Ein aus dem Erdinneren strömender Wärmefluß ist zu ca. 80% auf den Zerfall radioaktiver Isotope in Gesteinen und zu ca.

20% auf die Ursprungswärme bei der Erdentstehung zurückzufüh- ren. Die Temperatur von der Erdoberfläche zum Erdinneren nimmt je 1000 m um ca. 30°C zu. Im Bereich von geothermischen Anomalien können größere Temperaturzunahmen auftreten, bei- spielsweise infolge einer geographischen Nähe zu heißen Mag- makammern in der Erdkruste (Intrusionen), Strömungen von Tie- fengewässern usw. Derartige Gebiete werden insbesondere zur Nutzung der Erdwärme bevorzugt.

Die Erdwärme kann in verschiedenen Stoffen gespeichert sein, und zwar grundsätzlich in Wasserdampf, in Wasser und/oder in heißen Gesteinsschichten.

Gespeicherter Wasserdampf befindet sich meist in der Nähe von tätigen Vulkanen und stark zerklüfteten bzw. wasserführenden Grundgesteinen. Der Dampf kann zur Erdoberfläche geleitet und -nach einer oft notwendigen Separation von mitgerissenem Wasser-zur Stromerzeugung genutzt werden. Nutzbare Dampf- quellen sind jedoch nur in wenigen Gebieten vorhanden.

Die in Erdschichten im heißen Wasser gespeicherte Energie wird in der Regel mit einer als Dublette bezeichneten Vor- richtung erschlossen. Die Dublette besitzt eine Förderboh- rung, über die das heiße Wasser aus den entsprechenden Erd- schichten an die Erdoberfläche gefördert werden kann. Um zu vermeiden, daß der hydrostatische Druck in den Erdschichten mit der Zeit absinkt, der Zustrom des heißen Wassers zurück- geht und um insbesondere die Wärme des Gesteins besser nutzen zu können, wird über eine Injektionsbohrung das abgekühlte Wasser in die entsprechenden Erdschichten zurückgeführt. Das Wasser kann von der Injektionsbohrung durch das Gestein zur Förderbohrung fließen und wird dabei erwärmt. Das aus den Erdschichten geförderte Wasser wird in der Regel zur Raumhei- zung genutzt.

Zur Erschließung der in heißen Gesteinsschichten gespeicher- ten Energie ist ein sogenanntes Hot-Dry-Rock-Verfahren be- kannt. Bei diesem Verfahren wird in einem ersten Verfahrens- schritt eine erste Tiefenbohrung von ca. 5000 m gebohrt. Über die Tiefenbohrung wird Wasser mit hohem Druck in ca. 5000 m Tiefe in das Gestein gepreßt, so daß sich Risse im Gestein bilden. Mit einer zweiten Tiefenbohrung wird in einem Abstand von ca. 500 m der Bereich angebohrt, in dem sich die Risse ausgebildet haben. Anschließend kann Wasser über eine Tiefen-

bohrung in das Gestein gepumpt, durch die Risse zur zweiten Tiefenbohrung geleitet und über die zweite Tiefenbohrung er- wärmt zur Erdoberfläche gefördert werden. Um kostenintensive Fehlbohrungen zu vermeiden, sollten die Risse im Gestein ge- ortet werden. Dies ist in der Tiefe von 5000 m besonders schwierig und aufwendig.

Ferner ist eine gattungsbildende Vorrichtung mit drei konzen- trisch angeordneten Rohren bekannt, und zwar mit einem soge- nannten äußeren Fallrohr, einem Hüllrohr und einem inneren Steigrohr. Kaltes Wasser wird durch das Fallrohr nach unten ins Erdinnere gepumpt, erwärmt und durch das Steigrohr er- wärmt nach oben gefördert. Ein Ringspalt mit Luft zwischen dem Steigrohr und dem Hüllrohr dient als Isolierung zwischen dem äußeren Fallrohr und dem inneren Steigrohr. Die Rohre sind nach außen zum Erdreich von einer wasserundurchlässigen Suspension umgeben, beispielsweise von Betonit. Ein Stoffaus- tausch mit dem Erdreich wird vermieden. Der Wirkungsgrad zur Erzeugung von elektrischer Energie ist jedoch gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung weiterzuentwickeln und insbesondere den Wirkungs- grad zur Erzeugung elektrischer Energie zu erhöhen und die Kosten zu reduzieren. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen er- geben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteile der Erfindung Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Nutzung von Erdwärme mit zumindest einem ersten Kanal, durch den ein Ar- beitsstoff nach unten ins Erdinnere und mit zumindest einem zweiten Kanal, durch den der Arbeitsstoff nach oben, in Rich- tung Erdoberfläche geleitet wird, wobei der erste und der zweite Kanal ein zum Erdreich geschlossenes System bilden.

Es wird vorgeschlagen, daß der Arbeitsstoff über zumindest einen Drosselbereich nach unten ins Erdinnere geleitet ist und der Drosselbereich den in Strömungsrichtung vor dem Dros- selbereich weitgehend flüssigen Arbeitsstoff auf einen Ver- dampfungsdruck drosselt, so daß der Arbeitsstoff nach dem Drosselbereich weitgehend vollständig verdampfbar ist. Der Arbeitsstoff kann vorteilhaft im flüssigen Zustand nach unten und im gasförmigen Zustand, mit geringer Dichte nach oben ge- führt werden. Der sich aufbauende Flüssigkeitsdruck bzw. die auf die Flüssigkeit wirkende Schwerkraft kann für eine erfor- derliche Druckerhöhung in einem rechtsläufigen Kreisprozeß genutzt werden, wodurch ein besonders hoher Wirkungsgrad, insbesondere bei der Erzeugung elektrischer Energie erreich- bar ist. Grundsätzlich kann jedoch zur Erzeugung eines erfor- derlichen Drucks vor dem Drosselbereich auch eine Pumpe ver- wendet werden, die unterstützend zur Flüssigkeitssäule wirkt oder allein den erforderlichen Druck erzeugt.

Wird der Arbeitsstoff nach dem Drosselbereich weitgehend, vorteilhaft vollständig verdampft, so strömt dieser nach oben zur Erdoberfläche. Während des Betriebs der Vorrichtung kann

das Einbringen einer Fremdleistung, insbesondere einer Pum- penleistung, vermieden und damit der Wirkungsgrad gesteigert werden. Im zweiten Kanal stellt sich in der Gassäule von un- ten nach oben ein geringer Druckabfall ein. An der Erdober- fläche besitzt der dampfförmige Arbeitsstoff einen weit höhe- ren Druck als in einem Ausgangszustand des Prozesses, der be- sonders vorteilhaft zur Erzeugung elektrischer Energie ge- nutzt werden kann. Der Drosselbereich kann von einer oder vorteilhaft von mehreren Drosselstellen gebildet sein, die in Strömungsrichtung mit jeweils einem Abstand zueinander ange- ordnet sind. Mit mehreren Drosselstellen kann ein besonders hoher Druck im oberen Bereich des zweiten Kanals erreicht werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge- schlagen, daß in Strömungsrichtung nach dem zweiten Kanal ein Verdichter angeordnet ist, über den der Arbeitsstoff vor dem Drosselbereich komprimierbar ist. Der Drosselbereich kann be- sonders vorteilhaft im oberen Bereich des ersten Kanals ange- ordnet werden und es kann vorteilhaft über den gesamten er- sten Kanal eine große Temperaturdifferenz zwischen dem Ar- beitsstoff und dem Erdinneren und dadurch ein guter Wärme- übergang vom Erdinneren auf den Arbeitsstoff erreicht werden.

Die vom Erdinneren zugeführte Energie kann vorteilhaft bei weitgehend konstanter Verdampfungstemperatur des Arbeitsstof- fes zur Verdampfung genutzt werden. Im zweiten Kanal besitzt der Arbeitsstoff weitgehend die gleiche Temperatur wie im er- sten Kanal, wodurch eine Isolierung zwischen den Kanälen ein- gespart werden kann. Zur Gewinnung einer großen Wärmemenge kann bereits eine geringe Bohrtiefe ausreichen.

Der Drosselbereich kann grundsätzlich von einer oder mehre- ren, dem Fachmann als geeignet erscheinenden Drosselstellen gebildet sein. Besonders vorteilhaft wird jedoch zumindest eine Drosselstelle von wenigstens einem Rohr gebildet. Es kann bei einer ausreichenden Drosselwirkung eine relativ ge- ringe Strömungsgeschwindigkeit durch die Drosselstelle und damit ein geringer Verschleiß und eine hohe Lebensdauer er- reicht werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der erste und der zweite Kanal zu einem geschlossenen System verbunden, d. h. nicht nur unterhalb der Erdoberfläche, son- dern auch oberhalb der Erdoberfläche geschlossen verbunden sind. Ein Austritt des Arbeitsstoffs aus dem System kann ver- mieden und es kann vorteilhaft ein Arbeitsstoff verwendet werden, mit dem bei möglichst geringen Kosten ein besonders hoher Wirkungsgrad erreichbar ist.

Besitzt der Arbeitsstoff eine niedrigere Siedetemperatur als Wasser, kann im Vergleich zu wasserbetriebenen Vorrichtungen der Arbeitsstoff bereits bei geringeren Tiefen bzw. geringe- ren Temperaturen zum Verdampfen gebracht werden, wodurch ins- besondere Bohrkosten eingespart werden können. Als Arbeits- stoff eignen sich vorteilhaft gebräuchliche Kältemittel, wie insbesondere Ammoniak.

Um im ersten Kanal die Strömungsgeschwindigkeit zu reduzieren und die Oberfläche zu vergrößern und dadurch den Wärmeüber- gang auf den Arbeitsstoff zu verbessern, ist vorteilhaft im ersten Kanal zumindest nach dem Drosselbereich wenigstens ein den Arbeitsstoff umlenkendes Element eingebracht. In den er-

sten Kanal können vorteilhaft Füllkörper eingebracht werden, die den Arbeitsstoff umlenken. In einer weiteren Ausgestal- tung wird vorgeschlagen, daß anstatt Füllkörper zumindest ei- ne spiralförmig nach unten verlaufende Bahn eingebracht ist, über die der Arbeitsstoff an die Außenwand des ersten Kanals geleitet ist, wodurch eine vorteilhafte Filmverdampfung an der Außenwand des ersten Kanals erreicht werden kann. Die Bahn kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, beispielsweise kann die Bahn von einem Blechteil gebildet oder kann auch einstückig mit einer Kanalwand ausgebildet sein. Die Bahn besitzt vorzugsweise keine abdichtende Funkti- on im Kanal.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind der erste und der zweite Kanal in einer stoffdicht ausgekleideten Tiefenbohrung angeordnet und der Arbeitsstoff wird im radial äußeren Be- reich innerhalb der Tiefenbohrung nach unten und im radial inneren Bereich der Tiefenbohrung durch ein Innenrohr nach oben geleitet. Zusätzliche Tiefenbohrungen und damit verbun- dene Kosten können eingespart werden. Ferner können die Kanä- le besonders einfach und kostengünstig unter der Erdoberflä- che geschlossen miteinander verbunden werden. Grundsätzlich kann der Arbeitsstoff jedoch auch über eine oder mehrere Tie- fenbohrungen nach unten und über eine oder mehrere, davon ge- trennte Tiefenbohrungen nach oben geleitet werden.

Zeichnung Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe- schreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination.

Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammen- fassen.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 Verfahrensabläufe in einem Druck-Enthalpie- Diagramm und Fig. 3 eine Variante zu Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nutzung von Erdwärme mit einem ersten Kanal 10, durch den ein Ar- beitsstoff 12 nach unten ins Erdinnere und mit einem zweiten Kanal 14, durch den der Arbeitsstoff 12 nach oben, in Rich- tung Erdoberfläche geleitet wird. Der erste Kanal 10 wird von einem ersten Außenrohr 52 gebildet, das in eine Tiefenbohrung 36 eingefügt ist und die Tiefenbohrung 36 nach außen stoff- dicht auskleidet. Das Außenrohr 52 ist am unteren Ende, an seiner Stirnseite dicht verschlossen. Der zweite Kanal 14 wird von einem im radial inneren Bereich der Tiefenbohrung 36, konzentrisch zum Außenrohr 52 angeordneten Innenrohr 46 gebildet. Das Innenrohr 46 ist von einem Hüllrohr 56 umgeben, das zur Isolierung einen Ringspalt 58 mit Luft zum Innenrohr

46 einschließt und den ersten Kanal 10 radial nach innen be- grenzt. Der erste und der zweite Kanal 10,14 sind gemeinsam mit einer Anlage 60 zu einem geschlossenen System verbunden, so daß der als Arbeitsstoff 12 verwendete Ammoniak nicht nach außen treten kann.

Erfindungsgemäß besitzt der erste Kanal 10 einen Drosselbe- reich 16 mit drei in Strömungsrichtung hintereinander ge- schalteten Drosselstellen 22,24,26. Die Drosselstellen 22, 24,26 sind jeweils mit einem Abstand zueinander angeordnet und werden jeweils von einem in einem Flansch 40 befestigten Rohr 28,30,32 gebildet.

Beim Aufbau der Vorrichtung werden das Außenrohr 52, das Hüllrohr 56 und das Innenrohr 46 beim Bohren der Tiefenboh- rung 36 in Teilstücken bereits konzentrisch mit eingeführt.

Die Teilstücke werden an den axialen Stoßstellen durch Schweißen dicht miteinander verbunden. Grundsätzlich können die Teilstücke jedoch auch durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verfahren stoffschlüssig, form- schlüssig und/oder kraftschlüssig dicht verbunden werden.

Der Flansch 40 kann mit verschiedenen, dem Fachmann als ge- eignet erscheinenden Verfahren zwischen dem Außenrohr 52 und dem Hüllrohr 56 befestigt werden. Besonders vorteilhaft wird dieser jedoch bereits vor dem Einführen der Rohre 46,52,56 in die Tiefenbohrung 36 am Außenrohr 52 und am Hüllrohr 56 festgeschweißt. Um zu vermeiden, daß der erste Kanal 10 beim Bohren verschmutzt bzw. um zu vermeiden, daß Bohrschlamm und/oder eine Suspension in den ersten Kanal 10 läuft, ist der erste Kanal 10 im untersten Teilstück bereits vor dem

Einführen in die Tiefenbohrung 36 an der axialen Stirnseite mit einer Stahlplatte 54 verschlossen. Ein Bohrkopf einer nicht näher dargestellten Bohrvorrichtung kann im zusammenge- klappten Zustand durch das Innenrohr 46 nach oben und nach unten geführt werden. Der zweite Kanal 14 kann nach Abschluß des Bohrvorgangs gereinigt werden. Nach Fertigstellung der Tiefenbohrung 36 wird das Innenrohr 46 an seiner nach unten weisenden axialen Stirnseite mit einer Kunststoffplatte 42 zum Erdreich dicht verschlossen. Daneben kann die axiale Stirnseite des Innenrohrs 46 mit sämtlichen, dem Fachmann als geeignet erscheinenden Verfahren zum Erdreich dicht ver- schlossen werden, beispielsweise durch Ausgießen und/oder durch Einpressen eines Teflonkörpers, wodurch ein kraft-und formschlüssiger Verschluß geschaffen werden könnte usw. Fer- ner ist möglich, das Hüllrohr 56 und/oder das Innenrohr 46 erst nachträglich in ein Außenrohr einzuführen, das an seiner nach unten weisenden Stirnseite dicht verschlossen ist.

Vor dem Einbringen des Innenrohrs 46 und des Hüllrohrs 56, werden in deren untersten Teilstücke Öffnungen 136,138 bzw.

Bohrungen eingebracht. Die Öffnungen 138 im Innenrohr 46 wer- den anschließend vor dem Einführen wieder kraft-und form- schlüssig oder in geeigneter Weise verschlossen, so daß sie einerseits eine Verunreinigung der Hohlräume zwischen den Rohren 46,52,56 sicher verhindern und andererseits durch den beim Befüllen mit Ammoniak entstehenden Druckunterschied zwischen dem ersten Kanal 10 und dem zweiten Kanal 14 wieder frei werden. Die Öffnungen 136,138 oder nur die Öffnungen 138 können jedoch auch nachträglich, nach dem Einführen der Rohre 46,52,56 eingebracht werden oder können mit Stoffen verschlossen werden, die sich in Ammoniak chemisch auflösen,

jedoch gegen die bei der Herstellung der Bohrung verwendeten Substanzen beständig sind.

Zu Beginn der Inbetriebnahme sind sämtliche Ventile 72,74, 76 und 84 bis 128,140 geöffnet. Um den ersten Kanal 10 mög- lichst schnell vollständig mit flüssigem Ammoniak zu füllen, wird flüssiges Ammoniak mit ca. 25 bar über eine Leitung 64 und über den zweiten Kanal 14 in die Vorrichtung geleitet.

Ist im ersten Kanal 10 nur eine Drosselstelle angeordnet, kann die Vorrichtung auch über den ersten Kanal 10 befüllt werden. Die Vorrichtung wird über Leitungen 68,70 entlüftet, die in einem nicht näher dargestellten Wasserbad münden.

Steigen im Wasserbad keine Luftblasen mehr nach oben, können die Ventile 72,74 in den Leitungen 68,70 geschlossen wer- den. Wird ein bestimmter Füllstand mit einem Füllstandsmesser 78 in einem Kondensatspeicher 66 erfaßt, wird das Ventil 76 in der Leitung 64 geschlossen. Ferner werden die Ventile 94, 96 und 98 geschlossen.

Anschließend wird über eine Strahlpumpe 50, die von einer Treibstrahlpumpe 80 mit Ammoniak aus dem Kondensatspeicher 66 beschickt wird, der Druck p im zweiten Kanal 14 reduziert und dadurch das Ammoniak im zweiten Kanal 14 verdampft. Das durch die Strahlpumpe 50 geförderte Ammoniak wird in einem Wärme- tauscher 130 kondensiert und in den Kondensatspeicher 66 zu- rückgeführt.

Wird eine Temperatur an einer Meßstelle 82 erfaßt, die andeu- tet, daß das Ammoniak im zweiten Kanal 14 vollständig oder zumindest weitgehend verdampft ist, wird die Treibstrahlpumpe 80 abgeschaltet und die Ventile 84,86 werden geschlossen. Um

ausschließlich Wärme über einen Wärmetauscher 132 an einen nicht näher dargestellten Verbraucher abzuführen, wird an- schließend nur das Ventil 94 geöffnet. Um elektrische Energie mit einer Turbine 134 und einem Generator 62 zu erzeugen, werden die Ventile 96 und 98 geöffnet.

Während des Betriebs der Vorrichtung wird flüssiges Ammoniak aus dem Kondensatspeicher 66 über die Ventile 126 und 92 in den ersten Kanal 10 geleitet. In einem ersten Bereich 48 des ersten Kanals 10 ist das Ammoniak flüssig. Vom Ausgangspunkt P1 im oberen Bereich der sich einstellenden Flüssigkeitssäule im ersten Kanal 10 nimmt der Druck p infolge der Schwerkraft nach unten zu, und zwar beträgt der Druck p im Punkt P1 ca.

25 bar und im Punkt P2 bei der Tiefe von 1650 m ca. 100 bar (Fig. 2). Durch die Drosselstelle 22 bei der Tiefe von 1650 m wird der Druck p gedrosselt. Nach der Drosselstelle 22 be- trägt der Druck p in P3 ca. 45 bar. Von P3 auf P4 nimmt der Druck p infolge der Schwerkraft der Flüssigkeitssäule zu und beträgt in P4 bei der Tiefe von 2850 m ca. 105 bar. Von P4 auf P5 wird der Druck p durch die zweite Drosselstelle 24 bei der Tiefe von 2850 m gedrosselt. Von P5 auf P6 erhöht sich der Druck p auf ca. 105 bar bei der Tiefe von 3850 m. Von P6 auf P7 wird der Druck p durch die dritte Drosselstelle 26 bei der Tiefe von 3850 m auf einen Verdampfungsdruck 18 von ca.

60 bar gedrosselt. Zwischen den Drosselstellen 22,24,26 wird dem Ammoniak stets Wärme aus dem Erdreich zugeführt, wo- durch die Enthalpie h zwischen den Drosselstellen 22,24,26 zunimmt.

Von P7 nach P8 nimmt die Enthalpie h bei konstantem Druck p infolge der Druckenergie, von P8 nach P9 infolge der Abküh-

lung des überhitzten Ammoniaks und von P9 nach P10 infolge der Wärmezuführung vom Erdreich zu. Um einen guten Wärmeüber- gang vom Erdreich auf das Ammoniak zu erreichen, sind im er- sten Kanal 10 nach der untersten Drosselstelle 26 Füllkörper 34 eingebracht (Fig. 1). Das Ammoniak ist im Punkt P10 bei einer Tiefe von ca. 4600 m vollständig verdampft und kann vom ersten Kanal 10 über die Öffnungen 136,138 im Hüllrohr 56 und im Innenrohr 46 in den zweiten Kanal 14 strömen (Fig. 1).

Um zu vermeiden, daß das Ammoniakgas im Ringspalt 58, zwi- schen dem Hüllrohr 56 und dem Innenrohr 46, nach oben steigt, ist der Ringspalt 58 mit einem Verschlußteil 38 oberhalb der Öffnungen 136,138 in Richtung Erdoberfläche verschlossen.

Das Verschlußteil 38 wird entsprechend dem Flansch 40 der Drosselstellen 22,24,26 vor dem Einführen in die Tiefenboh- rung 36 befestigt. Das Ammoniakgas strömt im zweiten Kanal 14 nach oben zur Erdoberfläche. Der Druck p und die Enthalpie h nehmen von P10 nach P11 ab. Im Punkt P11 besitzt das Ammoni- akgas ca. 40 bar, d. h. ca. 15 bar mehr als im Ausgangspunkt P1. Der Energieüberschuß von P11 zu P1 kann zur Wärmeabfuhr an Verbraucher genutzt werden-P11-P12-P13-P1-oder kann zur Erzeugung elektrischer Energie und zur Wärmeabfuhr ge- nutzt werden-P11-Pl2a-P1-. Es entsteht ein geschlossener, rechtsläufiger Kreisprozeß. Anstatt mit mehreren Drosselstel- len 22,24,26 kann die Vorrichtung auch nur mit einer Dros- selstelle betrieben werden. In Fig. 2 ist mit einer gestri- chelten Linie ein Verfahrensablauf einer Vorrichtung mit nur einer Drosselstelle dargestellt. Das Ammoniak wird im Ver- gleich zu mehreren Drosselstellen auf einen geringen Verdamp- fungsdruck 20 gedrosselt.

Zur Leistungsregelung kann der Zulauf vom Kondensatspeicher 66 in den ersten Kanal 10 über das Ventil 126 geregelt wer- den. Dabei sollte die Flüssigkeitssäule nicht unter die erste Drosselstelle 22 sinken. Um die Vorrichtung abzustellen, kann entweder die Zufuhr vom Kondensatspeicher 66 zum ersten Kanal 10 unterbrochen werden und/oder es kann aus dem Konden- satspeicher 66 das flüssige Ammoniak über eine Pumpe 44 in das Innenrohr 46 gepumpt werden, wodurch die Vorrichtung be- sonders schnell abgeschaltet werden kann. Ferner kann die Pumpe 44 zur Neuinbetriebnahme genutzt werden.

Fig. 3 zeigt eine Variante zu der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Vorrichtung besitzt einen ersten Kanal 10, durch den der Ar- beitsstoff 12 nach unten ins Erdinnere und einen zweiten Ka- nal 14, durch den der Arbeitsstoff 12 nach oben, in Richtung Erdoberfläche geleitet wird. Der erste Kanal 10 wird von ei- nem Außenrohr 52 gebildet, das in eine Tiefenbohrung 36 ein- gefügt ist und die Tiefenbohrung 36 nach außen stoffdicht auskleidet. Das Außenrohr 52 ist am unteren Ende, an seiner Stirnseite dicht verschlossen. Der erste Kanal 10 wird radial nach innen durch ein konzentrisch zum Außenrohr 52 angeordne- tes Innenrohr 152 begrenzt, das den zweiten Kanal 14 bildet.

Im ersten Kanal 10, zwischen den Rohren 52 und 152, ist eine sich nach unten spiralförmig erstreckende Bahn 35 einge- bracht, die den Arbeitsstoff 12 an die Außenwand des ersten Kanals 10 bzw. an die Innenfläche des Außenrohrs 52 lenkt.

Die Bahn 35 dient zudem als Abstandhalter zwischen den Rohren 52 und 152. Die Bahn 35 kann sich über die gesamte Länge des Kanals 10 erstrecken oder kann vorteilhaft in einzelnen Län-

genabschnitten angeordnet werden, zwischen denen sich ein Ab- stand befindet. Die Bahn 35 übernimmt im ersten Kanal 10 kei- ne Dichtfunktion. Der erste und der zweite Kanal 10,14 sind gemeinsam mit einer Anlage 154 zu einem geschlossenen System verbunden, so daß der als Arbeitsstoff 12 verwendete Ammoniak nicht nach außen treten kann.

Das im zweiten Kanal 14 nach oben strömende, dampfförmige Am- moniak wird in einem dem zweiten Kanal 14 nachgeschalteten Verdichter 142 komprimiert, und zwar auf ca. 25 bar und dabei auf ca. 130°C erhitzt bzw. überhitzt. In einem dem Verdichter 142 nachgeschalteten Wärmetauscher 144 wird Heizungswasser in drei Phasen erwärmt, und zwar in einer ersten Phase durch Ab- kühlen des Ammoniaks auf eine Kondensationstemperatur, in ei- ner zweiten Hauptphase durch Kondensieren des Ammoniaks und in einer dritten Phase durch Abkühlung des Kondensats. Das Heizungswasser wird in einem dem Wärmetauscher 144 nachge- schalteten Abgaswärmetauscher 150 durch Abgase 146 eines Mo- tors 148 des Verdichters 142 weiter erhitzt.

Der Arbeitsstoff 12 besitzt nach dem Wärmetauscher ca. 45°C und wird nach dem Wärmetauscher 144 über einen im oberen Be- reich des ersten Kanals 10 angeordneten Drosselbereich 15 bzw. über eine Drosselstelle geleitet und dabei von ca. 25 bar auf einen Verdampfungsdruck von ca. 4 bar gedrosselt. Der Drosselbereich 15 bzw. eine Drosselstelle kann auch in einer Leitung vor dem ersten Kanal 10 angeordnet sein.

Der Arbeitsstoff 12 kühlt sich durch die Drosselung auf ca.

0°C ab. Der flüssige Arbeitsstoff 12 wird durch die Bahn 35 nach unten und durch die Fliehkraft an die Außenwand des er-

sten Kanals 10 geleitet, an der eine Filmverdampfung ent- steht. Der verdampfte Arbeitsstoff 12 wird durch eine sich einstellende Gesamtdurchströmung im ersten Kanal 10 nach un- ten und im zweiten Kanal 14 nach oben geleitet. Im ersten und im zweiten Kanal 10,14 besitzt der Arbeitsstoff 12 im we- sentlichen gleichbleibend seine Verdampfungstemperatur von ca. 0°C. Es kann ein besonders guter Wärmeübergang vom Erdin- neren auf den Arbeitsstoff 12 erreicht und zudem eine Isolie- rung zwischen dem ersten Kanal 10 und dem zweiten Kanal 14 eingespart werden.

Bezugszeichen 10 Kanal 12 Arbeitsstoff 14 Kanal 15 Drosselbereich 16 Drosselbereich 18 Verdampfungsdruck 20 Verdampfungsdruck 22 Drosselstelle 24 Drosselstelle 26 Drosselstelle 28 Rohr 30 Rohr 32 Rohr <BR> <BR> 34 Füllkörper<BR> 35 Bahn 36 Tiefenbohrung 38 Verschlußteil 40 Flansch 42 Kunststoffplatte 44 Pumpe 46 Innenrohr 48 Bereich 50 Pumpe 52 Außenrohr 54 Stahlplatte 56 Hüllrohr 58 Ringspalt 60 Anlage 62 Generator 64 Leitung 66 Kondensatspeicher 68 Leitung 70 Leitung 72 Ventil 74 Ventil 76 Ventil 78 Füllstandsmesser 80 Treibstrahlpumpe 82 Meßstelle 84 Ventil 86 Ventil 88 Ventil <BR> <BR> 90 Ventil<BR> 92 Ventil 94 Ventil 96 Ventil 98 Ventil 100 Ventil 102 Ventil<BR> 104 Ventil<BR> 106 Ventil<BR> 108 Ventil<BR> 110 Ventil<BR> 112 Ventil<BR> 120 Ventil<BR> 122 Ventil<BR> 124 Ventil<BR> 126 Ventil<BR> 128 Ventil 130 Warmetauscher 132 Warmetauscher 134 Turbine 136 Offnung 138 Offnung<BR> 140 Ventil 142 Verdichter 144 Warmetauscher 146 Abgas 148 Motor 150 Abgaswärmetauscher 152 Innenrohr 154 Anlage P1 Zustandspunkt P2 Zustandspunkt P3 Zustandspunkt P4 Zustandspunkt P5 Zustandspunkt P6 Zustandspunkt P7 Zustandspunkt P8 Zustandspunkt P9 Zustandspunkt P10 Zustandspunkt <BR> <BR> P11 Zustandspunkt P12 Zustandspunkt <BR> <BR> P12a Zustandspunkt P13 Zustandspunkt p Druck h Enthalpie