WO2013091853A1 - Geothermal probe assembly - Google Patents

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WO2013091853A1
WO2013091853A1 PCT/EP2012/005270 EP2012005270W WO2013091853A1 WO 2013091853 A1 WO2013091853 A1 WO 2013091853A1 EP 2012005270 W EP2012005270 W EP 2012005270W WO 2013091853 A1 WO2013091853 A1 WO 2013091853A1
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WO
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ground
geothermal probe
tube
probe assembly
cavity
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/005270
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg STOSCHUS
Original Assignee
Rehau Ag + Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/10Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Definitions

  • the invention relates to a geothermal probe assembly and means for exchanging heat energy with the ground.
  • geothermal probe arrangements it is possible to remove thermal energy from the ground, for example for heating purposes, but also to supply heat energy to the earth in order to cool buildings, for example, and then remove the thermal energy temporarily stored in the ground for heating purposes.
  • geothermal probe arrangements For this purpose, a variety of geothermal probe arrangements is known from the prior art, which are introduced into corresponding cavities in the ground and there accomplish the heat energy exchange with the ground.
  • aquifers are also drilled in the soil.
  • Voids in the backfill material which can not escape when filling, particularly hinder the thermal connection to the ground and reduce the effectiveness of the geothermal probe assembly.
  • Another object of the invention is to provide a device for exchanging thermal energy with the ground.
  • Geothermal probe assembly for introduction into a cavity in the ground, in which two tubes, one of which is provided as a flow and the other as return for a fluid flowing through, then in the context of the invention is advantageous if at least one tube at least one element is arranged which spaces the tube inserted into the cavity in the ground from the wall of the cavity.
  • the geothermal probe arrangement is understood to mean the following:
  • a borehole heat exchanger is in this case installed in a ground hole borehole or free space, which is generally introduced vertically into the ground, from pipes, in particular plastic pipes.
  • This may be a probe having two pipes for the supply and return of the fluid, wherein the two pipes for supply and return of the fluid at their ends by a connector, a so-called. Probe foot, are connected.
  • Coaxial probe in which an inner tube is arranged in the lumen of an outer tube, wherein the outer tube depending on the configuration forms the flow or the return and the inner tube then corresponding to the return or the flow ,
  • the outer tube is closed at its lower end in a suitable manner, for example by a blind plug.
  • geothermal probes are suitable to extract heat from the ground and to provide, for example, for heating purposes of a building.
  • geothermal probes are also designed to deliver heat energy extracted from the building to the earth, for example for cooling purposes of the building.
  • This heat energy extracted from the building and supplied to the ground can be particularly advantageously temporarily stored in the ground and then available, for example, in the winter season for heating purposes in which the geothermal probe can then extract heat energy for heating purposes from the heated soil.
  • Such a U geothermal probe consists of at least two tubes, which are provided for the flow and return of the heat transfer fluid.
  • Such underground geothermal probes are associated with the disadvantage that they can suffer a "thermal short circuit" when installed in the cavity in the ground by a certain length of the two tubes, one of which the flow and the other of the return for the conductive Form heat transfer fluid, abut each other.
  • a "thermal short circuit" is undesirable, since thereby the performance of the geothermal probe assembly is reduced by the soil extracted heat can not be fully utilized by these proportions, for example, from the return proportionally immediately on the supply passes or by heat to be stored in the ground from the flow In both cases, the efficiency of the probe is minimized.
  • thermal short can no longer be repaired on a probe installed in the ground. This thermal short circuit is caused by the inventive
  • the tubes of the geothermal probe assembly are to be spaced from the wall of the introduced into the ground cavity so that a secure backfilling of this space between geothermal probe and wall of the cavity can be done.
  • a secure backfilling of the free space can take place when at least one element is arranged on at least one tube, which space the tube introduced into the cavity in the ground from the wall of the cavity. It has proved to be particularly favorable in the context of the present invention, when the element with which the spacing of the tube is formed by the wall of the cavity in the ground, is formed integrally with the tube.
  • the integrally formed with the tube element may in this case contain a polymer material or consist of polymer material, wherein the polymer material is preferably selected from a polyolefin, particularly preferably from a polyethylene or a polypropylene or a crosslinked polyethylene.
  • the tube and the element consist of the same polymer material, so that they can be produced in any length of time in a continuous shaping process, for example an extrusion process.
  • a polyolefin is easy to process, excellently recyclable and cost effective.
  • Polyethylene is a particularly preferred material for this purpose, which has a high toughness and is inert to most substances that occur in the ground and are included in the course of the geothermal probe assembly flowing through fluid.
  • polypropylene is, with certain limitations, a polymer material suitable for this purpose.
  • a cross-linked polyethylene is particularly preferred for the production of a geothermal probe assembly of the present invention, since this material is particularly tough, the possible damage particularly well with the introduction into the cavity in the ground, durable and above all is extremely inert against the most diverse substances.
  • the element which in the context of the present invention causes the spacing of the tube to the wall of the cavity in the ground, has a longitudinal extent and is thus arranged along at least part of the length of the tube.
  • the element may be formed as a web which is arranged in the axial direction on the outer surface of the tube and comprises a part of the length of the tube or the entire length of the tube.
  • a plurality of elements along the circumference of the tube can be arranged such that they approximately equally spaced the distance of the tube to the wall of the borehole in the ground in all directions in a plane perpendicular to the tube axis cutting plane and thus approximately center the tube in the borehole.
  • the element is formed as a web, in T-shape, in H-shape, in O-shape, in V-shape or in a mixed form of the aforementioned forms.
  • T-shape for the element, wherein the "foot” of the T-shape is connected to the pipe, while the wide “projecting” on both sides “head portion” of the T-shape against the wall of the borehole in the soil and thereby the pipe is supported and centered largely in the borehole.
  • geothermal probe arrangement has further advantages:
  • the tube In addition to the safe spacing of the tube from the wall of the cavity in the ground, the tube, in particular with the element or elements on an enlarged exchange surface and is thus able to exchange more heat energy with the ground.
  • this geothermal probe arrangement can be increased.
  • Another advantage is that it may be provided in a coaxial probe to provide the inner tube with the elements and thus to achieve a spacing of the inner tube from the inner wall of the outer tube. As a result, a thermal short circuit can be minimized or avoided. This increases the effectiveness of such a coaxial probe.
  • a helix probe which comprises a tube which extends approximately straight, around which the second tube is wound in a helical turn, the two tubes being connected to one another, the elements for spacing from the wall of the bore hole to provide in the ground.
  • a helical depth probe in which a helix probe is inserted into great depths in the ground, such as 150 m and more, can advantageously be operated by providing these elements for spacing from the wall of the borehole in the ground.
  • the backfill material is introduced from above / from the earth's surface into the cavity in the ground.
  • the filling material is chosen so that it is as low-viscosity as possible and has a high thermal conductivity.
  • Such a geothermal probe assembly is particularly fast and inexpensive to install in the cavity in the ground.
  • elements for spacing the tube from the wall of the cavity in the ground are arranged on the outer tube.
  • a device for exchanging heat energy with the ground which has at least one borehole heat exchanger arrangement as described above.
  • Fig. 2 is a schematic plan view in the longitudinal direction of a geothermal probe assembly according to the invention in a cavity in the ground in a partially sectioned view.
  • Fig. 1 is a schematic cross section through a geothermal probe assembly 1 according to the invention in a cavity 5 in the ground 8 is shown.
  • Geothermal probe assembly 1 is installed.
  • the geothermal probe assembly 1 in this case comprises two approximately parallel tubes 2, 2 '.
  • the tube 2 can in the present case, for example, as a flow for in the
  • Geothermal probe assembly 1 to be used fluid to be used the pipe 2 then as return. With the help of the geothermal probe assembly 1 flowing through fluid heat energy is exchanged with the ground 8.
  • the webs 4 are about the same complained along the circumference of the tubes 2, 2 'arranged.
  • the webs 4 are used so that the positioning of the geothermal probe assembly 1 in the cavity 5 in the ground 8 is approximately centered, so that the space between the wall 6 of the cavity 5 and the tubes 2, 2 'are filled in a simple manner with the backfill material 7 can.
  • the tubes 2, 2 ' are spaced apart by the elements 4 serving as spacers to the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8.
  • a very good thermal connection between the ground 8 and the pipes 2, 2 ' can be achieved; furthermore, the free space between the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and the pipes 2, 2' can be over the entire or approximately the entire length of the cavity 5 in the soil 8 are filled with the backfill material 7, so that individual aquifers (aquifers) can be safely separated from each other.
  • Fig. 1 it is further shown that two elements 4 on the tubes 2, 2 'are aligned such that they assign approximately to each other.
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal plan view of a borehole heat exchanger arrangement 1 according to the invention in a cavity 5 in the ground 8 in a partially sectioned view.
  • the inventive geothermal probe assembly 1 is installed in a cavity 5 in the ground 8.
  • the cavity 5 in the ground 8 has been produced for this purpose, for example, in a drilling process.
  • the geothermal probe assembly 1 in this case comprises two tubes 2, 2 ', of which one tube, for example, tube 2, serves as a flow and the other tube, tube 2', as a return for the fluid to be conducted.
  • the circulating in the geothermal probe assembly 1 fluid exchanges heat energy during operation of the geothermal probe assembly 1 with the ground 8 from.
  • On the tubes 2, 2 'elements 4 are provided, which, as shown in Fig. 2, are formed as webs.
  • the webs 4 serve to space the tubes 2, 2 'from the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and from each other.
  • the webs 4 are formed on the tubes 2, 2 'in sections, wherein they have a longitudinal extent, which extends in the axial direction of the tube.
  • bevels 4.1 are arranged, which serve that the introduction of the geothermal probe assembly 1 in the cavity 5 in the earth floor 8 is facilitated, thereby avoiding that it comes to wedging or jamming.
  • the elements 4 are arranged several times along the circumference of the tubes 2, 2 '.
  • the inventive geothermal probe assembly 1 allows that the space between the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and the tubes 2, 2 'in a simple manner can be filled with the backfill material 7, in which it is ensured that none of the tubes. 2 , 2 'on the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and also does not abut each other, and there possibly prevents the filling or makes it difficult.
  • the thermal KuerzQuery between the tubes 2, 2 ' is thereby excluded because the tubes 2, 2' are spaced from each other by the elements 4.
  • the filling of the free space can thus be accomplished over the entire length, whereby a very good thermal connection between ground 8 and the pipes 2, 2 'is ensured.

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Abstract

The invention relates to a geothermal probe assembly (1) to be introduced into a cavity (5) in the ground (8), in which two pipes (2, 2') are provided, one of which is provided as a flow and the other as a return for a fluid flowing therethrough. The geothermal probe is characterized in that at least one element (4) is arranged on at least one pipe (2, 2'), which element spaces the pipe (2, 2') introduced into the cavity (5) in the ground (8) apart from the wall (6) of the cavity (5).

Description

Erdwärmesondenanordnung  Geothermal probe arrangement
Die Erfindung betrifft eine Erdwärmesondenanordnung und eine Einrichtung zum Austausch von Wärmeenergie mit dem Erdboden. The invention relates to a geothermal probe assembly and means for exchanging heat energy with the ground.
Die Nutzung regenerativer Energiequellen steht gegenwärtig im Fokus vielerlei Aktivitäten, die Energieversorgung sicherzustellen. Eine große Bedeutung kommt hierbei der Nutzung des Erdreichs als Wärmequelle und Wärmespeicher zu. The use of renewable energy sources is currently the focus of many activities to ensure energy supply. Of great importance here is the use of the soil as a heat source and heat storage.
Mit Hilfe von Erdwärmesondenanordnungen ist es möglich, Wärmeenergie aus dem Erdreich beispielsweise für Heizzwecke zu entnehmen, aber auch Wärmeenergie dem Erd- reich zuzuführen, um damit beispielsweise Gebäude zu kühlen und die im Erdreich zwischengespeicherte Wärmeenergie dann im Winter zu Heizzwecken wieder zu entnehmen. With the aid of geothermal probe arrangements, it is possible to remove thermal energy from the ground, for example for heating purposes, but also to supply heat energy to the earth in order to cool buildings, for example, and then remove the thermal energy temporarily stored in the ground for heating purposes.
Hierzu ist aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Erdwärmesondenanordnungen bekannt, die in entsprechende Hohlräume im Erdboden eingebracht werden und dort den Wärmeenergieaustausch mit dem Erdboden bewerkstelligen. For this purpose, a variety of geothermal probe arrangements is known from the prior art, which are introduced into corresponding cavities in the ground and there accomplish the heat energy exchange with the ground.
Insbesondere für bestimmte Erdwärmesonden wird hierzu ein Hohlraum im Erdboden durch einen Bohrvorgang geschaffen, bei dem durchaus Tiefen von 300 m und mehr erreicht werden, um darin diese Sonden einzubauen. In particular, for certain geothermal probes a cavity in the ground is created by a drilling process, in which quite wells of 300 m and more can be achieved to incorporate these probes therein.
Hierbei werden im Erdboden auch Grundwasserleiter (Aquifere) durchbohrt. Here, aquifers (aquifers) are also drilled in the soil.
Nach dem Einbringen der Sonde in den Hohlraum ist der noch bestehende Freiraum zwischen Erdwärmesonde und Bohrlochwand geeignet zu verfüllen. Dabei ist besonders da- rauf zu achten, dass die Aquifere sicher voneinander getrennt sind, damit keine Durchmischung der unterschiedlichen Grundwässer stattfindet. Weiterhin ist es für die Effektivität einer Erdwärmesondenanordnung ganz besonders wichtig, dass der thermische Anschluss an das Erdreich gut ausgeführt ist. After the introduction of the probe into the cavity of the remaining space between geothermal probe and borehole wall is suitable to fill. It is important to ensure that the aquifers are safely separated from each other, so that no mixing of the different groundwater takes place. Furthermore, it is very important for the effectiveness of a geothermal probe assembly that the thermal connection to the soil is well executed.
Lunker in dem Verfüllmaterial, die beim Verfüllen nicht entweichen können, behindern den thermischen Anschluss an das Erdreich ganz besonders und reduzieren die Effektivität der Erdwärmesondenanordnung. Voids in the backfill material, which can not escape when filling, particularly hinder the thermal connection to the ground and reduce the effectiveness of the geothermal probe assembly.
Dieses Problem war bisher nur ungenügend gelöst, da die Erdwärmesonde in dem Bohrloch nicht ideal platziert werden konnte, sondern da es durch Verdrillungen und durch die beim Aufwickeln im Rohr inhärent entstehenden Spannungen dazu kommen kann, dass das Rohr sich an die Bohrlochwandung anlegt. This problem has been solved inadequately, because the geothermal probe could not be ideally placed in the wellbore, but because it can occur due to twists and by the inherent stresses during winding in the pipe that the pipe rests against the borehole wall.
Weiterhin stehen beispielsweise auch Steine aus der Wandung des Bohrloches hervor, wodurch ein Verfüllen in notwendigem Umfang und das Entweichen von Luftblasen erschwert wird. Furthermore, for example, also stones from the wall of the borehole, whereby a filling to a necessary extent and the escape of air bubbles is difficult.
Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, eine This is where the invention, which has set itself the task, a
Erdwärmesondenanordnung anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere erlaubt, das Verfüllen des bestehenden Freiraums zwischen Erdwärmesonde und Bohrlochwand zu vereinfachen und sicher zu machen. Specify geothermal probe assembly that overcomes the disadvantages of the prior art and in particular allows to simplify the filling of the existing space between geothermal probe and borehole wall and make safe.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Austausch von Wärmeenergie mit dem Erdboden anzugeben. Another object of the invention is to provide a device for exchanging thermal energy with the ground.
Die Aufgabe, eine Erdwärmesondenanordnung anzugeben, wird gelöst mit einer The task of specifying a geothermal probe assembly is achieved with a
Erdwärmesondenanordnung nach Anspruch 1. Geothermal probe arrangement according to claim 1.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass eine In the context of the present invention it has been recognized that a
Erdwärmesondenanordnung zur Einbringung in einen Hohlraum im Erdboden, bei der zwei Rohre, von denen eines als Vorlauf und das andere als Rücklauf für ein diese durchströmendes Fluid vorgesehen sind, dann im Sinne der Erfindung vorteilhaft ist, wenn an wenigstens einem Rohr wenigstens ein Element angeordnet ist, das das in den Hohlraum im Erdboden eingebrachte Rohr von der Wandung des Hohlraums beabstandet.  Geothermal probe assembly for introduction into a cavity in the ground, in which two tubes, one of which is provided as a flow and the other as return for a fluid flowing through, then in the context of the invention is advantageous if at least one tube at least one element is arranged which spaces the tube inserted into the cavity in the ground from the wall of the cavity.
Im Erfindungszusammenhang wird unter der Erdwärmesondenanordnung folgendes verstanden: Eine Erdwärmesonde ist hierbei in einem im Erdboden angeordneten Bohrloch bzw. Freiraum, welcher im Allgemeinen senkrecht in den Erdboden eingebracht ist, aus Rohren, insbesondere Kunststoffrohren eingebaut. Dies kann eine Sonde sein, die zwei Rohre für den Vor- und Rücklauf des Fluids aufweist, wobei die beiden Rohre für Vor- und Rücklauf des Fluids an ihren Enden durch ein Verbindungsstück, einen sog. Sondenfuß, verbunden sind. In the context of the invention, the geothermal probe arrangement is understood to mean the following: A borehole heat exchanger is in this case installed in a ground hole borehole or free space, which is generally introduced vertically into the ground, from pipes, in particular plastic pipes. This may be a probe having two pipes for the supply and return of the fluid, wherein the two pipes for supply and return of the fluid at their ends by a connector, a so-called. Probe foot, are connected.
In einer anderen Ausführungsform kann eine sog. Coaxialsonde zum Einsatz kommen, bei dieser ist im Lumen eines äußeren Rohres ein inneres Rohr angeordnet, wobei das äußere Rohr je nach Konfiguration den Vorlauf oder den Rücklauf bildet und das innere Rohr entsprechend dann den Rücklauf oder den Vorlauf. In another embodiment, a so-called. Coaxial probe can be used, in which an inner tube is arranged in the lumen of an outer tube, wherein the outer tube depending on the configuration forms the flow or the return and the inner tube then corresponding to the return or the flow ,
Das äußere Rohr ist an seinem unteren Ende in geeigneter Art und Weise verschlossen, beispielsweise durch einen Blindstopfen. Diese Erdwärmesonden sind geeignet, Wärme aus dem Erdreich zu entziehen und beispielsweise für Heizzwecke eines Gebäudes zur Verfügung zu stellen. The outer tube is closed at its lower end in a suitable manner, for example by a blind plug. These geothermal probes are suitable to extract heat from the ground and to provide, for example, for heating purposes of a building.
Die Erdwärmesonden sind andererseits auch dafür ausgelegt, beispielsweise für Kühlzwecke des Gebäudes dem Gebäude entzogene Wärmeenergie an das Erd- reich abzugeben. On the other hand, the geothermal probes are also designed to deliver heat energy extracted from the building to the earth, for example for cooling purposes of the building.
Besonders vorteilhaft lässt sich diese dem Gebäude entzogene und dem Erdreich zugeführte Wärmeenergie im Erdreich Zwischenspeichern und steht dann beispielsweise im Winterhalbjahr für Heizzwecke zur Verfügung, in dem die Erdwärmesonde aus dem aufgeheizten Erdreich dann Wärmeenergie für Heizzwecke ent- ziehen kann.  This heat energy extracted from the building and supplied to the ground can be particularly advantageously temporarily stored in the ground and then available, for example, in the winter season for heating purposes in which the geothermal probe can then extract heat energy for heating purposes from the heated soil.
Dass hierzu eine Verrohrung der Erdwärmesonde mit den Komponenten einer Heizbzw. Kühleinrichtung eines Gebäudes notwendig sind, ebenso wie Pumpen, um das Fluid durch die Erdwärmesonde zu transportieren und ggf. auch Wärmepumpen, um die aus dem Erdboden gewonnene Energie auf ein höheres, insbesondere nutzbares Temperaturniveau zu bringen, wird als aus dem Stand der Technik bekannt vorausgesetzt. Gemäß vorliegender Erfindung ist vorgesehen, dass eine U-Erdwärmesonde zum Einsatz kommt. That this a piping of the geothermal probe with the components of a Heizbzw. Cooling device of a building are necessary, as well as pumps to transport the fluid through the geothermal probe and possibly also heat pumps to bring the energy gained from the soil to a higher, in particular usable temperature level is assumed to be known from the prior art , According to the present invention, it is provided that a underground geothermal probe is used.
Eine solche U-Erdwärmesonde besteht aus wenigstens zwei Rohren, die für den Vor- und Rücklauf des Wärmeträgerfluids vorgesehen sind.  Such a U geothermal probe consists of at least two tubes, which are provided for the flow and return of the heat transfer fluid.
Auch sog.„Doppel-U-Sonden" sind bekannt, bei diesen sind vier Rohre vorgesehen, jeweils zwei Vor- und Rückläufe.  Also so-called. "Double-U probes" are known in these four pipes are provided, two forward and two returns.
Solche U-Erdwärmesonden sind mit dem Nachteil behaftet, dass diese beim Einbau in den Hohlraum im Erdboden einen„thermischen Kurzschluss" erleiden können, indem über einen bestimmten Längenabschnitt die beiden Rohre, von denen eines der Vorlauf und das andere der Rücklauf für das zu leitende Wärmeträgerfluid bilden, aneinander anliegen. Such underground geothermal probes are associated with the disadvantage that they can suffer a "thermal short circuit" when installed in the cavity in the ground by a certain length of the two tubes, one of which the flow and the other of the return for the conductive Form heat transfer fluid, abut each other.
Ein„thermischer Kurzschluss" ist unerwünscht, da dadurch die Leistungsfähigkeit der Erdwärmesondenanordnung herabgesetzt wird, indem dem Erdreich entzogene Wärme nicht vollumfänglich genutzt werden kann, indem diese beispielsweise aus den Rücklauf anteilig sofort auf den Vorlauf übergeht oder indem im Erdreich zu speichernde Wärme aus dem Vorlauf anteilig direkt in den Rücklauf übergeht. In beiden Fällen ist der Wirkungsgrad der Sonde minimiert. A "thermal short circuit" is undesirable, since thereby the performance of the geothermal probe assembly is reduced by the soil extracted heat can not be fully utilized by these proportions, for example, from the return proportionally immediately on the supply passes or by heat to be stored in the ground from the flow In both cases, the efficiency of the probe is minimized.
Ein thermischer Kurzschluss kann bei einer Sonde, die im Erdreich eingebaut ist, nicht mehr nachträglich repariert werden. Dieser thermische Kurzschluss wird durch die erfindungsgemäße A thermal short can no longer be repaired on a probe installed in the ground. This thermal short circuit is caused by the inventive
Erdwärmesondenanordnung minimiert bzw. vermieden. Geothermal probe assembly minimized or avoided.
Hierdurch kann ein thermischer Kurzschluss über die Länge oder über den größten Teil der Länge der zwei in etwa parallel verlaufenden Rohre minimiert oder vermieden werden. In this way, a thermal short circuit over the length or over most of the length of the two approximately parallel tubes can be minimized or avoided.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde als vorteilhaft erkannt, dass die Rohre der Erdwärmesondenanordnung von der Wandung des in den Erdboden eingebrachten Hohlraums zu beabstanden sind, damit eine sichere Verfüllung dieses Freiraums zwischen Erdwärmesonde und Wandung des Hohlraumes erfolgen kann. Eine sichere Verfüllung des Freiraumes kann dann stattfinden, wenn an wenigstens einem Rohr wenigstens ein Element angeordnet ist, das das in den Hohlraum im Erdboden eingebrachte Rohr von der Wandung des Hohlraums beabstandet. Es hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders günstig erwiesen, wenn das Element, mit dem die Beabstandung des Rohres von der Wandung des Hohlraumes im Erdboden gebildet wird, einstückig mit dem Rohr ausgebildet ist. In the context of the present invention, it has been found advantageous that the tubes of the geothermal probe assembly are to be spaced from the wall of the introduced into the ground cavity so that a secure backfilling of this space between geothermal probe and wall of the cavity can be done. A secure backfilling of the free space can take place when at least one element is arranged on at least one tube, which space the tube introduced into the cavity in the ground from the wall of the cavity. It has proved to be particularly favorable in the context of the present invention, when the element with which the spacing of the tube is formed by the wall of the cavity in the ground, is formed integrally with the tube.
Das mit dem Rohr einstückig ausgebildete Element kann hierbei ein Polymermaterial ent- halten oder aus Polymermaterial bestehen, wobei das Polymermaterial bevorzugt aus einem Polyolefin, besonders bevorzugt aus einem Polyethylen oder einem Polypropylen oder einem vernetzten Polyethylen ausgewählt ist. The integrally formed with the tube element may in this case contain a polymer material or consist of polymer material, wherein the polymer material is preferably selected from a polyolefin, particularly preferably from a polyethylene or a polypropylene or a crosslinked polyethylene.
Ganz besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn das Rohr und das Ele- ment aus demselben Polymermaterial bestehen, so dass diese in einem kontinuierlichen Formgebungsvorgang, beispielsweise einem Extrusionsprozess, in beliebiger Länger herstellbar sind. In this context, it is particularly advantageous if the tube and the element consist of the same polymer material, so that they can be produced in any length of time in a continuous shaping process, for example an extrusion process.
Ein Polyolefin ist leicht verarbeitbar, in hervorragender Weise recycelbar und kostengüns- tig. A polyolefin is easy to process, excellently recyclable and cost effective.
Polyethylen ist hierfür ein ganz besonders bevorzugter Werkstoff, der über eine hohe Zähigkeit verfügt sowie inert ist gegen die meisten Stoffe, die im Erdboden vorkommen und die im Rahmen des die Erdwärmesondenanordnung durchströmenden Fluides enthalten sind. Polyethylene is a particularly preferred material for this purpose, which has a high toughness and is inert to most substances that occur in the ground and are included in the course of the geothermal probe assembly flowing through fluid.
Auch Polypropylen ist mit gewissen Einschränkungen ein für diese Zwecke geeignetes Polymermaterial. Ein vernetztes Polyethylen ist in ganz besonderem Maße bevorzugt für die Herstellung einer Erdwärmesondenanordnung der vorliegenden Erfindung, da dieses Material besonders zäh ist, beim Einbringen in den Hohlraum im Erdboden möglichen Beschädigungen ganz besonders gut widersteht, langlebig ist und vor allem äußerst inert ist gegen die unterschiedlichsten Stoffe. Das Element, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Beabstandung des Rohres zur Wandung des Hohlraumes im Erdboden bewirkt, weist eine Längserstreckung auf und ist damit entlang wenigstens eines Teils der Länge des Rohres angeordnet. In bevorzugter Weise kann das Element als Steg ausgebildet sein, der in axialer Richtung an der Außenoberfläche des Rohres angeordnet ist und einen Teil der Länge des Rohres oder die gesamte Länge des Rohres umfasst. Also, polypropylene is, with certain limitations, a polymer material suitable for this purpose. A cross-linked polyethylene is particularly preferred for the production of a geothermal probe assembly of the present invention, since this material is particularly tough, the possible damage particularly well with the introduction into the cavity in the ground, durable and above all is extremely inert against the most diverse substances. The element, which in the context of the present invention causes the spacing of the tube to the wall of the cavity in the ground, has a longitudinal extent and is thus arranged along at least part of the length of the tube. Preferably, the element may be formed as a web which is arranged in the axial direction on the outer surface of the tube and comprises a part of the length of the tube or the entire length of the tube.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn mehrere Elemente am Rohr derart an- geordnet sind, dass diese entlang des Rohrumfangs in etwa gleich beabstandet sind. It has proved to be particularly favorable if a plurality of elements are arranged on the pipe in such a way that they are approximately equally spaced along the circumference of the pipe.
Hierdurch können mehrere Elemente entlang des Rohrumfanges derart angeordnet werden, dass diese den Abstand des Rohres zur Wandung des Bohrloches im Erdreich in alle Richtungen in einer zur Rohrachse senkrechten Schnittebene in etwa gleich beabstanden und somit das Rohr im Bohrloch etwa zentrieren. As a result, a plurality of elements along the circumference of the tube can be arranged such that they approximately equally spaced the distance of the tube to the wall of the borehole in the ground in all directions in a plane perpendicular to the tube axis cutting plane and thus approximately center the tube in the borehole.
Als bevorzugt hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung erwiesen, wenn das Element als Steg, in T-Form, in H-Form, in O-Form, in V-Form oder in einer Mischform der vorgenannten Formen ausgebildet ist. It has proved to be preferred in the context of the present invention, when the element is formed as a web, in T-shape, in H-shape, in O-shape, in V-shape or in a mixed form of the aforementioned forms.
Besonders bevorzugt ist dabei eine T-Form für das Element, wobei der„Fuß" der T-Form mit dem Rohr verbunden ist, während sich der breite beidseitig abstehende„Kopfabschnitt" der T-Form an die Wandung des Bohrloches im Erdreich anlegt und dabei das Rohr abstützt und weitgehend im Bohrloch zentriert. Particularly preferred is a T-shape for the element, wherein the "foot" of the T-shape is connected to the pipe, while the wide "projecting" on both sides "head portion" of the T-shape against the wall of the borehole in the soil and thereby the pipe is supported and centered largely in the borehole.
Auf diese Weise gelingt es, in einfacher Art das Element derart zu modifizieren, dass es eine sichere Beabstandung des Rohres von der Wandung des Hohlraums im Erdboden bewirkt. Die erfindungsgemäße Erdwärmesondenanordnung weist noch weitere Vorteile auf: In this way, it is possible in a simple way to modify the element such that it causes a safe spacing of the tube from the wall of the cavity in the ground. The geothermal probe arrangement according to the invention has further advantages:
Neben der sicheren Beabstandung des Rohres von der Wandung des Hohlraums im Erdboden weist das Rohr insbesondere mit dem Element oder den Elementen eine vergrößerte Austauschoberfläche auf und ist damit in der Lage, mehr Wärmeenergie mit dem Erdboden auszutauschen.  In addition to the safe spacing of the tube from the wall of the cavity in the ground, the tube, in particular with the element or elements on an enlarged exchange surface and is thus able to exchange more heat energy with the ground.
Hierdurch kann die Effektivität dieser Erdwärmesondenanordnung gesteigert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei einer Coaxialsonde vorgesehen sein kann, das innere Rohr auch mit den Elementen zu versehen und damit eine Beabstandung des inneren Rohres von der inneren Wandung des äußeren Rohres zu erreichen. Dadurch kann ein thermischer Kurzschluss minimiert oder vermieden werden. Hierdurch steigt die Effektivität einer derartigen Coaxialsonde. As a result, the effectiveness of this geothermal probe arrangement can be increased. Another advantage is that it may be provided in a coaxial probe to provide the inner tube with the elements and thus to achieve a spacing of the inner tube from the inner wall of the outer tube. As a result, a thermal short circuit can be minimized or avoided. This increases the effectiveness of such a coaxial probe.
Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, dass bei einer Helixsonde, die ein sich etwa gerade erstreckendes Rohr umfasst, um das in einer Schraubenwindung das zweite Rohr herum- gewickelt ist, wobei die beiden Rohre miteinander verbunden sind, die Elemente zur Beabstandung von der Wandung des Bohrloches im Erdboden vorzusehen. Advantageously, it can also be provided that, in the case of a helix probe which comprises a tube which extends approximately straight, around which the second tube is wound in a helical turn, the two tubes being connected to one another, the elements for spacing from the wall of the bore hole to provide in the ground.
Insbesondere eine Helix-Tiefensonde, bei der eine Helixsonde in große Tiefen im Erdboden, wie beispielsweise 150 m und mehr, eingebracht ist, kann vorteilhaft durch Vorsehen dieser Elemente zur Beabstandung von der Wandung des Bohrloches im Erdboden betrie- ben werden. In particular, a helical depth probe, in which a helix probe is inserted into great depths in the ground, such as 150 m and more, can advantageously be operated by providing these elements for spacing from the wall of the borehole in the ground.
Beim Verfüllen der Erdwärmesondenanordnung gemäß vorliegender Erfindung wird das Verfüllmaterial von oben / von der Erdoberfläche aus in den Hohlraum im Erdboden eingebracht. When filling the geothermal probe assembly according to the present invention, the backfill material is introduced from above / from the earth's surface into the cavity in the ground.
Hierzu wird das Verfüllmaterial so gewählt, dass es möglichst niederviskos ist und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. For this purpose, the filling material is chosen so that it is as low-viscosity as possible and has a high thermal conductivity.
Vorteilhaft ist bei dieser erfindungsgemäßen Erdwärmesondenanordnung, dass das Verfüllmaterial entlang der um den Rohrumfangs in etwa gleich beabstandeten Elemente und des dadurch bedingten Abstandes der Rohre zur Wandung des Bohrloches im Erdboden, wobei die Rohre im Bohrloch etwa zentriert sind, in einfacher Weise einbringbar ist. Das Verfüllmaterial kann dabei dem durch die Elemente vorgegebenem Weg entlang der Oberfläche des Rohres und der Wandung des Hohlraumes folgen und damit leicht bis zum tiefsten Punkt des Hohlraums im Erdboden gelangen. An advantage of this geothermal probe assembly according to the invention that the backfill material along the pipe circumference about equally spaced elements and consequent spacing of the tubes to the wall of the well in the ground, the tubes are approximately centered in the borehole, in a simple manner can be introduced. The filling material can follow the path given by the elements along the surface of the pipe and the wall of the cavity and thus easily reach the lowest point of the cavity in the ground.
Eine solche Erdwärmesondenanordnung ist besonders schnell und kostengünstig in den Hohlraum im Erdboden einbaubar. Bei einer Coaxialsonde sind an dem äußeren Rohr Elemente zur Beabstandung des Rohrs von der Wandung des Hohlraums im Erdboden angeordnet. Such a geothermal probe assembly is particularly fast and inexpensive to install in the cavity in the ground. In a coaxial probe, elements for spacing the tube from the wall of the cavity in the ground are arranged on the outer tube.
Die Aufgabe, eine Einrichtung zum Austausch von Wärmeenergie mit dem Erdboden anzu- geben, wird nach Anspruch 10 gelöst. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung zum Austausch von Wärmeenergie mit dem Erdboden bereitgestellt, die wenigstens eine Erdwärmesondenanordnung, wie vorstehend beschrieben, aufweist. The object of specifying a device for exchanging heat energy with the ground is achieved according to claim 10. In the context of the present invention, a device is provided for exchanging thermal energy with the ground, which has at least one borehole heat exchanger arrangement as described above.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Hierzu zeigt This shows
Fig.1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße 1 shows a schematic cross section through an inventive
Erdwämesondenanordnung in einem Hohlraum im Erdboden;  Earthwave probe assembly in a cavity in the ground;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht in Längsrichtung auf eine erfindungsgemäße Erdwärmesondenanordnung in einem Hohlraum im Erdboden in einer teilweise geschnittenen Ansicht. In Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Erdwärmesondenanordnung 1 in einem Hohlraum 5 im Erdboden 8 gezeigt. Fig. 2 is a schematic plan view in the longitudinal direction of a geothermal probe assembly according to the invention in a cavity in the ground in a partially sectioned view. In Fig. 1 is a schematic cross section through a geothermal probe assembly 1 according to the invention in a cavity 5 in the ground 8 is shown.
Im Erdboden 8 ist hierzu ein Hohlraum 5 geschaffen worden, der beispielsweise in einem Bohrverfahren erzeugt wurde, in welchem die erfindungsgemäße In the soil 8, a cavity 5 has been created for this purpose, which was produced for example in a drilling process in which the inventive
Erdwärmesondenanordnung 1 installiert ist. Geothermal probe assembly 1 is installed.
Die Erdwärmesondenanordnung 1 umfasst hierbei zwei in etwa parallel verlaufende Rohre 2, 2'. Das Rohr 2 kann dabei im vorliegenden Fall beispielsweise als Vorlauf für das in derThe geothermal probe assembly 1 in this case comprises two approximately parallel tubes 2, 2 '. The tube 2 can in the present case, for example, as a flow for in the
Erdwärmesondenanordnung 1 zu leitende Fluid genutzt werden, das Rohr 2 dann entsprechend als Rücklauf. Mithilfe des die Erdwärmesondenanordnung 1 durchströmenden Fluids wird Wärmeenergie mit dem Erdboden 8 ausgetauscht. Geothermal probe assembly 1 to be used fluid to be used, the pipe 2 then as return. With the help of the geothermal probe assembly 1 flowing through fluid heat energy is exchanged with the ground 8.
Zur Beabstandung der Rohre 2, 2' von der Wandung 6 des Hohlraums 5 und voneinander sind Elemente 4 in Form von Stegen an den Rohren 2, 2' angeordnet. For spacing the tubes 2, 2 'from the wall 6 of the cavity 5 and from each other elements 4 in the form of webs on the tubes 2, 2' are arranged.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind an den Rohren 2, 2' jeweils vier Elemente 4 in Form von Stegen derartig angeordnet, dass die Stege in etwa eine gleiche Höhe über der Rohrwand der Rohre 2, 2' aufweisen. As can be seen from FIG. 1, four elements 4 in the form of webs are arranged on the tubes 2, 2 'such that the webs have approximately the same height above the tube wall of the tubes 2, 2'.
Die Stege 4 sind dabei etwa gleich beanstandet entlang des Umfangs der Rohre 2, 2' angeordnet. The webs 4 are about the same complained along the circumference of the tubes 2, 2 'arranged.
Im vorliegenden Falle sind jeweils vier Stege 4 an den beiden Rohren 2, 2' vorgesehen. In the present case, four webs 4 are provided on the two tubes 2, 2 '.
Die Stege 4 dienen dazu, dass die Positionierung der Erdwärmesondenanordnung 1 im Hohlraum 5 im Erdboden 8 in etwa mittig erfolgt, so dass der Freiraum zwischen der Wandung 6 des Hohlraums 5 und den Rohren 2, 2' in einfacher Weise mit dem Verfüllmaterial 7 verfüllt werden kann. The webs 4 are used so that the positioning of the geothermal probe assembly 1 in the cavity 5 in the ground 8 is approximately centered, so that the space between the wall 6 of the cavity 5 and the tubes 2, 2 'are filled in a simple manner with the backfill material 7 can.
Insbesondere sind die Rohre 2, 2' durch die als Abstandshalter zur Wandung 6 des Hohlraums 5 im Erdboden 8 dienenden Elemente 4 beabstandet. In particular, the tubes 2, 2 'are spaced apart by the elements 4 serving as spacers to the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8.
Da keines der Rohre 2, 2' direkt an der Wandung 6 des Hohlraums 5 im Erdboden 8 anlie- gen kann, ist eine sichere Verfüllung des Freiraums zwischen der Wandung 6 des Hohlraums 5 im Erdboden 8 und den Rohren 2, 2' gegeben. Since none of the tubes 2, 2 'can directly abut the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8, there is a secure filling of the free space between the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and the tubes 2, 2'.
Damit kann zum einen ein sehr guter thermischer Anschluss zwischen dem Erdbodens 8 und den Rohren 2, 2' erreicht werden, weiterhin kann der Freiraum zwischen der Wan- dung 6 des Hohlraums 5 im Erdboden 8 und den Rohren 2, 2' über die gesamte oder annähernd die gesamte Länge des Hohlraums 5 im Erdboden 8 mit dem Verfüllmaterial 7 verfüllt werden, so dass einzelne Grundwasserleiter (Aquifere) sicher voneinander getrennt werden können. In Fig. 1 ist weiterhin gezeigt, dass zwei Elemente 4 an den Rohren 2, 2' derart ausgerichtete sind, dass diese etwa aufeinander zuweisen. Thus, on the one hand, a very good thermal connection between the ground 8 and the pipes 2, 2 'can be achieved; furthermore, the free space between the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and the pipes 2, 2' can be over the entire or approximately the entire length of the cavity 5 in the soil 8 are filled with the backfill material 7, so that individual aquifers (aquifers) can be safely separated from each other. In Fig. 1 it is further shown that two elements 4 on the tubes 2, 2 'are aligned such that they assign approximately to each other.
Hierdurch ist sichergestellt, dass die Rohre 2, 2' durch die als Abstandshalter fungierenden Elemente 4 sich nicht berühren können, wodurch eine thermischer Kurzschluss zwischen den Rohren 2, 2' sicher vermieden wird, so dass keine Wärmeenergie in ungewollter Weise zwischen den Rohren 2, 2' ausgetauscht wird.  This ensures that the tubes 2, 2 'can not touch each other by the elements 4 functioning as spacers, as a result of which a thermal short circuit between the tubes 2, 2' is reliably avoided, so that no heat energy is unintentionally between the tubes 2, 2 'is replaced.
In Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht in Längsrichtung auf eine erfindungsgemäße Erdwärmesondenanordnung 1 in einem Hohlraum 5 im Erdboden 8 in einer teilweise ge- schnittenen Ansicht gezeigt. FIG. 2 shows a schematic longitudinal plan view of a borehole heat exchanger arrangement 1 according to the invention in a cavity 5 in the ground 8 in a partially sectioned view.
Die erfindungsgemäße Erdwärmesondenanordnung 1 ist in einem Hohlraum 5 im Erdboden 8 eingebaut. Der Hohlraum 5 im Erdboden 8 ist dazu beispielsweise in einem Bohrverfahren erzeugt worden. The inventive geothermal probe assembly 1 is installed in a cavity 5 in the ground 8. The cavity 5 in the ground 8 has been produced for this purpose, for example, in a drilling process.
Die Erdwärmesondenanordnung 1 umfasst dabei zwei Rohre 2, 2', von denen ein Rohr, beispielsweise Rohr 2, als Vorlauf und das andere Rohr, Rohr 2', als Rücklauf für das zu leitende Fluid dient. The geothermal probe assembly 1 in this case comprises two tubes 2, 2 ', of which one tube, for example, tube 2, serves as a flow and the other tube, tube 2', as a return for the fluid to be conducted.
Das in der Erdwärmesondenanordnung 1 zirkulierende Fluid tauscht beim Betrieb der Erdwärmesondenanordnung 1 Wärmeenergie mit dem Erdboden 8 aus. An den Rohren 2, 2' sind Elemente 4 vorgesehen, die, wie in Fig. 2 ersichtlich, als Stege ausgebildet sind. The circulating in the geothermal probe assembly 1 fluid exchanges heat energy during operation of the geothermal probe assembly 1 with the ground 8 from. On the tubes 2, 2 'elements 4 are provided, which, as shown in Fig. 2, are formed as webs.
Die Stege 4 dienen dazu, die Rohre 2, 2' von der Wandung 6 des Hohlraums 5 im Erdboden 8 und voneinander zu beabstanden. The webs 4 serve to space the tubes 2, 2 'from the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and from each other.
Die Stege 4 sind an den Rohren 2, 2' abschnittsweise ausgebildet, wobei sie eine Längserstreckung aufweisen, die sich in axialer Rohrrichtung erstreckt. The webs 4 are formed on the tubes 2, 2 'in sections, wherein they have a longitudinal extent, which extends in the axial direction of the tube.
An den Enden der Längserstreckung der Stege 4 sind Schrägen 4.1 angeordnet, die dazu dienen, dass die Einführung der Erdwärmesondenanordnung 1 in den Hohlraum 5 im Erd- boden 8 erleichtert wird, in dem dadurch vermieden wird, dass es zu Verkeilungen oder Verklemmungen kommt. At the ends of the longitudinal extension of the webs 4 bevels 4.1 are arranged, which serve that the introduction of the geothermal probe assembly 1 in the cavity 5 in the earth floor 8 is facilitated, thereby avoiding that it comes to wedging or jamming.
Wie weiterhin aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Elemente 4 entlang des Umfangs der Rohre 2, 2' mehrfach angeordnet. As can further be seen from FIG. 2, the elements 4 are arranged several times along the circumference of the tubes 2, 2 '.
Die erfindungsgemäße Erdwärmesondenanordnung 1 gestattet es, dass der Freiraum zwischen der Wandung 6 des Hohlraums 5 im Erdboden 8 und den Rohren 2, 2' in einfacher Art und Weise mit dem Verfüllmaterial 7 verfüllt werden kann, in dem sichergestellt ist, dass keines der Rohre 2, 2' an der Wandung 6 des Hohlraums 5 im Erdboden 8 und auch nicht aneinander anliegt, und dort ggf. das Verfüllen verhindert oder erschwert. The inventive geothermal probe assembly 1 allows that the space between the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and the tubes 2, 2 'in a simple manner can be filled with the backfill material 7, in which it is ensured that none of the tubes. 2 , 2 'on the wall 6 of the cavity 5 in the ground 8 and also does not abut each other, and there possibly prevents the filling or makes it difficult.
Auch der thermische KUrzschluss zwischen den Rohren 2, 2' wird dadurch ausgeschlossen, da die Rohre 2, 2' durch die Elemente 4 voneinander beabstandet sind. Das Verfüllen des Freiraums kann damit über die gesamte Länge bewerkstelligt werden, wodurch ein sehr guter thermischer Anschluss zwischen Erdboden 8 und den Rohren 2, 2' sichergestellt ist. Durch die Verfüllung des Freiraumes mit dem Verfüllmaterial 7 lassen sich Grundwasserleiter in unterschiedlichen Höhenschichten im Erdboden 8 (Aquifere) sicher voneinander trennen. Also, the thermal Kuerzschluss between the tubes 2, 2 'is thereby excluded because the tubes 2, 2' are spaced from each other by the elements 4. The filling of the free space can thus be accomplished over the entire length, whereby a very good thermal connection between ground 8 and the pipes 2, 2 'is ensured. By filling the open space with the filling material 7, aquifers in different levels in the soil 8 (aquifers) can be reliably separated from each other.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Erdwärmesondenanordnung1 geothermal probe arrangement
2, 2' Rohr 2, 2 ' pipe
4 Element  4 element
4.1 Schräge 4.1 slope
5 Hohlraum  5 cavity
6 Wandung  6 wall
7 Verfüllmaterial  7 backfill material
8 Erdboden  8 soil

Claims

Patentansprüche claims
1. Erdwärmesondenanordnung (1) zur Einbringung in einen Hohlraum (5) im Erdboden (8), bei der zwei Rohre2, 2'), von denen eines als Vorlauf und das andere als Rücklauf für ein diese durchströmendes Fluid vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Rohr (2, 2') wenigstens ein Element 4 angeordnet ist, das das in den Hohlraum (5) im Erdboden (8) eingebrachte Rohr (2, 2') von der Wandung (6) des1. geothermal probe assembly (1) for introduction into a cavity (5) in the ground (8), in which two tubes 2, 2 '), one of which is provided as a supply and the other as return for a fluid flowing through, characterized that at least one element 4 is arranged on at least one tube (2, 2 '), the tube (2, 2') inserted into the cavity (5) in the ground (8) from the wall (6) of the tube
Hohlraums (5) beabstandet. Cavity (5) spaced.
2. Erdwärmesondenanordnung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) einstückig mit dem wenigstens einem Rohr (2, 2') ausgebildet ist. 2. geothermal probe assembly (1) according to claim 1, characterized in that the element (4) integral with the at least one tube (2, 2 ') is formed.
3. Erdwärmesondenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) ein Polymermaterial enthält oder aus Polymermaterial besteht, wobei das Polymermaterial bevorzugt aus einem Polyolefin, besonders bevorzugt aus einem Polyethylen oder einem Polypropylen oder einem vernetzten Polyethylen aus- gewählt ist. 3. geothermal probe assembly (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the element (4) contains a polymer material or consists of polymer material, wherein the polymer material is preferably made of a polyolefin, more preferably of a polyethylene or a polypropylene or a crosslinked polyethylene - is selected.
4. Erdwärmesondenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) eine Längserstreckung aufweist und damit entlang wenigstens eines Teil der Länge des Rohrs (2, 2') angeordnet ist. 4. geothermal probe assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the element (4) has a longitudinal extent and thus along at least part of the length of the tube (2, 2 ') is arranged.
5. Erdwärmesondenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elemente (4) angeordnet sind, die entlang des Rohrumfangs in etwa gleich beabstandet sind. 5. geothermal probe assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of elements (4) are arranged, which are spaced approximately the same along the tube circumference.
6. Erdwärmesondenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) als Steg, in T-Form, in H-Form, in O-Form, in V- Form, oder in einer Mischform der vorgenannten Formen ausgebildet ist. Erdwärmesondenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Ende der Längserstreckung des Elements (4) eine Schräge (4.1) ausgebildet ist, 6. geothermal probe assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the element (4) as a web, in T-shape, in H-form, in O-form, in V-form, or in a mixed form of the aforementioned Shapes is formed. A geothermal probe arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a bevel (4.1) is formed at at least one end of the longitudinal extension of the element (4),
Erdwärmesondenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Rohre (2, 2') als U-Sonde, insbesondere als Doppel-U- Sonde angeordnet sind. Geothermal probe assembly (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the two tubes (2, 2 ') are arranged as a U-probe, in particular as a double-U probe.
Erdwärmesondenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Rohre (2, 2') als Koaxialsonde angeordnet sind. A geothermal probe assembly (1) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the two tubes (2, 2 ') are arranged as a coaxial probe.
Einrichtung zum Austausch von Wärmeenergie mit dem Erdboden (8) mit wenigstens einer Erdwärmesondenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9. Device for exchanging heat energy with the ground (8) with at least one borehole heat exchanger arrangement (1) according to one of Claims 1 to 9.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9897347B2 (en) 2013-03-15 2018-02-20 Thomas Scott Breidenbach Screw-in geothermal heat exchanger systems and methods

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015105746U1 (en) * 2015-10-29 2017-01-31 Rehau Ag + Co Storage for thermal energy in a modular design

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3129219A1 (en) * 1981-07-24 1983-02-10 Inefa Kunststoffe Ag, 2210 Itzehoe Arrangement of earth probes, as well as earth probe
US5339890A (en) * 1993-02-08 1994-08-23 Climate Master, Inc. Ground source heat pump system comprising modular subterranean heat exchange units with concentric conduits
DE20202578U1 (en) * 2002-02-19 2003-04-10 Rehau Ag & Co Erdsondenrohr
DE202007005796U1 (en) * 2007-04-21 2007-08-02 Müller, Hans-Werner Spacing fixture for arranging bundle of tubes e.g. terrestrial heat probes in earth bore has semi-circular sections provided with spacing pieces such that tube bundle is centrically supported within earth bore
JP2009287914A (en) * 2008-04-30 2009-12-10 Daikin Ind Ltd Heat exchanger and air-conditioning system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2935832A1 (en) * 1979-09-05 1981-03-26 Artus 5060 Bergisch Gladbach Feist METHOD FOR OBTAINING GROWTH AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD
DE102007036114A1 (en) * 2007-08-01 2009-02-05 Zimmermann, Johann Brine tube for use as return pipe of heat pump, has U-bend, which is thermally insulated in upward region up to soil surface, where distance is maintained between tube and heat pump in horizontally installed region of tube
DE102009031364A1 (en) * 2009-07-02 2011-04-28 Miwah Gmbh Spacer for pair of pipes, particularly pair of borehole-pipes, has opening with clip formed integrally and elastically, where profile corresponding to pipe diameter is provided at predetermined distance of borehole pipe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3129219A1 (en) * 1981-07-24 1983-02-10 Inefa Kunststoffe Ag, 2210 Itzehoe Arrangement of earth probes, as well as earth probe
US5339890A (en) * 1993-02-08 1994-08-23 Climate Master, Inc. Ground source heat pump system comprising modular subterranean heat exchange units with concentric conduits
DE20202578U1 (en) * 2002-02-19 2003-04-10 Rehau Ag & Co Erdsondenrohr
DE202007005796U1 (en) * 2007-04-21 2007-08-02 Müller, Hans-Werner Spacing fixture for arranging bundle of tubes e.g. terrestrial heat probes in earth bore has semi-circular sections provided with spacing pieces such that tube bundle is centrically supported within earth bore
JP2009287914A (en) * 2008-04-30 2009-12-10 Daikin Ind Ltd Heat exchanger and air-conditioning system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9897347B2 (en) 2013-03-15 2018-02-20 Thomas Scott Breidenbach Screw-in geothermal heat exchanger systems and methods

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