SE435960B

SE435960B - Vermelagringsanleggning

Info

Publication number: SE435960B
Application number: SE7910707A
Authority: SE
Inventors: P Laneus
Original assignee: Johnson Construction Co Ab
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1984-10-29
Also published as: SE7910707L; JPS56124859A

Description

7910707 -læ utföringsform av en anläggning enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett principkopplingsschema för denna anläggning samt figurerna 3, 4 och 5 i tvärsektioner visar tre ytterligare utföringsformer.

Samma eller likverkande detaljer hos de fyra utföringsformer- na har på ritningen försetts med samma hänvisningsbeteckningar.

Vid den i fig_.,_1,_o,_c1_1_ 2 visade utföringsformen betecknas en värme- lagringsmarkkropp med stor volym,allmänt med 2. Den innehåller ett antal kanaler 4 bestående av borrhâl utförda från markytan i ringar runt en cistern 6. Varje hâl är försett med enwmygningsg plugg 8, genom vilken två rör 10 resp. 12 sträcker sig. Röret 10 är fört ända ned till borrhålets botten, varigenom de mynningsöpp- ningar till borrhâlet bildande rören 10 och 12 sålunda kommuni- cerar med varandra via borrhâlets botten för fullständig cirkula- tion av vattnet utefter hela borrhålets längd.

Genom injektering av marken från borrhålets botten och i den yttre kransen av borrhâl har en relativt tät skärm l4 av t.ex. betong skapats runt markkroppen 2. Denna skärm förhindrar värmeförluster genom grundvattenströmningar.

Cisternen 6 har tät botten och tät vägg av betong 16. Den är delvis försänkt i marken och fylld med vatten 18 med en tempera- tur varierande mellan +95°C och +40°C. För att minska värmeförluster- na från det lagrade vattnet är cisternens tak 20 och markkroppens 2 yta täckta med värmeisolering 22 såsom mineralull.

I fig. 2 kan de där båda visade borrhâlen antas represen- tera var sin krans av borrhâl runt cisternen 6. Dessa borrhâls- kransar är sammanförda till en grupp och parallellt anslutna via en pumpkrets till cisternen. Närmare bestämt innehåller denna pumpkrets en cirkulationspump 24 och ett ventilbatteri 26, det senare för selektiv anslutning av nämnda borrhålsgrupp mellan olika temperaturnivåer i cisternen, till vilka rör 28 leder.

Med den visade pumpkretsen kan vatten från lämplig temperaturnivâ i cisternen cirkuleras genom borrhâlen vid den nämnda borrhâls- gruppen för värmeutbyte med den omgivande marken och âterföras till en annan temperaturnivâ i cisternen. vid 30 antyds anslutning av tre ytterligare borrhålsgrupper till pumpkretsen. Genom de vid 32 antydda ventilerna är selektiv anslutning av de olika borrhålsgrupperna till cisternen möjlig, liksom de 1 ventilbatteriet 26 ingående ventilerna möjliggör 7910707 *li selektiv anslutning mellan olika temperaturnivåer i cisternen.

Skilt eller sammankopplat med det ovan beskrivna systemet finnes även värmegivar- och förbrukaranslutningar till cisternen.

Närmare bestämt innefattar dessa ett antal rör 34, vilka leds ner till cisternens olika temperaturnivåer på samma sätt som rören 28.

Via ett ventilbatteri 36, svarande mot ventilbatteriet 26, och en cirkulationspump 38 förs vatten från exempelvis cisternens botten till en värmeväxlare 40. Värmeväxlaren 40 får värme från en solfångaranläggning 42. Det värmda vattnet âterförs till lämplig nivå i cisternen via ventilbatteriet 36. Via ventilbatteriet 36 och en pump 44 leds även vatten till konsumenter 46. Returvattnet âterföres till en lägre températurnivå i cisternen.

'Sammanfattningsvis är rören, såsom rören 10, l2, från ett flertal borrhål på markytan sammanförda till kretsar. Genom pump- ning av varmt eller kallt vatten från cisternen genom rören, varvid värme överföres till och från marken runt hålen, kan lämpligt stor del av marken kring och under cisternen i samspel med vatten- volymen i den senare användas för långtidslagring av värme. Ett lämpligt förhållande mellan cisternens volym och markkroppens volym är av storleksordningen l:l0. Den värme, som i marken leds ut från cisternen, upptas av markkroppen., Vid den i fig. 3 visade utföringsformen är en cirkulär cistern 6 helt försänkt i berg med oinklädd botten 48 för lagring av varmt vatten 18 till en nivå som balanseras av omgivande grund- vatten 50. Borrhâlen 4 är utförda från cisternbotten 48 och behöver ej förses med mynningspluggar. Till botten av varje hål gående rör, svarande mot rören 10, är förenade till kretsar, som matas av vatten från cisternen. Cisterntaket och det i värmelagringen deltagande bergets yta är täckta av värmeisolering 22. Kring an- läggningen är en injekteringsskärm 14 utförd för att förhindra värmeförluster genom utströmning av värmd vätska eller inströmning av kallt grundvatten.

Vid utföringsformen i fig. 4 finnes ett cirkulärt bergrum 52, svarande mot cisternen 6 vid de tidigare utföringsformerna.

Ett schakt 54 leder till ett pumphus 56 vid markytan. Borrhål 4 är nedförda runt bergrummet från markytan och är försedda med mynningsplugg 8 och cirkulationsrör 10, l2, för vatten från bergrummet. Bergytan är täckt med värmeisolering 22 i form av 1910707-4 ettmeærtjockt lager lättklinkerkulor, vilket lager är tätat i ytan. Anläggningens injekteringsskärm 14 kan kompletteras från injekteringshâl 58 från bergrumsbotten. Såsom i fig. 3 balanseras vattnet i cisternen och borrhålen av grundvatten 50.

Det står klart för fackmannen att även vid utföringsformerna enligt fig. 3 och 4 samma eller liknande cirkulationsanslutningar som för utföringsformen i fig. l kan användas, dvs. i huvudsak enligt fig. 2. _ vid utföringsformen i fig. 5 är bergrummet (52) omgivet av tunnlar (60) i nivå med ëergrumsbotten, till vilka b0rrnâl_(4) är nedförda runt bergrummet från markytan. Hålens mynningspluggar är endast försedda med ett rår (12), eftersom cirkulation av vatt- net i hålen kan ske genom samverkan mellan flera hål nedförda till samma tunnel.

I praktiken kan cisternen eller bergrummet vid en anlägg- ning enligt uppfinningen ha en volym av storleksordningen 20.000 m och markkroppen en volym av storleksordningen 200.000 m3.

Claims

7910107-4 Patentkrav

1. Värmelagringsanläggning innefattande ett långtidsvärmelagerl i form av en markkropp (2) med stor volym innehållande kanaler (4) för vätska samt värmegivar- (34,36,38,40,42) och förbrukaranslut- ningar (34,36,44,46) för att medge cirkulation av vätskan via värmegivare (42) resp förbrukare (46), k ä n n e t e c k n a d av att kanalerna är anslutna via en pumpkrets (24,26,28) till en vätskecistern (6) omgiven av markkroppen i och för överföring av värme via vätskan i båda riktningarna mellan cisternens innehåll och markkroppen, samt att nämnda värmegivar- och förbrukaranslut- ningar är anslutna till cisternen i och för dygnsmässiga in- och uttag av värme i denna.

2. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att kanalerna (4) är gruppvis selektivt anslutningsbara (32) till pump- kretsen.

3. Anläggning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att kanalerna är selektivt anslutningsbara (26) till olika tempe- raturområden i cisternen via pumpkretsen.

4. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att densamma är så anordnad att vätskan i cisternen och kanalerna balanseras av en naturlig eller konstlad grundvattenyta (50) i omgivande mark.

5. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att markkroppen (2) omges av en skärm (14) från borrhål injekterad betong eller dylikt, för att förhindra värmeför- luster genom utströmning av vätskan eller inströmning av kallt grundvatten.

6. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att kanalerna är borrhål med två separata mynnings- öppningar (10,12), vilka kommunicerar med varandra via borrhâlets botten, samt att cisternen (6) är belägen i en grop i markytan och borrhålen utgår från markytan och/eller från cisternens botten och/eller sidor.

7. Anläggning enligt något av krav 1-5, k ä n n e t e c k n a d av att kanalerna är borrhål med två separata mynningsöppningar (10,12) vilka kommunicerar med varandra via borrhålets botten, samt att cis- ternen (52) är utförd som ett rum i berg och att borrhålen i mark- kroppen är utförda från markytan eller från en eller flera tunnlar ovanför eller vid sidan om bergrummet. 79107074: ,,_r.._ _ .__-..._ H, _.,._. _ ___, _ '_ . ~W_ _” _- _. __. ...__ .__

8. Anläggning enligt något av krav 1-5, k ä n n e t e c k n a d av att cisternen är utförd som ett rum i berg och att kanalerna är i form av borrhål i markkroppen, vilka är utförda från markytan till en eller flera tunnlar (60) vid sidan om bergrummet.

9. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att vätskans lagringstemperatur är mellan cirka +40°C och cirka +100°C och att vätskan är vatten eller en petroleum- produkt. g '

10. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att marken mellan borrhålen är uppsprucken som följd av ett tillfälligt ansatt övertryck i hålen.