protected by this flange part during driving into the ground. 20

12. Method as claimed in any of the claims 1-11, wherein the medium line extending along the outside of the tube pile is included in a protective profile located on the tube pile, for instance a corner line welded to the tube pile, so that the medium line is protected during driving the tubular pile into the ground.

13. Method as claimed in any of the claims 1-12, wherein the base plate is equipped with eye members with which the medium line 30 is mounted on the tubular pile.

14. Method as claimed in any of the claims 1-13, wherein also by placing the tubular pile in the earth's soil the foundation of a building is made or improved, for which purpose the tubular pile is placed substantially vertically.

A method according to any one of claims 1-14, wherein the tubular pile is driven into the ground with a sealed underside, and then the cavity of the tube is filled, for example with concrete and reinforcement. 5

A method according to any one of claims 1-15, wherein also by placing the tubular pile in the earth's soil an underground channel is made, for which purpose the tubular pile is placed substantially horizontally. 10

17. Method as claimed in any of the claims 1-16, wherein a tube pile composed of at least two, preferably three or more, separate tube lengths is used, wherein the assembly takes place in the work by driving a tube length into the ground each time and subsequently to place a subsequent pipe length on top of and in line with the pipe length driven last, and the pipe lengths are substantially equal in length and the connecting ends of the pipe lengths are open, and the pipe lengths are connected to each other in a liquid-tight manner.

18. Method as claimed in any of the claims 1-17, used for renovating the pile foundation under an existing building, for which the tubular pile replaces an existing foundation pile.

19. Method as claimed in any of the claims 1-18, wherein, after the tubular pile has been brought to the desired end depth so that the upper end of the tubular pile protrudes above the ground, the medium line via the open upper end of the part of the above-bottom projecting part of the bottom. tubular pile is introduced therein such that the supply and discharge part of the medium line runs through the same opening, whereafter any reinforcement and / or filling material is provided in the hollow internal space of the tubular pile.

20. Method as claimed in any of the claims 1-19, wherein during the application of the filling material the free fall height during pouring is kept small, so as to spare the medium pipe inside the tubular pile, for which purpose a pouring tube which is located in the hollow internal space of the tubular pile and which flows directly above, into or below the surface of the filling material already poured into the tubular pile, wherein during pouring the mouth is displaced about a substantially fixed distance with the surface of the filling material already poured into the tubular pile to maintain.

21. Method as claimed in any of the claims 1-20, wherein the medium pipe is designed as a capillary mat or other mat or like network of pipes which is placed such that it is in the tubular pile when rolled up after completion of the method.

22. Method as claimed in any of the claims 1-21, wherein the medium line is designed as a wound hose or as two concentric hoses, the inner of which forms the supply and the annular gap between the inner and the outer, the drain, or vice versa.

23. Method as claimed in any of the claims 1-22, wherein the medium line is designed as a straight tube, single or double design in different dimensions such as, for example, externally 25 or 32 or 40 millimeters, single or triple design.

The method of any one of claims 1-23, wherein an internal or external corrugation of the wall of the fluid conduit increases its wall surface area for more intensive heat exchanging contact with the environment.

A method according to any of claims 1-24, performed during the renovation of a pile foundation of an existing building, wherein less than half of the number of original foundation piles is replaced by two or more tube piles in each of which has its own medium pipe for utilization of geothermal energy is placed and the other original foundation piles are replaced by two or more foundation piles according to the prior art.

26. Method as claimed in any of the foregoing claims, wherein the fluid line is connected to a thermal system, for instance space heating or cooling or tap water heating for, for example, baths and showers, which thermal system can be limited to the relevant building / dwelling to which the tubular pile with medium pipe therein, or may form part of a shared system, for example district heating. 15

27. Method as claimed in any of the foregoing claims, wherein use is made of two or more pipe piles with medium pipe close to each other, associated with the foundation of a single house, wherein it is ensured that the medium pipe of the one pipe pile is associated with a bottom level which deviates from the ground level with which the medium line of the other tubular pile is associated in order to utilize the geothermal energy on one ground level with one tubular pile and with the geothermal energy on the other ground level with the other tubular pile, whereby the tubular piles in utilizing geothermal energy does not influence each other.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the medium line is associated with the tubular pile 30 so that, viewed in side view of the vertical, installed tubular pile, the medium line follows two substantially U-shaped paths with the bottom substantially at the same level, from each U the one leg the supply and the other leg the discharge of medium in the pipe and all legs and bottoms extend along the radial circumferential wall of the tubular pile and follow its shape accurately and the U-shaped paths do not overlap and together cover more than half the radial circumference of the tubular pile (see Figs. 2 and 3).