Sonda geotérmica.

Sonda (7) geotérmica, que consta únicamente de dos conductos (8, 9) paralelos y de una membrana

(10) intermedia que une los dos conductos (8, 9), en la cual la membrana (10) es una capa continua a lo largo de la sonda (7) y tiene un espesor constante entre las zonas de unión de la membrana (10) con los conductos (8, 9), caracterizado por el hecho de que la membrana (10) tiene un espesor inferior al de la pared (13) de los dos conductos (8, 9), porque las zonas de unión constan de unas curvas (12) de unión en cada conducto (8, 9), siendo el radio de las curvas (12) de unión de 2 mm, y porque la longitud de la membrana (10) es del orden de veces el espesor de la membrana (10)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10187457.

Solicitante: Unistar Europe.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 50 Rue Marcel Dassault 92100 Boulogne Billancourt FRANCIA.

Inventor/es: MATZUZZI, JEAN-ANTOINE, FANCELLO, MICHELE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA... > Mangas, es decir, tubos flexibles (soportes del tipo... > F16L11/22 (Mangas de canales múltiples)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > Cualquier otra producción o utilización del calor... > F24J3/08 (geotérmico (dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía geotérmica F03G 4/00))

PDF original: ES-2487535_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sonda geotérmica La invención se refiere a una sonda geotérmica.

El encarecimiento y la contaminación provocada por las fuentes de energía fósil conducen tanto a los particulares como a los profesionales a orientarse hacia otras formas de calentamiento o de enfriamiento de los edificios. Es por ello por lo que se han desarrollado instalaciones geotérmicas que consisten en explotar una diferencia de temperatura entre el aire ambiente y el suelo para, por medio de un intercambio de calor, producir bien un calentamiento o bien un enfriamiento dentro de un edificio.

Las instalaciones clásicas constan de un circuito para un fluido termoportador enterrado y unido mediante un sistema de bomba de calor a una instalación de regulación de temperatura dentro de un edificio. De acuerdo con una primera solución, el circuito consta de una multitud de sondas que consisten cada una en una tubería con una longitud importante, recorriendo las sondas una superficie sustancialmente horizontal enterrada a una profundidad predeterminada en el suelo. Otra posibilidad consiste en utilizar un circuito muy verticalizado en el cual se forman unos agujeros en el suelo, por ejemplo mediante perforación, para permitir en ellos el despliegue de las sondas por pares de tal modo que formen el trayecto de ida y el trayecto de vuelta de la porción así enterrada. Tras el despliegue de la sondas, se vuelve a tapar el agujero de la forma habitual y se conectan las sondas verticales al resto del circuito.

Las sondas actualmente utilizadas pueden tener una longitud relativamente importante de tal modo que se beneficie del gradiente de temperatura más alto posible. Las tuberías que constituyen las sondas actuales se almacenan en forma de rollos y se desenrollan a medida que se despliegan dentro de los agujeros por lo general en juegos de 2 o de 4 rollos. Sin embargo, como se ha indicado con anterioridad, las tuberías deben desplegarse por pares dentro de los agujeros lo que implica la simultaneidad del desenrollamiento. Esta exigencia de sincronismo resulta especialmente difícil de obtener y se constatan a menudo desfases en el descenso dentro de los agujeros que complican enormemente la fase de instalación. Tanto en el caso de que haya 4 rollos o 2 rollos, hay un aparato que debe desenrollar de forma simultánea los 2 (o más) rollos. Si el tubo (las longitudes son grandes) de una bobina se entrecruza, esto puede actuar como un freno y bloquear el desenrollamiento de la otra bobina, haciendo que el descenso del tubo dentro del agujero sea problemático.

Por otra parte, se comprueba que el instalador recurre a una gran cantidad de tuberías enrolladas lo que perjudica tanto al almacenamiento como a la manipulación de los elementos que componen el circuito. Las tuberías tienden siempre a enmarañarse. Esto es aun más molesto porque se despliegan por lo general dos pares de tuberías por agujero y porque una instalación clásica comprende varios agujeros.

Actualmente, el diámetro del agujero de la perforación es muy grande y, por lo tanto, más costoso en tiempo, mano de obra y material, ya que es imposible hacer que bajen adecuadamente los tubos y evitar por ejemplo la fricción contra las paredes.

Por último, para evitar los problemas de desenrollamiento de los rollos durante las fases de transporte, manipulación y almacenamiento, las paletas que contienen los rodillos se forran con películas de plásticos termorretráctiles muy resistentes y mucha mano de obra.

Se ha buscado, en el documento US A1 2005/0121169, unir los tubos de circulación del fluido. De acuerdo con este precedente, se diseña un elemento de conexión de tubo en forma de porción plana intercalar. Sin embargo, a pesar de la cohesión así obtenida entre los tubos, esta técnica no proporciona la flexibilidad suficiente para la correcta manipulación del conjunto formado. En consecuencia, este tipo de conducto no se puede usar fácilmente para desenrollar los conductos e implantarlos correctamente dentro de los agujeros de diámetro razonable.

Se conoce del documento FR-A3-2562730 un revestimiento de canalización para cables. Este comprende varias fundas unidas mediante unas membranas de unión, que forman de este modo una capa de fundas. La geometría de esta capa está adaptada para garantizar una deformación que une los dos bordes longitudinales de la capa para formar un haz de fundas. Este objetivo es muy específico.

La presente invención permite resolver todos o partes de los inconvenientes de las técnicas conocidas hasta la actualidad y presenta para ello una sonda geotérmica que comprende dos conductos paralelos y una membrana intermedia que une los conductos. De acuerdo con una característica, la membrana tiene un espesor inferior al de la pared de los conductos y sus zonas de unión con los conductos comprenden unas curvas de unión en cada conducto.

La membrana es una capa continua con un espesor constante entre las dos zonas de unión. De este modo, no se forma ninguna zona de debilitamiento mecánico en la membrana, manteniendo al mismo tiempo la posibilidad de un espesor reducido y, por lo tanto, una buena flexibilidad para enrollarse.

Aunque lo natural sería tender a garantizar una unión entre los conductos lo más rígida posible por razones de resistencia mecánica, la presente invención opta por un espesor reducido para garantizar una flexibilidad que permita el enrollado de la sonda y su desenrollado en el momento de la instalación. Al mismo tiempo, la invención garantiza una gran resistencia mecánica del conjunto formado por medio de unas curvas de unión que evitan cualquier variación brusca de dimensiones en el interior del conjunto y que, en consecuencia, eliminan las concentraciones de tensiones a la altura de la uniones entre la membrana y los conductos.

De acuerdo con otras disposiciones ventajosas, la sonda de acuerdo con la invención presente una anchura de membrana seleccionada de tal modo que limite el tamaño pero que al mismo tiempo limite las transferencias de calor entre los dos conductos. En efecto, uno de los conductos es por lo general el vector de una circulación descendente de fluido frío mientras que el otro conducto es el medio para volver a subir el fluido calentado. Al optimizar la separación entre los conductos, la membrana permite su aislamiento y, por lo tanto, la mejora del balance térmico del conjunto de la instalación.

En una forma preferente de realización, se selecciona una relación de dimensiones entre el espesor de la membrana y el espesor de la pared de los conductos de tal modo que se produzca un conjunto cuyas capacidades de deformación, en particular al enrollarse y al desenrollarse, son óptimas.

De acuerdo con otra disposición ventajosa, la sonda comprende un empalme cuya configuración permite unir los extremos de los conductos y, de acuerdo con una disposición ventajosa, el cual permite un lastrado de tal modo que se facilite la implantación de la sonda dentro de un agujero.

Se mostrarán otros objetivos y ventajas a lo largo de la descripción que viene a continuación, que presenta una forma preferente de realización, pero no limitativa, de la invención.

Anteriormente, se ha recordado que la presente invención se refiere a una sonda geotérmica, que comprende dos conductos paralelos y una membrana intermedia que une los conductos, caracterizada por el hecho de que la membrana tiene un espesor inferior al de la pared de los dos conductos y porque sus zonas de unión con los conductos constan de unas curvas de unión en cada conducto.

La membrana es una capa continua a lo largo de la sonda y su espesor es constante entre las zonas de unión.

Se muestran a continuación diferentes formas de realización, a título indicativo y no limitativo,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sonda (7) geotérmica, que consta únicamente de dos conductos (8, 9) paralelos y de una membrana (10) intermedia que une los dos conductos (8, 9) , en la cual la membrana (10) es una capa continua a lo largo de la sonda (7) y tiene un espesor constante entre las zonas de unión de la membrana (10) con los conductos (8, 9) , caracterizado por el hecho de que la membrana (10) tiene un espesor inferior al de la pared (13) de los dos conductos (8, 9) , porque las zonas de unión constan de unas curvas (12) de unión en cada conducto (8, 9) , siendo el radio de las curvas (12) de unión de 2 mm, y porque la longitud de la membrana (10) es del orden de 10 veces el espesor de la membrana (10) .

2. Sonda (7) de acuerdo con la reivindicación anterior en la cual el espesor de la membrana (10) está comprendido entre 0, 7 mm y 1, 7 mm.

3. Sonda (7) de acuerdo con la reivindicación 1 en la cual el espesor la membrana (10) está comprendido entre 1 mm y 1, 4 mm.

4. Sonda (7) de acuerdo con la reivindicación 1 en la cual el espesor de la membrana (10) es de 1, 2 mm.

5. Sonda (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en la cual la longitud de la membrana (10) está comprendida entre 10 mm y 16 mm.

6. Sonda (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en la cual los conductos (8, 9) y la membrana

(10) son de polietileno de alta densidad formados de una sola pieza extruida.

7. Sonda (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en la cual los conductos (8, 9) son unos tubos de sección circular y cuyas paredes tienen un espesor comprendido entre 2, 7 mm y 3, 1 mm.

8. Sonda (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores que consta de un empalme (14) que une los conductos (8, 9) en su extremo distal.

9. Sonda (7) de acuerdo con la reivindicación anterior en la cual el empalme (14) consta de un medio de fijación de un lastre.

10. Sonda (7) de acuerdo con la reivindicación anterior en la cual el medio de fijación consta de dos agujeros de enganche situados simétricamente a ambos lados del eje longitudinal de la sonda (7) .

11. Sonda (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10 en la cual el empalme (14) consta de una porción de enmangado (15) hembra dentro de la cual se inserta el extremo distal de los conductos (8, 9) .

12. Instalación geotérmica que consta de al menos una sonda (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

13. Procedimiento de fabricación de una sonda de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11 que consta de las siguientes etapas:

- realización mediante extrusión en una sola pieza de los conductos (8, 9) y de la membrana (10) ; -durante la extrusión, colocación del empalme (14) en el extremo distal de los conductos (8, 9) , montándose el empalme (14) sobre unos medios de desplazamiento que tienen el mismo movimiento y la misma velocidad que los de la extrusión; -unión mediante soldadura de los conductos (8, 9) y del empalme (14) mediante un dispositivo de soldadura que se desplaza a la misma velocidad que la de extrusión.