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Die
Erfindung betrifft eine Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde, die dazu geeignet
ist, eine Erdwärmesonde
in den Boden einzubauen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren
zum Einbringen einer Erdwärmesonde
in den Boden unter Benutzung einer Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde
und eine Einrichtung zur Gewinnung oder Speicherung von Erdwärme mit
einer Erdwärmesonde, die
nach dem Verfahren zum Einbringen einer Erdwärmesonde in den Boden unter
Benutzung einer Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde eingebracht ist.
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Erdwärmesonden
dienen dazu, Wärmeenergie
aus dem Boden zu gewinnen oder Wärmeenergie im
Boden zu speichern. Eine andere Anwendung ergibt sich, indem Abwärme aus
Kühlprozessen
so abzuführen
ist.
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Hierzu
wird der Wärmetransport
mittels eines Fluids bewerkstelligt, welches in einer Rohranordnung
geleitet wird.
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So
sind beispielsweise sogenannte U-Sonden in Form zweier in etwa parallel
zueinander liegender in etwa senkrecht in den Boden eingebrachter Rohre
bekannt, wobei eines der Rohre als Vorlauf und das andere Rohr als
Rücklauf
dient.
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Die
Rohre sind an ihrem Fußende,
das heißt dem
am tiefsten im Boden befindlichen Teil, durch eine im Allgemeinen
U-förmig
gestaltete Umlenkung, der als Sondenfuß gestaltet sein kann und die
Strömung
des Fluids vom Vorlauf zum Rücklauf
ermöglicht,
verbunden.
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Ein
weiterer bekannter Typ von Erdwärmesonden
ist die sogenannte Koaxialsonde. Hierbei wird eine Rohranordnung
gewählt,
bei der ein äußeres Rohr
und ein im Lumen des äußeren Rohres
in etwa koaxial aufgenommenes inneres Rohr vorgesehen ist.
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Das äußere Rohr
ist an seinem tiefsten Punkt im Boden verschlossen.
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Der
Flüssigkeitsstrom
wird dann zwischen innerem und äußerem Rohr
ausgebildet.
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Derartige
Erdwärmesonden
werden typischerweise bis in Tiefen von bis zu ca. 300 m und mehr
in den Boden eingebaut.
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Aufgrund
des in tiefen Bodenschichten herrschenden konstanten und insbesondere
in zunehmender Tiefe ansteigenden Temperaturniveaus werden Erdwärmesonden
bevorzugt möglichst
tief eingebaut.
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Hierzu
wird mit Hilfe einer entsprechend geeigneten Bohrmaschine zunächst ein
Loch gebohrt, wobei nach Erreichen der gewünschten Tiefe Bohrkopf und
Bohrgestänge
aus dem hergestellten Bohrloch entfernt werden.
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Die
Erdwärmesonde
wird anschließend
in dieses Bohrloch versenkt und der verbleibende Ringspalt zwischen
Bohrlochinnenoberfläche
und Erdwärmesonde
mit einem geeigneten Verfüllmaterial
verfüllt.
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Mit
dieser Verfüllung
wird der thermische Anschluss der Erdwärmesonde an den Boden hergestellt,
so dass diese effektiv aus dem Boden Wärmeenergie aufnehmen bzw. an
diesen abgeben kann.
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Die
Arbeitsprozesse, die mit dem Herstellen des Bohrloches verbunden
sind, also den eigentlichen Bohrvorgang umfassen, sowie die Herrichtung des
Bohrloches für
die dann einzubringende Erdwärmesonde
und ebenso der Arbeitsgang des Verfüllens des Bohrloches nach Einbringen
der Erdwärmesonde
bedingen zum einen einen erheblichen Platzbedarf, um dort die benötigten Gerätschaften
auf- bzw. abzustellen, ebenso wird Raum benötigt, um Gerätschaften
an das Bohrloch heranzuführen,
schließlich wird
weiterer Raum benötigt,
um beispielsweise den Bohrteich anzulegen. Der Bohrteich ist erforderlich, um
das Bohrklein aus dem Bohrloch auszuspülen und aufzunehmen.
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Die
Herstellung von Bohrlöchern
im Bestand, dass heißt
auf bebauten, bepflanzten oder anderweitig genutzten Flächen ist
daher stets mit deren Rückbau
oder aber Zerstörung
verbunden.
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Weiterhin
ist es unter bestimmten Bedingungen nicht möglich, eine Bohrung durchzuführen, wenn
beispielsweise kein genügender
Raum vorhanden ist oder geschaffen werden kann, um das Bohrgerät aufzustellen.
Dies kann sowohl durch mangelnden Platzbedarf, wie auch durch mangelnde
lichte Höhe
am Bohrort verursacht sein.
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Dies
begrenzt die Möglichkeit
erheblich, Erdwärmesonden
an derartigen Orten vermehrt einzusetzen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einbauvorrichtung
für eine
Erdwärmesonde
anzugeben, die die oben bezeichneten Nachteile überwindet, also ohne die Notwendigkeit
großer und
umfangreicher Gerätschaften
betreibbar ist, und insbesondere gestattet, Erdwärmesonden in den Boden einzubauen,
ohne dass vorhandene Baubestände
in erheblichem Umfang in Mitleidenschaft gezogen werden. Die Einbauvorrichtung
für eine
Erdwärmesonde
soll auch an Orten genutzt werden können, an denen das Platzangebot
im vorstehend bezeichneten Sinne äußerst knapp ist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Einbringen
einer Erdwärmesonde in
den Boden unter Benutzung einer derartigen Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde
anzugeben.
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Schließlich ist
es noch Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Gewinnung oder
Speicherung von Erdwärme
mit wenigstens einer Erdwärmesonde,
die nach dem Verfahren zum Einbringen einer Erdwärmesonde in den Boden unter
Benutzung einer derartigen Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde in den Boden eingebracht
ist, zu nennen.
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Die
Lösung
der Aufgabe gelingt gemäß Anspruch
1.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Einbauvorrichtung für
eine Erdwärmesonde
zum Einbringen einer Erdwärmesonde
in den Boden, die wenigstens eine Erdwärmesonde mit einem Sondenkopf
aufweist, welcher fluiddicht Vorlauf und Rücklauf einer Erdwärmesonden-Rohranordnung
miteinander verbindet, sich dadurch auszeichnet, dass der Sondenkopf
in einem Vortriebskopf festgelegt ist, wobei dem Vortriebskopf eine
Erdrakete derart zugeordnet ist, dass deren Schlagenergie auf ihn
einwirkt.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist demnach vorgesehen, dass der
freie Raum im Boden, das zur Aufnahme der Erdwärmesonden-Rohranordnung dient,
mittels eines Vortriebskopfes erzeugt wird, dem eine Erdrakete zugeordnet
ist.
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Die
Erdrakete ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung,
die mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen
Antriebes mittels Schlagenergie derart wirkt, dass sie sich durch
Bodenschichten fortbewegt, auf diese Art und Weise einen freien
Raum durch die Bodenschicht hindurch erzeugt, der dann nutzbar ist.
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Im
Bereich von sogenannten Horizontalbohrungen, wo also beispielsweise
eine Straße
von einer Leitung unterquert werden soll, werden mit Hilfe von Erdraketen
derartige freie Räume
bzw. Hohlräume erzeugt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, dass der Sondenkopf
der Erdwärmesonden-Rohranordnung
am Vortriebskopf festgelegt ist.
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Dies
bewirkt, dass beim Eindringen des Vortriebskopfes in den Boden,
das durch die dem Vortriebskopf zugeordnete Erdrakete initiiert
wird, die Erdwärmesonden-Rohranordnung
mit in den derart geschaffenen freien Raum eingezogen wird.
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Der
Vortriebskopf nimmt dabei Schlagenergie der Erdrakete auf und verdrängt den
Boden unter Schaffung eines freien Raumes, in den die Einbauvorrichtung
für eine
Erdwärmesonde
sukzessive tiefer eindringt.
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Als
Techniken zur Festlegung des Sondenkopfes der Erwärmesonden-Rohranordnung
am Vortriebskopf sind Schweißen,
Kleben, Nieten, Schrauben, Spannen, Klemmen u. a. geeignet.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Einbauvorrichtung für
eine Erdwärmesonde
ist dabei vorgesehen, dass der Sondenkopf kraftschlüssig im Vortriebskopf
festgelegt ist.
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Es
ist hiermit möglich,
dass ein besonders wirksames Einziehen der Erdwärmesonden-Rohranordnung durch den Vortriebskopf
in den freien Raum, der durch Verdrängung des Bodens durch den
Vortriebskopf erzeugt wurde, stattfindet.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen
sein, dass der Sondenkopf mittels wenigstens einer Schraube im Vortriebskopf
festgelegt ist.
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Das
Vorsehen einer Schraube zur Festlegung des Sondenkopfes im Vortriebskopf
ist dann besonders vorteilhaft, wenn dies auf der Baustelle durchgeführt werden
soll. Es ist auf diese Weise besonders einfach, schnell und sicher
den Sondenkopf im Vortriebskopf festzulegen.
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Es
ist in einer Abwandlung der Erfindung auch umfasst und vorteilhaft,
wenn wenigstens ein Rohr der Erdwärmesonden-Rohranordnung an
einem Abschnitt zumindest in einem Bereich nahe des Sondenkopfes
kraftschlüssig
am oder im Vortriebskopf festgelegt ist. In diesem Fall wird die
Verbindung bzw. der Übergang
zwischen dem wenigstens einem Rohr der Erdwärmesonden-Rohranordnung und
dem Sondenkopf durch Zugkräfte
nicht belastet, vielmehr wirken dann die Zugkräfte ausschließlich auf
das Rohr.
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Es
hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung herausgestellt, dass
es besonders vorteilhaft ist, wenn der Vortriebskopf derart gestaltet
ist, dass das Eindringen in den Boden und/oder das Verdrängen des
Bodens erleichtert ist.
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Mit
dieser Maßnahme
kann eine besonders effektive Verlegung der Erdwärmesonden-Rohranordnung in den Boden erreicht
werden.
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Es
kann hierzu erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass der Vortriebskopf in Eindringrichtung spitz zulaufend
gestaltet ist.
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Es
kann sich damit ein besonders schnelles Verdrängen Bodens ergeben, was zu
einer schnellen und damit kostenoptimierten Verlegung der Erdwärmesonden-Rohranordnung
führt.
Der in Eindringrichtung, dass heißt in die Richtung, in der
der Vortriebskopf mittels der Erdrakete im Boden fortbewegt wird, spitz
zulaufend gestaltete Vortriebskopf kann beispielsweise kegel- oder
kegelstumpfförmig,
pfeilförmig,
prismatisch oder in Form eines Teil-Rotationsellipsoids gestaltet sein.
Wesentlich ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass
der Querschnitt des Vortriebskopfes an dem in Eindringrichtung befindlichen
Ende, welches spitz zulaufend gestaltet ist, wesentlich kleiner
ist, als am gegenüberliegenden
Ende, an welchem die Erdwärmesonden-Rohranordnung
nachgeschleppt wird.
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Es
hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung weiterhin vorteilhaft
ergeben, wenn der Vortriebskopf eine gleitfähige oder gleitfähig beschichtete
Oberfläche
aufweist.
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Mit
einer gleitfähig
beschichteten Oberfläche des
Vortriebskopfes ist es möglich,
eine – insbesondere
auch bei verschiedenen Bodenarten – schnelle und damit effektive
Verlegung der Erdwärmesonden-Rohranordnung
in den Boden zu bewerkstelligen.
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Als
gleitfähige
Beschichtung der Oberfläche des
Vortriebskopfes dient insbesondere eine Schicht aus einem Polymermaterial,
welches gleichzeitig zäh ist
und einen niedrigen Gleitreibungskoeffizienten aufweist.
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Hierzu
ist beispielsweise Polyamid sehr gut geeignet.
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Auch
andere Polymermaterialien wie beispielsweise halogenierte, insbesondere
fluorierte Kohlenwasserstoffe (beispielsweise Teflon), sind hierzu
geeignet.
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Es
kann alternativ aber auch vorgesehen sein, wenn die Oberfläche des
Vortriebskopfes gleitfähig
ist.
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Dies
kann insbesondere durch eine Polierung der Oberfläche des
Vortriebskopfes erfolgen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der
Vortriebskopf hinsichtlich seiner Oberfläche derart gestaltet ist, dass
diese möglichst
homogen ist, dass heißt
keine Sprünge
oder Ausbuchtungen aufweist.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass
der Vortriebskopf ein Element zur Aufnahme der Schlagenergie der
Erdrakete aufweist.
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Das
Vorsehen eines Elements zur Aufnahme der Schlagenergie der Erdrakete
im Vortriebskopf ist insofern vorteilhaft, als die von der Erdrakete
bereitgestellte Schlagenergie im Vortriebskopf sehr effektiv zur
Wirkung gebracht wird.
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Hierzu
ist insbesondere vorgesehen, dass das Element zur Aufnahme der Schlagenergie
am eindringenden Ende des Vortriebskopfes angeordnet ist.
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Mit
dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gelingt es, dass
die Herstellung des freien Raumes, der zum Einziehen der Erdwärmesonden-Rohranordnung
dient, besonders schnell und damit kostengünstig herstellbar ist.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein,
dass die Erdrakete derart betreibbar ist, dass die Resultierende
des durch die Erdrakete in die Einbauvorrichtung für die Erdwärmesonde
eingeleiteten Kraftvektors in eine von der Längsache der Einbauvorrichtung
abweichende Richtung zeigt, und somit die Einbauvorrichtung beim Einbau
eine gekrümmte,
beispielsweise hyperbel- bzw. parabelförmige Bahn beschreibt. Es ist
damit möglich,
mehrere Erdwärmesonden
derart im Boden einzubauen, dass diese an ihren Fußpunkten
weit voneinander entfernt sind, dennoch beispielsweise in einem
gemeinsamen Schachtbauwerk enden, was den technischen Aufwand für die Anschlüsse und
deren Wartung enorm reduziert. Ein möglichst großer Abstand der Fußpunkte
mehrerer Erdwärmesonden ist
unter dem Aspekt einer möglichst
effizienten Energiegewinnung natürlich
bevorzugt.
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Es
kann aber auch vorteilhaft vorgesehen sein, mehrere Erdwärmesonden
von einem gemeinsamen Schachtbauwerk aus derart im Boden einzubauen,
dass diese bei einer im wesentlichen geraden, d. h. nicht gekrümmten Vorwärtsbewegung
im Boden einfach durch Starten in einer zur Erdoberfläche schrägen Position
in die jeweils gewünschte Richtung
weisen. Auch damit gelingt es ohne Probleme, die Fußpunkte
der Erdwärmesonden
weit voneinander zu platzieren und somit deren Betrieb effektiv
zu gestalten.
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Die
mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einbauvorrichtung
für eine
Erdwärmesonde
in den hergestellten freien Raum eingezogene Erdwärmesonde
kann entweder eine sogenannte U-Sonde sein, bei der die Rohre für Vorlauf
und Rücklauf
in etwa parallel zueinander angeordnet sind.
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Alternativ
kann die Erdwärmesonde
eine Koaxialsonde sein, bei der ein äußeres Rohr und ein darin etwa
koaxial festgelegtes inneres Rohr ausgebildet sind.
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Die
hinter dem Vortriebskopf nachgeschleppten Erdwärmesondenrohre können eine
besondere Gleitschicht (beispielsweise eine solche, die Teflon und/oder
Fluorpolymere und/oder Silikonhaltige Compounds, etc. enthält) an der
Außenoberfläche der
Rohre aufweisen, um im Boden ein besseres Einzugsverhalten zu ermöglichen.
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Die
in der Einbauvorrichtung für
eine Erdwärmesonde
vorgesehene Erdrakete kann elektrisch oder hydraulisch oder pneumatisch
oder in einer Kombination der vorgenannten betrieben werden.
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Es
ist damit möglich,
je nach den zur Verfügung
stehenden Antriebsenergien, die Erdrakete entsprechend zu betreiben.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann
weiterhin vorgesehen sein, dass eine Verfüllleitung vorgesehen ist, die
zum Verfüllen
des durch die Verdrängung
des Bodens geschaffenen freien Raumes neben der Erdwärmesonde
mit einem Verfüllmaterial
dient.
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Bevorzugt
wird dazu die Verfüllleitung
parallel zur Erdwärmesonden-Rohranordnung
mit in den Boden eingezogen. Nachdem die gewünschte Einbautiefe erreicht
ist und nachdem weitere Maßnahmen
getroffen worden sind, kann dann der freie Raum zwischen Innenwand
des Bohrloches und der Erdwärmesonden-Rohranordnung
mit einem Verfüllmaterial,
beispielsweise mit Bentonit, mit Hilfe der Verfüllleitung verfüllt werden.
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In
einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein,
dass die Hydraulik- oder Pneumatik-Leitung,
welche die Erdrakete mit Energie versorgt, nach erfolgter Einbringung
der Erdwärmesonde
im Boden verbleibt und zum Einbringen eines geeigneten Materials
zur Verfüllung
des verbliebenen freien Raumes genutzt wird. Hierzu ist vorgesehen, dass
die Hydraulik- oder Pneumatikleitung von der Erdrakete fernwirkend
abkoppelbar ist. In diesem Fall kann dann darauf verzichtet werden,
eine gesonderte Verfüllleitung
vorzusehen.
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Mit
dem Einbringen des Verfüllmaterials
wird der thermische Anschluss der Erdwärmesonde an den umgebenden
Boden erreicht.
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Das
Verfahren zum Einbringen einer Erdwärmesonde in den Boden unter
Benutzung einer Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde zeichnet sich dadurch
aus, dass eine Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde der vorstehend genannten
Art bereitgestellt und am Einbringort, d. h. an dem Ort, an dem
die Erdwärmesonde
in den Boden eingebracht werden soll, platziert wird.
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Anschließend wird
zum Einbringen der Erdwärmesonde
in den Boden die Erdrakete betrieben und durch Verdrängen des
Bodens ein freier Raum geschaffen. In den freien Raum dringt die
Einbauvorrichtung für
eine Erdwärmesonde
sukzessive ein, bis die gewünschte
Eindringtiefe in den Boden erreicht ist.
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Es
gelingt damit in allen Bodenarten Erdwärmesonden einzubauen, lediglich
bei anstehendem Fels ist die vorstehend beschriebene Technik nicht anwendbar.
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Von
großem
Vorteil ist dabei, dass der Boden bei dieser Technik durch den Verdrängungsprozess verdichtet
wird und damit eine höhere
Wärmeleitfähigkeit
aufweist. Der Betrieb von Erdwärmesonden wird
dadurch effektiver.
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Nachdem
die gewünschte
Eindringtiefe in den Boden erreicht ist, verbleibt die Erdrakete
im Vortriebskopf im durch Verdrängung
des Bodens geschaffenen freien Raum dauerhaft. Die Erdrakete wird
nicht aus dem freien Raum entfernt und steht demzufolge nicht wieder
für weitere
Erdwärmesondeneinbauarbeiten
zur Verfügung.
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Es
ist damit möglich,
eine Erdrakete zu wählen,
die eine einfache Bauart aufweist und damit kostengünstig ist.
Insbesondere kann eine Erdrakete gewählt werden, die derart aufgebaut
ist, dass die an sie gestellte Anforderung, nämlich gerade ein einziges Loch
durch Verdrängung
des Bodens herzustellen und dann nicht weiter verwendet zu werden,
erfüllt.
Hierzu kann die Erdrakete so ausgelegt werden, dass alle Komponenten
einfach und kostengünstig herstellbar
sind, wobei beispielsweise auf die sonst geforderte hohe Verschleißfestigkeit
oder Langzeitstabilität
der einzelnen Komponenten verzichtet werden kann. Die Erdrakete
kann letztlich mittels einfachster Technik gestaltet sein.
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Damit
kann der Einbau der Erdwärmesonde mittels
der vorstehend beschriebenen „verlorenen Erdrakete” besonders
wirtschaftlich hergestellt werden.
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Erfindungsgemäß kann in
einer Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Vortriebskopf asymmetrisch
oder exzentrisch oder in einem definierten Winkel zur Sondenlängsachse
befestigt ist, so dass die Sonde während der Verlegung einen definierten Bogen
bei der Fortbewegung durch den Boden beschreibt.
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Als
Folge erreichen von einer Startgrube aus die Einzelsonden einen
bestmöglichen
Abstand ohne gegenseitige Beeinflussung. Damit lässt sich eine höhere Effektivität beim Betrieb
der Einzelsonden erzielen.
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Es
kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Abwinkelung
des Sondenkopfes zur Achse, in der sich der Vortriebskopf fortbewegt,
fernwirkend verstellbar ist und damit die Verlegung gesteuert erfolgt.
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Damit
kann der Weg der Erdwämesonde
im Boden vorgegeben werden, so dass ein besonders günstiger
Einbau im Boden erfolgen kann.
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Die
Erfindung umfasst auch, dass der Vortriebskopf durch einen integrierten
aktiven oder passiven Sender oder Transponder oder Reflektor geortet
werden kann.
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Es
ist dadurch vorteilhaft möglich,
den Einbau der Erdwärmesonde
in den Boden beim Erreichen eines definierten Zielpunktes (z. B.
an einer Grundstücksgrenze)
zu beenden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Mittel zur Energieversorgung der Erdrakete von der Erdrakete
abgekoppelt werden kann, wenn die gewünschte Eindringtiefe im Boden
erreicht ist.
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Die
Abkoppelung kann fernwirkend gesteuert erfolgen oder beispielsweise
durch eine bestimmte Bewegung des Mittels zur Energieversorgung
der Erdrakete, beispielsweise durch Bewegung des Schlauches in Form
einer Drehbewegung.
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Das
Mittel zur Energieversorgung der Erdrakete kann, sofern dies ein
Schlauch ist, wie er beim pneumatischen oder hydraulischen Betreib
der Erdrakete gewählt
ist, nach dem Abkoppeln von der Erdrakete zum Verfüllen des
verbliebenen freien Raums im Boden genutzt werden.
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Dazu
wird das Verfüllmaterial
durch den Schlauch gepumpt und tritt an seinem Ende aus. Das Verfüllmaterial
wird dadurch in den verbliebenen freien Raum eingeleitet und verteilt
sich dort, wobei die thermische Ankoppelung an die Wandung des durch Verdrängung des
Bodens erzeugten freien Raumes erfolgt. Das Verfüllmaterial ist beispielsweise
Bentonit, welches durch seine geringe Viskosität den verbliebenen freien Raum
vollständig
ausfüllen
kann.
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Durch
seine Quellfähigkeit
wird die vollständige
Ausfüllung
des verbliebenen freien Raumes vorteilhaft unterstützt.
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Die
Erdrakete, von der der Schlauch abgekoppelt wurde, verbleibt im
der Einbauvorrichtung für eine
Erdwärmesonde.
Die Erdrakete wird dabei im Verfüllmaterial
eingebettet.
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Eine
Einrichtung zur Gewinnung oder Speicherung von Erdwärme mit
wenigstens einer Erdwärmesonde,
die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren in den Boden eingebracht
ist, ist ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von drei Figuren näher erläutert:
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1 zeigt
einen Querschnitt durch eine Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde in einer ersten Ausführung der
Erfindung;
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2 zeigt
einen Querschnitt durch eine Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde in einer zweiten Ausführung der
Erfindung;
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3 zeigt
einen Querschnitt durch eine Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde im verbliebenen durch
Verdrängung
des Bodens erzeugten freien Raum während des Verfüllprozesses.
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1 zeigt
eine Einbauvorrichtung für
eine Erdwärmesonde 1 in
einem Querschnitt, die eine Erdwärmesonde 2 umfasst.
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Die
Erdwärmesonde 2 weist
ein Rohr 2a auf, das als Vorlauf für die Erdwärmesonde dient. Weiterhin ist
ein Rohr 2b vorgesehen, das den Rücklauf der Erdwärmesonde
darstellt. Der Sondenkopf 2c verbindet die beiden Rohre 2a und 2b der
Erdwärmesonde 2.
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Die
Erdwärmesonde 2 ist
in dem Vortriebskopf 3 mittels eines Befestigungsmittels 4 am
Sondenkopf 2c festgelegt.
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Der
Vortriebskopf 3 weist ein Ende 3a auf, das spitz
zulaufend gestaltet ist.
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In 1 ist
hierzu gezeigt, dass das Ende des Vortriebskopfes 3a abgestuft
spitz zulaufend gestaltet ist.
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Der
Vortriebskopf 3 weist weiterhin einen Rumpf 3b auf,
der im Querschnitt größer ist
als das Ende des Vortriebskopfes 3a.
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Die
Rohre 2a, 2b der Erdwärmesonde 2 ragen aus
dem Rumpf des Vortriebskopfes 3 in etwa in der Achse, in
der der Vortriebskopf mit seinem spitz zulaufend gestalteten Ende
in den Boden eindringt.
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Die
Einbauvorrichtung für
eine Erdwärmesonde 1 umfasst
weiterhin eine Erdrakete 5, der ein Mittel 5a zur
Energieversorgung der Erdrakete 5 zugeordnet ist.
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In 1 ist
gezeigt, dass das Mittel 5a zur Energieversorgung der Erdrakete 5 ein
Schlauch ist.
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Der
Vortriebskopf 3 weist weiterhin ein Element zur Aufnahme
von Schlagenergie 6 auf.
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Die
Erdrakete 5 überträgt ihre
Schlagenergie auf das Element zur Aufnahme von Schlagenergie 6.
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Unter
dem Einfluss der auf das Element zur Aufnahme der Schlagenergie 6 wirkenden
Erdrakete 5 kann der Vortriebskopf 3 mit seinem
spitz zulaufend gestalteten Ende in den Boden eindringen und dabei die
Erdwärmesonde 1 in
den durch Verdrängung
des Bodens geschaffenen freien Raum einziehen.
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In 2 ist
ein Querschnitt durch eine Erdwärmesonden-Einbauvorrichtung 1 in
einer zweiten Ausführung
der Erfindung gezeigt.
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Bezugszeichen
für gleiche
Bauteile entsprechen dabei einander.
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In
der Erdwärmesonden-Einbauvorrichtung 1 am
Vortriebskopf 3 eine Erdwärmesonde 2 mit Hilfe eines
Befestigungsmittels 4 am Sondenkopf 2c festgelegt.
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Die
Erdwärmesonde 2 weist
ein Rohr 2d auf, das als Vorlauf der Erdwärmesonde
genutzt wird.
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Ein
Rohr 2e, das im Rohr 2d etwa axial festgelegt
ist, dient dabei als Rücklauf
der Erdwärmesonde.
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Der
Vortriebskopf 3 ist vorstehend wie unter 1 beschrieben
ausgestaltet.
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Ebenso
ist in dieser Ausführung
der Erfindung vorgesehen, dass die Erdrakete 5, die ein
Mittel 5a zur Energieversorgung der Erdrakete 5,
hier in Form eines Schlauches, aufweist, auf ein Element zur Aufnahme
von Schlagenergie 6 einwirkt, das dem Vortriebskopf 3 zugeordnet
ist.
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Unter
dem Einfluss der auf das Element zur Aufnahme der Schlagenergie 6 wirkenden
Erdrakete 5 kann der Vortriebskopf 3 mit seinem
spitz zulaufend gestalteten Ende in den Boden eindringen und dabei die
Erdwärmesonde 1 in
den durch Verdrängung
des Bodens geschaffenen freien Raum einziehen.
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In 3 ist
ein Querschnitt durch eine Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde 1 im durch Verdrängung des
Bodens erzeugten freien Raum während
des Verfüllprozesses
des verbliebenen freien Raumes gezeigt.
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Bezugszeichen
für gleiche
Bauteile entsprechen dabei einander.
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Nach
Abkoppelung des Mittels 5a zur Energieversorgung der Erdrakete 5,
hier in Form eines Schlauches, wird durch den Schlauch 5a das
Verfüllmaterial 7 in
den verbliebenen freien Raum eingeleitet und verteilt sich dort,
wobei die thermische Ankoppelung an die Wandung 8 des durch
Verdrängung des
Bodens erzeugten freien Raumes erfolgt. Das Verfüllmaterial 7 ist Bentonit,
welches durch seine geringe Viskosität den verbliebenen freien Raum
vollständig
ausfüllt.
Durch seine Quellfähigkeit
wird die vollständige
Ausfüllung
des verbliebenen freien Raumes vorteilhaft unterstützt.
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Die
Erdrakete 5, von der der Schlauch 5a abgekoppelt
wurde, verbleibt im der Einbauvorrichtung für eine Erdwärmesonde 1. Die Erdrakete 5 wird
im Verfüllmaterial 7 eingebettet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einbauvorrichtung
für eine
Erdwärmesonde
- 2
- Erdwärmesonde
- 2a
- Vorlauf
der Erdwärmesonde
- 2b
- Rücklauf der
Erdwärmesonde
- 2c
- Sondenkopf
- 2d
- Vorlauf
der Erdwärmesonde
- 2e
- Rücklauf der
Erdwärmesonde
- 3
- Vortriebskopf
- 3a
- Ende
des Vortriebskopfs
- 3b
- Rumpf
des Vortriebskopfs
- 4
- Befestigungsmittel
- 5
- Erdrakete
- 5a
- Mittel
zur Energieversorgung der Erdrakete
- 6
- Element
zur Aufnahme von Schlagenergie
- 7
- Verfüllmaterial
- 8
- Wandung
des durch Verdrängung
des Bodens erzeugten freien Raumes
