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Dokumentenidentifikation DE102006005132A1 09.08.2007
Titel Verfahren zur Nutzung der Erdwärme
Anmelder Palme, Klaus, Dipl.-Ing., 91088 Bubenreuth, DE
Erfinder Palme, Klaus, Dipl.-Ing., 91088 Bubenreuth, DE
DE-Anmeldedatum 04.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006005132
Offenlegungstag 09.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.08.2007
IPC-Hauptklasse F24J 3/08(2006.01)A, F, I, 20060204, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum pumpenfreien Tranport von Erdwärme aus trockenen oder wasserführenden Bereichen der Erde an die Erdoberfläche mittels eines Wärmerohrs (heatpipe) in Einrohrausführung. Unter Nutzung eines Teils der geförderten Erdwärme kann die Temperatur der restlichen gelieferten Erdwärme durch bekannte Verfahren auf ein höheres Temperaturniveau angehoben werden.

Beschreibung[de]
Kurzfassung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum pumpenfreien Transport von Erdwärme aus trockenen oder wasserführenden Bereichen der Erde an die Erdoberfläche mittels eines Wärmerohrs (heatpipe) in Einrohrausführung. Unter Nutzung eines Teils der geförderten Erdwärme kann die Temperatur der restlichen gelieferten Erdwärme durch bekannte Verfahren auf ein höheres Temperaturniveau angehoben werden.

Beschreibung der Ausgangssituation:

Derzeitiges Prinzip der Erdwärmenutzung: Der Energiebedarf der Menschheit und die zu Ende gehenden fossilen Energiequellen, wie z. B. Kohle, Gas und Erdöl, und auch der Uranvorräte erzwingt die Nutzung der Erdwärme. Erdwärme kann aus zwei Bereichen der Erde gewonnen werden:

  • – aus den wasserführenden Erdbereichen
  • – aus den trockenen Erdbereichen

Die Nutzung aus den wasserführenden Bereichen der Erde erfolgt auf zwei Arten.

In der einen Art geschieht dies in der Form, daß zwei Bohrungen in die Tiefe geführt werden. Über das eine Bohrloch wird Wasser in die Tiefe gepreßt, erwärmt sich dort und kommt als heißer Dampf über das zweite Bohrloch an die Erdoberfläche und kann dort energetisch genutzt werden, ehe es erneut in die Tiefe gepumpt wird. In der anderen Art saugt man vorhandenes heißes unterirdisches Wasser ab und preßt das abgekühlte, energetisch ausgenutzte Wasser in der Nähe wieder in den Boden zurück. Dabei sollten aber möglichst die unterirdischen Wasserströme nicht gestört werden.

Die Nutzung der Wärme aus den warmen trockenen Bereichen der Erde kann mit einem anderen Verfahren erfolgen. Bei der Nutzung dieser Wärme geht man zur Zeit von einem einzigen Bohrloch aus, in das ein Innenrohr eingezogen wird und damit einen Durchlauferhitzer bildet, der die Wärme mit reduzierter Pumpenunterstützung nach oben transportiert.

Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Einrohrsystem vorgeschlagen, das in Form des bekannten Heatpipe(Wärmerohr)prinzips aufgebaut ist. Das in dem einzigen Bohrloch niedergebrachte Rohr ist mit einem Innengitter oder anderen Führungseinrichtungen ausgestattet, in dem die Wärmetransportflüssigkeit nach unten sickern kann. Dabei nimmt die Flüssigkeit beim Abwärtssickern vor allem im unteren Bereich und am beliebig gestalteten Boden des Rohrs eine solche Temperatur an, daß sie verdampft und als Dampf nach oben steigt und dort in bekannter Form seinen Wärmeinhalt abgibt und als Flüssigkeit wieder nach unten sickert. Dieser Kreislauf läuft ohne Pumpunterstützung ab; das Prinzip des Wärmerohrs realisiert den Wärmetransport.

Erfindungsgemäß kann ein Teil der hochtransportierten Wärmeenergie zur weiteren Erhitzung der restlichen gelieferten Wärme, zum Beispiel mit Hilfe von bekannten Verfahren wie einer Wärmepumpe, einer Anlage mit Peltier/Seebeckelementen oder durch einen Stirlingmotor, verwendet werden.

Einsetzbar ist das Verfahren sowohl in Erdbereichen mit Wasserführung als auch in trockenen Erdbereichen. So ist auch kein Risiko einer Fehlbohrung vorhanden, die die anvisierten Wasserbereiche nicht trifft. Auch die Aggressivität des Wasser oder die Art der Bodenschichten können das Prinzip bei entsprechender Materialwahl und Rohrlänge nicht beeinträchtigen. Unterwasserströme werden durch das Verfahren nicht beeinflußt.


Anspruch[de]
Verfahren zur Nutzung de Erdwärme, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdwärme nur durch ein Rohr zur Erdoberfläche geführt wird, wobei dieses Rohr im Inneren in Form des bekannten Heatpipe(Wärmerohr)-rohres ausgeführt wird und ein geeignetes Wärmetransportmedium die Erdwärme durch Änderung des Aggregatszustandes nach oben führt. Das Verfahren nach Position 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sowohl bei wasserführendem Untergrund als auch bei trockenem Untergrund eingesetzt werden kann. Verfahren nach Position 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren ohne Pumpunterstützung arbeitet. Verfahren nach Position 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der geförderten Wärmeenergie durch bekannte Verfahren wie Wärmepumpen, Peltier/Seebeckelemente, Stirlingmotore o.ä. auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird.






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