Przedmiotem wynalazku jest Aplikacyjne zabezpieczenie przewodów rurowych i głowicy sondy geotermalnej. Wynalazek znajduje zastosowanie podczas aplikacji sondy geotermalnej w gruncie przy realizacji dolnego źródła pompy ciepła.The subject of the invention is the application protection of pipelines and geothermal probe head. The invention is used for the application of a geothermal probe in the ground for the implementation of a ground source heat pump.
Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii w tym energii cieplnej czerpanej z ziemi dla celów użytkowych jest coraz powszechniejsze. Staje się również koniecznością wnikającą z uwarunk owań globalnych dotyczących pozyskiwania energii. W tym kontekście nieodzowne stało się zestandaryzowanie technicznych aspektów wykonawczych dających gwarancję optymalnej i bezawaryjnej pracy instalacji odzysku ciepła.The use of renewable energy sources, including thermal energy obtained from the ground, for utility purposes is becoming more and more common. It is also becoming a necessity resulting from global conditions concerning energy generation. In this context, it has become indispensable to standardize the technical implementation aspects that guarantee optimal and failure-free operation of the heat recovery installation.
W stanie techniki w układach instalacyjnych pozyskiwanie ciepła z gruntu realizowane jest przede wszystkim z odwiertów pionowych za pośrednictwem montowanych w nich przewodów rurowych. Przewody te są niemożliwe do usunięcia bądź naprawy po zamontowaniu w odwiercie. Aplikowane do odwiertu przewody rurowe za pośrednictwem których odbierane jest skumulowane w gruncie ciepło połączone są ze sobą w sposób umożliwiający cyrkulację wypełniającego je czynnika. Połączenie to zwane jest w nomenklaturze technicznej U-rurką bądź głowicą/końcówką sondy. W rozwiązaniu ujawnionym w dokumencie patentowym DE, 202005004815 U ochroną objęta jest dwudzielna, skręcana obudowa głowicy sondy o kształcie ułatwiającym jej aplikację. Natomiast dokumenty patentowe: WO, 2011015342A1, GB 2436582 A oraz US 5758724 A dotyczą w kolejności ich powołania: urządzenia montażowego sondy geotermalnej, systemu kontroli zmiany prędkości czynnika, sposobu montażu podziemnego systemu wymiany ciepła. Żaden z wyżej wymienionych patentów nie dotyczy zabezpieczenia przed uszkodzeniem żerdzią wiertniczą przewodów rurowych i głowicy sondy w czasie jej aplikacji do odwiertu.In the state of the art, in installation systems, heat is obtained from the ground mainly from vertical boreholes with the use of pipelines mounted in them. These lines are impossible to remove or repair once installed in the borehole. Pipes applied to the well, through which the heat accumulated in the ground is received, are connected with each other in a way that allows the circulation of the filling medium. This connection is referred to in the technical nomenclature as a U-tube or probe head / tip. In the solution disclosed in the patent document DE, 202005004815 U, the protection covers a two-piece, twisted housing of the probe head with a shape facilitating its application. On the other hand, the patent documents: WO, 2011015342A1, GB 2436582 A and US 5758724 A relate, in the order of their appointment, to: a geothermal probe mounting device, a fluid velocity control system, a method of installing an underground heat exchange system. None of the aforementioned patents relate to protection against drill rod damage to the pipes and probe head during application to a wellbore.
Celem wynalazku było opracowanie konstrukcji aplikacyjnego zabezpieczenia przewodów rurowych i głowicy sondy geotermalnej przeznaczonego do montażu na przewodach rurowych tuż przy głowicy sondy, w miejscu najbardziej narażonym na uszkodzenia mechaniczne, jakie występują podczas wprowadzania sondy geotermalnej w odwiert. Głowica sondy osadzana jest w wierconym otworze przy pomocy żerdzi wiertniczych służących do jej „dopychania” wraz z przewodami do dna odwiertu. Podczas tych czynności zarówno sama głowica jak przewody rurowe narażone są na uszkodzenia mechaniczne zarówno od stawiających opór cząstek gruntu jak i powstałych od uderzeń żerdzi. Zarysowanie w szczególnie newralgicznym obszarze jakim jest okolica głowicy sondy płaszcza rury o głębokości rzędu 10% grubości jej ścianki, na skutek propagacji, wcześniej bądź później skutkować będzie pęknięciem i utratą szczelności przewodu. Umieszczenie żerdzi wiertniczej w osłonie skutecznie zabezpiecza głowicę sondy jak i wychodzące z niej przewody przed uszkodzeniami podczas posadowienia w odwiercie.The aim of the invention was to develop an application structure for the protection of the pipelines and the geothermal probe head intended for installation on the pipelines right next to the probe head, in the place most exposed to mechanical damage that occurs when inserting the geothermal probe into the borehole. The probe head is embedded in the drilled hole with the use of drill rods used to "push" it together with the wires to the bottom of the well. During these activities, both the head itself and the pipes are exposed to mechanical damage, both from the soil particles resisting resistance and from the impacts of the poles. Scratching in a particularly sensitive area, which is the vicinity of the probe head, of the pipe shell with a depth of about 10% of its wall thickness, as a result of propagation, sooner or later will result in a crack and loss of tightness of the pipe. Placing the drill rod in the casing effectively protects the probe head and the cables coming out of it from damage during installation in the well.
Aplikacyjne zabezpieczenie przewodów rurowych i głowicy sondy geotermalnej składające się z wykonanych z tworzywa sztucznego, trwale połączonych ze sobą tulei rurowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że składa się z co najmniej dwóch trawie ze sobą połączonych tulei rurowych dla przewodów sondy oraz rurowej tulei kanału aplikacyjnego przeznaczonego do wprowadzenia aplikującej głowicę wraz z przewodami rurowymi żerdzi wiertniczej. Rurowa tuleja kanału aplikacyjnego z zależności od przyjętej techniki aplikacji jest zaślepiona lub niezaślepiona. Zaproponowane rozwiązanie spełnia pokładane w nim oczekiwania.The application protection of the pipelines and the geothermal probe head consisting of permanently connected plastic tubular sleeves according to the invention is characterized by the fact that it consists of at least two grass tubular sleeves connected to each other for the probe lines and a tubular application channel sleeve for for inserting the applicator head together with the drill rod tubing. The tubular sleeve of the application channel, depending on the applied application technique, is either blanked or not blanked. The proposed solution meets the expectations placed in it.
Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunkach figura A - widok aksonometryczny, figura B - przykład zastosowania, figura C - rzut z góry, rzut z boku z zaznaczeniem miejsca przekroju A-A, A-A przekrój poprzeczny.The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the figures: figure A - axonometric view, figure B - example of application, figure C - top view, side view with marking the location of the section A-A, A-A cross section.
W uwidoczniony przykładzie wykonania Aplikacyjne zabezpieczenie przewodów rurowych i głowicy sondy geotermalnej składa się z wykonanych z tworzywa sztucznego, trwale połączonych ze sobą tulei rurowych 1 oraz z rurowej tulei kanału aplikacyjnego 2 montowanych na przewodach rurowych 3 sondy geotermalnej 4.In the illustrated embodiment, the application protection of the pipelines and the geothermal probe head consists of permanently connected plastic tubing sleeves 1 and a tubular application channel sleeve 2 mounted on the pipelines 3 of the geothermal probe 4.