WO2011023311A2 - Transport and storage unit - Google Patents

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WO2011023311A2
WO2011023311A2 PCT/EP2010/005008 EP2010005008W WO2011023311A2 WO 2011023311 A2 WO2011023311 A2 WO 2011023311A2 EP 2010005008 W EP2010005008 W EP 2010005008W WO 2011023311 A2 WO2011023311 A2 WO 2011023311A2
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transport
tube
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polymeric material
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Guido Kania
Volker Liebel
Mario Psyk
Jörg STOSCHUS
Daniel Gottschalk
Frank Lünstedt
Alexander Oelschlegel
Karlheinz Winter
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Rehau Ag + Co
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    • B65D85/08Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for compressible or flexible articles rod-shaped or tubular
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Definitions

  • the present invention relates to a transport and storage unit comprising a geothermal probe tube assembly for utilizing near-surface geothermal energy with a tube made of polymeric material that is at least partially helical or helical in shape and having a lumen-surrounding layer, and a transport tube.
  • Pack includes, wherein the transport packaging surrounds the geothermal probe tube assembly in a helical or spiral-shaped region of the tube.
  • Helix or spiral geothermal probe pipe arrangements have the task to absorb heat from the ground or to deliver it to the ground.
  • the geothermal probes constructed from such geothermal probe pipe arrangements are introduced into a borehole and poured out the gap between the probe and the bore wall, wherein the pouring material after curing provides for a permanent and statically stable connection between the geothermal probe and the ground surrounding the geothermal probe soil.
  • the hardened spout material ensures energy transfer between the heat transfer medium in the geothermal probe and the soil.
  • EP 1 006 331 A1 proposes winding a plastic pipe for guiding the heat transfer medium helically around a core of a wire mesh in many windings and inserting the resulting helically wound plastic pipe with the wire mesh into a borehole, which is then filled with the excavated material becomes.
  • the Erdettasonden- tube assembly described in EP 1 006 331 A1 disadvantageously represents a significant transport volume and transport weight due to the wire mesh core with the plastic tube wound around it.
  • US 5,054,541 describes a spiral geothermal probe tube assembly in which the individual windings are connected by drawstrings, wherein the drawstrings are distributed over the circumference of the turns of the geothermal probe tube and attached to the individual windings, so that the Thus formed Buchbandabête between turns each determine the axial distance between the individual turns.
  • the diameter of the helical turns decreases in the laying direction, so that the individual turns of the probe tube form a truncated cone, which occupies a reduced transport volume in the collapsed state during transport.
  • the ends of the drawbars are raised, whereby the geothermal probe tube assembly is pulled apart in the axial direction and can be performed in the extended state in the bore.
  • a geothermal probe is associated with a high production cost, because the turns of the pipe assembly must be individually connected to the drawstrings.
  • deformation of the conductor turns may occur because the drawstrings do not provide effective protection against deformation of the tube assembly.
  • AT 503 583 A4 describes a ground collector having a conduit for a heat transfer medium, which is insertable into a bore, forming a plurality of helical turns, and having the mutual axial spacing of the turns of the conduit limiting, flexible casing, which encloses the turns of the line under radial preload.
  • such probes have the disadvantage that the outer soft bend sheath the laying conditions on the site often can not withstand, so that it is damaged or torn in many cases during the laying of the ground collector. If such an outer flexible soft shell is lacking, such ground collectors can no longer be brought into the borehole since they are easily out of shape.
  • the present invention is based on the object of providing a transport and storage unit for such a geothermal probe pipe arrangement which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • a transport and storage unit is to be made available through which the geothermal probe tube assembly can be safely transported and stored in a small volume and is ensured by a simple and safe installation of the geothermal probe under harsh conditions on the site.
  • a high and uniform heat extraction capacity of the geothermal probe is to be achieved.
  • this object is achieved in that the geothermal probe tube assembly is held in a transport and storage unit by a transport package under axial bias in a smaller volume than after removal of the transport packaging, wherein a tube of geothermal Probe tube assembly is made of cross-linked polymeric material. Accordingly, the objects underlying the present invention are achieved by a transport and storage unit for a geothermal probe having the features of claim 1. Preferred embodiments of the transport and storage unit according to the invention for a geothermal probe tube assembly are described in the dependent therefrom Speaks.
  • the present invention thus relates to a transport and storage unit for a geothermal probe tube assembly
  • a geothermal probe tube assembly comprising a geothermal probe tube assembly for utilizing near-surface geothermal energy with a tube made of polymeric material that is at least partially helical or spiral shaped and a layer surrounding a lumen and a transport packaging enclosing the borehole heat exchanger tube assembly in a helical or helical region of the tube, wherein the polymeric material is a cross-linked polymeric material, and wherein the transport package biases the borehole heat exchanger tube assembly under axial bias in a first contracted condition holds, in which the geothermal probe tube assembly occupies a smaller volume than in a second, expanded state in the transport packaging is no longer available.
  • the transport packaging comprises at least one holding element which consists of films, cords, ropes, tapes, adhesive tapes and combinations thereof. off, is selected.
  • the use of such holding elements ensures that the geothermal probe is kept in the packaged state targeted in a smaller volume and that the individual turns of the helical or spiral portion of the geothermal probe can not move against each other. It has been found in practice to be particularly favorable when transport packaging is a transport foil packaging.
  • the polymeric material of the tube is a crosslinked polyolefin, with crosslinked polyethylene (PE-X) being preferred.
  • the cross-linked polyethylene can be peroxide-crosslinked polyethylene (PE-Xa), silane-crosslinked polyethylene (PE-Xb), electron-beam cross-linked polyethylene (PE-Xc), azoveretworked polyethylene (PE-Xd) and mixed variants of these cross-linked polyethylenes act, with peroxide-crosslinked polyethylene is particularly preferred.
  • Such materials exhibit high point load resistance and stress cracking resistance and are therefore suitable for installation under difficult conditions.
  • thermally conductive particles in an amount of 1 wt .-% to 40 wt .-%, based on the weight of the polymeric material, are included. Based on the weight of the polymeric material of the tube, it is preferred that in the polymeric material 10 wt .-% to 30 wt .-% of thermally conductive particles, particularly preferably 18 wt .-% to 22 wt .-% heat-conductive particles are.
  • thermally conductive particles in the polymeric material promotes heat transfer between the soil and the heat transfer medium in the tube of the geothermal probe tube assembly.
  • Graphite, mica, wollastonite, talc, chalk, glass fibers, metals and mixtures of these materials have proven particularly advantageous as heat-conductive particles.
  • the tube has an oval cross section at least in sections, the oval cross section preferably having an ovality in the range of 1% to 45%, particularly preferably an ovality in the range of 10% to 30%.
  • Such an oval cross section of the tube causes an increase in the ratio of the surface of the tube to its free cross-sectional area, whereby an improvement of the heat absorption or heat dissipation from the flowing heat transfer medium to the soil takes place.
  • Such an improvement of the heat transfer between heat transfer medium and soil can also be effected by internals and / or internal grooves are provided on the inside of the tube.
  • Such internals and internal grooves can be used in addition to the ovalization of the pipe cross-section or find use as the only measures in round pipe cross-section.
  • Such measures also increase the turbulence of the flow of the heat transfer medium in the tube and thereby cause an improved heat absorption or heat dissipation through the heat transfer medium flowing through the tube.
  • drawers are present at at least one point along the circumference of the helical or spiral part of the tube.
  • the pulling devices are present at two locations along the circumference of the helical or spiral part of the tube, in particular at two opposite points along the circumference of the helical or spiral part of the tube.
  • Such traction devices are able to prevent a shift of the individual winding layers of the tube of the geothermal probe tube assembly under the transport packaging and on the other hand to allow uniform extraction of the geothermal probe tube assembly after removal of the transport packaging. It may prove to be particularly advantageous when it comes to the drawbars to drawstrings.
  • the drawstrings on their side facing the tube have a layer of thermoplastic material, which is materially connected to the polymeric material of the tube. In this way, a difficult detachable connection between the drawstrings and the tube is created. It may also prove to be beneficial if the drawstrings comprise an adhesive layer and a tension-resistant carrier layer. It may prove to be particularly advantageous if the carrier layer is reinforced by longitudinally inserted fibrous reinforcing threads or rovings and / or stretched polymer material to increase the tensile strength, preferably stretched polyethylene or polypropylene comprises and / or polyethylene terephthalate as a tensile polymer material.
  • Such a structure causes a mechanical stability of the drawstrings and allows a cohesive connection between the drawstrings and the polymeric material of the tube. Furthermore, it may be useful if the drawbars equidistant distances of the helix of the helical or spiral part of the pipe or predetermine with the laying depth decreasing distances of the helix of the helical or spiral portion of the tube. Equidistant spacings of the helix with the laying depth ensure uniform introduction of the geothermal probe tube arrangement into the ground.
  • the laying depth decreasing distances of the helix of the helical or spiral part of the tube ensure smaller installation distances of the pipe in deeper areas of the soil, in which there are higher temperatures than in the nearer areas of the soil, especially in the cold winter months.
  • the lower installation distances in the warmer areas of the soil the heat extraction capacity of the probe tube can be increased and thus more energy can be obtained.
  • a device for compensating buoyancy forces is present on the pipe of the geothermal probe pipe arrangement in the introduced into a wellbore state in the vicinity of the earth's surface farthest point of the tube and / or the traction devices. Due to the presence of such a device for compensating buoyancy forces laying of the geothermal probe tube assembly according to the invention used in groundwater is possible, whereby a very good heat transfer to the flowing in the tube heat transfer medium is made possible. It can also prove to be advantageous if there is a device for receiving a spreading means on the tube in the state introduced into the borehole near the point furthest away from the earth's surface.
  • the extraction of the helical or spiral portion of the tube can be easily performed.
  • the introduced spreading can be used to anchor the geothermal probe tube assembly according to the invention in the extended state in a wellbore.
  • the device for compensating buoyancy forces and the device for receiving a spreading means may be present individually or simultaneously on the pipe and / or on the pulling devices.
  • the polymeric material of the tube comprises at least one layer which is composed of a polymeric material whose FNCT (Füll Notched Creep Test) according to ISO 16770 under the conditions 80 0 C, 4 N / mm 2 , 2% Arcopal N-100 is at least 8,760 h.
  • FNCT Frell Notched Creep Test
  • Arcopal N-100 is at least 8,760 h.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of a transport and storage unit according to the invention in the compressed state.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the invention shown in FIG
  • FIG. 3 shows an enlarged section of the geothermal probe tube assembly shown in Fig. 2 in cross section.
  • FIG. 1 an embodiment of a transport and storage unit according to the invention is shown in cross-section.
  • the illustrated transport and storage unit comprises a borehole heat exchanger tube arrangement 1 with a tube 2 made of polymeric material, which is helical with the exception of one inlet 8 and one outlet 9, the helically shaped area of the tube 2 being surrounded by a transport packaging 3 which is formed in the illustrated embodiment of the present invention as a transport foil packaging.
  • a transport packaging 3 which is formed in the illustrated embodiment of the present invention as a transport foil packaging.
  • the tube 2 of the geothermal probe tube assembly 1 is made of peroxide-crosslinked polyethylene (PE-Xa) and has a layer surrounding a lumen 4 (FIG. 3).
  • the tube 2 may also be prepared from another crosslinked polymeric material, in particular a crosslinked polyolefin and preferably from another crosslinked polyethylene (PE-X).
  • thermally conductive graphite particles are added to the polymeric material in an amount of 20% by weight, based on the weight of the polymeric material.
  • thermally conductive graphite particles in addition to these particles, mica particles, talc particles, chalk particles, glass fiber particles, metal particles and mixed particles of these materials may also be contained in the polymeric material of the pipe 2. Such thermally conductive particles may be contained individually or as a mixture of such particles in the polymeric material of the tube 2.
  • the tube 2 of the geothermal probe tube assembly 1 has an inlet 8, a helically shaped region and a drain 9.
  • the helically formed region is present as a catchy He-Hx. At this catchy helix is followed by an approximately linear out of the helically shaped region leading out 9 of the tube 2 at.
  • the helically and / or spirally formed region of the tube 2 may also be a double-helical region, wherein a deflection of 180 ° is required at the lower end.
  • embodiments of the present invention may also be a catchy, combined helix and spiral region or a double-flight, combined helix and spiral region with a deflection by 180 ° or even a purely helically formed region in a catchy or double-flighted configuration, wherein in the embodiment with educate myselfem helical and / or spiral-shaped region at the lower end of the tube 2 in each case a deflection of the tube 2 by 180 ° is required.
  • Fig. 2 shows the geothermal probe tube assembly 1 shown in Fig.
  • This expansion of the helical or spiral-shaped region of the tube 2 is due to the stored spring energy without further external action. This can additionally be promoted by a mechanical extension of the helical and / or spiral region.
  • pulling devices 5 in the form of drawstrings are attached at two opposite points along the circumference of the helix.
  • pulling devices 5 are mounted at a location along the circumference of the helix.
  • drawers 5 may also be present at more than two locations along the circumference of the helical and / or spiral part of the tube 2, it being preferred that the locations along the circumference at which the drawers 5 are present, a occupy the greatest possible distance from each other.
  • pulling devices 5 are present at three locations along the circumference of the tube 2, it is preferred that these points be offset by about 120 ° along the circumference of the helically and / or spirally formed region of the tube 2.
  • the pulling devices 5 are designed as drawstrings. It is particularly preferred if the drawstrings have on their side facing the tube 2 a layer of thermoplastic material which forms a coherent connection with the crosslinked polymeric material of the tube 2.
  • the connections between the drawbars 5 and the tube 2 can easily be made such that the helix of the helical and / or helical region of the tube 2 has equidistant spacings. This is ensured by the fact that adjacent sections of the pulling device 5, which are separated only by the tube 2 in the helically formed region, have the same length. It is preferred, however, that distances of the helix and / or helical region of the tube 2 are predetermined by the pulling devices, which decrease with increasing laying depth of the geothermal probe pipe application. This is achieved by the fact that adjacent, separated only by the tube 2 in the helically shaped area Sections of the traction device 5 have a decreasing length with increasing laying depth.
  • the pulling devices 5 are preferably designed as drawstrings which comprise an adhesive layer 6 and a tension-resistant carrier layer 7.
  • the adhesive layer 6 is preferably a layer of a low-melting adhesive, a bonding agent and / or a contact adhesive, which forms a cohesive connection with the outside of the tube 2.
  • the tension-resistant carrier layer 7 is preferably reinforced by longitudinally inserted fibrous reinforcing threads and / or rowings.
  • the tension-resistant carrier layer 7 may preferably comprise drawn polymer material to increase the tensile strength, in particular drawn polyethylene, stretched polypropylene, copolymers and / or blends of these polyolefins being used.
  • the carrier layer 7 comprises polyethylene terephthalate (PET) as a tensile polymer material.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a luminophore is incorporated into the material of the geothermal probe tube assembly 1 and / or the towing devices 5.
  • the geothermal probe luminesces when inserted into the wellbore and thus the introduction of the probe is greatly simplified in the dark hole because of the optical visibility of the current position of the probe.
  • an optical detectability of the insertion position of the probe into the soil can also be achieved by incorporating a thermochromic coloring pigment into the polymeric material of the tube 2. In this way, the outer wall of the tube 2 at different temperatures, ie at different laying depth of the tube, a different color, so that the actual installation depth of the probe can be detected optically.
  • the geothermal probe tube assembly has a device for compensating buoyancy forces near the furthest point of the tube 2 to the earth's surface.
  • a device for compensating buoyancy forces near the furthest point of the tube 2 to the earth's surface.
  • This is preferably a weight, in particular a metal weight (for example stainless steel), which is fastened to the pipe, for example by screwing.
  • the device for compensating buoyancy forces may also be present in the vicinity of the furthest point of the traction device 5 to the earth's surface.
  • the presence of a device for the compensation of buoyancy forces allows a laying of the geothermal probe in the groundwater and can thereby contribute to improved heat transfer to flowing through the pipe 2 heat transfer medium.
  • it is preferable, alternatively or in addition to the device for compensating buoyancy forces to attach a device for receiving a spreading means.
  • the presence of a spreader at the furthest point of the probe on the surface of the earth allows anchoring of the probe in the ground and thus a simplified
  • the polymeric material of the tube comprises at least one layer which is made of a polymeric material, the FNCT (fill notched creep test) according to ISO 16770 under the test conditions 80 0 C, 4 N / mm 2 , 2% Arkopal N-100 at least 8,760 hours.
  • FNCT fill notched creep test
  • Fig. 3 shows in cross section an enlarged section of the geothermal probe tube assembly shown in Fig. 2 1.
  • the tube 2 of the geothermal probe tube assembly encloses a lumen 4, which is traversed by the heat transfer medium.
  • the tube 2 in the helically formed region has an oval cross-section.
  • the ratio of the surface of the tube is increased to its through-flow from the heat transfer medium cross-sectional area, whereby the heat transfer between soil and heat transfer medium is improved.
  • the oval cross section is constant over the entire helically shaped region of the tube 2.
  • the ovality of the cross section of the tube in the helical and / or helical region can also be made variable.
  • the flow behavior of the heat transfer medium through the tube 2 is shifted from the laminar nature of the flow to a more turbulent character of the flow.
  • a turbulent flow of the heat transfer medium in the tube 2 is an improved heat absorption or heat dissipation through the pipe 2 flowing through the heat transfer medium.
  • internals may be provided on the side of the tube 2 facing the lumen 4. In such internals may be internal grooves, elevations, built-in tips, pedestal or the like, which prevent laminar flow of the heat transfer medium.
  • the tube 2 of the geothermal probe tube assembly takes place in the region of the inlet 8 and / or the outlet 9, a direct or sliding transition from an oval cross section of the tube 2 to a circular cross section.
  • the diameter of the circular tube cross-section of the inlet 8 and the outlet 9 is preferably designed so that a connectivity is given to standardized connection masses.
  • a coding preferably a color and / or graphic coding, is present during the startup.
  • the tube 2 has a circular cross section over its entire length.
  • the cross section may be constant or in particular have a variable cross section in the helically and / or spirally formed region of the tube 2.
  • the diameter of the circular pipe cross-section of the inlet 8 and the outlet 9 is preferably designed so that a connectability to standardized connection masses is given, wherein to avoid confusion Feed 8 and 9 sequence when commissioning preferably a coding, preferably a color and / or graphic coding can be present.

Abstract

The present invention relates to a transport and storage unit for a geothermal probe tube assembly (1), comprising a geothermal probe tube assembly (1) for utilizing near-surface geothermal energy. The geothermal probe tube assembly comprises a tube (2), which is made of a polymeric material and has a helical or spiral design at least in some regions, and a layer enclosing a lumen (4). The invention further relates to a transport packaging (3), which surrounds the geothermal probe tube assembly (1) in a helically or spirally designed region of the tube (2), wherein the polymeric material is a cross-linked polymeric material, and wherein the transport packaging (3) holds the geothermal probe tube assembly (1) under axial bias in a first, contracted state, in which the geothermal probe tube assembly (1) occupies a smaller volume than it does in a second, expanded state, in which the transport packaging (3) is no longer present.

Description

Transport- und Lagereinheit  Transport and storage unit
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Transport- und Lagereinheit, die eine Erdwärmesonden-Rohranordnung zur Nutzung oberflächennaher Geothermie mit einem aus polymerem Material hergestellten Rohr, das zumindest teilweise helix- oder spiralförmig ausgebildet ist und eine ein Lumen umgebende Schicht aufweist, und eine Transportver- packung umfasst, wobei die Transportverpackung die Erdwärmesonden-Rohranordnung in einem helix- oder spiralförmig ausgebildeten Bereich des Rohres umschließt. The present invention relates to a transport and storage unit comprising a geothermal probe tube assembly for utilizing near-surface geothermal energy with a tube made of polymeric material that is at least partially helical or helical in shape and having a lumen-surrounding layer, and a transport tube. Pack includes, wherein the transport packaging surrounds the geothermal probe tube assembly in a helical or spiral-shaped region of the tube.
Helix- oder spiralförmige Erdwärmesonden-Rohranordnungen haben die Aufgabe, Wärme aus dem Erdreich aufzunehmen bzw. an das Erdreich abzugeben. Dazu werden die aus derartigen Erdwärmesonden-Rohranordnungen aufgebauten Erdwärmesonden in ein Bohrloch eingeführt und der Zwischenraum zwischen der Sonde und der Bohrungswand ausgegossen, wobei das Ausgussmaterial nach dem Aushärten für eine dauerhafte und statisch stabile Verbindung zwischen der Erdwärmesonde und dem die Erdwärmesonde umgebenden Erdreich sorgt. Darüber hinaus gewährleistet das ausgehärtete Ausgussmaterial einen Energietransfer zwischen dem Wärmeträgermedium in der Erdwärmesonde und dem Erdreich. Nach dem Einführen der Erdwärmesonde in das Bohrloch und dem Ausgießen des Bohrlochs fungieren derartige Erdwärmesonden im Erdreich als rohrförmige Wärmetauscher, wobei zum Wärmetransport ein die Erdwärmesonde durchströmendes Wärmeträgermedium verwendet wird. Helix or spiral geothermal probe pipe arrangements have the task to absorb heat from the ground or to deliver it to the ground. For this purpose, the geothermal probes constructed from such geothermal probe pipe arrangements are introduced into a borehole and poured out the gap between the probe and the bore wall, wherein the pouring material after curing provides for a permanent and statically stable connection between the geothermal probe and the ground surrounding the geothermal probe soil. In addition, the hardened spout material ensures energy transfer between the heat transfer medium in the geothermal probe and the soil. After introducing the geothermal probe into the borehole and the pouring of the borehole, such geothermal probes in the ground function as tubular heat exchangers, wherein a heat transfer medium flowing through the geothermal probe is used for heat transport.
Derartige helix- oder spiralförmige Erdwärmesonden-Rohranordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise schlägt die EP 1 006 331 A1 vor, ein Kunststoffrohr zur Leitung des Wärmeträgermediums in vielen Windungen schraubenförmig um einen Kern aus einem Drahtgitter zu wickeln und das resultierende schraubenförmig gewi- ekelte Kunststoffrohr mit dem Drahtgitter in ein Bohrloch einzuführen, das dann mit dem Aushubmaterial gefüllt wird. Die in der EP 1 006 331 A1 beschriebene Erdwärmesonden- Rohranordnung stellt nachteiligerweise ein erhebliches Transportvolumen und Transportgewicht aufgrund des Drahtgitterkerns mit dem darumgewickelten Kunststoffrohr dar. Zur Überwindung dieses Transportproblems beschreibt die US 5,054,541 eine spiralförmige Erdwärmesonden-Rohranordnung, bei der die einzelnen Windungen mittels Zugbändern verbunden sind, wobei die Zugbänder über den Umfang der Windungen des Erdwärme- sondenrohres verteilt angeordnet sind und an den einzelnen Windungen befestigt sind, so dass die so gebildeten Zugbandabschnitte zwischen den Windungen jeweils den axialen Abstand zwischen den einzelnen Windungen bestimmen. Der Durchmesser der schraubenförmigen Windungen nimmt in Verlegerichtung ab, so dass die einzelnen Windungen des Sondenrohres einen Kegelstumpf bilden, der im zusammengeschobenen Zustand beim Transport ein reduziertes Transportvolumen einnimmt. Vor dem Einbringen der Erdwärmesonde in das Bohrloch werden die Enden der Zugbänder angehoben, wodurch die Erdwärmesonden-Rohranordnung in axialer Richtung auseinandergezogen wird und im auseinandergezogenen Zustand in die Bohrung geführt werden kann. Allerdings ist eine derartige Erdwärmesonde mit einem hohen Herstellungsaufwand verbunden, weil die Windungen der Rohranordnung einzeln mit den Zugbändern verbunden werden müssen. Darüber hinaus kann es bei einer derartigen Erdwärmesonden-Rohranordnung vor dem Einsetzen der Sonde in das Erdloch zu einer Verformung der Leiterwindungen kommen, weil die Zugbänder keinen effektiven Schutz vor einer Verformung der Rohranordnung darstellen. Um die Gefahr einer Verformung der Rohranordnung vor dem Einführen in das Bohrloch zu verringern, beschreibt die AT 503 583 A4 einen Erdkollektor mit einer in eine Erdbohrung einsetzbaren, mehrere schraubenförmige Windungen bildenden Leitung für ein Wärmeträgermedium und mit einer den gegenseitigen axialen Abstand der Windungen der Leitung begrenzenden, biegeweichen Hülle, die die Windungen der Leitung unter radialer Vorspan- nung umschließt. Derartige Sonden haben jedoch den Nachteil, dass die außenliegende biegeweiche Hülle den Verlegebedingungen auf der Baustelle häufig nicht standhalten kann, so dass sie in vielen Fällen während des Verlegens des Erdkollektors beschädigt bzw. aufgerissen wird. Fehlt eine derartige außenliegende biegeweiche Hülle, lassen sich solche Erdkollektoren nicht mehr in das Bohrloch einbringen, da sie leicht aus der Form geraten. Darüber hinaus tritt häufig eine Verschiebung der einzelnen Wickellagen des Erdkollektors unter der biegeweichen Hülle sowohl beim Transport im zusammengeschobenen Zustand als auch beim Ausziehen der Sonde unmittelbar vor dem Einbau auf, was zu einer ungleichmäßigen Wärmeentzugsleistung des Erdwärmekollektors führen kann. Weiterhin behindert eine den Erdwärmekollektor umgebende biegeweiche Hülle den Wärmeübergang zwischen dem Erdreich und dem Erdwärmekollektor. Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine Transport- und Lagereinheit für eine derartige Erdwärmesonden-Rohranordnung zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll eine Transport- und Lagereinheit zur Verfügung gestellt werden, durch die die Erdwärmesonden-Rohranordnung in einem kleinen Volumen sicher transportiert und gelagert werden kann und durch die eine einfache und sichere Montage der Erdwärmesonde unter rauhen Bedingungen auf der Baustelle gewährleistet ist. Darüber hinaus soll eine hohe und gleichmäßige Wärmeentzugsleistung der Erdwärmesonde erzielt werden. Such helical or spiral geothermal probe tube assemblies are known in the art. For example, EP 1 006 331 A1 proposes winding a plastic pipe for guiding the heat transfer medium helically around a core of a wire mesh in many windings and inserting the resulting helically wound plastic pipe with the wire mesh into a borehole, which is then filled with the excavated material becomes. The Erdwärmesonden- tube assembly described in EP 1 006 331 A1 disadvantageously represents a significant transport volume and transport weight due to the wire mesh core with the plastic tube wound around it. To overcome this transport problem, US 5,054,541 describes a spiral geothermal probe tube assembly in which the individual windings are connected by drawstrings, wherein the drawstrings are distributed over the circumference of the turns of the geothermal probe tube and attached to the individual windings, so that the Thus formed Zugbandabschnitte between turns each determine the axial distance between the individual turns. The diameter of the helical turns decreases in the laying direction, so that the individual turns of the probe tube form a truncated cone, which occupies a reduced transport volume in the collapsed state during transport. Before introducing the borehole heat exchanger into the well, the ends of the drawbars are raised, whereby the geothermal probe tube assembly is pulled apart in the axial direction and can be performed in the extended state in the bore. However, such a geothermal probe is associated with a high production cost, because the turns of the pipe assembly must be individually connected to the drawstrings. Moreover, with such a geothermal probe tube assembly prior to insertion of the probe into the ground hole, deformation of the conductor turns may occur because the drawstrings do not provide effective protection against deformation of the tube assembly. In order to reduce the risk of deformation of the tube assembly prior to insertion into the wellbore, AT 503 583 A4 describes a ground collector having a conduit for a heat transfer medium, which is insertable into a bore, forming a plurality of helical turns, and having the mutual axial spacing of the turns of the conduit limiting, flexible casing, which encloses the turns of the line under radial preload. However, such probes have the disadvantage that the outer soft bend sheath the laying conditions on the site often can not withstand, so that it is damaged or torn in many cases during the laying of the ground collector. If such an outer flexible soft shell is lacking, such ground collectors can no longer be brought into the borehole since they are easily out of shape. In addition, often occurs a displacement of the individual winding layers of the ground collector under the bendable sheath on both the transport in the collapsed state and when removing the probe immediately prior to installation, which can lead to uneven heat extraction performance of the geothermal collector. Furthermore, a bending soft shell surrounding the geothermal collector obstructs the heat transfer between the soil and the geothermal collector. Proceeding from this, the present invention is based on the object of providing a transport and storage unit for such a geothermal probe pipe arrangement which overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, a transport and storage unit is to be made available through which the geothermal probe tube assembly can be safely transported and stored in a small volume and is ensured by a simple and safe installation of the geothermal probe under harsh conditions on the site. In addition, a high and uniform heat extraction capacity of the geothermal probe is to be achieved.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass diese Aufgabe dadurch gelöst wird, dass die Erdwärmesonden-Rohranordnung in einer Transport- und Lagereinheit durch eine Transportverpackung unter axialer Vorspannung in einem geringeren Volumen gehalten wird als nach dem Entfernen der Transportverpackung, wobei ein Rohr der Erdwärme- sonden-Rohranordnung aus vernetztem polymeren Material hergestellt ist. Dementsprechend werden die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben durch eine Transport- und Lagereinheit für eine Erdwärmesonde mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Transport- und Lagereinheit für eine Erdwärmesonden-Rohranordnung sind in den davon abhängigen An- Sprüchen beschrieben. According to the present invention, it has been found that this object is achieved in that the geothermal probe tube assembly is held in a transport and storage unit by a transport package under axial bias in a smaller volume than after removal of the transport packaging, wherein a tube of geothermal Probe tube assembly is made of cross-linked polymeric material. Accordingly, the objects underlying the present invention are achieved by a transport and storage unit for a geothermal probe having the features of claim 1. Preferred embodiments of the transport and storage unit according to the invention for a geothermal probe tube assembly are described in the dependent therefrom Speaks.
Die vorliegende Erfindung betrifft damit eine Transport- und Lagereinheit für eine Erdwärmesonden-Rohranordnung, die eine Erdwärmesonden-Rohranordnung zur Nutzung oberflächennaher Geothermie mit einem aus polymerem Material hergestellten Rohr, das zu- mindest teilweise helix- oder spiralförmig ausgebildet ist und eine ein Lumen umgebende Schicht aufweist, sowie eine Transportverpackung umfasst, die die Erdwärmesonden- Rohranordnung in einem helix- oder spiralförmig ausgebildeten Bereich des Rohres umschließt, wobei das polymere Material ein vernetztes polymeres Material ist und wobei die Transportverpackung die Erdwärmesonden-Rohranordnung unter axialer Vorspannung in einem ersten, kontrahierten Zustand hält, in dem die Erdwärmesonden-Rohranordnung ein geringeres Volumen einnimmt als in einem zweiten, expandierten Zustand, in dem Transportverpackung nicht mehr vorhanden ist. The present invention thus relates to a transport and storage unit for a geothermal probe tube assembly comprising a geothermal probe tube assembly for utilizing near-surface geothermal energy with a tube made of polymeric material that is at least partially helical or spiral shaped and a layer surrounding a lumen and a transport packaging enclosing the borehole heat exchanger tube assembly in a helical or helical region of the tube, wherein the polymeric material is a cross-linked polymeric material, and wherein the transport package biases the borehole heat exchanger tube assembly under axial bias in a first contracted condition holds, in which the geothermal probe tube assembly occupies a smaller volume than in a second, expanded state in the transport packaging is no longer available.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Transportverpackung mindestens ein Halteelement um- fasst, das aus Folien, Schnüren, Seilen, Bändern, Klebebändern und Kombinationen dar- aus, ausgewählt ist. Die Verwendung derartiger Halteelemente gewährleistet, dass die Erdwärmesonde im verpackten Zustand gezielt in einem kleineren Volumen gehalten wird und dass sich die einzelnen Windungen des helix- oder spiralförmigen Bereichs der Erdwärmesonde nicht gegeneinander verschieben können. Dabei hat es sich in der Praxis als besonders günstig herausgestellt, wenn Transportverpackung eine Transport-Folienverpackung ist. It may be advantageous if the transport packaging comprises at least one holding element which consists of films, cords, ropes, tapes, adhesive tapes and combinations thereof. off, is selected. The use of such holding elements ensures that the geothermal probe is kept in the packaged state targeted in a smaller volume and that the individual turns of the helical or spiral portion of the geothermal probe can not move against each other. It has been found in practice to be particularly favorable when transport packaging is a transport foil packaging.
Dabei kann es sich als günstig erweisen, wenn das polymere Material des Rohres ein ver- netztes Polyolefin ist, wobei vernetztes Polyethylen (PE-X) bevorzugt ist. Bei dem vernetz- ten Polyethylen kann es sich um peroxidvernetztes Polyethylen (PE-Xa), silanvernetztes Polyethylen (PE-Xb), Elektronenstrahl-vernetztes Polyethylen (PE-Xc), azovernetztes Polyethylen (PE-Xd) sowie um gemischte Varianten dieser vernetzten Polyethylene handeln, wobei peroxidvernetztes Polyethylen besonders bevorzugt ist. Derartige Materialien zeigen eine hohe Punktlastrissbeständigkeit und Spannungsrissbeständigkeit und sind daher für ein Verlegen unter schwierigen Bedingungen geeignet. Darüber hinaus sind derartige Materialien dazu in der Lage, eine Formbeständigkeit des helix- oder spiralförmigen Bereichs des Rohres zu gewährleisten, so dass ein Verschieben der Windungen des Rohres gegeneinander oder eine Verformung der Leiterwindungen wirksam verhindert werden kann. Weiterhin kann es sich als nützlich erweisen, wenn in dem polymeren Material des Rohres wärmeleitende Partikel in einer Menge von 1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des polymeren Materials, enthalten sind. Bezogen auf das Gewicht des polymeren Materials des Rohres ist es bevorzugt, dass in dem polymeren Material 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% wärmeleitender Partikel, besonders bevorzugt 18 Gew.-% bis 22 Gew.-% wär- meleitender Partikel enthalten sind. Das Vorhandensein derartiger wärmeleitender Partikel in dem polymeren Material begünstigt den Wärmeübergang zwischen dem Erdreich und dem Wärmeträgermedium in dem Rohr der Erdwärmesonden-Rohranordnung. Dabei haben sich als wärmeleitende Partikel Graphit, Glimmer, Wollastonit, Talkum, Kreide, Glasfasern, Metalle und Gemische dieser Materialien als besonders günstig erwiesen. It may prove to be advantageous if the polymeric material of the tube is a crosslinked polyolefin, with crosslinked polyethylene (PE-X) being preferred. The cross-linked polyethylene can be peroxide-crosslinked polyethylene (PE-Xa), silane-crosslinked polyethylene (PE-Xb), electron-beam cross-linked polyethylene (PE-Xc), azoveretworked polyethylene (PE-Xd) and mixed variants of these cross-linked polyethylenes act, with peroxide-crosslinked polyethylene is particularly preferred. Such materials exhibit high point load resistance and stress cracking resistance and are therefore suitable for installation under difficult conditions. In addition, such materials are able to ensure dimensional stability of the helical or helical portion of the tube, so that displacement of the tube turns against each other or deformation of the conductor coils can be effectively prevented. Furthermore, it may prove useful if in the polymeric material of the tube thermally conductive particles in an amount of 1 wt .-% to 40 wt .-%, based on the weight of the polymeric material, are included. Based on the weight of the polymeric material of the tube, it is preferred that in the polymeric material 10 wt .-% to 30 wt .-% of thermally conductive particles, particularly preferably 18 wt .-% to 22 wt .-% heat-conductive particles are. The presence of such thermally conductive particles in the polymeric material promotes heat transfer between the soil and the heat transfer medium in the tube of the geothermal probe tube assembly. Graphite, mica, wollastonite, talc, chalk, glass fibers, metals and mixtures of these materials have proven particularly advantageous as heat-conductive particles.
Es kann sich ferner als vorteilhaft erweisen, wenn das Rohr zumindest abschnittsweise einen ovalen Querschnitt aufweist, wobei der ovale Querschnitt vorzugsweise eine Ovalität im Bereich von 1 % bis 45 %, besonders bevorzugt eine Ovalität im Bereich von 10 % bis 30 % besitzt. Ein derartiger ovaler Querschnitt des Rohres bewirkt eine Vergrößerung des Verhältnisses von Oberfläche des Rohres zu seiner freien Querschnittsfläche, wodurch eine Verbesserung der Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe vom strömenden Wärmeträgermedium an das Erdreich erfolgt. Eine derartige Verbesserung des Wärmetransfers zwischen Wärmeträgermedium und Erdreich kann ebenso bewirkt werden, indem an der Innenseite des Rohres Einbauten und/oder Innenriefen vorgesehen sind. Derartige Einbauten und Innenriefen können zusätzlich zur Ovalisierung des Rohrquerschnitts verwendet werden oder als alleinige Maßnahmen bei rundem Rohrquerschnitt Verwendung finden. Derartige Maßnahmen erhöhen darüber hinaus die Turbulenz der Strömung des Wärmeträgermediums in dem Rohr und bewirken dadurch eine verbesserte Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe durch das das Rohr durchströmende Wärmeträgermedium. It may also prove advantageous if the tube has an oval cross section at least in sections, the oval cross section preferably having an ovality in the range of 1% to 45%, particularly preferably an ovality in the range of 10% to 30%. Such an oval cross section of the tube causes an increase in the ratio of the surface of the tube to its free cross-sectional area, whereby an improvement of the heat absorption or heat dissipation from the flowing heat transfer medium to the soil takes place. Such an improvement of the heat transfer between heat transfer medium and soil can also be effected by internals and / or internal grooves are provided on the inside of the tube. Such internals and internal grooves can be used in addition to the ovalization of the pipe cross-section or find use as the only measures in round pipe cross-section. Such measures also increase the turbulence of the flow of the heat transfer medium in the tube and thereby cause an improved heat absorption or heat dissipation through the heat transfer medium flowing through the tube.
Es kann sich weiter als günstig erweisen, wenn an wenigstens einer Stelle entlang des Um- fangs des helix- oder spiralförmigen Teils des Rohres Zugeinrichtungen vorhanden sind. Dabei kann es von besonderem Nutzen sein, wenn die Zugeinrichtungen an zwei Stellen entlang des Umfangs des helix- oder spiralförmigen Teils des Rohres, insbesondere an zwei einander gegenüberliegenden Stellen entlang des Umfangs des helix- oder spiralförmigen Teils des Rohres vorhanden sind. Derartige Zugeinrichtungen sind dazu in der Lage, zum einen ein Verschieben der einzelnen Wickellagen des Rohres der Erdwärmesonden- Rohranordnung unter der Transportverpackung zu verhindern und zum anderen ein gleichmäßiges Ausziehen der Erdwärmesonden-Rohranordnung nach Entfernen der Transportverpackung zu ermöglichen. Dabei kann es sich als besonders günstig erweisen, wenn es sich bei den Zugeinrichtungen um Zugbänder handelt. It can also prove to be advantageous if drawers are present at at least one point along the circumference of the helical or spiral part of the tube. In this case, it can be of particular use if the pulling devices are present at two locations along the circumference of the helical or spiral part of the tube, in particular at two opposite points along the circumference of the helical or spiral part of the tube. Such traction devices are able to prevent a shift of the individual winding layers of the tube of the geothermal probe tube assembly under the transport packaging and on the other hand to allow uniform extraction of the geothermal probe tube assembly after removal of the transport packaging. It may prove to be particularly advantageous when it comes to the drawbars to drawstrings.
In diesem Zusammenhang kann es von Nutzen sein, wenn die Zugbänder an ihrer dem Rohr zugewandten Seite eine Schicht aus thermoplastischem Material aufweisen, die mit dem polymeren Material des Rohres stoffschlüssig verbunden ist. Auf diese Weise wird eine schwer lösbare Verbindung zwischen den Zugbändern und dem Rohr geschaffen. Es kann sich auch als günstig erweisen, wenn die Zugbänder eine Klebeschicht und eine zugfeste Trägerschicht umfassen. Dabei kann es sich als besonders günstig erweisen, wenn die Trägerschicht durch in Längsrichtung eingelegte faserförmige Armierungsfäden oder Rowings verstärkt ist und/oder zur Erhöhung der Zugfestigkeit verstrecktes Polymermaterial, vorzugsweise verstrecktes Polyethylen oder Polypropylen umfasst und/oder Polyethy- lenterephthalat als zugfestes Polymermaterial umfasst. Ein derartiger Aufbau bewirkt eine mechanische Stabilität der Zugbänder und ermöglicht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Zugbändern und dem polymeren Material des Rohres. Weiterhin kann es von Nutzen sein, wenn die Zugeinrichtungen äquidistante Abstande der Schraubenlinie des helix- oder spiralförmigen Teils des Rohres vorgeben oder mit der Verlegetiefe abnehmende Abstände der Schraubenlinie des helix- oder spiralförmigen Bereichs des Rohres vorgeben. Äquidistante Abstände der Schraubenlinie mit der Verlegetiefe ge- währleisten ein gleichmäßiges Einbringen der Erdwärmesonden-Rohranordnung in das Erdreich. Dagegen gewährleisten mit der Verlegetiefe abnehmende Abstände der Schraubenlinie des helix- oder spiralförmigen Teils des Rohres geringere Verlegeabstände des Rohres in tieferen Bereichen des Erdreichs, in denen insbesondere in den kalten Wintermonaten höhere Temperaturen als in den oberflächennäheren Bereichen des Erdreichs vorliegen. Durch die geringeren Verlegeabstände in den wärmeren Bereichen des Erdreichs kann die Wärmeentzugleistung des Sondenrohres erhöht und damit mehr Energie gewonnen werden. In this context, it may be useful if the drawstrings on their side facing the tube have a layer of thermoplastic material, which is materially connected to the polymeric material of the tube. In this way, a difficult detachable connection between the drawstrings and the tube is created. It may also prove to be beneficial if the drawstrings comprise an adhesive layer and a tension-resistant carrier layer. It may prove to be particularly advantageous if the carrier layer is reinforced by longitudinally inserted fibrous reinforcing threads or rovings and / or stretched polymer material to increase the tensile strength, preferably stretched polyethylene or polypropylene comprises and / or polyethylene terephthalate as a tensile polymer material. Such a structure causes a mechanical stability of the drawstrings and allows a cohesive connection between the drawstrings and the polymeric material of the tube. Furthermore, it may be useful if the drawbars equidistant distances of the helix of the helical or spiral part of the pipe or predetermine with the laying depth decreasing distances of the helix of the helical or spiral portion of the tube. Equidistant spacings of the helix with the laying depth ensure uniform introduction of the geothermal probe tube arrangement into the ground. In contrast, with the laying depth decreasing distances of the helix of the helical or spiral part of the tube ensure smaller installation distances of the pipe in deeper areas of the soil, in which there are higher temperatures than in the nearer areas of the soil, especially in the cold winter months. The lower installation distances in the warmer areas of the soil, the heat extraction capacity of the probe tube can be increased and thus more energy can be obtained.
Weiterhin kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, wenn am Rohr der Erdwärmesonden- Rohranordnung im in ein Bohrloch eingebrachten Zustand in der Nähe der zur Erdoberfläche am weitesten entfernten Stelle des Rohres und/oder der Zugeinrichtungen eine Vorrichtung zur Kompensation von Auftriebskräften vorhanden ist. Durch das Vorhandensein einer derartigen Vorrichtung zur Kompensation von Auftriebskräften wird eine Verlegung der erfindungsgemäß verwendeten Erdwärmesonden-Rohranordnung im Grundwasser ermöglicht, wodurch ein sehr guter Wärmetransfer auf das in dem Rohr strömende Wärmeträgermedium ermöglicht wird. Es kann sich auch als günstig erweisen, wenn an dem Rohr im in das Bohrloch eingebrachten Zustand in der Nähe der zur Erdoberfläche am weitesten entfernten Stelle des Rohres eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Spreizmittels vorhanden ist. Wird ein Spreizmittel an dieser Stelle mit dem Rohr der Erdwärmesonden-Rohranord- nung verbunden, kann das Ausziehen des helix- oder spiralförmigen Bereichs des Rohres einfach durchgeführt werden. Darüber hinaus kann das eingeführte Spreizmittel dazu verwendet werden, die erfindungsgemäß verwendete Erdwärmesonden-Rohranordnung im ausgezogenen Zustand in einem Bohrloch zu verankern. Die Vorrichtung zur Kompensation von Auftriebskräften und die Vorrichtung zur Aufnahme eines Spreizmittels können einzeln oder gleichzeitig am Rohr und/oder an den Zugeinrichtungen vorhanden sein. Furthermore, it may also prove advantageous if a device for compensating buoyancy forces is present on the pipe of the geothermal probe pipe arrangement in the introduced into a wellbore state in the vicinity of the earth's surface farthest point of the tube and / or the traction devices. Due to the presence of such a device for compensating buoyancy forces laying of the geothermal probe tube assembly according to the invention used in groundwater is possible, whereby a very good heat transfer to the flowing in the tube heat transfer medium is made possible. It can also prove to be advantageous if there is a device for receiving a spreading means on the tube in the state introduced into the borehole near the point furthest away from the earth's surface. If a spreader at this point connected to the pipe of the geothermal probe Rohranord- tion, the extraction of the helical or spiral portion of the tube can be easily performed. In addition, the introduced spreading can be used to anchor the geothermal probe tube assembly according to the invention in the extended state in a wellbore. The device for compensating buoyancy forces and the device for receiving a spreading means may be present individually or simultaneously on the pipe and / or on the pulling devices.
Es kann sich ferner als vorteilhaft erweisen, wenn das polymere Material des Rohres wenigstens eine Schicht umfasst, die aus einem polymeren Werkstoff aufgebaut ist, dessen FNCT-Wert (Füll Notched Creep Test) nach ISO 16770 unter den Bedingungen 80 0C, 4 N/mm2, 2 % Arcopal N-100 mindestens 8.760 h beträgt. Durch die Verwendung von Ma- terialien mit einem derartig hohen FNCT-Wert von 8.760 h und darüber kann ein langsames Risswachstum in den Rohren wirksam verhindert werden und derartige Rohre sind beständig gegenüber Punktlasten, die auf die entsprechenden Rohre einwirken können, wenn das Material zum Verfüllen des Bohrloches nach Einsetzen der Erdwärmesonden- Rohranordnung nicht völlig steinfrei ist. Bei Verwendung derartiger punktrissbeständiger Rohre kann damit auch steinhaltiges Verfüllmaterial eingesetzt werden. It may also prove advantageous if the polymeric material of the tube comprises at least one layer which is composed of a polymeric material whose FNCT (Füll Notched Creep Test) according to ISO 16770 under the conditions 80 0 C, 4 N / mm 2 , 2% Arcopal N-100 is at least 8,760 h. Through the use of With such a high FNCT of 8,760 h and above, slow crack growth in the pipes can be effectively prevented, and such pipes are resistant to point loads that can be applied to the respective pipes when the material is used to fill the well after the geothermal probes have been installed - Pipe assembly is not completely stone free. When using such punktrissbeständiger pipes thus stone-containing filling material can be used.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Transport- und Lagereinheit im komprimierten Zustand. Fig. 1 shows a schematic sectional view of a transport and storage unit according to the invention in the compressed state.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung der in der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Fig. 2 shows a sectional view of the invention shown in FIG
Transport- und Lagereinheit verwendeten Erdwärmesonden-Rohranordnung nach Entfernen der Transportverpackung im expandierten Zustand. Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in Fig. 2 dargestellten Erdwärmesonden- Rohranordnung im Querschnitt.  Transport and storage unit used geothermal probe tube assembly after removal of the transport packaging in the expanded state. Fig. 3 shows an enlarged section of the geothermal probe tube assembly shown in Fig. 2 in cross section.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transport- und Lagereinheit im Querschnitt dargestellt. Die dargestellte Transport- und Lagereinheit umfasst eine Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 mit einem aus polymerem Material hergestellten Rohr 2, das mit Ausnahme eines Zulaufs 8 und eines Ablaufs 9 helixförmig ausgebildet ist, wobei der helixförmig ausgebildete Bereich des Rohres 2 durch eine Transportverpackung 3 um- schlössen ist, die in der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Transport-Folienverpackung ausgebildet ist. Dadurch wird der helixförmig ausgebildete Bereich des Rohres 2 unter axialer Vorspannung in einem ersten, kontrahierten Zustand gehalten. Das Rohr 2 der Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 ist aus peroxidvemetztem Polyethylen (PE-Xa) hergestellt und weist eine ein Lumen 4 umgebende Schicht auf (Fig. 3). In alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Rohr 2 auch aus einem anderen vernetzten polymeren Material, insbesondere einem vernetzten Polyo- lefin und vorzugsweise aus einem anderen vernetzten Polyethylen (PE-X) hergestellt sein. Zur Erhöhung der Wärmeübertragung sind dem polymeren Material wärmeleitende Graphitpartikel in einer Menge von 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des polymeren Mate- rials, zugesetzt. Alternativ oder zusätzlich zu den wärmeleitenden Graphitpartikeln können im polymereren Material des Rohres 2 zusätzlich zu diesen Partikeln auch Glimmerpartikel, Talkumpartikel, Kreidepartikel, Glasfaserpartikel, Metallpartikel sowie gemischte Partikel dieser Materialien enthalten sein. Derartige wärmeleitende Partikel können einzeln oder als Gemisch derartiger Partikel in dem polymeren Material des Rohres 2 enthalten sein. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, an embodiment of a transport and storage unit according to the invention is shown in cross-section. The illustrated transport and storage unit comprises a borehole heat exchanger tube arrangement 1 with a tube 2 made of polymeric material, which is helical with the exception of one inlet 8 and one outlet 9, the helically shaped area of the tube 2 being surrounded by a transport packaging 3 which is formed in the illustrated embodiment of the present invention as a transport foil packaging. As a result, the helically formed region of the tube 2 is held under axial prestress in a first, contracted state. The tube 2 of the geothermal probe tube assembly 1 is made of peroxide-crosslinked polyethylene (PE-Xa) and has a layer surrounding a lumen 4 (FIG. 3). In alternative embodiments of the present invention, the tube 2 may also be prepared from another crosslinked polymeric material, in particular a crosslinked polyolefin and preferably from another crosslinked polyethylene (PE-X). To increase the heat transfer, thermally conductive graphite particles are added to the polymeric material in an amount of 20% by weight, based on the weight of the polymeric material. As an alternative or in addition to the thermally conductive graphite particles, in addition to these particles, mica particles, talc particles, chalk particles, glass fiber particles, metal particles and mixed particles of these materials may also be contained in the polymeric material of the pipe 2. Such thermally conductive particles may be contained individually or as a mixture of such particles in the polymeric material of the tube 2.
Das Rohr 2 der Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 weist einen Zulauf 8, einen helixförmig ausgebildeten Bereich und einen Ablauf 9 auf. Der helixförmig ausgebildete Bereich liegt in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eingängige He- Hx vor. An diese eingängige Helix schließt sich ein annähernd linear aus dem helixförmig ausgebildeten Bereich herausführender Ablauf 9 des Rohres 2 an. In alternativen Ausführungsformen kann der helix- und/oder spiralförmig ausgebildete Bereich des Rohres 2 auch ein zweigängiger helixförmiger Bereich sein, wobei am unteren Ende eine Umlenkung um 180° erforderlich ist. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann auch ein eingängiger, kombiniert helix- und spiralförmiger Bereich oder ein zweigängiger, kombi- niert helix- und spiralförmiger Bereich mit einer Umlenkung um 180° oder auch ein rein spiralförmig ausgebildeter Bereich in eingängiger oder zweigängiger Ausgestaltung vorhanden sein, wobei bei der Ausführungsform mit zweigängigem helix- und/oder spiralförmigen Bereich am unteren Ende des Rohres 2 jeweils eine Umlenkung des Rohres 2 um 180° erforderlich ist. Bei Rohren 2 mit zweigängigem helix- und/oder spiralförmig ausgebildeten Be- reich schließt sich der Ablauf 9 an das obere Ende des Bereiches an, während sich bei Rohren 2 mit eingängigem helix- und/oder spiralförmigen Bereich der im Wesentlichen linear ausgebildete Ablauf an das untere Ende des helix- und/oder spiralförmigen Bereichs anschließt. Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 nach Entfernen der Transportverpackung 3, wobei die Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 , wenn sie nicht mehr durch die Transportverpackung 3 in einem ersten, kontrahierten Zustand gehalten wird, aufgrund der durch die Transportverpackung 3 in ihr gespeicherten Federenergie in einem zweiten, expandierten Zustand übergangen ist, in dem die Erdwärmesonden- Rohranordnung 1 ein größeres Volumen einnimmt als in dem ersten, kontrahierten Zu- stand, in dem die Transportverpackung 3 den helixförmig ausgebildeten Bereich des Rohres 2 umschließt. The tube 2 of the geothermal probe tube assembly 1 has an inlet 8, a helically shaped region and a drain 9. In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the helically formed region is present as a catchy He-Hx. At this catchy helix is followed by an approximately linear out of the helically shaped region leading out 9 of the tube 2 at. In alternative embodiments, the helically and / or spirally formed region of the tube 2 may also be a double-helical region, wherein a deflection of 180 ° is required at the lower end. In other embodiments of the present invention may also be a catchy, combined helix and spiral region or a double-flight, combined helix and spiral region with a deflection by 180 ° or even a purely helically formed region in a catchy or double-flighted configuration, wherein in the embodiment with zweigängigem helical and / or spiral-shaped region at the lower end of the tube 2 in each case a deflection of the tube 2 by 180 ° is required. In the case of tubes 2 with a double-helical and / or helical region, the outlet 9 adjoins the upper end of the region, while in the case of tubes 2 with a helical and / or helical region, the essentially linearly formed outlet adjoins the region lower end of the helical and / or spiral-shaped area connects. Fig. 2 shows the geothermal probe tube assembly 1 shown in Fig. 1 after removing the transport packaging 3, wherein the geothermal probe tube assembly 1 when it is no longer held by the transport packaging 3 in a first contracted state, due to the transport packaging through the third has been bypassed in her stored spring energy in a second, expanded state in which the geothermal probe tube assembly 1 occupies a larger volume than in the first, contracted supply stood, in which the transport packaging 3 surrounds the helical region of the tube 2.
Dieses Ausdehnen des helix- oder spiralförmig ausgebildeten Bereichs des Rohres 2 er- folgt aufgrund der gespeicherten Federenergie ohne weitere äußere Einwirkung. Dies kann zusätzlich durch ein mechanisches Ausziehen des helix- und/oder spiralförmigen Bereichs gefördert werden. This expansion of the helical or spiral-shaped region of the tube 2 is due to the stored spring energy without further external action. This can additionally be promoted by a mechanical extension of the helical and / or spiral region.
Am helixförmig ausgebildeten Bereich des Rohres 2 sind an zwei einander gegenüberlie- genden Stellen entlang des Umfangs der Helix Zugeinrichtungen 5 in Form von Zugbändern angebracht. Es ist jedoch auch ausreichend, wenn derartige Zugeinrichtungen 5 an einer Stelle entlang des Umfangs der Helix angebracht sind. Darüber hinaus können derartige Zugeinrichtungen 5 auch an mehr als zwei Stellen entlang des Umfangs des helix- und/oder spiralförmigen Teils der Rohres 2 vorhanden sein, wobei es bevorzugt ist, dass die Stellen entlang des Umfangs, an denen die Zugeinrichtungen 5 vorhanden sind, einen möglichst großen Abstand zueinander einnehmen. Liegen beispielsweise an drei Stellen entlang des Umfangs des Rohres 2 derartige Zugeinrichtungen 5 vor, ist es damit bevorzugt, dass diese Stellen um etwa 120° entlang des Umfangs des helix- und/oder spiralförmig ausgebildeten Bereichs des Rohres 2 versetzt sind. At the helically formed region of the tube 2, pulling devices 5 in the form of drawstrings are attached at two opposite points along the circumference of the helix. However, it is also sufficient if such pulling devices 5 are mounted at a location along the circumference of the helix. In addition, such drawers 5 may also be present at more than two locations along the circumference of the helical and / or spiral part of the tube 2, it being preferred that the locations along the circumference at which the drawers 5 are present, a occupy the greatest possible distance from each other. For example, if such pulling devices 5 are present at three locations along the circumference of the tube 2, it is preferred that these points be offset by about 120 ° along the circumference of the helically and / or spirally formed region of the tube 2.
In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Zugeinrichtungen 5 als Zugbänder ausgebildet. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Zugbänder an ihrer dem Rohr 2 zugewandten Seite eine Schicht aus thermoplastischem Material aufweisen, die mit dem vernetzten polymeren Material des Rohres 2 eine stoff- schlüssige Verbindung eingehen. In the embodiment of the present invention shown in the figures, the pulling devices 5 are designed as drawstrings. It is particularly preferred if the drawstrings have on their side facing the tube 2 a layer of thermoplastic material which forms a coherent connection with the crosslinked polymeric material of the tube 2.
Die Verbindungen zwischen den Zugeinrichtungen 5 und dem Rohr 2 können dabei einfacherweise derart erfolgen, dass die Schraubenlinie des helix- und/oder spiralförmigen Bereichs des Rohres 2 äquidistante Abstände aufweist. Dies wird dadurch gewährleistet, dass einander benachbarte, nur durch das Rohr 2 im helixförmig ausgebildeten Bereich getrennte Abschnitte der Zugeinrichtung 5 die gleiche Länge aufweisen. Bevorzugt ist es jedoch, dass durch die Zugeinrichtungen Abstände der Schraubenlinie des helix- und/oder spiralförmigen Bereichs des Rohres 2 vorgegeben sind, die mit zunehmender Verlegetiefe der Erdwärmesonden-Rohranwendung abnehmen. Dies wird dadurch erreicht, dass einan- der benachbarte, nur durch das Rohr 2 im helixförmig ausgebildeten Bereich getrennte Abschnitte der Zugeinrichtung 5 mit zunehmender Verlegetiefe eine abnehmende Länge aufweisen. Da insbesondere in den kalten Wintermonaten die Temperatur im Erdreich mit zunehmendem Abstand von der Erdoberfläche zunimmt, wird auf diese Weise gewährleistet, dass in den Zonen höherer Bodentemperatur geringere Verleg eabstände des Rohrs 2 der Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 vorliegen, woraus eine höhere Entzugsleistung resultiert, so dass durch die Erdwärmesonden-Rohranordnung mehr Wärmeenergie gewonnen werden kann. The connections between the drawbars 5 and the tube 2 can easily be made such that the helix of the helical and / or helical region of the tube 2 has equidistant spacings. This is ensured by the fact that adjacent sections of the pulling device 5, which are separated only by the tube 2 in the helically formed region, have the same length. It is preferred, however, that distances of the helix and / or helical region of the tube 2 are predetermined by the pulling devices, which decrease with increasing laying depth of the geothermal probe pipe application. This is achieved by the fact that adjacent, separated only by the tube 2 in the helically shaped area Sections of the traction device 5 have a decreasing length with increasing laying depth. Since the temperature increases in the ground with increasing distance from the earth's surface, especially in the cold winter months, ensures that in the zones higher ground temperature lower Verleg eabstände the tube 2 of the geothermal probe tube assembly 1 are present, resulting in a higher extraction performance, so that through the geothermal probe tube assembly more heat energy can be obtained.
Vorzugsweise sind die Zugeinrichtungen 5 als Zugbänder ausgebildet, die eine Klebe- schicht 6 und eine zugfeste Trägerschicht 7 umfassen. Die Klebeschicht 6 ist dabei vorzugsweise eine Schicht aus einem niedrig schmelzenden Klebstoff, einem Haftvermittler und/oder einem Kontaktkleber, der mit der Außenseite des Rohres 2 eine stoffschlüssige Verbindung eingeht. Die zugfeste Trägerschicht 7 ist vorzugsweise durch in Längsrichtung eingelegte faserförmige Armierungsfäden und/oder Rowings verstärkt. Alternativ oder zu- sätzlich dazu kann die zugfeste Trägerschicht 7 vorzugsweise zur Erhöhung der Zugfestigkeit verstrecktes Polymermaterial umfassen, wobei insbesondere verstrecktes Polyethylen, verstrecktes Polypropylen, Copolymere und/oder Blends dieser Polyolefine verwendet werden. In besonders bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Trägerschicht 7 Polyethy- lentherephtalat (PET) als zugfestes Polymermaterial. Die genannten Maßnahmen zur Er- höhung der Zugfestigkeit der Trägerschicht 7 können sowohl allein als auch in Kombination angesetzt werden. The pulling devices 5 are preferably designed as drawstrings which comprise an adhesive layer 6 and a tension-resistant carrier layer 7. The adhesive layer 6 is preferably a layer of a low-melting adhesive, a bonding agent and / or a contact adhesive, which forms a cohesive connection with the outside of the tube 2. The tension-resistant carrier layer 7 is preferably reinforced by longitudinally inserted fibrous reinforcing threads and / or rowings. As an alternative or in addition to this, the tension-resistant carrier layer 7 may preferably comprise drawn polymer material to increase the tensile strength, in particular drawn polyethylene, stretched polypropylene, copolymers and / or blends of these polyolefins being used. In particularly preferred embodiments, the carrier layer 7 comprises polyethylene terephthalate (PET) as a tensile polymer material. The measures mentioned for increasing the tensile strength of the carrier layer 7 can be applied both alone and in combination.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist in den Werkstoff der Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 und/oder der Zugeinrichtungen 5 ein Luminophor ein- gearbeitet. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Erdwärmesonde beim Einsetzen in das Bohrloch nachleuchtet und somit das Einbringen der Sonde in das dunkle Bohrloch wegen der optischen Sichtbarkeit der gegenwärtigen Position der Sonde stark vereinfacht wird. Alternativ dazu kann eine optische Erfassbarkeit der Einführungsposition der Sonde in das Erdreich auch dadurch erzielt werden, dass ein thermochromes Farbpigment in das polymere Material des Rohres 2 eingearbeitet ist. Auf diese Weise zeigt die Außenwand des Rohres 2 bei unterschiedlichen Temperaturen, also bei unterschiedlicher Verlegetiefe des Rohres, eine unterschiedliche Färbung, so dass die tatsächliche Verlegetiefe der Sonde optisch erfasst werden kann. In bevorzugten Ausführungsformen weist die Erdwärmesonden-Rohranordnung in der Nähe der zur Erdoberfläche am weitesten entfernten Stelle des Rohres 2 eine Vorrichtung zur Kompensation von Auftriebskräften auf. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Gewicht, insbesondere ein Metallgewicht (zum Beispiel Edelstahl), das an dem Rohr beispiels- weise durch Verschraubung befestigt wird. Alternativ dazu kann die Vorrichtung zur Kompensation von Auftriebskräften auch in der Nähe der zur Erdoberfläche am weitesten entfernten Stelle der Zugeinrichtung 5 vorhanden sein. Das Vorhandensein einer Vorrichtung zur Kompensation von Auftriebskräften ermöglicht eine Verlegung der Erdwärmesonde im Grundwasser und kann dadurch zu einem verbesserten Wärmetransfer zum durch das Rohr 2 strömenden Wärmeträgermedium beitragen. Darüber hinaus ist es bevorzugt, alternativ oder zusätzlich zur Vorrichtung zur Kompensation von Auftriebskräften eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Spreizmittels anzubringen. Das Vorhandensein eines Spreizmittels am zur Erdoberfläche am weitesten entfernten Stelle der Sonde ermöglicht eine Verankerung der Sonde im Boden und damit einen vereinfachten Prozess während des Aus- gießens des Bohrlochs, in das die Erdwärmesonde eingesetzt ist. In preferred embodiments of the present invention, a luminophore is incorporated into the material of the geothermal probe tube assembly 1 and / or the towing devices 5. In this way it is ensured that the geothermal probe luminesces when inserted into the wellbore and thus the introduction of the probe is greatly simplified in the dark hole because of the optical visibility of the current position of the probe. Alternatively, an optical detectability of the insertion position of the probe into the soil can also be achieved by incorporating a thermochromic coloring pigment into the polymeric material of the tube 2. In this way, the outer wall of the tube 2 at different temperatures, ie at different laying depth of the tube, a different color, so that the actual installation depth of the probe can be detected optically. In preferred embodiments, the geothermal probe tube assembly has a device for compensating buoyancy forces near the furthest point of the tube 2 to the earth's surface. This is preferably a weight, in particular a metal weight (for example stainless steel), which is fastened to the pipe, for example by screwing. Alternatively, the device for compensating buoyancy forces may also be present in the vicinity of the furthest point of the traction device 5 to the earth's surface. The presence of a device for the compensation of buoyancy forces allows a laying of the geothermal probe in the groundwater and can thereby contribute to improved heat transfer to flowing through the pipe 2 heat transfer medium. Moreover, it is preferable, alternatively or in addition to the device for compensating buoyancy forces, to attach a device for receiving a spreading means. The presence of a spreader at the furthest point of the probe on the surface of the earth allows anchoring of the probe in the ground and thus a simplified process during the pouring of the borehole into which the geothermal probe is inserted.
In Bezug auf das polymere Material des Rohres ist es besonders bevorzugt, wenn das po- lymere Material des Rohres 2 wenigstens eine Schicht umfasst, die aus einem polymeren Werkstoff aufgebaut ist, dessen FNCT-Wert (füll notched creep-test) nach ISO 16770 unter den Prüfbedingungen 80 0C, 4 N/mm2, 2 % Arkopal N-100 mindestens 8.760 Stunden beträgt. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäß verwendeten Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 wird eine erhöhte Punktlastbeständigkeit des Rohres 2 und im kontinuierlichen Betrieb ein deutlich reduziertes Wachstum von Riefen und Kerben erzielt. Zusätzlich dazu wird durch die Verwendung von Materialien mit hohem FNCT-Wert eine dauerhafte Sicherheit der Rohre für die Erdwärmesonde bei Verwendung entsprechend hoher Vorlauftemperaturen (beispielsweise bis etwa 40 0C) für das Wärmeträgermedium sichergestellt. With regard to the polymeric material of the tube, it is particularly preferred if the polymeric material of the tube 2 comprises at least one layer which is made of a polymeric material, the FNCT (fill notched creep test) according to ISO 16770 under the test conditions 80 0 C, 4 N / mm 2 , 2% Arkopal N-100 at least 8,760 hours. This advantageous embodiment of the geothermal probe tube assembly 1 used according to the invention, an increased point load resistance of the tube 2 and in continuous operation a significantly reduced growth of grooves and notches is achieved. In addition, by using materials with a high FNCT value, a permanent safety of the pipes for the geothermal probe when using correspondingly high flow temperatures (for example, up to about 40 0 C) ensures the heat transfer medium.
Fig. 3 zeigt im Querschnitt einen vergrößerten Ausschnitt aus der in Fig. 2 dargestellten Erdwärmesonden-Rohranordnung 1. Das Rohr 2 der Erdwärmesonden-Rohranordnung umschließt dabei ein Lumen 4, das vom Wärmeträgermedium durchströmt wird. Dabei weist das Rohr 2 im helixförmig ausgebildeten Bereich einen ovalen Querschnitt auf. Durch einen derartigen ovalen Querschnitt des Rohres 2 wird das Verhältnis der Oberfläche des Rohres zu seiner vom Wärmeträgermedium durchströmbaren Querschnittsfläche erhöht, wodurch der Wärmetransfer zwischen Erdreich und Wärmeträgermedium verbessert wird. Dabei ist der ovale Querschnitt über dem gesamten helixförmig ausgebildeten Bereich des Rohres 2 konstant. In alternativen Ausführungsformen kann die Ovalität des Querschnitts des Rohres im helix- und/oder spiralförmigen Bereich auch variabel ausgestaltet sein. Durch einen derartigen variablen Querschnitt des Rohres 2 wird das Strömungsverhalten des Wärmeträgermediums durch das Rohr 2 vom laminaren Charakter der Strömung zu einem stärker turbulenten Charakter der Strömung hin verschoben. Durch eine turbulentere Strömung des Wärmeträgermediums in dem Rohr 2 erfolgt eine verbesserte Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe durch das das Rohr 2 durchströmende Wärmeträgermedium. Zur weiteren Erhöhung des turbulenten Charakters der Strömung des Wärmeträgermedi- ums können an der dem Lumen 4 zugewandten Seite des Rohres 2 Einbauten vorhanden sein. Bei derartigen Einbauten kann es sich um Innenriefen, Erhöhungen, eingebaute Spitzen, Sockel oder ähnliches handeln, die ein laminares Strömen des Wärmeträgermediums verhindern. Um eine einfache Anschließbarkeit des Rohres 2 der Erdwärmesonden-Rohranordnung 1 zu gewährleisten, erfolgt im Bereich des Zulaufes 8 und/oder des Ablaufes 9 ein unmittelbarer oder gleitender Übergang von einem ovalen Querschnitt des Rohres 2 auf einen kreisförmigen Querschnitt. Dabei ist der Durchmesser des kreisförmigen Rohrquerschnittes des Zulaufes 8 und des Ablaufes 9 vorzugsweise so ausgestaltet, dass eine Anschließbar- keit zu standardisierten Anschlussmassen gegeben ist. Insbesondere bei kreisförmigen Rohrquerschnitten ist es bevorzugt, dass zur Vermeidung einer Verwechslung von Zulauf 8 und Ablauf 9 bei der Inbetriebnahme eine Codierung, vorzugsweise eine farbliche und/oder graphische Codierung vorhanden ist. In alternativen Ausführungsformen weist das Rohr 2 über seine gesamte Länge einen kreisförmigen Querschnitt auf. Dabei kann der Querschnitt konstant sein oder insbesondere im helix- und/oder spiralförmig ausgebildeten Bereich des Rohres 2 einen veränderlichen Querschnitt aufweisen. Auch bei kreisförmigen Querschnitten des Rohres 2 im helix- und/oder spiralförmig ausgebildeten Bereich ist der Durchmesser des kreisförmigen Rohr- querschnittes des Zulaufes 8 und des Ablaufes 9 vorzugsweise so ausgestaltet, dass eine Anschließbarkeit zu standardisierten Anschlussmassen gegeben ist, wobei zur Vermeidung einer Verwechslung von Zulauf 8 und Ablauf 9 bei der Inbetriebnahme vorzugsweise eine Codierung, vorzugsweise eine farbliche und/oder graphische Codierung vorhanden sein kann. Fig. 3 shows in cross section an enlarged section of the geothermal probe tube assembly shown in Fig. 2 1. The tube 2 of the geothermal probe tube assembly encloses a lumen 4, which is traversed by the heat transfer medium. In this case, the tube 2 in the helically formed region has an oval cross-section. By such an oval cross section of the tube 2, the ratio of the surface of the tube is increased to its through-flow from the heat transfer medium cross-sectional area, whereby the heat transfer between soil and heat transfer medium is improved. In this case, the oval cross section is constant over the entire helically shaped region of the tube 2. In alternative embodiments, the ovality of the cross section of the tube in the helical and / or helical region can also be made variable. By such a variable cross-section of the tube 2, the flow behavior of the heat transfer medium through the tube 2 is shifted from the laminar nature of the flow to a more turbulent character of the flow. By a turbulent flow of the heat transfer medium in the tube 2 is an improved heat absorption or heat dissipation through the pipe 2 flowing through the heat transfer medium. To further increase the turbulent nature of the flow of the heat transfer medium, internals may be provided on the side of the tube 2 facing the lumen 4. In such internals may be internal grooves, elevations, built-in tips, pedestal or the like, which prevent laminar flow of the heat transfer medium. In order to ensure easy connectability of the tube 2 of the geothermal probe tube assembly 1, takes place in the region of the inlet 8 and / or the outlet 9, a direct or sliding transition from an oval cross section of the tube 2 to a circular cross section. In this case, the diameter of the circular tube cross-section of the inlet 8 and the outlet 9 is preferably designed so that a connectivity is given to standardized connection masses. In particular in the case of circular pipe cross-sections, it is preferred that, in order to avoid confusion between inlet 8 and outlet 9, a coding, preferably a color and / or graphic coding, is present during the startup. In alternative embodiments, the tube 2 has a circular cross section over its entire length. In this case, the cross section may be constant or in particular have a variable cross section in the helically and / or spirally formed region of the tube 2. Even with circular cross-sections of the tube 2 in the helical and / or spiral-shaped area, the diameter of the circular pipe cross-section of the inlet 8 and the outlet 9 is preferably designed so that a connectability to standardized connection masses is given, wherein to avoid confusion Feed 8 and 9 sequence when commissioning preferably a coding, preferably a color and / or graphic coding can be present.
- Patentansprüche  - Claims

Claims

Patentansprüche claims
1. Transport- und Lagereinheit für eine Erdwärmesonden-Rohrananordnung (1 ), umfassend eine Erdwärmesonden-Rohranordnung (1) zur Nutzung oberflächennaher Geo- thermie mit einem aus polymerem Material hergestellten Rohr (2), das zumindest teilweise helix- oder spiralförmig ausgebildet ist und eine ein Lumen (4) umgebende Schicht aufweist, und eine Transportverpackung (3), die die Erdwärmesonden-1. Transport and storage unit for a geothermal probe pipe assembly (1) comprising a geothermal probe pipe assembly (1) for use near-surface geothermal with a made of polymeric material tube (2) which is at least partially helical or spiral-shaped and a layer surrounding a lumen (4), and a transport packaging (3) covering the geothermal probes
Rohranordnung (1) in einem helix- oder spiralförmig ausgebildeten Bereich des Rohres (2) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material ein vernetz - tes polymeres Material ist und dass die Transportverpackung (3) die Erdwärmesonden- Rohranordnung (1) unter axialer Vorspannung in einem ersten, kontrahierten Zustand hält, in dem die Erdwärmesonden-Rohranordnung (1) ein geringeres Volumen einnimmt als in einem zweiten, expandierten Zustand, in dem die Transportverpackung (3) nicht mehr vorhanden ist. Pipe assembly (1) in a helical or spiral-shaped region of the tube (2) encloses, characterized in that the polymeric material is a crosslinked polymeric material and that the transport packaging (3) the Erdwärmesonden- tube assembly (1) under axial bias holds in a first, contracted state in which the borehole heat exchanger tube assembly (1) occupies a smaller volume than in a second, expanded state in which the transport packaging (3) is no longer present.
2. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Transport and storage unit according to claim 1, characterized in that the
Transportverpackung (3) mindestens ein Halteelement umfasst, das aus der Gruppe, bestehend aus Folien, Schnüren, Seilen, Bändern, Klebebändern und Kombinationen daraus, ausgewählt ist.  Transport packaging (3) comprises at least one holding element, which is selected from the group consisting of films, cords, ropes, tapes, adhesive tapes and combinations thereof.
3. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeich- net, dass die Transportverpackung (3) eine Transport-Folienverpackung ist. 3. Transport and storage unit according to claim 1 or claim 2, characterized marked, that the transport packaging (3) is a transport foil packaging.
4. Transport- und Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material ein vernetztes Polyolefin ist. 4. Transport and storage unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the polymeric material is a crosslinked polyolefin.
5. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass das vernetzte Polyolefin vernetztes Polyethylen (PE-X) ist. 5. Transport and storage unit according to claim 4, characterized in that the crosslinked polyolefin is crosslinked polyethylene (PE-X).
6. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vernetztes Polyethylen aus der Gruppe, bestehend aus peroxidvernetztem Polyethylen (PE-Xa), silanvemetztem Polyethylen (PE-Xb), elektronenstrahlvemetztem Polyethylen (PE-Xc), azovernetztem Polyethylen (PE-Xd) sowie gemischten Varianten dieser vernetzten Polyethylene, ausgewählt ist. 6. Transport and storage unit according to claim 5, characterized in that the cross-linked polyethylene from the group consisting of peroxide-crosslinked polyethylene (PE-Xa), silane-crosslinked polyethylene (PE-Xb), electron beam crosslinked polyethylene (PE-Xc), Azobenetztem polyethylene (PE-Xd) and mixed variants of these crosslinked polyethylenes is selected.
7. Transport- und Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass in dem polymeren Material wärmeleitende Partikel in einer Menge von7. Transport and storage unit according to one of claims 1 to 6, characterized marked, that in the polymeric material thermally conductive particles in an amount of
1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des polymeren Materials, enthalten sind. 1 wt .-% to 40 wt .-%, preferably 10 wt .-% to 30 wt .-%, each based on the weight of the polymeric material, are included.
8. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die 8. Transport and storage unit according to claim 7, characterized in that the
wärmeleitende Partikel aus der Gruppe, bestehend aus Graphit, Glimmer, Wollastonit, thermally conductive particles from the group consisting of graphite, mica, wollastonite,
Talkum, Kreide, Glasfasern, Metallen und Gemischen dieser Materialien, ausgewählt sind. Talc, chalk, glass fibers, metals and mixtures of these materials.
9. Transport- und Lagereinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2) zumindest abschnittsweise einen ovalen Querschnitt, vorzugsweise mit einer Ovalität im Bereich von 1 % bis 45 %, besonders bevorzugt mit einer Ovalität im Bereich von 10 % bis 30 %, aufweist. 9. Transport and storage unit according to one of the preceding claims, characterized in that the tube (2) at least in sections an oval cross-section, preferably with an ovality in the range of 1% to 45%, particularly preferably with an ovality in the range of 10% up to 30%.
10. Transport- und Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass Zugeinrichtungen (5) an wenigstens einer Stelle, vorzugsweise an zwei Stellen, insbesondere an zwei einander gegenüberliegenden Stellen entlang des Umfangs des helix- oder spiralförmigen Bereichs des Rohres (2) vorhanden sind. 10. Transport and storage unit according to one of claims 1 to 9, characterized marked that pulling means (5) at least one point, preferably at two points, in particular at two opposite points along the circumference of the helical or spiral portion of Tube (2) are present.
11. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugeinrichtungen (5) Zugbänder sind. 11. Transport and storage unit according to claim 10, characterized in that the drawbars (5) are drawstrings.
12. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zugbänder an ihrer dem Rohr (2) zugewandten Seite eine Schicht aus thermoplastischem Material aufweisen, die mit dem polymeren Material des Rohres (2) stoffschlüs- sig verbunden ist. 12. Transport and storage unit according to claim 11, characterized in that the drawstrings on their the pipe (2) facing side have a layer of thermoplastic material which is stoffschlüs- sig connected to the polymeric material of the tube (2).
13. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zugbänder eine Klebeschicht (6) und eine zugfeste Trägerschicht (7) umfassen. 13. Transport and storage unit according to claim 11, characterized in that the drawstrings comprise an adhesive layer (6) and a tensile carrier layer (7).
14. Transport- und Lagereinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (7) durch in Längsrichtung eingelegte faserförmige Armierungsfäden oder Rowings verstärkt ist und/oder zur Erhöhung der Zugfestigkeit verstrecktes Polymermaterial, vorzugsweise verstrecktes Polyethylen oder Polypropylen umfasst und/oder Polyethylenterephthalat als zugfestes Polymermaterial umfasst. 14. Transport and storage unit according to claim 13, characterized in that the carrier layer (7) is reinforced by longitudinally inserted fibrous reinforcing threads or rovings and / or stretched to increase the tensile strength polymer material, preferably stretched polyethylene or polypropylene and / or polyethylene terephthalate as tensile polymer material comprises.
15. Transport- und Lagereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugeinrichtungen (5) äquidistante Abstände oder mit der Verlegetiefe abnehmende Abstände der Schraubenlinie des helix- oder spiralförmigen 15. Transport and storage unit according to one of claims 10 to 14, characterized in that the pulling means (5) equidistant distances or with the laying depth decreasing distances of the helical or helical helix
Bereichs des Rohres (2) vorgeben.  Specify the area of the pipe (2).
16. Transport- und Lagereinheit nach einem vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im in ein Bohrloch eingebrachten Zustand in der Nähe der zur Erdoberfläche am weitesten entfernten Stelle des Rohres (2) und/oder der Zugeinrichtun- gen (5) eine Vorrichtung zur Kompensation von Auftriebskräften und/oder eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Spreizmittels vorhanden ist/sind. 16. Transport and storage unit according to any one of the preceding claims, characterized in that in the introduced into a wellbore state in the vicinity of the earth's surface farthest point of the tube (2) and / or the Zuginrichtun- conditions (5) a device for compensation of buoyancy forces and / or a device for receiving a spreading is present / are.
17. Transport- und Lagereinheit nach einem vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material des Rohres (2) wenigstens eine Schicht umfasst, die aus einem polymeren Werkstoffs aufgebaut ist, dessen FNCT-Wert (Füll17. Transport and storage unit according to one of the preceding claims, characterized in that the polymeric material of the tube (2) comprises at least one layer which is constructed of a polymeric material whose FNCT value (filling
Notched Creep Test) nach ISO 16770 unter den Bedingungen 8O0C, 4 N/mm2, 2 % Arkopal N-100 mindestens 8760 h beträgt. Notched Creep Test) according to ISO 16770 under the conditions 8O 0 C, 4 N / mm 2 , 2% Arkopal N-100 at least 8760 h.
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