專利名稱：用于加熱和/或冷卻的設(shè)備和方法
用于加熱和/或冷卻的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明分別涉及一種用于在地下能量?jī)?chǔ)藏中儲(chǔ)存熱能的方法，以 及從所述儲(chǔ)藏中收回?zé)崮艿姆椒ā?br> 地球的各個(gè)地方具有不同的季節(jié)性變化。通?？梢园l(fā)現(xiàn)變化的模 式是一年當(dāng)中的某些部分是相對(duì)較冷的，而其它部分是相對(duì)較暖和的。 在這些情況下，通常在較冷的時(shí)期中需要加熱。相應(yīng)地，通常在較暖 和的時(shí)期中需要冷卻。在世界的不同地方對(duì)于這種需求具有不同的程 度，并且即使在相同的地方分別對(duì)于加熱和冷卻的需求也不總是具有 相同的量級(jí)。
例如，房屋具有這種加熱和/或冷卻的需求。但是，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到， 其它類型的設(shè)施，如工業(yè)設(shè)施，在某些情況下也有加熱和/或冷卻的需 求，這取決于設(shè)施的特性和取決于季節(jié)的平均空氣溫度。
現(xiàn)如今，經(jīng)常會(huì)用到所謂的地?zé)嵯到y(tǒng)，即將大地用作用于加熱和/ 或冷卻設(shè)施的能量?jī)?chǔ)藏。這意味著當(dāng)大地平均要比空氣更暖和一些時(shí)， 可以在寒冷時(shí)期從大地采集熱能。正相反，當(dāng)大地平均要比空氣更冷 一些時(shí)，可以在暖和時(shí)期從大地采集冷量。人們可以看到，好象是在 寒冷時(shí)期從大地排出熱能，而在暖和時(shí)期向大地補(bǔ)充熱能。因此，房 屋例如可以通過(guò)將大地用作均勻化能量?jī)?chǔ)藏而保持均勻的溫度。這將 使得對(duì)用于加熱或冷卻設(shè)施的額外供給能量的需求最小化。
在已知的這種能量?jī)?chǔ)藏中，使用一個(gè)或多個(gè)豎直孔，在這些豎直 孔中，熱栽體例如乙二醇和水的混合物通過(guò)孔中的管道向下進(jìn)入大地 并且隨后返回到表面。在這個(gè)通路中，實(shí)施了與大地的熱量的熱交換， 從而熱載體或者向圍繞所述孔的大地發(fā)出或是從圍繞所述孔的大地接 收熱能或冷量。熱泵可以結(jié)合抽取熱量或冷量來(lái)使用。
這種常規(guī)的能量?jī)?chǔ)藏或者可以被用于加熱或冷卻，或者兩者均可。 最常見(jiàn)的、特別是有關(guān)在較小的房屋中的溫度控制是在寒冷時(shí)期用于
加熱的設(shè)備，但是在暖和時(shí)期它們是不工作的。
在較小的房屋的情況下，最普遍的用法是使用單獨(dú)一個(gè)或僅僅幾 個(gè)孔。但是，還有使用不僅僅是幾個(gè)孔的布置。在這些情況中，孔的 管道要么可以串聯(lián)連接或者可以并聯(lián)連接，或者串聯(lián)連接和并聯(lián)連接 結(jié)合，并且以各種幾何布局分布，例如沿直線或以柵格形式。但是， 對(duì)于所有這些已知的布置共同的是流過(guò)各個(gè)管道的熱載體具有相同的 溫度并且恰好在同 一 時(shí)刻流入所有的孔中。這使得熱能在同 一 時(shí)間被 補(bǔ)充到所有孔中或者從所有孔中被采集。
這種能量?jī)?chǔ)藏可以被安裝在由巖石構(gòu)成大地的地區(qū)，但是在由粘 土、沙子等構(gòu)成的大地上的安裝也是可能的。在某些情況下，在安裝 過(guò)程中使用額外的支撐管或其它支撐裝置。
同樣已知的是使用這樣一種能量?jī)?chǔ)藏，即這種能量?jī)?chǔ)藏中的熱栽 體管道在孔的內(nèi)部是部分隔熱的，從而獲得沿孔延伸方向的溫度梯度。 以這種方式，由于可以在豎直方向上控制大地中的可用熱能的強(qiáng)度場(chǎng)， 因此可以增加i殳備的效率系數(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)伴隨有幾個(gè)問(wèn)題。
首先，儲(chǔ)存在孔周圍的地下的熱能或冷量可在遠(yuǎn)離所述孔的方向 上徑向地散失。例如，在寒冷季節(jié)，由于部分補(bǔ)充的熱能已經(jīng)通過(guò)大 地并遠(yuǎn)離所述孔被傳導(dǎo)，因此這將致使比在暖和季節(jié)通過(guò)孔補(bǔ)充的全 部熱能的總量更少的能量是可用的。這是由于周圍的大地冷卻了所述 孔周圍被加熱的大地。反過(guò)來(lái)當(dāng)然也是成立的，即如果圍繞所述孔的 大地在寒冷季節(jié)被冷卻，這些儲(chǔ)存的冷量在暖和季節(jié)將不能被完全地 采集，因?yàn)楫?dāng)?shù)搅酸娂瘍?chǔ)存的冷量的時(shí)候，周圍的大地會(huì)將冷卻區(qū)域 加熱到 一定程度。這種問(wèn)題同樣出現(xiàn)在使用多個(gè)孔的這種能量?jī)?chǔ)藏中， 因?yàn)檫@些已知的儲(chǔ)藏恰好在某個(gè)特定的時(shí)間加熱或者冷卻包圍所有孔 的大地。
其次，普通的冷卻效應(yīng)例如出現(xiàn)在居住區(qū)。也就是說(shuō)，在這些區(qū) 域內(nèi)，地?zé)嵯到y(tǒng)在冬季加熱并且主要在夏季停止工作，并且地?zé)嵯到y(tǒng) 通常彼此靠近地設(shè)置。無(wú)論是從太陽(yáng)、大氣和周圍的大地向冷卻的巖
石的額外的熱流都會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。這種效應(yīng)完全是長(zhǎng)期的，并且成 功地降低了所述區(qū)域內(nèi)的地?zé)嵯到y(tǒng)的效率系數(shù)。因此，需要使用這樣 一種設(shè)備，即可以以更高效率與大地交換熱量以及冷量，而不是單向 地收回?zé)崮堋?br> 本發(fā)明解決了上述問(wèn)題。
因此，本發(fā)明涉及一種用于分別將熱能儲(chǔ)存于地下能量?jī)?chǔ)藏以及 將熱能從地下能量?jī)?chǔ)藏收回的方法，所述地下能量?jī)?chǔ)藏包括至少四個(gè) 孔，通過(guò)這些孔輸送熱載體并且由此分別加熱或冷卻大地，其特征在 于所述孔基本上沿至少兩個(gè)同心圓布置，設(shè)置控制裝置以控制閥系統(tǒng)， 所述閥系統(tǒng)被設(shè)置用于將熱載體引導(dǎo)至沿一個(gè)圓布置的孔中，并且由 此分別加熱或冷卻沿所述圓的大地，當(dāng)熱載體的溫度高于周圍大地的 溫度時(shí)，內(nèi)部的圓先于外部的圓被加熱，當(dāng)熱載體的溫度低于周圍大 地的溫度時(shí)，外部的圓先于內(nèi)部的圓被冷卻。
本發(fā)明還涉及這種類型的設(shè)備并且其基本上具有如權(quán)利要求10
中所描述的特征。
現(xiàn)在將結(jié)合本發(fā)明的示例性實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
附圖i為根據(jù)本發(fā)明的能量?jī)?chǔ)藏的簡(jiǎn)化俯視附圖2為從根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的熱孔側(cè)看的剖視附圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的典型視圖。
如附圖l所示的能量?jī)?chǔ)藏l，其包括13個(gè)彼此之間成一定距離地 設(shè)置的熱孔2，所述熱孔2被鉆入周圍大地3中。所述孔2沿三個(gè)分 別同心但是具有不同半徑的圓10、 11、 12等距離地間隔開。如附

圖1 中清楚所示的，最內(nèi)部的圓的直徑為零，位于這個(gè)最內(nèi)部的圓10的熱 孔4實(shí)質(zhì)上位于同心圓10、 11、 12的共同的圓心上。但是，這個(gè)條件 不是必要的；相反，最里面的同心圓IO可以具有不等于零的直徑，由 此沿最內(nèi)部的圓IO可以有多個(gè)等距離地間隔開的孔。
此外，例如附圖1中所示的能量?jī)?chǔ)藏1，同心圓的數(shù)量也不必需 是三個(gè)，而可以是任何數(shù)量，但是至少有兩個(gè)。同時(shí)，也無(wú)需使用圓
形，相反，可以使用任何同心的、封閉的并且具有遞增尺寸的幾何圖 形組，如側(cè)邊具有遞增尺寸的同心矩形。
孔2分布在各個(gè)圓10、 11、 12上，從而基本在所述孔能量?jī)?chǔ)藏1 上的每對(duì)兩個(gè)相鄰的孔之間的距離與其它對(duì)之間的距離一樣大。這意 味著沿外部的圓比沿內(nèi)部的圓設(shè)置更多的孔2。在當(dāng)前實(shí)施例中，這 意味著沿外部的圓12比沿中間的圓11設(shè)置更多的孔2。取決于周圍 大地3的導(dǎo)熱性，兩個(gè)相鄰孔之間的典型距離大約在3到IO米之間， 通常在5到7米之間。
能量?jī)?chǔ)藏1中的每個(gè)孔2所具有的深度大約在50至250米之間， 通常在150至200米之間。最外部的圓的直徑大約在10至250米之間， 通常大約為150米。
附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的在如附圖1中所示的儲(chǔ)藏 中的熱孔2中的一個(gè)。所述孔2從地面5被向下鉆入大地3中。如果 需要，基于大地的特性，可以設(shè)置不同的支撐結(jié)構(gòu)如支撐管(未示出)， 以便增加所述孔的穩(wěn)定性。同時(shí)還可以使用用于密封所述孔2的裝置 (也未示出)。
U型管道23向下延伸進(jìn)入所述孔2，基本上下降至孔2的底部21, 進(jìn)一步再向上至孔2的上端22。所述管道23可以由任何合適的材料 制成，如聚乙烯。此后，管道24分別從閥系統(tǒng)6延伸到孔2和從孔2 延伸到閥系統(tǒng)6。熱載體8從閥系統(tǒng)6流動(dòng)通過(guò)管道24、 23向下進(jìn)入 孔2，向上穿過(guò)孔2，并回到閥系統(tǒng)6。熱載體8可以是任何合適的流 體介質(zhì)，如水和乙二醇的混合物，并且優(yōu)選地為防凍的。
同時(shí)，在孔2中具有溫度測(cè)量線圏9，其基本上在孔2的整個(gè)長(zhǎng) 度上延伸。線圏9或者可以布置在管道23的內(nèi)部、管道23的外部， 或者可以直接布置在孔2的壁上。在各個(gè)這些情況中，溫度測(cè)量線圏 9因此測(cè)量熱載體8的溫度、孔2內(nèi)部或是周圍大地3中緊鄰所述孔2 的一部分的溫度。在本實(shí)施例中，線圏9被設(shè)置在管道23的外表面上， 但是以任何其他記載的方式設(shè)置線圏9也是完全可能的，并且仍然是 不背離本發(fā)明的。
溫度測(cè)量線圏9使用溫度傳感器25測(cè)量溫度，沿孔2的延伸方向 通常以間隔大約0.5米等距離地設(shè)置。但是基于設(shè)備的其他特性以及 土壤的類型，溫度傳感器還可以以更大的間隔布置如間隔為1-5米。 在附圖2中，為了更清楚，溫度傳感器25沒(méi)有按照比例被示出。線圏 9與控制裝置7如計(jì)算機(jī)結(jié)合。因此線圏9在孔2中的各個(gè)深度定期 測(cè)量溫度，并且將測(cè)量到的溫度報(bào)告給控制裝置7。
溫度測(cè)量線圏9，包括溫度傳感器25，可以是任何合適的類型， 其中一個(gè)例子是一種使用常規(guī)光學(xué)纖維線的光學(xué)讀取設(shè)備。例如，這 種設(shè)備從HydroReserch Sam Johansson AB， H6rn裊kersvSgen 14， Taby， Sweden可以買到。另 一個(gè)例子是PT100型的一系列常規(guī)溫度 傳感器。
隨后，控制裝置7被連接到閥系統(tǒng)6并且被設(shè)置用于控制閥系統(tǒng) 6。閥系統(tǒng)6再被設(shè)置用于控制單個(gè)熱載體8通過(guò)管道23、下降至孔2 的流動(dòng)。因此，控制裝置7被設(shè)置以用于控制熱載體8經(jīng)由閥系統(tǒng)6 通過(guò)孑L 2的流動(dòng)。
此外，能量?jī)?chǔ)藏l中的每個(gè)孔2設(shè)置有各自的這種溫度測(cè)量線圈 9，每個(gè)溫度測(cè)量線圏9被聯(lián)接到控制裝置7上，每個(gè)孔2均設(shè)置有各 自的閥系統(tǒng)6，并且控制裝置7被分別聯(lián)接到每個(gè)閥系統(tǒng)6上。因此， 通過(guò)持續(xù)地以及單獨(dú)地分別控制經(jīng)過(guò)每個(gè)孔2的流動(dòng)，控制裝置7被 布置用于控制熱栽體8流入能量?jī)?chǔ)藏1中的每個(gè)孔2中的流動(dòng)分配。
在操作過(guò)程中，控制裝置7分別地控制熱載體8經(jīng)過(guò)孔2的流動(dòng)， 以便在孔2中測(cè)量的溫度將會(huì)基本上等于沿相同的同心圓布置的每個(gè) 孔中的溫度。在本文中，術(shù)語(yǔ)"基本上相等"意味著沿相同的圓布置 的兩個(gè)孔之間的最大溫度差異不超過(guò)大約1-2'C。
附圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的沿附圖1中的同心 圓10、 11、 12布置的孔2的典型視圖。在附圖3中，為了更清楚地示 出，所述孔成一排被示出，盡管事實(shí)上它們實(shí)質(zhì)上是沿附圖1中的同 心圓IO、 11、 12中的一個(gè)布置的。
如附圖2中所示，附圖3的孔2具有U形管道23。這些U形管
道23與管道31串聯(lián)連接。同時(shí)與孔2串聯(lián)連接的是閥系統(tǒng)6。因此， 熱載體8流過(guò)管道23、 31，從閥系統(tǒng)6向下進(jìn)入第一個(gè)孔2a，從第一 個(gè)孔2a向上，下降至第二個(gè)孔2b，并且如此向前直到最后的孔2d， 然后再次返回到閥系統(tǒng)6。
熱載體8的溫度通過(guò)使用第一溫度傳感器33測(cè)量，該傳感器33 被設(shè)置在閥系統(tǒng)6的出口與第 一孔2a之間，以及可以通過(guò)使用第二溫 度傳感器34測(cè)量，該傳感器34被設(shè)置在最后的孔2d與閥系統(tǒng)6的入 口之間。管道32從這兩個(gè)溫度傳感器33、 34延伸到控制裝置7如計(jì) 算機(jī)。溫度傳感器33、 34可以是任何適合的類型，例如PT100型常 規(guī)溫度傳感器。
此后，控制裝置7被聯(lián)接到閥系統(tǒng)6并被設(shè)置用于控制閥系統(tǒng)6, 閥系統(tǒng)6再被設(shè)置用于控制熱載體8經(jīng)過(guò)管道23、 31的流動(dòng)，向下進(jìn) 入孔2。因此控制裝置7被設(shè)置用于通過(guò)閥系統(tǒng)6控制熱栽體8經(jīng)過(guò) 孔2的流動(dòng)。
此外，沿能量?jī)?chǔ)藏1中的每個(gè)同心圓10、 11、 12的孔2具有各自 的這種溫度傳感器33、 34,每個(gè)溫度傳感器33、 34被聯(lián)接到控制裝 置7，每個(gè)同心圓IO、 11、 12設(shè)置有各自的閥系統(tǒng)6,并且控制裝置 7被聯(lián)接到每個(gè)各自的閥系統(tǒng)6上。因此，通過(guò)持續(xù)地以及單獨(dú)地控 制通過(guò)沿每個(gè)各自的同心圓10、 11、 12的孔2的流動(dòng)，控制裝置7 被設(shè)置用于控制熱栽體8在沿能量?jī)?chǔ)藏1中的每個(gè)各自的同心圃10、 11、 12的孔2中的流動(dòng)分配。
在前面描述的第一和第二優(yōu)選實(shí)施例中，熱能可以被補(bǔ)充到能量 儲(chǔ)藏1中，或者可以從所述能量?jī)?chǔ)藏1中采集。
在本文中，"補(bǔ)充能量，，意味著通過(guò)從熱載體8傳遞熱能而將熱能 供給到能量?jī)?chǔ)藏l中，所述熱載體8在孔2中流過(guò)管道23，下降至大 地3。這還意味著熱載體8在經(jīng)過(guò)能量?jī)?chǔ)藏1中的孔2時(shí)被冷卻，并 且輸入與輸出溫度之間的溫度差可以被用于例如在一年當(dāng)中相對(duì)較暖 和的部分冷卻房屋。即使可能出現(xiàn)由于氣候、土地以及其他條件產(chǎn)生 的變化，在冷卻房屋的過(guò)程中的向下流入孔2中的熱載體的溫度典型
地為5-18°C。離開所述孔的被冷卻的熱載體的溫度典型地比輸入溫 度低約2-6。C，通常低3-4。C。
在本文中，"釆集能量，，意味著熱能以相反的方式從大地3被傳遞 到熱載體8中。因此，當(dāng)需要時(shí)(如在一年當(dāng)中相對(duì)較冷的部分)，可 以使用例如加熱熱載體8來(lái)加熱房屋。即使可能出現(xiàn)由于氣候、土地 以及其他條件產(chǎn)生的變化，當(dāng)加熱房屋時(shí)向下流入孔2中的熱載體的 溫度典型的為-3-7。C。離開所述孔的被加熱的熱栽體溫度典型地比輸 入溫度高大約2-6。C，通常高3-4。C。
值得注意的是補(bǔ)充能量?jī)?chǔ)藏1時(shí)，被加熱的孔周圍的大地3的溫 度升高，并且在采集能量時(shí)大地3的溫度類似地降低。
與使用現(xiàn)有技術(shù)中的能量?jī)?chǔ)藏相比，使用根據(jù)本發(fā)明的能量?jī)?chǔ)藏 1在采集先前補(bǔ)充的熱能時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高得多的效率。這通常是通過(guò)從 儲(chǔ)藏1的中心向外補(bǔ)充熱能，以及通過(guò)從儲(chǔ)藏1的外周向內(nèi)采集熱能 實(shí)現(xiàn)。這降低了由于熱量在能量?jī)?chǔ)藏1的外圍散失而引起的損失。
因此，由于可以在設(shè)置成比最初補(bǔ)充所述熱能的圓更加遠(yuǎn)離中心 的圓處采集所散失的熱能的大部分，從最初開始補(bǔ)充熱能的內(nèi)部的孔 散失的熱能的大部分在采集時(shí)是可以利用的，盡管在那個(gè)時(shí)候所述熱 能的一部分已經(jīng)散失遠(yuǎn)離所述內(nèi)部的孔。當(dāng)在最外部的圓上的熱交換 相當(dāng)?shù)蜁r(shí)，開始對(duì)更向內(nèi)設(shè)置的圓采集熱能，并且這樣向前進(jìn)行下去 直到采集過(guò)程一直移動(dòng)到最內(nèi)部的圓時(shí)。當(dāng)從沿這些圓或沿這個(gè)圓的 孔的熱交換減小到零時(shí)，能量?jī)?chǔ)藏l已經(jīng)被耗盡，并且與傳統(tǒng)能量?jī)?chǔ) 藏相比，獲得被補(bǔ)充熱能的相當(dāng)更大部分進(jìn)行利用。
因此，通過(guò)利用分別以半徑增加或半徑減小的順序一個(gè)接著一個(gè) 排列的同心圓10、 11、 12來(lái)補(bǔ)充和采集熱量，在能量?jī)?chǔ)藏l中分別從 中間向外補(bǔ)充熱能以及從外周向內(nèi)采集熱能。根據(jù)測(cè)量溫度的地點(diǎn)， 可以應(yīng)用用于沿按順序的下一個(gè)圓開始分別補(bǔ)充和采集熱能的各種條 件。在沿每個(gè)各自的同心圓10、 11、 12的每個(gè)各自的孔2中的溫度被 測(cè)量的情況下，優(yōu)選所述條件是在沿著此時(shí)分別補(bǔ)充或采集熱能的圓 的孔中的溫度應(yīng)當(dāng)基本上與沿按順序的前一個(gè)圓的孔的溫度一樣高。
當(dāng)在連接沿同心圓的所有孔2的管道31中測(cè)量溫度時(shí)，一個(gè)優(yōu)選所述 條件是沿著此時(shí)分別補(bǔ)充或采集熱能的圓的孔的管道的溫度應(yīng)當(dāng)基本 上與連接沿按順序的前一個(gè)圓的孔的管道中的溫度一樣高。但是，應(yīng) 當(dāng)意識(shí)到其他條件也是可以的和適用的，其中取決于溫度傳感器25、 33、 34的布置，并且取決于閥系統(tǒng)6控制熱載體8經(jīng)過(guò)熱儲(chǔ)藏1中的 孔2的流動(dòng)的控制方式。
在本文中，"基本上等于"意思是沿相鄰的圓上的兩個(gè)孔之間的最 大溫度差異不超過(guò)大約1 - 5'C 。
此外，當(dāng)能量?jī)?chǔ)藏缺乏熱能時(shí)，最外面的井(wdls)可被用于常 規(guī)的地?zé)峥?，以便因此可以采集比之前?chǔ)存在能量?jī)?chǔ)藏1中的熱能更 多的熱能。
在上文中，示例性實(shí)施例已經(jīng)被公開。但是本發(fā)明可以在不背離 本發(fā)明的前提下進(jìn)行改變。因此，不能認(rèn)為本發(fā)明受這些示例性實(shí)施 例的限制，而本發(fā)明僅受附加的權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1、一種用于分別將熱能儲(chǔ)存于地下能量?jī)?chǔ)藏(1)中并且從地下能量?jī)?chǔ)藏(1)中收回?zé)崮艿姆椒ǎ龅叵履芰績(jī)?chǔ)藏包括至少四個(gè)孔(2)，通過(guò)所述孔(2)輸送熱載體(8)并且由此分別加熱或冷卻大地(3)，其特征在于，基本上沿至少兩個(gè)同心圓(10，11，12)布置所述孔(2)，將控制裝置(7)設(shè)置用于控制閥系統(tǒng)(6)，將所述閥系統(tǒng)(6)設(shè)置用于將熱載體(8)引導(dǎo)至沿一個(gè)圓布置的孔，并且由此分別加熱或冷卻沿所述圓的大地，當(dāng)熱載體(8)的溫度高于周圍大地(3)的溫度時(shí)，先于外部的圓加熱內(nèi)部的圓，并且熱載體(8)的溫度低于周圍大地(3)的溫度時(shí)，先于內(nèi)部的圓冷卻外部的圓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，使用至少一個(gè)溫度 傳感器(25， 33， 34)測(cè)量沿每一個(gè)圓(10， 11， 12)的溫度，所述 控制裝置(7)控制閥系統(tǒng)(6)以便控制每個(gè)相鄰圓之間的溫度差異， 并且在當(dāng)前分別被加熱或冷卻的圓中的熱載體與相鄰的圓之間的溫度 差異低于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，開始對(duì)下一個(gè)圓分別進(jìn)行加熱和冷卻。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過(guò)使用至少 一個(gè)溫度傳感器(25)單獨(dú)地測(cè)量每個(gè)孔(2)中的溫度，所述控制裝 置(7)控制閥系統(tǒng)(6)，所述閥系統(tǒng)(6)再單獨(dú)地控制施加在每個(gè) 孔(2 )上的加熱或冷卻效果，從而使得分別基本沿相同的同心圓(10， 11， 12)布置的孔(2)之間的最低溫度與最高溫度之間的差異在整個(gè) 圓(10， 11, 12)上處于預(yù)先設(shè)定值以下。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，將所述熱 載體(8)引導(dǎo)到U形管道(23)中、向下進(jìn)入每個(gè)孔(2)中并且從 每個(gè)孔(2)向上。
5、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在能量?jī)?chǔ)藏 (1)中當(dāng)前熱能含量最低的圓處從所述能量?jī)?chǔ)藏(1)中采集冷量。
6、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，將所述孔(2) 之間的距離設(shè)置在2至10米之間。
7、 根據(jù)前迷任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，將兩個(gè)孔(2) 之間的最大距離設(shè)置在10至250米之間。
8、 根據(jù)前迷任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，將所述孔(2 ) 的深度設(shè)置在50至200米之間。
9、 根據(jù)前迷任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，將所述孔(2 ) 的直徑設(shè)置在10至50厘米之間。
10、 一種用于分別將熱能儲(chǔ)存于地下能量?jī)?chǔ)藏(1)中并且從地下 能量?jī)?chǔ)藏(l)中收回?zé)崮艿脑O(shè)備，所述地下能量?jī)?chǔ)藏包括至少四個(gè)孔(2)，通過(guò)所迷孔(2)輸送熱載體(8)并且由此分別地加熱或冷卻 大地(3)，其特征在于，所述孔(2)基本上沿至少兩個(gè)同心圓(10, 11， 12)布置，控制裝置(7)被設(shè)置用于控制閥系統(tǒng)(6)，所述閥系 統(tǒng)(6)再被設(shè)置用于將熱載體(8)引導(dǎo)至沿一個(gè)圓布置的孔，并且 由此分別加熱或冷卻沿所述圓的大地，所迷控制裝置(7)被設(shè)置用于 控制閥系統(tǒng)(6)從而當(dāng)熱栽體(8)的溫度高于周圍大地(3)的溫度 時(shí)，內(nèi)部的圓先于外部的圓被加熱，以及控制所述閥系統(tǒng)(6)從而當(dāng) 熱載體(8)的溫度低于周圍大地(3)的溫度時(shí)，外部的圓先于內(nèi)部 的圓被冷卻。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)溫度 傳感器(25， 33， 34)被設(shè)置用于測(cè)量熱載體(8)的溫度，所述熱載 體(8)被輸送穿過(guò)沿每一個(gè)圓(10， 11， 12)的孔(2)，并且所述控 制裝置(7)被設(shè)置用于控制所述閥系統(tǒng)(6)，所述閥系統(tǒng)(6)再被 設(shè)置用于控制每個(gè)相鄰的圓之間的溫度差異，從而在當(dāng)前分別被加熱 或冷卻的圓中的熱載體與相鄰的圓之間的溫度差異低于預(yù)先設(shè)定值 時(shí)，開始對(duì)下一個(gè)圓分別進(jìn)行加熱和冷卻。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO或11所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè) 溫度傳感器(25)被設(shè)置用于單獨(dú)地測(cè)量每個(gè)孔(2)中的溫度，所述 控制裝置(7) 被設(shè)置用于控制所述閥系統(tǒng)(6)，所述閥系統(tǒng)(6)再被設(shè)置用于單獨(dú)地控制提供給每個(gè)孔(2)的加熱或冷卻效果，從而使得分別基本沿相同的同心圓(10， 11, 12)布置的所有孔(2)的最低溫度與最高溫度之間的差異在整個(gè)圓(10, 11， 12)上處于預(yù)先設(shè)定 值以下。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1O、 11或12所述的設(shè)備，其特征在于，U形 管道(23)被設(shè)置用于引導(dǎo)所述熱載體(8)向下進(jìn)入每個(gè)孔(2)并 且從每個(gè)孔(2)向上。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10-13中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征 在于，所述控制裝置(7)被設(shè)置用于控制所迷閥系統(tǒng)，以便在能量?jī)?chǔ) 藏(1)中當(dāng)前熱能含量最低的圓處從所述能量?jī)?chǔ)藏(1)中采集冷量。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10- 14中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征 在于，所述孔(2)之間的距離在2至1O米之間。
16、 根據(jù)權(quán)利要求10-15中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在 于，兩個(gè)孔(2)之間的最大距離在10至250米之間。
17、 根據(jù)權(quán)利要求10-16中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征 在于，所述孔(2 )的深度在50至200米之間。
18、 根據(jù)權(quán)利要求10-17中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在 于，所述孔(2)的直徑在10至50厘米之間。
全文摘要
一種用于分別將熱能儲(chǔ)存于地下能量?jī)?chǔ)藏(1)中并且從地下能量?jī)?chǔ)藏(1)中收回?zé)崮艿姆椒?，所述地下能量?jī)?chǔ)藏包括至少四個(gè)孔(2)，通過(guò)所述孔(2)輸送熱載體并且由此分別加熱或冷卻大地(3)。本發(fā)明的特征在于基本上沿至少兩個(gè)同心圓(10，11，12)布置所述孔(2)，將控制裝置設(shè)置用于控制閥系統(tǒng)，將所述閥系統(tǒng)設(shè)置用于將熱載體引導(dǎo)至沿一個(gè)圓布置的孔，并且由此分別加熱或冷卻沿所述圓的大地，當(dāng)熱載體的溫度高于周圍大地(3)的溫度時(shí)，先于外部的圓加熱內(nèi)部的圓，并且當(dāng)熱載體的溫度低于周圍大地(3)的溫度時(shí)，先于內(nèi)部的圓冷卻外部的圓。本發(fā)明還涉及一種設(shè)備。
文檔編號(hào)F28D20/00GK101389910SQ200780006364
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者B·吉爾茨, T·維爾迪格 申請(qǐng)人:斯堪的納維亞能源效率股份公司