Zariadenie na odoberanie alebo odvádzanie tepla s tepelným prepojením so zemou

Číslo patentu: E 280

Dátum: 18.01.2003

Autor: Waterkotte Klemens

Je ešte 14 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

ZARIADENIE NA ODOBERANIE ALEBO ODVÄDZANIE TEPLA S TEPELNÝM PREPOJENÍM SO ZEMOU0001 Predložený vynález sa týka zariadenia na odoberanie alebo odvádzanie tepla s tepelným prepojením so zemou pre povrchové získavanie tepelnej energie zo zeme alebo pre povrchové odvádzanie tepelnej energie do zeme, pričom zariadenie zahrňuje aspoň jednu zemnú sondu usporiadanú v zemi, pričom tepelná energia môže byt zo zeme odoberaná alebo do zeme odvádzaná prostredníctvom aspoň jednej teplonosnej tekutiny vedenej cez zemnú sondu, pričom každá zemná sonda zahrňuje proti okolitej zemi tesný,kovový driek sondy zviac do zeme zarazených baranených rúrkových segmentov, apričom vdrieku sondy je na privádzanie alebo odvádzanie teplonosnej tekutiny usporiadaná bud ponorná rúrka otvorená na svojomspodnom konci alebo v tvare U prebiehajúcá slučka rúrky.0002 Z praxe sú známe zariadenia pre vyššie uvedené účely v rôznych vyhotoveniach. Tieto známe riešenia je možné zhrnúť v podstate do troch0003 Prvá skupina zariadení podľa známeho stavu techniky pracuje s otvoreným okruhom s odberom spodnej vody zvodonosnej vrstvy, jej ochladením alebo ohriatím vtepelnom ćerpadle alebo inom agregáte ajej opätovným zavedení do vodonosnej vrstvy. Toto získavanie tepla zo spodnej vody alebo odvádzanie tepla do spodnej vody je však možné len vtedy, keďje k dispozicii vhodná voclonosná vrstva, a ked je kvalita spodnej vody dostatocna. Okrem toho, pre odber aopätovné zavádzanie spodnej vody je potrebnéúradné povolenie, ktoré sa udeľuje len za určitých predpokladov0004 Ďalej sú známe plošné kolektory, ktoré sú obvykle vytvorené ako horizontálne usporiadané rúrkové registre - tepelné výmenniky, aktore súvyžadujú rozsiahle zemné práce a ich inštalácia je preto drahá a navyše podľamiestnych podmienok často nepoužitelná.0005 Nakoniec sú známe, pre zostavenie zariadenia na odoberanie tepla zo zdroja, zemné sondy. Tieto známe zemné sondy pozostávajú zjednoduchej alebo dvojitej rúrkovej slučky, ktorá je zabudovaná vzemi vo zvisle zapustenom vrte. Všeobecne je hĺbka vrtu do 100 m, môže byt však taktiež väčšia. Vprípade piesočnatých pôd sa zapúšťanie vrtov obvykle uskutočňuje vŕtanim svýplachom. Vpevných pödach sa používa prevažne takzvané pneumatické vŕtanie s kladivom v diere. Toto vŕtanie vyžaduje prítomnosť dvojstupňového vzduchového kompresora s pracovným tlakom až 24 bar avýkonom motora 200 kW aviac. Vuvolnenej hornine sa vŕta s ochranným zapažením, ktoré má v praxi typický priemer napríklad 152 mm. V pevnej hornine sa pokračuje vo vŕtaní stypickým priemerom napríklad 128 mm až do dosiahnutia potrebnej konečnej hĺbky. Do dokonćeného zemného vrtu musí byt vložená vopred adjustovaná rúrková slučka. Následne sa musi zostávajúci priestor medzi rúrkovou slučkou a stenou zemného vrtu postupne zdola nahor vyplnit plnivom, v praxi väčšinou bentonitom, tj. zmesou cementu a ílu. Tým sa dosiahne spoľahlivé a trvanlivé vzájomné uzavretie vodorozpustných vrstiev ako inevyhnutný tepelný kontakt medzi rúrkovou slućkou azemou. Je zrejmé, že taktiež výroba takýchto zariadení je velmi náročná a tým idrahá. Okrem toho taktiež tieto zariadenia podliehajú schvaľovaniu, takže je potrebné vynaložit dalšie peniaze a čas na príslušné podanie žiadosti a povolovacie konanie. Podľa praxe navyše príslušné úrady takéto žiadosti často vybavujú zamietavo alebo sprehnanou opatmostouvzhladom na možné znečistenie spodnej vody pri presakovani.0006 Z DE 79 36 659 U 1 je známe zariadenie na zavádzanie tyčových tepelných výmennikov do zeme. Pritom používané tepelné výmenníky sú výhodne usporiadané vo forme baranených sond s jadrom, ktoré sú zostavené zdielcov navzájom zoskrutkovaných pomocou kónických závitových častí. Nevýhodné pritom je, že skrutkové spojenia, rovnako ako zpraxe taktiežznáme zvárané alebo letované spoje medzi dielcami, sú pri zarážani chúlostivéa majú sklon ku pretrhnutiu a s tým Spojenými netesnostami. Rezanie závitov. zváranie alebo tetovanie všetko vedie ku nepriaznivým lokálnym zmenám štruktúry a tvrdosti materiálu dielcov drieku sondy a tým k potenciálnym slabýmmiestam, z ktorých môžu skôr alebo neskôr vychadzat trhliny alebo zlomy.0007 Úlohou predloženého vynálezu je poskytnut zariadenie vyššieuvedeného typu, ktoré nemá vyššie opísané nevýhody, a ktoré je obzvlášthospodárne vyrobitéľné, ktoré je bezpečné sohladom na možný negatívny vplyv na životné prostredie, ktoré má velmi dlhú životnost, a ktoré vykazuje0008 Túto úlohu sa podarilo vyriešit podľa vynálezu zariadením vyššieuvedeného typu, ktoré sa vyznačuje tým, že- každý baranený rúrkový segment pozostáva z tvárnej zliatiny,- baranené rúrkové segmenty sú na svojich koncoch vytvorené navzájom- každý baranený rúrkový segment má na jednom svojom konci kónicky sa zužujúci vonkajší obvod a na svojom druhom konci hrdlo so zodpovedajúcim kónickým vnútorným obvodom, vybavené dorazovým osadením, pričom ich priemer akónus sú dimenzované tak, že zarážaním baranených rúrkových segmentov je vytvoritelné silové atesné vzájomné spojenie baranených0009 Podľa vynálezu predovšetkým každý baranený rúrkový segment pozostáva ztvárnej zliatiny. Podstatný rozdiel tvárnej zliatiny voči obvyklej šedej zliatine spočíva v tom, že v tvárnej zliatine je obsiahnutý grafit prítomný vo forme globúlárneho grafitu, čím sú zmenené mechanické vlastnosti najma je zvýšené pevnost a tažnostĺ Chemické vlastnosti tvárnej zliatiny sú voči šedej zliatine rovnako vylepšené, najmä odolnost proti jamkovej korózii. Výroba baranených rúrkových segmentov je možná napríklad odstredivým liatím. pričom môže byt použitý prakticky až 100 recyklovaný materiál. teda oceľový šrot, čo je tak ekomicky, ako aj ekologicky výhodné. Špeciálnym dodatočnýmspracovaním nadvàzujúcim na Iiatie sú baranené rúrkové segmenty z tvárnejzliatiny mechanicky tak odolné, že môžu byt zarazene do zeme značnými silami úderov bez toho, aby utrpeli škody. Pre ďalšie zjednodušenie výroby drieku sondy sú podla vynálezu baranené rúrkove segmenty na svojich koncoch vytvorené ako navzájom zasunutelne. Nákladné skrutkove. letovane alebo zvarovane spoje, ktoré je na stavenisku možne vytvárat a kontrolovat len s veľkými problémami, nie sú medzi po sebe následujúcimi baranenými rúrkovými segmentamí potrebne. Tým je zjednodušene taktiež mechanické spracovanie koncov baranených rúrkových segmentov pri ich výrobe. a taktiež je znížená pracovná nároćnost a nebezpečenstvo pracovných chýb na stavenisku na mieste zarážania baranených rúrkových segmentov do zeme. Podľa vynálezu dalej každý baranený rúrkový segment má na jednom svojom konci kónicky sa zužujúci vonkajší obvod ana svojom druhom konci hrdlo so zodpovedajúcim kónickým vnútorným obvodom, pričom ich konusy sú dimenzovane tak, že samotným zarážanim baranených rúrkových segmentov je vytvorené trvale silove atesné vzájomne spojenie baranených rúrkových segmentov. Toto vytvorenie baranených rúrkových segmentov slúži k tomu, aby už samotným procesom zarážanía bola dosiahnutá požadovaná tesnostl a silové spojenie jednotlivých baranených rúrkových segmentov navzájom. Nie sú potrebne zvláštne tesniace prostriedky. Hrdlo je vybavené vždy osadenim a v spojení s nasadeným dielom vždy druhého baraneneho rúrkoveho segmentu vytvorené tak, že nasadený baranený rúrkový segment po definovanom rozšírení hrdla dosadne na toto osadenie a následne odovzdáva dalej zarážacie impulzy bez toho, aby bolo hrdlo nepristupne namáhané v smere ďalšieho rozšírenia. Pri vhodnej intenzite impulzov alebo rázu baranidla pre zarážanie baranených rúrkových segmentov sa dosiahne to, že v oblasti vzájomného spojenia dvoch baranených rúrkových segmentov pride ku treciemu zvareniu, ktoré zaisťuje požadovanú tesnost a silove spojenie po velmi dlhú dobu použitia drieku sondy. Pretože neskoršie vzájomne rozpojenie jednotlivých baranených rúrkových segmentov bez poškodenia nie je potrebné.nepredstavuje toto pevne trecie zvarenie nijakú technickú nevýhodu.

MPK / Značky

MPK: F24J 3/00

Značky: zariadenie, tepelným, odoberanie, zemou, odvádzanie, prepojením, tepla

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/22-e280-zariadenie-na-odoberanie-alebo-odvadzanie-tepla-s-tepelnym-prepojenim-so-zemou.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na odoberanie alebo odvádzanie tepla s tepelným prepojením so zemou</a>

Podobne patenty