PL214444B1 - System for the utilization of energy of low temperature resources and the geothermal energy in particular - Google Patents

System for the utilization of energy of low temperature resources and the geothermal energy in particular

Info

Publication number
PL214444B1
PL214444B1 PL380840A PL38084006A PL214444B1 PL 214444 B1 PL214444 B1 PL 214444B1 PL 380840 A PL380840 A PL 380840A PL 38084006 A PL38084006 A PL 38084006A PL 214444 B1 PL214444 B1 PL 214444B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
heat exchanger
energy
insulated
electric current
chimney
Prior art date
Application number
PL380840A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL380840A1 (en
Inventor
Lech Sitnik
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL380840A priority Critical patent/PL214444B1/en
Publication of PL380840A1 publication Critical patent/PL380840A1/en
Publication of PL214444B1 publication Critical patent/PL214444B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ wykorzystania energii zasobów niskotemperaturowych, zwłaszcza energii geotermalnej. Energia geotermalna, poza nielicznymi obszarami na Ziemi, jest trudna do odzyskania ze względu na niewysoką temperaturę zasobów. Gęstość energii geotermalnej jest niewielka, ale rośnie w miarę liniowo wraz ze wzrostem odległości od powierzchni Ziemi. Szacuje się, że średni przyrost temperatury litosfery wynosi ok. 30°C na każdy kilometr w kierunku jądra Ziemi. Ponadto energia ta może być odzyskiwana w sposób ciągły w czasie - praktycznie w każdym punkcie na Ziemi, a co za tym idzie również w obszarach, gdzie energia te jest najbardziej potrzebna, czyli w obszarach silnie zurbanizowanych. Oznacza to eliminację konieczności przesyłu energii, a co za tym idzie mniejsze straty wyprodukowanej energii i mniejsze koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.The subject of the invention is a system for using the energy of low-temperature resources, especially geothermal energy. Geothermal energy, apart from a few areas on Earth, is difficult to recover due to the low temperature of the resources. The density of geothermal energy is low, but it increases relatively linearly with increasing distance from the Earth's surface. It is estimated that the average temperature increase of the lithosphere is approx. 30 ° C for each kilometer towards the Earth's core. In addition, this energy can be recovered continuously over time - practically at any point on Earth, and thus also in the areas where this energy is most needed, i.e. in highly urbanized areas. This means the elimination of the need to transmit energy, and thus lower losses of energy produced and lower investment and operating costs.

Z polskiego opisu patentowego nr 186556 znana jest instalacja do wykorzystywania energii geotermalnej, z wykorzystaniem obiegu wodnego odbywającego się w formacji geologicznej znajdującej się na znacznej głębokości pod powierzchnią ziemi, zawiera przynajmniej jeden odwiert doprowadzający prowadzący z powierzchni ziemi w dół do wspomnianej formacji geologicznej i przynajmniej jeden odwiert odprowadzający służący do odprowadzenia ogrzanej wody ze wspomnianej formacji geologicznej na powierzchnię. Odwierty doprowadzający i odprowadzający są połączone przez wiele odwiertów absorbujących ciepło, które są oddalone od siebie o więcej niż 50 m. Odwierty absorbujące ciepło posiadają całkowitą długość wielu kilometrów, ale stosunkowo niewielką średnicę około 10 cm. Przedstawiony został także sposób projektowania instalacji obejmujący określanie wymiarów odwiertów absorbujących ciepło.From the Polish patent description No. 186556, an installation for the use of geothermal energy is known, using a water cycle taking place in a geological formation located at a considerable depth below the ground, contains at least one bore leading from the earth's surface down to the above-mentioned geological formation and at least one a drainage well to discharge heated water from said geological formation to the surface. The supply and discharge wells are connected by a plurality of heat absorbing wells that are spaced more than 50 m apart. The heat absorbing wells have a total length of many kilometers but a relatively small diameter of about 10 cm. The method of designing the installation is also presented, including the determination of the dimensions of heat-absorbing wells.

Z innego polskiego opisu patentowego nr 186747 znany jest układ podgrzewania wody w instalacji centralnego ogrzewania z wykorzystaniem energii wód geotermalnych, w którym zespół pompy, wspomagającej ciepło wody geotermalnej stanowi zestaw kilku sprężarkowych pomp ciepła, których parowniki jak i odpowiednio skraplacze połączone są szeregowo w gałęziach: wyjściowej bloku wymiennika ciepła i odpowiednio w sieć instalacji centralnego ogrzewania. Przepływy czynników roboczych po stronie parowników i po stronie skraplaczy mają kierunek przeciwny. W sieć elektryczną zasilania sprężarek pomp ciepła włączone są: zespół elektrowni wiatrowych oraz mała hydroelektrownia, zabudowana na gałęzi spływowej z bloku wymiennika ciepła.Another Polish patent specification No. 186747 discloses a water heating system in a central heating installation using geothermal water energy, in which the pump unit supporting the heat of geothermal water is a set of several compressor heat pumps, the evaporators and condensers of which are connected in series in the branches: the output of the heat exchanger block and, accordingly, the network of central heating installations. Working medium flows on the side of evaporators and on the side of condensers are opposite. The power grid for heat pump compressors includes: a complex of wind farms and a small hydroelectric plant, built on the trailing branch of the heat exchanger block.

Z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 325850 znany jest sposób pozyskiwania energii geotermicznej, który polega na wykonaniu w górotworze dwóch, oddalonych od siebie, głębokich i orurowanych odwiertów, doprowadzonych do tej samej warstwy skały zbiornikowej. Następnie wywołuje się przepływ płynu wgłębnego w obiegu zamkniętym, utworzonym przez połączenie głowic obu odwiertów instalacją napowierzchniową, która zawiera wymiennik ciepła i zespół pompowy. Odwierty wykonuje się jako kierunkowe, o osi wzdłużnej kształtowanej kolejno przez: odcinek pionowy, odcinek łukowy o kącie środkowym 90° oraz przebiegający w warstwie skały zbiornikowej odcinek poziomy znacznej - co najmniej kilkusetmetrowej - długości. W zakresie odcinka łukowego odwierty wykonuje się znanymi technikami odchylania pionowej osi otworu w kierunku poziomym.From the Polish patent application No. 325850, a method of obtaining geothermal energy is known, which consists in making two, spaced apart, deep and piped boreholes in the rock mass, led to the same layer of reservoir rock. Subsequently, the submersible fluid is caused to flow in a closed circuit formed by connecting the heads of the two wells by a surface installation that includes a heat exchanger and a pump unit. The boreholes are made as directional, with a longitudinal axis shaped successively by: a vertical section, an arched section with a central angle of 90 ° and a horizontal section of significant - at least several hundred meters - length running in the reservoir rock layer. In the area of the arcuate section, the boreholes are made by known techniques for deflecting the vertical axis of the bore in the horizontal direction.

Urządzenie znane z brytyjskiego opisu patentowego nr GB2302139, ma konfuzor przechodzący w komun, pokryty warstwą absorbującą promieniowanie słoneczne zabezpieczoną warstwą przezroczystą lub półprzezroczystą. Przy dostawie konfuzora usytuowany jest co najmniej jeden wlot powietrza. Powietrze ogrzewane przechodzi do komina, w którym pod wpływem efektów konwekcyjnych przemieszcza się w górę, gdzie zamocowany jest wiatrak lub turbina powietrzna napędzająca generator elektryczny 25 lub podobne urządzenie.The device known from the British patent specification No. GB2302139 has a confusor that transforms into a commune, covered with a layer absorbing solar radiation, protected with a transparent or translucent layer. At least one air inlet is provided when the confusor is delivered. The heated air passes into a chimney where, under the influence of convection effects, it moves upwards, where a windmill or air turbine is installed to drive an electric generator 25 or the like.

Sonda gruntowa umieszczona w otworze znana jest z niemieckiego opisu patentowego nr DE19727493, zawiera pompę ciepła. Jej skraplacz ogrzewa wodę obiegu grzewczego, a jego parownik chłodzi obieg solanki z sondy gruntowej, umieszczonej w odwiercie górotworu. Sonda gruntowa ma centralną rurę otoczoną współosiowo przez symetryczny układ rur przepływowych. Powierzchnia rur przepływowych w przybliżeniu, jest taka sama, jak w przewodzie powrotnym. Rura pokryta jest cieplną izolacją, wykonaną na bazie poliuretanu lub polietylenu, polistyrenu, polichlorku winylu. Podobny kolektor energii geotermalnej znany jest z chińskiego opisu patentowego nr CN1284639. Kolektor energii ma zewnętrzną rurę z warstwą izolacyjną, w którą włożone są koncentrycznie nieco krótsze rury absorbujące energię geotermalną. Rura pochłaniająca energię ziemi ma wlot wody na górnym końcu, a wewnętrzna rura ma ujście wody u górnej, przy czym obie rury tworzą w gruncie pętlę.A ground probe placed in the borehole is known from the German patent DE19727493, it contains a heat pump. Its condenser heats the water of the heating circuit, and its evaporator cools the brine circuit from the ground probe placed in the rock well. The geothermal probe has a central tube surrounded coaxially by a symmetrical arrangement of flow tubes. The area of the flow tubes is approximately the same as in the return line. The pipe is covered with thermal insulation made on the basis of polyurethane or polyethylene, polystyrene, polyvinyl chloride. A similar geothermal energy collector is known from Chinese Patent No. CN1284639. The energy collector has an outer tube with an insulating layer in which slightly shorter tubes that absorb geothermal energy are inserted concentrically. The earth energy absorbing tube has a water inlet at the upper end and the inner tube has a water outlet at the upper end, both tubes forming a loop in the ground.

PL 214 444 B1PL 214 444 B1

Istota układu, według wynalazku polega na tym, że w co najmniej jeden odwiert wprowadzone są dwie koncentryczne, częściowo preizolowane rury, przy czym rura zewnętrzna wypełniona płynem podgrzewanym jest preizolowana na odcinku górnym i nie jest preizolowana na odcinku dolnym, natomiast rura wewnętrzna jest preizolowana zarówno na odcinku górnym i dolnym. Rura zewnętrzna jest zamknięta na obu jej końcach, zaś rura wewnętrzna wypełniona płynem oziębianym jest otwarta u dołu, natomiast u góry jest zamknięta denkiem z otworem, w którym osadzony jest preizolowany przewód odprowadzający płyn oziębiany z górnego wymiennika ciepła usytuowanego na powierzchni ziemi. Z górnego wymiennika ciepła gorące powietrze jest kierowane przewodem do komina.The essence of the system according to the invention consists in the fact that two concentric, partially pre-insulated pipes are introduced into at least one well, the outer pipe filled with the heated fluid is pre-insulated on the upper section and is not pre-insulated on the lower section, while the inner pipe is pre-insulated both on the upper and lower sections. The outer tube is closed at both ends, and the inner tube filled with the cooled fluid is open at the bottom, while at the top it is closed with a bottom with an opening in which a pre-insulated conduit draining the cooled liquid from the upper heat exchanger located on the ground surface is embedded. From the upper heat exchanger, hot air is directed through a duct to the chimney.

Korzystnie, dolny wymiennik ciepła umieszczony jest w zasobniku gorących wód termalnych.Preferably, the lower heat exchanger is placed in the hot thermal water reservoir.

Korzystnie komin stanowi kanał wykonany w górotworze.Preferably, the chimney is a channel made in the rock mass.

W wariancie wynalazku, w preizolowanych rurach jest osadzona dolna maszyna termodynamiczna napędzająca drugi generator prądu elektrycznego połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego i/lub pomiędzy górny wymiennik ciepła a zewnętrzną preizolowaną rurę jest włączony pośredni wymiennik ciepła połączony z pośrednią maszyną termodynamiczną napędzającą trzeci generator prądu elektrycznego połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego.In a variant of the invention, a lower thermodynamic machine driving a second electric current generator connected to an electric current receiver is embedded in the pre-insulated pipes, and / or between the upper heat exchanger and the outer pre-insulated pipe an intermediate heat exchanger connected to an intermediate thermodynamic machine driving the third electric current generator connected to electric current receiver.

Zaletą prezentowanego rozwiązania jest możliwość uzyskiwania energii w sposób nieprzerwany, niezależny od pory dnia czy też pory roku. Dodatkową zaletą nowego rozwiązania jest możliwość uzyskiwania energii użytecznej z energii kinetycznej, potencjalnej oraz ewentualnie cieplnej płynów poruszających się między dolnym i górnym wymiennikiem ciepła, a następnie przekształcenie tej energii w energię mechaniczną i/lub elektryczną oraz cieplną bez konieczności dostarczania energii zewnętrznej. Energia elektryczna uzyskiwana jest bez angażowania jakiegokolwiek paliwa. Nie występuje w związku z tym jakiekolwiek skażenie środowiska naturalnego. Ilość ciepła przekazywana do atmosfery, biorąc pod uwagę procesy naturalne, nie wpływa na warunki termiczne na Ziemi. Dodatkową zaletą stosowania wynalazku jest możliwość uzyskiwania czystej energii bez procesów spalania, a zatem bez emisji dwutlenku węgla oraz składników toksycznych spalin. Najprostszym sposobem realizacji układu według wynalazku jest wykorzystanie różnicy temperatury ciepła geotermalnego czyli ciepła litosfery. Jak wiadomo temperatura litosfery w miarę oddalania się od powierzchni Ziemi rośnie średnio o 30°C na każdy kilometr. Zatem na głębokości ok. 5 kilometrów występuje temperatura ok. 150°C. Różnica temperatury warstw przypowierzchniowych oraz warstw położonych na głębokości 5 km może osiągnąć zatem 120°C.The advantage of the presented solution is the possibility of obtaining energy in an uninterrupted manner, regardless of the time of day or season. An additional advantage of the new solution is the possibility of obtaining useful energy from kinetic, potential and possibly thermal energy of fluids moving between the lower and upper heat exchangers, and then converting this energy into mechanical and / or electrical and thermal energy without the need to supply external energy. Electricity is obtained without involving any fuel. Therefore, there is no contamination of the natural environment. The amount of heat transferred to the atmosphere, taking into account natural processes, does not affect the thermal conditions on Earth. An additional advantage of using the invention is the possibility of obtaining clean energy without combustion processes, and therefore without the emission of carbon dioxide and toxic components of exhaust gases. The simplest way to implement the system according to the invention is to use the temperature difference of the geothermal heat, i.e. the heat of the lithosphere. As you know, the temperature of the lithosphere increases by an average of 30 ° C for each kilometer as it moves away from the Earth's surface. Thus, at a depth of about 5 kilometers, the temperature is about 150 ° C. Thus, the temperature difference between the near-surface layers and the layers at a depth of 5 km can reach 120 ° C.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia układ wykorzystania energii zasobów niskotemperaturowych, zwłaszcza energii geotermalnej z jednym generatorem, a fig. 2 - układ wykorzystania energii zasobów niskotemperaturowych, zwłaszcza energii geotermalnej z trzema generatorami.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a low-temperature resource energy utilization system, especially geothermal energy with one generator, and Fig. 2 - a low-temperature resource energy utilization system, especially geothermal energy with three generators.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Układ wykorzystania energii zasobów niskotemperaturowych, zwłaszcza energii geotermalnej ma w odwiert wprowadzone dwie koncentryczne, częściowo preizolowane rury zewnętrzna Z i wewnętrzna W, przy czym rura zewnętrzna Z wypełniona płynem podgrzewanym Pg jest preizolowana na odcinku górnym b i nie jest preizolowana na odcinku dolnym c, natomiast rura wewnętrzna W jest preizolowana zarówno na odcinku górnym b i dolnym c. Rura zewnętrzna Z jest zamknięta na obu jej końcach, zaś rura wewnętrzna W wypełniona płynem oziębianym Pz jest otwarta u dołu, natomiast u góry jest zamknięta denkiem z otworem, w którym osadzony jest preizolowany przewód odprowadzający płyn oziębiany Pz z górnego wymiennika ciepła Gw usytuowanego na powierzchni ziemi. Z górnego wymiennika ciepła Gw gorące powietrze Cp jest kierowane przewodem do komina K, przy czym w przewodzie umieszczona maszyna termodynamiczna M napędzająca pierwszy generator prądu elektrycznego Gpl połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego Op. Dolny wymiennik ciepła Dw umieszczony jest w zasobniku gorących wód termalnych.The system of using the energy of low-temperature resources, especially geothermal energy, has two concentric, partially pre-insulated pipes, external Z and internal W, inserted into the borehole, while the external pipe Z filled with the liquid Pg is pre-insulated on the upper section b and is not pre-insulated on the lower section c, while the pipe the inner pipe W is pre-insulated both on the upper and lower sections c. The outer pipe Z is closed at both ends, and the inner pipe W filled with the cooled liquid Pz is open at the bottom, while at the top it is closed with a bottom with a hole in which the pre-insulated conductor is embedded draining the quenched liquid Pz from the upper heat exchanger Gw situated on the ground surface. From the upper heat exchanger Gw, hot air Cp is directed through a conduit to the chimney K, while a thermodynamic machine M is placed in the conduit, driving the first electric current generator Gpl connected to an electric current receiver Op. The lower heat exchanger Dw is placed in the hot thermal water reservoir.

Układ działa następująco: płyn podgrzewany z dolnego wymiennika ciepła Dw przemieszcza się między preizolowanymi rurami wewnętrzną W i zewnętrzną Z. Do górnego odcinka rury zewnętrznej Z, a następnie preizolowanym przewodem płynu podgrzewanego Pg do osobnego górnego wymiennika ciepła Gw. Tam płyn roboczy ulega schłodzeniu i preizolowanym przewodem płynu oziębianego Pz wprowadzany jest do górnego odcinka rury wewnętrznej W. Rurą wewnętrzną W przemieszcza się do dolnego wymiennika ciepła Dw. Medium chłodzącym w górnym wymienniku ciepła Gw jest zimne powietrze. Powietrze to przepływając przez górny wymiennik ciepła Gw ogrzewa się i jako gorące powietrze Cp wprowadzane jest do odpowiednio wysokiego komina K. Z komina uchodzi do górnych warstw atmosfery, gdzie się oziębia i wraca do dolnych warstw atmosfery. Wywoływany jest zatem ciąg kominowy.The system works as follows: the liquid heated from the lower heat exchanger Dw moves between the pre-insulated inner W and outer Z pipes. To the upper section of the outer pipe Z, and then via the pre-insulated heated fluid line Pg to a separate upper heat exchanger Gw. There, the working fluid is cooled and through the pre-insulated pipe of the cooled fluid Pz it is introduced to the upper section of the inner pipe W. The inner pipe W moves to the lower heat exchanger Dw. The cooling medium in the upper heat exchanger Gw is cold air. This air, flowing through the upper heat exchanger Gw, is heated and as hot air Cp is introduced into the appropriately high chimney K. From the chimney it leaves to the upper atmosphere layers, where it is cooled and returned to the lower atmosphere layers. Thus, the chimney draft is generated.

PL 214 444 B1PL 214 444 B1

W ciągu tym umieszczona jest maszyna termodynamiczna M np. turbina, która napędza pierwszy generator prądu elektrycznego Gp1. Wytworzony prąd elektryczny transportowany jest do odbiornika prądu elektrycznego Op. Prąd elektryczny wytwarzany jest w sposób ciągły, niezależny od pory dnia i roku.A thermodynamic machine M, e.g. a turbine, is placed in this sequence, which drives the first electric current generator Gp1. The generated electric current is transported to an electric current receiver. Op. Electricity is generated continuously, regardless of the time of day and season.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Układ wykorzystania energii zasobów niskotemperaturowych, zwłaszcza energii geotermalnej wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że komin K stanowi kanał wykonany w górotworze oraz w preizolowanych rurach zewnętrznej Z i wewnętrznej W jest osadzona dolna maszyna termodynamiczna Md napędzająca trzeci generator prądu elektrycznego Gp3 połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego Op.The system of using the energy of low-temperature resources, especially geothermal energy, made as in the first example, with the difference that the chimney K is a channel made in the rock mass and in the outer Z and inner pipes W pre-insulated pipes there is a lower thermodynamic machine Md driving the third electric current generator Gp3 connected to the receiver electric current PK Cat.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Układ wykorzystania energii zasobów niskotemperaturowych, zwłaszcza energii geotermalnej wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że pomiędzy górny wymiennik ciepła Gw a rurę zewnętrzną Z jest włączony pośredni wymiennik ciepła Pw połączony z pośrednią maszyną termodynamiczną PM napędzającą drugi generator prądu elektrycznego Gp2 połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego Op.The system of using the energy of low-temperature resources, especially geothermal energy, made as in the first example, with the difference that between the upper heat exchanger Gw and the outer tube Z is connected an intermediate heat exchanger Pw connected to an intermediate thermodynamic machine PM driving a second electric current generator Gp2 connected with a current receiver electric PK Cat.

P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4

Układ wykorzystania energii zasobów niskotemperaturowych, zwłaszcza energii geotermalnej wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że komin K stanowi kanał wykonany w górotworze a w preizolowanych rurach zewnętrznej Z i wewnętrznej W jest osadzona dolna maszyna termodynamiczna Md napędzająca trzeci generator prądu elektrycznego Gp3 połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego Op i jednocześnie pomiędzy górny wymiennik ciepła Gw a rurę zewnętrzną Z preizolowaną jest włączony pośredni wymiennik ciepła Pw połączony z pośrednią maszyną termodynamiczną PM napędzającą drugi generator prądu elektrycznego Gp2 połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego Op.The system of using the energy of low-temperature resources, especially geothermal energy, made as in the first example, with the difference that the chimney K is a channel made in the rock mass and in the pre-insulated external pipes Z and internal W there is a lower thermodynamic machine Md driving the third electric current generator Gp3 connected with the current receiver and at the same time between the upper heat exchanger Gw and the outer Z pre-insulated pipe an intermediate heat exchanger Pw connected with an intermediate thermodynamic machine PM driving a second electric current generator Gp2 connected with an electric current receiver Op.

Układ działa następująco: temperatura płynu roboczego w górnym odcinku preizolowanej rury zewnętrznej Z wynosi około 180°C, który jest transportowany przewodem płynu podgrzewanego Pg do pośredniego wymiennika ciepła Pw, gdzie jest ochładzany do temperatury pośredniej około 70°C. Ochłodzony płyn podgrzewany Pg transportowany jest dalej do górnego wymiennika ciepła Gw, gdzie schładzany jest do temperatury około 50°C. Płyn oziębiany transportowany jest przewodem płynu oziębianego Pz do rury wewnętrznej W preizolowanej, którą przepływa do dolnego wymiennika ciepła Dw. Między dolnym wymiennikiem ciepła Dw, a pośrednim wymiennikiem ciepła umieszczona jest dolna maszyna termodynamiczna Md, która napędzana jest energią kinetyczną płynu poruszającego się w rurze wewnętrznej W oraz między rurą wewnętrzną W i zewnętrzną Z. Z pośrednim wymiennikiem ciepła Pw współpracuje pośrednia maszyna termodynamiczna PM, np. turbina parowa wykorzystująca ciepło geotermalne dostarczone do pośredniego wymiennika ciepła Pw. Maszyna ta napędza drugi generator pędu elektrycznego Gp2. Górny wymiennik ciepła Gw współpracuje z maszyną termodynamiczną M w sposób opisany wcześniej, z tym, że komin K stanowi sztolnia w naturalnym górotworze. Wszystkie generatory Gp1, Gp2, Gp3 wytwarzają prąd elektryczny, który przesyłany jest do odbiornika prądu elektrycznego Op.The system works as follows: the temperature of the working fluid in the upper section of the pre-insulated outer pipe Z is approximately 180 ° C, which is transported through the heated fluid line Pg to the intermediate heat exchanger Pw, where it is cooled to an intermediate temperature of approximately 70 ° C. The cooled heated fluid Pg is transported further to the upper heat exchanger Gw, where it is cooled down to a temperature of about 50 ° C. The cooled fluid is transported through the cooled fluid line Pz to the inner pre-insulated pipe W, which flows to the lower heat exchanger Dw. Between the lower heat exchanger Dw and the indirect heat exchanger there is a lower thermodynamic machine Md, which is driven by the kinetic energy of the fluid moving in the inner pipe W and between the inner W and the outer tube Z. An intermediate thermodynamic machine PM cooperates with the intermediate heat exchanger Pw, e.g. a steam turbine using geothermal heat supplied to the intermediate heat exchanger Pw. This machine powers the second electric momentum generator Gp2. The upper heat exchanger Gw cooperates with the thermodynamic machine M as described above, except that the chimney K is an adit in a natural rock mass. All generators Gp1, Gp2, Gp3 produce electric current which is sent to the electric current receiver Op.

Claims (5)

1. Układ wykorzystania energii zasobów niskotemperaturowych, zwłaszcza energii geotermalnej, z obiegiem wodnym na znacznej głębokości pod powierzchnią ziemi, zawierający co najmniej jeden odwiert z wprowadzonymi do odwiertu dwiema koncentrycznymi rurami pokrytym od zewnątrz izolacją termiczną, przy czym rura wewnętrzna jest preizolowana na całej długości, ponadto wyposażony jest w górny wymiennik ciepła umieszczony w kominie, znamienny tym, że rura zewnętrzna (Z) wypełniona płynem podgrzewanym (Pg) jest preizolowana na odcinku górnym (b) i jest zamknięta na obu jej końcach, zaś rura wewnętrzna (W) wypełniona płynem oziębianym (Pz) jest otwarta u dołu, natomiast u góry jest zamknięta denkiem z otworem, w którym osadzony jest preizolowany przewód odprowadzający płyn oziębiany (Pz) z górnego wymiennika ciepła (Gw) usytuowanego na powierzchni ziemi, ponadto z górnego wymiennika ciepła (Gw) gorące powietrze (Cp) jest kierowane przewodem do komina (K).1. A system for using the energy of low-temperature resources, especially geothermal energy, with a water circuit at a considerable depth below the earth's surface, including at least one borehole with two concentric pipes introduced into the borehole, covered with thermal insulation from the outside, while the inner pipe is pre-insulated along its entire length, Moreover, it is equipped with an upper heat exchanger located in the chimney, characterized in that the outer pipe (Z) filled with the heated fluid (Pg) is pre-insulated on the upper section (b) and is closed at both ends, and the inner pipe (W) is filled with liquid (Pz) is open at the bottom, while at the top it is closed with a bottom with an opening in which a pre-insulated pipe draining the cooled fluid (Pz) from the upper heat exchanger (Gw) located on the ground surface, and from the upper heat exchanger (Gw) is embedded hot air (Cp) is directed through a duct to the chimney (K). PL 214 444 B1PL 214 444 B1 2. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że dolny wymiennik ciepła (Dw) umieszczony jest w zasobniku gorących wód termalnych.2. The system according to claim The method of claim 1, characterized in that the lower heat exchanger (Dw) is placed in a hot thermal water reservoir. 3. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że komin (K) stanowi kanał wykonany w górotworze.The system according to p. The chimney of claim 1, characterized in that the chimney (K) is a channel made in the rock mass. 4. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że w preizolowanych rurach jest osadzona dolna maszyna termodynamiczna (Md) napędzająca trzeci generator prądu elektrycznego (Gp3) połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego (Op).4. The system according to p. The process of claim 1, characterized in that a lower thermodynamic machine (Md) is embedded in the pre-insulated pipes, driving a third electric current generator (Gp3) connected to an electric current receiver (Op). 5. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy górny wymiennik ciepła (Gw) a rurę zewnętrzną (Z) preizolowaną jest włączony pośredni wymiennik ciepła (Pw) połączony z pośrednią maszyną termodynamiczną (PM) napędzającą drugi generator prądu elektrycznego (Gp2) połączony z odbiornikiem prądu elektrycznego (Op).5. The system according to p. An intermediate heat exchanger (Pw) connected to an intermediate thermodynamic machine (PM) driving a second electric current generator (Gp2) connected to an electric current receiver (Pw) is connected between the upper heat exchanger (Gw) and the outer pre-insulated pipe (Z). Op).
PL380840A 2006-10-16 2006-10-16 System for the utilization of energy of low temperature resources and the geothermal energy in particular PL214444B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL380840A PL214444B1 (en) 2006-10-16 2006-10-16 System for the utilization of energy of low temperature resources and the geothermal energy in particular

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL380840A PL214444B1 (en) 2006-10-16 2006-10-16 System for the utilization of energy of low temperature resources and the geothermal energy in particular

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL380840A1 PL380840A1 (en) 2008-04-28
PL214444B1 true PL214444B1 (en) 2013-08-30

Family

ID=43033827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL380840A PL214444B1 (en) 2006-10-16 2006-10-16 System for the utilization of energy of low temperature resources and the geothermal energy in particular

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL214444B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL380840A1 (en) 2008-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101832673B (en) Method and device for conducting and recycling subterranean heat with production casings
US9574551B2 (en) Power tower—system and method of using air flow generated by geothermal generated heat to drive turbines generators for the generation of electricity
US8281591B2 (en) Self contained in-ground geothermal generator
US5515679A (en) Geothermal heat mining and utilization
CN101581517B (en) Heat pump system of single-loop geothermal underground heat exchanger
US20080196859A1 (en) Method of transferring heat energy between a heat exchanging subsystem above the surface of the earth and material therebeneath using a coaxial-flow heat exchanging structure generating turbulence along the outer flow channel thereof
CN101696829A (en) Method for remotely transferring and storing geothermal energy, device and application thereof
CN101892964B (en) Cycling hot-dry-rock generating method and device by using gravity vacuum auxiliary heat pipe in myriameter single-deep-well
CN105431686B (en) Geothermal source is connect with the thermal technology of remote heating network
US20020104651A1 (en) Systems for heat exchange with earth loops
CN106168417B (en) A kind of CCHP high pressure rotary spraying core inserting built pile system and its construction method
US8713940B2 (en) Self-contained in-ground geothermal generator
US20150330670A1 (en) System and method for utilizing oil and gas wells for geothermal power generation
US20150101779A1 (en) System and Method of Maximizing Performance of a Solid-State Closed Loop Well Heat Exchanger
EP0393084A1 (en) Power generation plant
KR101322470B1 (en) Geothermal heat exchanger and heat exchange system using the same
CN102759142A (en) Heat-pipe heating and heat-pipe power generation method for cold regions
CN105508160A (en) Temperature differential power generation method and temperature differential power generation equipment
WO2010016919A2 (en) System and method of maximizing performance of a solid-state closed loop well heat exchanger
KR101614349B1 (en) Cooling and heating system using ground source
CN201858096U (en) Myriameter single deep well gravity vacuum auxiliary heat pipe circulation dry heat rock electric generator
PL214444B1 (en) System for the utilization of energy of low temperature resources and the geothermal energy in particular
Lhendup et al. Experimental study of coolth charging of an inter-seasonal underground thermal storage system
KR101587495B1 (en) Cooling and heating system using ground source
CN101956679B (en) Geothermal-energy or solar-energy temperature-differential engine device as well as electricity generating method and application thereof