DK165644B - Method for melting snow on a road or a building site - Google Patents
Method for melting snow on a road or a building site Download PDFInfo
- Publication number
- DK165644B DK165644B DK693487A DK693487A DK165644B DK 165644 B DK165644 B DK 165644B DK 693487 A DK693487 A DK 693487A DK 693487 A DK693487 A DK 693487A DK 165644 B DK165644 B DK 165644B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- aquifer
- water
- groundwater
- snow
- road
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Cleaning Of Streets, Tracks, Or Beaches (AREA)
Description
1 ·1 ·
Opfindelsen angår en fremgangsmåde ved smeltning af sne ved udnyttelse af varmelagringsevnen i et i jorden dybt liggende vandførende lag uden at sprøjte vand på sneen, og især en fremgangsmåde ved smeltning af sne 5 på en vej eller en bygningskonstruktion ved udelukkende at udnytte varme kunstigt lagret i grundvand og returnere det brugte vand til jorden for genbrug af samme, som beskrevet i WO82/01386.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a method of melting snow by utilizing the heat storage capability of a soil-deep water-bearing layer without spraying water on the snow, and more particularly to a method of melting snow 5 on a road or building structure by utilizing only artificially stored heat. groundwater and return the used water to the ground for recycling the same, as described in WO82 / 01386.
Indtil nu har en fremgangsmåde ved smeltning og 10 fjernelse af sne på veje og bygningskonstruktioner i kolde sneplagede områder ved oversprøjtning med grundvand været vidt udbredt. Denne fremgangsmåde indebærer imidlertid det væsentlige problem, at fordi grundvandet efter at være blevet udsprøjtet for smeltning af sneen 15 eksempelvis ledes ned i rendestene ved siden af vejen og derefter ledes gennem floder ud i havet, bliver grundvandet som vandresource gradvis reduceret, og i visse tilfælde kan reduktionen af grundvand bevirke en sammensynkning af jorden.Until now, a process of melting and removing snow on roads and building structures in cold snow-plowed areas by groundwater spraying has been widespread. However, this approach poses the major problem that, after being grounded for melting snow 15, for example, the groundwater is discharged into the trenches adjacent to the road and then passed through rivers into the sea, the groundwater as a water resource is gradually reduced, and in some cases For example, the reduction of groundwater can cause soil to collapse.
20 For at undgå det ovennævnte problem ved den kendte teknik anviser JP fremlæggelsesskrift nr. 49-59429 (59429/1974) en fremgangsmåde og et apparat til opvarmning af vand for smeltning af sne på en vej ved udnyttelse af varmen i grundvandet. Dette apparat 25 omfatter grundvandspumper anbragt i to artesiske brønde, som når vandførende lag nær jordoverfladen, pumper til at pumpe flod- eller søvand op, en varmeveksler, snesmeltningsrør og snesmeltedyser. Ved brug af denne type apparat varmes flod- eller søvand, som i snesæso-30 nen har en temperatur på omkring l°C, op til en temperatur på omkring 7-8°C gennem varmeveksleren ved udnyttelse af grundvand på omkring 14°C som varmekilde, og det således opvarmede flod- eller søvand sprøjtes ud gennem snesmeltedyserne for derved at smelte sne på en 35 vej eller lignende.20 In order to avoid the aforementioned problem of the prior art, JP Publication No. 49-59429 (59429/1974) discloses a method and apparatus for heating water for melting snow on a road using the heat of the groundwater. This apparatus 25 comprises groundwater pumps arranged in two artesian wells which reach aquifer layers near the ground surface, pumps for pumping up river or lake water, a heat exchanger, snowmelt pipes and snowmelt nozzles. Using this type of apparatus, river or lake water, which in the snow season has a temperature of about 1 ° C, is heated to a temperature of about 7-8 ° C through the heat exchanger using ground water of about 14 ° C as heat source, and the thus-heated river or lake water is sprayed out through the snowmelt nozzles to thereby melt snow on a road or the like.
JP brugsmønster nr. 45-25945 (25945/1970) omtaler en vej, i hvilken et kulstof- eller kulstofholdigtJP usage pattern No. 45-25945 (25945/1970) discloses a pathway in which a carbon or carbonaceous
DK 165644BDK 165644B
2 materiale er blandet i den beton- eller asfaltbelægning, som udgør overfladelaget af vejen, eksempelvis en motorvej for i den kolde periode med sne at forbedre vejens varmeledningsevne. I det således udformede vej-5 overfladelag er lagt en grundvandspassage med en udledningsport åben mod rabatten af vejen, ved en vej af denne art smeltes sne på vejen ved, at der gennem passagen sendes oppumpet grundvand, som nær jordoverfladen hovedsagelig har en temperatur på 10°C året igennem, og 10 det brugte grundvand ledes derefter ud i en flod eller en sø.2 material is mixed in the concrete or asphalt coating which forms the surface layer of the road, for example a highway to improve the thermal conductivity of the road during the cold period of snow. In the road 5 surface layer thus formed is laid a groundwater passage with a discharge port open to the road discount, by a road of this kind snow is melted on the road by sending pumped groundwater, which near the ground surface, mainly at a temperature of 10 ° C throughout the year, and the spent groundwater is then discharged into a river or lake.
Den ovenfor beskrevne kendte teknik indbefatter imidlertid de følgende problemer.However, the prior art described above includes the following problems.
ved den i JP fremlæggelsesskrift nr. 49-59429 15 anviste fremgangsmåde opvarmes flod- eller søvand med en temperatur på omkring 1°C til blot 7-8°C i varmeveksleren ved hjælp af grundvand på omkring 14°C, og dermed er varmeoverføringseffektiviteten ikke god, og nogen mærkbar snesmelteeffekt kan ikke forventes. Idet 20 det yderligere er betragteligt vanskeligt at sprøjte vandet jævnt ud over vejen, og usmeltet sne kan fryse, hvilket er farligt for bilister og fodgængere, og der yderligere kræves en stor mængde af grundvand og flodvand for at smelte sneen på vejen på grund af varme-25 vekslingen mellem grundvandet på ca. 14°C og flodvandet på ca. 1°C, hvilken temperatur er betragteligt lavere end den foregående, vil en stor mængde vand blive spredt over vej overfladen, og dette vand kan af en kørende bil blive sprøjtet på fodgængere eller beboelses-30 huse eller bygninger langs med vejen.by the method disclosed in JP No. 49-59429 15, river or lake water with a temperature of about 1 ° C to just 7-8 ° C in the heat exchanger is heated by means of ground water of about 14 ° C, and thus the heat transfer efficiency is not good, and no noticeable snowmelt effect is to be expected. As it is further difficult to spray the water evenly over the road and unmelted snow can freeze, which is dangerous for motorists and pedestrians, and a large amount of groundwater and river water is required to melt the snow on the road due to heat. -25 the exchange between groundwater of approx. 14 ° C and the river water of approx. 1 ° C, which temperature is considerably lower than the previous one, a large amount of water will be spread over the road surface, and this water can be sprayed on pedestrians or residential houses or buildings along the road by a moving car.
Ifølge den teknik eller fremgangsmåde, som er beskrevet i JP brugsmønster nr. 25945/70 bliver grundvandet gradvis reduceret som vandresource, idet grundvand nær jordoverfladen benyttes til at smelte sne for 35 derefter at blive bortledt til en flod via et afløb ved siden af vejen, hvilket kan være årsag til sammensynk- 3 ning af jorden, et alvorligt samfundsmæssigt problem. Idet grundvandet nær jordoverfladen endvidere generelt har en temperatur på ca. 10°C, hvilket er en relativ lav temperatur, kræves der en stor mængde grundvand til 5 effektivt at smelte og fjerne den sne, som er faldet på vej en.According to the technique or method described in JP Usage Pattern No. 25945/70, groundwater is gradually reduced as a water resource, groundwater near the ground surface being used to melt snow and then diverted to a river via a drain next to the road. which may be the cause of soil degradation, a serious societal problem. Furthermore, since the groundwater near the soil surface generally has a temperature of approx. 10 ° C, which is a relatively low temperature, requires a large amount of groundwater to effectively melt and remove the snow that has fallen on the way.
Formålet med denne opfindelse er at eliminere disse problemer eller ulemper ved kendt teknik til fjernelse af sne, der ligger på en vej eller lignende, 10 og at anvise en fremgangsmåde til smeltning af sne, der ligger på vejen eller lignende, uden påsprøjtning af vand og ved at udnytte varmelagringsevnen i et vandførende lag i undergrunden.The object of this invention is to eliminate these problems or disadvantages of the prior art for removing snow lying on a road or the like, and to provide a method for melting snow lying on the road or the like without spraying water and by utilizing the heat storage capability of a water-bearing layer in the subsurface.
I DE offentliggørelsesskrift nr. 3 009 990 be-15 skrives et grundvandslager, hvorfra vand udtages og returneres cyklisk. Det fra lageret udtagne vand pumpes gennem ledninger og bliver enten opvarmet eller afkølet i ledningerne, før det returneres til lageret. Det returnerede vand bevirker derefter, at det i lageret 20 resterende vand enten varmes op eller køles ned, afhængigt af temperaturforskellen mellem det lagrede vand og det returnerede vand.DE Publication No. 3 009 990 describes a groundwater storage from which water is withdrawn and cyclically returned. The water taken from the warehouse is pumped through cables and is either heated or cooled in the cables before being returned to the warehouse. The returned water then causes the remaining water in the storage 20 to either heat up or cool down, depending on the temperature difference between the stored water and the returned water.
Det er klart, at for at to grundvandslagerområder eller vandførende lag skal opretholdes ved forskel-25 lige temperaturer, må de to vandførende lag være termisk Isolerede fra hinanden.It is to be understood that in order for two groundwater storage areas or aquifer to be maintained at different temperatures, the two aquifer must be thermally insulated from each other.
Ifølge et træk ved denne opfindelse cirkuleres geotermisk opvarmet vand fra det vandførende lag gennem rør, der hovedsagelig er lagt under hele overfladen af 30 vejen eller lignende, eller grundvand, som i en varm periode er opvarmet ved solvarme, cirkuleres gennem rørene i en kold periode med sne.According to a feature of this invention, geothermally heated water from the aquifer layer is circulated through pipes which are laid substantially beneath the entire surface of the road or the like, or groundwater heated for a warm period by solar heat is circulated through the pipes for a cold period. with snow.
Som rør til lægning under overfladen af vejen eller lignende kan bruges specielle rør med en første 35 klasses svejsesamlingsstruktur.As pipes for laying under the surface of the road or similar, special pipes with a first class welding joint structure can be used.
Ifølge denne opfindelse kan formålet opfyldes ved en fremgangsmåde ved smeltning af sne på en vejAccording to this invention, the object can be met by a method of melting snow on a road
DK 165644BDK 165644B
4 eller en bygningskonstruktion over jorden ved udnyttelse af varmelagringsevnen i et i jorden dybt liggende vandførende lag, hvor geotermisk opvarmet grundvand fra et vandførende lag pumpes op gennem en brønd og sendes 5 gennem rør til et vandførende lag, hvor rørene er lagt under vejen eller i bygningskonstruktionen for at overføre varme til derpå liggende sne og smelte denne, hvilken fremgangsmåde er særegen ved, at grundvandet pumpes op fra et første vandførende lag gennem en før-10 ste artesisk brønd, at vandet strømmer gennem rør, hvor det afkøles, hvorefter det uden at blive udsat for atmosfæren strømmer til et andet vandførende lag, som er termisk isoleret fra det første vandførende lag, gennem en anden artesisk brønd anbragt fjernt fra den første 15 artesiske brønd, at det grundvand, som strømmer til den anden artesiske brønd lagres i det andet vandførende lag, og gennem et tidsrum før næste kolde periode med sne opvarmes til en højere temperatur på grund af det andet vandførende lags varmelagringsevne, at det opvar-20 mede grundvand i det andet vandførende lag pumpes op gennem den anden artesiske brønd under den næste kolde periode med sne og bringes til at strømme gennem nævnte rør for at smelte sne på vejen eller på bygningskonstruktionen, og det grundvand, som således har passeret 25 gennem rørene strømmer til det første vandførende lag gennem den første artesiske brønd, at grundvandet lagres i det første vandførende lag og opvarmes på grund af dettes varmelagringsevne, og at ovennævnte trin gentages cyklisk.4 or a building structure above ground utilizing the heat storage capability of a soil-deep water-bearing layer, where geothermally heated groundwater from a water-bearing layer is pumped up through a well and sent 5 through pipes to a water-bearing layer where the pipes are laid under the road or in the building structure for transferring heat to the snow lying thereon and melting it, which is a feature of pumping the groundwater from a first aquifer through a first artesian well, allowing the water to flow through pipes where it is cooled, being exposed to the atmosphere flows to a second aquifer, which is thermally insulated from the first aquifer, through a second artesian well located distant from the first 15 artesian well, that the groundwater flowing to the second artesian well is stored in it. second aquifer layer, and for a period before the next cold period of snow is heated to a higher temperature due to the heat storage capacity of the second aquifer layer, that the heated groundwater in the second aquifer layer is pumped up through the second artesian well during the next cold period of snow and caused to flow through said pipe to melt snow on the road or on the building structure, and the groundwater which has thus passed through the pipes flows to the first aquifer through the first artesian well, that the groundwater is stored in the first aquifer and heated due to its heat storage ability and that the above steps are repeated cyclically.
30 Under et andet aspekt tilvejebringer denne op findelse en fremgangsmåde ved smeltning af sne på en vej eller en bygningskonstruktion over jorden ved udnyttelse af varmelagringsevnen i et i jorden dybt liggende vandførende lag, hvor geotermisk opvarmet grund-35 vand fra et vandførende lag i en kold periode med sne pumpes op gennem en brønd og sendes gennem rør til et 5 vandførende lag, hvilke rør er lagt under vejen eller i bygningskonstruktionen for at overføre varme til den derpå liggende sne og smelte denne, hvilken fremgangsmåde er særegen ved, at grundvandet i en kold periode 5 pumpes op fra et første vandførende lag, som udgør en varmtvandszone, gennem en første artesisk brønd, at vandet strømmer gennem rørene, hvor det afkøles ved at smelte sne på rørene, og derefter uden at blive udsat for atmosfæren strømmer til et andet vandførende lag, 10 som udgør en koldtvandszone og er termisk isoleret fra « det første vandførende lag, gennem en anden artesisk brønd anbragt fjernt fra den første artesiske brønd, at det afkølede grundvand lagres i det andet vandførende lag, hvor stigning i vandets temperatur undertrykkes på 15 grund af det andet vandførende lags varmelagringsevne, at grundvandet i en varm periode pumpes op gennem den anden artesiske brønd, sendes gennem rørene til det første vandførende lag og opvarmes af solvarme, når det passerer gennem rørene, hvorved det således opvarmede 20 grundvand lagres i det første vandførende lag, hvor sænkning af vandets forhøjede temperatur undertrykkes på grund af det første vandførende lags varmelagringsevne, og at de ovennævnte trin gentages cyklisk.In another aspect, this invention provides a method of melting snow on a road or building structure above ground by utilizing the heat storage capability of a soil-deep water-bearing layer where geothermally heated ground water from a water-conducting layer in a cold period of snow is pumped up through a well and sent through pipes to a water-bearing layer, which pipes are laid beneath the road or in the building structure to transfer heat to the snow lying thereon and melt it, which method is peculiar in that the groundwater in a cold period 5 is pumped up from a first water-bearing layer, which forms a hot water zone, through a first artesian well, that the water flows through the pipes, where it is cooled by melting snow on the pipes, and then, without being exposed to the atmosphere, flows to another aquifer layer 10, which forms a cold water zone and is thermally insulated from «the first aquifer layer, through a second artesia so-called well located distant from the first artesian well, that the cooled groundwater is stored in the second aquifer, where increase in water temperature is suppressed by the heat storage capability of the second aquifer, that the groundwater is pumped up through the second artesian well for a warm period. is passed through the tubes to the first aquifer and heated by solar heat as it passes through the tubes, thereby storing the thus-heated groundwater in the first aquifer, whereby lowering of the elevated temperature of the water is suppressed by the heat storage capability of the first aquifer. that the above steps are repeated cyclically.
Foretrukne udførelsesformer for opfindelsen vil 25 nu blive beskrevet med henvisning til den skematiske tegning, på hvilken fig. 1 er et planbillede, der viser første og anden udførelsesform for opfindelsen, fig, 2 et snit, der viser den første og anden 30 udførelsesform for opfindelsen, fig. 3 en modifikation af fig. 1, fig. 4 en graf, der viser grundvandstemperaturen som funktion af tiden ifølge den første udførelsesform, fig. 5 en graf, der viser temperaturen af opvar-35 met og afkølet grundvand som funktion af tiden ifølge den anden udførelsesform,Preferred embodiments of the invention will now be described with reference to the schematic drawing, in which 1 is a plan view showing the first and second embodiments of the invention; FIG. 2 is a sectional view showing the first and second embodiments of the invention; 3 is a modification of FIG. 1, FIG. Fig. 4 is a graph showing the groundwater temperature as a function of time according to the first embodiment; 5 is a graph showing the temperature of the heated and cooled groundwater as a function of time according to the second embodiment;
DK 165644 BDK 165644 B
6 fig. 6 et billede delvis i snit, der viser en alternativ udførelse af anlægget, fig. 7 et langsgående snit gennem et svejst område af rørsektioner, der udgør et rør, der fortrinsvis 5 bruges ved udførelsesformerne for opfindelsen, og fig. 8A - 8C mikrofotografier, der viser krystalstrukturer i områderne nær det svejste område af rørsektionerne vist i fig. 7.6 FIG. 6 is a partial sectional view showing an alternative embodiment of the system; FIG. 7 is a longitudinal section through a welded area of pipe sections constituting a pipe preferably 5 used in the embodiments of the invention; and FIG. 8A - 8C photomicrographs showing crystal structures in the regions near the welded region of the tube sections shown in FIG. 7th
Fremgangsmåden til smeltning af sne ifølge denne 10 opfindelse er hovedsagelig baseret på varmelagringsev-nen i et underjordisk vandførende lag. Varmelagringsev-nen i et vandførende lag vil blive beskrevet herunder.The method of melting snow according to this invention is mainly based on the heat storage capability of an underground aquifer. The heat storage capability of a water-bearing layer will be described below.
Når eksempelvis varmt vand med en temperatur på ca.For example, when hot water with a temperature of approx.
28°C tilføres et vandførende lag med et hulrumsforhold 15 på hovedsagelig ca. 30%, varmes sten, grus, sand og lignende i det vandførende lag og danner derved en varmtvandszone. Varmtvandszonen udvikles gradvis til et stort område, der således oplagrer varmeenergi i det vandførende lag på grund af varmelagringsevnen ved det 20 vandførende lag. Omvendt dannes en koldtvandszone, når koldt vand tilføres det vandførende lag.28 ° C is applied to a water-bearing layer with a cavity ratio of 15 30%, rocks, gravel, sand and the like are heated in the aquifer, thereby forming a hot water zone. The hot water zone is gradually developed into a large area, thus storing heat energy in the aquifer due to the heat storage capability of the aquifer. Conversely, a cold water zone is formed when cold water is applied to the water-bearing layer.
Foretrukne udførelsesformer for fremgangsmåden til smeltning af sne uden oversprøjtning med vand ifølge denne opfindelse vil blive beskrevet detaljeret her-25 under under iagttagelse af de ovennævnte fakta.Preferred embodiments of the method of melting snow without spraying with water of this invention will be described in detail below, taking into account the above facts.
Fig. l og 2 viser et tilfælde, i hvilket opfindelsen er anvendt til smeltning og fjernelse af sne, der ligger på en vej. Som vist i disse figurer, er dannet mindst to artesiske brønde A og B, og et varme-30 afgivende og varmeopsamlende rør (eller flere rør) 4 er lagt hovedsagelig under hele overfladen af vejen 5 på en bugtet, bøjet, parallel (som vist i fig. 3), spiralformet, sik-sak formet eller på lignende måde. Røret 4 kan selvfølgelig være anbragt andre steder, såsom i 35 en bygningskonstruktion eller under et jernbanespor, hvor sne ønskes smeltet. Enderne af røret 4 er hen-FIG. 1 and 2 show a case in which the invention is used for melting and removing snow lying on a road. As shown in these figures, at least two artesian wells A and B are formed, and a heat-dissipating and heat-collecting tube (or several tubes) 4 is laid, substantially beneath the entire surface of the path 5, on a curved, bent, parallel (as shown) in Fig. 3), helical, zigzag shaped or similar. The pipe 4 can, of course, be arranged elsewhere, such as in a building structure or under a railway track where snow is desired to be melted. The ends of the tube 4 are
DK 165644 BDK 165644 B
7 holdsvis forbundet med brøndene A og B via eksempelvis rørledninger. Ifølge denne konstruktion eller kombination af brønde og rørarrangement kan grundvandet i et vandførende lag 7, der befinder sig under jord-5 overfladen ca. 40-150 m nede, pumpes op ved hjælp af en pumpe 3 fra brønden A, hvilket grundvand holdes på ca. 15-16°C selv i en kold periode som vist i fig. 4.7 are connected in part to the wells A and B via, for example, piping. According to this construction or combination of wells and pipe arrangement, the groundwater in a water-bearing layer 7 which is below the soil surface can be approx. 40-150 m down, is pumped up by a pump 3 from the well A, which holds groundwater of approx. 15-16 ° C even during a cold period as shown in FIG. 4th
Deraf følger, at ved i en kold periode at lade det således oppumpede varme grundvand flyde gennem røret 4, 10 der ligger under vejen 5 eller i en bygningskonstruktion, fortrinsvis med en hastighed på 0,3 til 1,5 m/s, smeltes den sne, som er faldet på vejen 5 eller bygningskonstruktionen gradvis, og dermed kan frysning af vej overfladen også forhindres ved varmeoverførsel fra 15 røret 4.It follows that, in a cold period, allowing the thus-pumped hot groundwater to flow through the pipe 4, 10 below the road 5 or in a building structure, preferably at a rate of 0.3 to 1.5 m / s, it is melted snow, which has fallen on the road 5 or building structure gradually, and thus freezing of the road surface can also be prevented by heat transfer from the pipe 4.
Det grundvand, der således er brugt til opvarmning af røret 4 og generelt har en temperatur på ca.The groundwater thus used to heat the pipe 4 and generally has a temperature of approx.
6°C, sendes derefter tilbage gennem en ledning til den anden brønd B og lagres dybt i jorden, hvorved der 20 dannes en koldtvandszone 8. På denne måde returneres det brugte vand igen til det vandførende lag 7 fra jordoverfladen 6 for at blive genbrugt uden at have været udsat for atmosfæren, hvorved forhindres, at grundvandet bliver spildt eller forurenet.6 ° C, is then sent back through a conduit to the second well B and stored deep in the soil, thereby forming a cold water zone 8. In this way, the used water is returned again to the aquifer layer 7 from the soil surface 6 to be recycled without having been exposed to the atmosphere, thereby preventing groundwater from being wasted or contaminated.
25 Som vist i grafen i fig. 4 varmes det grundvand, der efter brug er returneret til det vandførende lag 8, gennem brønden B efterhånden, og i løbet af ca. 6 måneder er temperaturen af det én gang brugte grundvand . igen hævet til den normale grundvandstemperatur på ca.25 As shown in the graph of FIG. 4, the groundwater returned to the aquifer layer 8 after use is heated through the well B gradually, and over approx. 6 months is the temperature of the once-used groundwater. again raised to the normal groundwater temperature of approx.
30 15-16°C og lagres dér under termisk isolerede forhold for at blive brugt i næste kolde periode med sne.30 15-16 ° C and stored there under thermally insulated conditions for use in the next cold period of snow.
Som beskrevet ovenfor kan sne, der er faldet på. vejen eller bygningskonstruktionen ifølge denne udførelsesform blive effektivt smeltet og fjernet, uden ud-35 sprøjtning af vand derpå og uden brug af store mængder grundvand, på en glimrende måde i forhold til konven-As described above, snow may have fallen on. the road or building structure of this embodiment is effectively melted and removed, without the spraying of water thereon and without the use of large quantities of groundwater, in an excellent manner relative to the conventional water.
DK 165644BDK 165644B
8 tionelle fremgangsmåder til fjernelse af sne fra vejen eller lignende.8 conventional methods for removing snow from the road or the like.
En anden udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen til smeltning og fjernelse af sne, der 5 er faldet på en vej eller lignende, vil b'live beskrevet herunder ligeledes med henvisning til fig. 1, 2 og 3.Another embodiment of the method according to the invention for melting and removing snow that has fallen on a road or the like will be described below with reference to FIG. 1, 2 and 3.
I den anden udførelsesform lagres hedt eller varmt vand opvarmet af solenergi i en hed eller varm periode i brønden A, som er dannet i det vandførende lag 7, der 10 er beliggende dybt under jordoverfladen omkring 40-150 m nede, og bruges i en kold periode med sne ved oppumpning og cirkulering gennem rørarrangementet 4 anbragt under vejen 5 på en måde, som vil blive beskrevet detaljeret herunder.In the second embodiment, hot or hot water heated by solar energy is stored for a hot or warm period in the well A formed in the aquifer layer 7 located 10 below the ground surface about 40-150 m down and used in a cold period of snow by inflating and circulating through the pipe arrangement 4 arranged below the road 5 in a manner which will be described in detail below.
15 Vand opvarmet ved solenergi i en varm periode og lagret i det vandførende lag 7 opretholder en temperatur på ca. 23-25°C i en kold periode med sne, hvilket er betragteligt højere end temperaturen ca. 15-16°C, hvilket er normaltemperaturen for grundvandet som følge 20 af varmelagringsevnen i det vandførende lag 7.Water heated by solar energy for a warm period and stored in the aquifer 7 maintains a temperature of approx. 23-25 ° C during a cold period of snow, which is considerably higher than the temperature approx. 15-16 ° C, which is the normal temperature of the groundwater as a result of the heat storage capacity of the aquifer 7.
Ifølge den anden udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen til smeltning af sne pumpes det således opvarmede og lagrede vand op ved hjælp af pumpen 3 fra brønden A og sendes gennem de varmeudsen-25 dende og varmeopsamlende rør 4, som er lagt under vejen 5 for at smelte og fjerne sne, som er faldet på vejen 5, bygningskonstruktioner eller lignende og således hindre sneen eller det smeltede vand i at fryse på vejen eller lignende. Efter at være blevet brugt til 30 smeltning af sneen har vandet generelt en temperatur på ca. 6°C og sendes tilbage i koldtvandszonen 8 i den anden brønd B som afkølet vand.According to the second embodiment of the method according to the invention for melting snow, the thus heated and stored water is pumped up by means of the pump 3 from the well A and passed through the heat-emitting and heat-collecting pipes 4 laid under the path 5 to melt and removing snow that has fallen on the road 5, building structures or the like, thus preventing the snow or melted water from freezing on the road or the like. After being used for melting the snow, the water generally has a temperature of approx. 6 ° C and sent back into the cold water zone 8 of the second well B as cooled water.
Ifølge den anden udførelsesform bruges det vand, som er returneret i brønden B den næste varme periode 35 på følgende måde. Det returnerede vand, der i sommersæsonen har en temperatur på ca. 7-10°C, hvilket er lave-According to the second embodiment, the water returned in the well B for the next heating period 35 is used as follows. The returned water, which in the summer season has a temperature of approx. 7-10 ° C, which is low
DK 165644BDK 165644B
9 · re end den normale grundvandstemperatur på ca. 15-16°C, pumpes op ved hjælp af en pumpe 3', som er vist med stiplede linier i fig. 2, og efter at være brugt til afkøling af huse sendes det gennem røret 4 for derved 5 at afkøle vejen 5, bygningskonstruktionen eller lignende og hindre vejbelægningen i at blive blød i den varme periode. Det kølige vand fra brønden B opvarmes ved varmeoverførsel fra den opvarmede vej og bygningskonstruktion under cirkulationen gennem røret 4, og det 10 således opvarmede vand med en temperatur på ca. 28°C returneres til brønden A ned i det dybt liggende vandførende lag 7 uden at være blevet udsat for atmosfæren. Det opvarmede vand, der således returneres i brønden A, danner en varmtvandszone i det vandførende 15 lag 7 væsentlig under jordoverfladezonen 6 og oplagres dér som varmt vand til smeltning af sneen på vejen eller bygningskonstruktionen i den næste kolde periode med sne på den ovenfor beskrevne måde.9 · re than the normal groundwater temperature of approx. 15-16 ° C, is pumped up by means of a pump 3 ', shown in broken lines in FIG. 2, and after being used to cool houses, it is passed through the pipe 4, thereby 5 cooling the road 5, the building structure or the like, and preventing the road surface from becoming soft during the hot period. The cool water from the well B is heated by heat transfer from the heated road and building structure during circulation through the pipe 4, and the water thus heated at a temperature of approx. 28 ° C is returned to the well A down into the deep-lying aquifer 7 without being exposed to the atmosphere. The heated water thus returned to the well A forms a hot water zone in the aquifer 15 layer 7 substantially below the soil surface zone 6 and is stored there as hot water for melting the snow on the road or building structure in the next cold period with snow in the manner described above. .
Ifølge fremgangsmåden i denne udførelsesform kan 20 det grundvand, der er brugt til smeltning af sneen på vejen eller lignende i den kolde periode med sne bruges effektivt igen til køling af vejen, bygningskonstruktionen eller lignende i den varme periode uden at blive udsat for atmosfæren, således at grundvandet kan beva-25 res som vandresource uden at blive spildt eller forurenet.According to the method of this embodiment, the groundwater used for melting the snow on the road or the like during the cold period of snow can be effectively used again for cooling the road, the building structure or the like during the hot period without being exposed to the atmosphere, thus that groundwater can be retained as a water resource without being wasted or contaminated.
De to udførelsesformer for fremgangsmåden ifølge denne opfindelse kan også udføres ved hjælp af et varmevekslersystem. På fig. 6, vises et system hvor grund-30 vandet i brønden A pumpes op' ved hjælp af pumpen 3 og strømmer ned i den anden brønd B gennem en ledning, der passerer gennem en varmeveksler 10. Røret 4, som er lagt under vejen 5's belægning er fyldt med en antifrostvæske, som cirkuleres i røret 4 ved hjælp af 35 en pumpe 9, som er anbragt på ledningen, der forbinder enderne af røret 4. Ifølge dette arrangement overføresThe two embodiments of the method of this invention may also be carried out by means of a heat exchanger system. In FIG. 6, a system is shown in which the ground water in the well A is pumped up by means of the pump 3 and flows into the second well B through a conduit passing through a heat exchanger 10. The pipe 4 laid under the coating of the road 5 is filled with an antifreeze liquid which is circulated in the tube 4 by means of a pump 9 arranged on the conduit connecting the ends of the tube 4. According to this arrangement,
DK 165644BDK 165644B
10 varme fra grundvandet til antifrostvæsken, når grundvandet passerer gennem varmeveksleren 10, og den varme, der er overført til antifrostvæsken, overføres derefter til vejen 5, når antifrostvæsken cirkulerer gennem rø-5 ret 4 for derved at smelte sneen, der ligger på vejen 5. Der kan fortrinsvis bruges en varmepumpe som varmeveksler 10.10 heat from the groundwater to the antifreeze fluid as the groundwater passes through the heat exchanger 10, and the heat transferred to the antifreeze fluid is then transferred to the path 5 as the antifreeze fluid circulates through the tube 5 thereby melting the snow lying on the path 5 Preferably, a heat pump can be used as a heat exchanger 10.
Grundvandet, der er opvarmet ved solvarme i den varme periode, lagres i brønden A, og det grundvand, 10 der er koldt efter varmeoverførslen i varmeveksleren 10 lagres i brønden B.The groundwater heated by solar heat during the warm period is stored in the well A and the groundwater 10 cold after the heat transfer in the heat exchanger 10 is stored in the well B.
Idet der er antifrostvæske i røret 4, forhindres effektivt brud på røret som følge af, at vandet i røret 4 fryser i tilfælde af, at pumpen 9 stoppes.Because there is anti-freeze liquid in the tube 4, effective breaking of the tube is prevented as the water in the tube 4 freezes in case the pump 9 is stopped.
15 I de nævnte udførelsesformer er det varmeudsen- dende og -opsamlende rør 4 anbragt under vej overfladen 5 hovedsagelig udelukkende for at varme eller køle. Der bruges fortrinsvis et rør med følgende karakteristika eller strukturer. Disse karakteristika og 20 strukturer vil blive beskrevet herunder med henvisning til figurerne 7 og 8.In said embodiments, the heat-emitting and collecting tube 4 is disposed beneath the road surface 5, mainly for heating or cooling purposes only. Preferably, a tube having the following characteristics or structures is used. These characteristics and structures will be described below with reference to Figures 7 and 8.
Et rør anvendt ifølge denne opfindelse som røret 4 har en kemisk sammensætning som beskrevet i japansk industristandard (JIS) G-3452 og er sædvanligvis sam-25 mensat af flere rørsektioner. En endeflade af én rørsektion støder op mod en endeflade af en anden rørsektion. De tilstødende dele svejses ved hjælp af droslede højenergistråler, såsom laserstråler, og de således svejste dele bratkøles hurtigt ved gennemblæsning 30 med argongas gennem ventiler for derved at danne en svejsesamling og således at danne et varmesudsendende og opsamlende rør.A pipe used in accordance with this invention as the pipe 4 has a chemical composition as described in Japanese Industrial Standard (JIS) G-3452 and is usually composed of several pipe sections. An end surface of one pipe section abuts an end surface of another pipe section. The adjoining parts are welded by sprayed high-energy jets, such as laser beams, and the parts thus welded are quenched rapidly by blowing 30 with argon gas through valves to thereby form a weld joint and thus form a heat-transmitting and collecting tube.
Fig. 8A, 8B og 8C er mikrofotografier, der viser krystalstrukturer fra den varmepåvirkede zone ved svej-35 seforbindelsesområderne ved den ovennævnte svejsemetode, i hvilke mikrofotografiet i fig. 8A viser en mar-FIG. 8A, 8B and 8C are photomicrographs showing crystal structures from the heat affected zone at the weld junction regions by the aforementioned welding method in which the photomicrograph of FIG. 8A shows a
DK 165644 BDK 165644 B
11 tensitisk struktur 1 en del af et rør ved siden af den svejste del. Mikrofotografiet i fig. 8B viser en fin-perlitstruktur i en del af et rør ved siden af den mar-tensitiske struktur, og mikrofotografiet i fig. 8C vi-5 ser en perlitstruktur i et basisstålrør.11 tensitic structure 1 a portion of a tube adjacent to the welded portion. The photomicrograph of FIG. 8B shows a fine-perlite structure in a portion of a tube adjacent to the mercenitic structure, and the photomicrograph of FIG. 8C vi-5 sees a perlite structure in a base steel tube.
Som beskrevet ovenfor stråles den droslede højenergistråle på de tilstødende dele af rørsektionerne til dannelse af en svejsesamling og derefter blæses med en kølegas for hurtigt at bratkøle den svejste del.As described above, the sprayed high-energy jet is radiated on the adjacent portions of the pipe sections to form a weld joint and then blown with a cooling gas to quench the welded portion rapidly.
10 Det således dannede varmeudsendelses- og opsam lingsrør har en martensitisk struktur, en blandingsstruktur af martensit og finperlit og en finperlit-struktur fra den svejste del mod grundmaterialet i røret i den rækkefølge. Ingen fremspring eller andre de-15 formerede dele blev observeret i det svejste område af det således dannede rør, og således er en jævnt svejst overflade opnået. I en derefter udført styrketest af ti rør, udført ved at bøje det pågældende ca. 90°, blev hverken brud eller revner observeret.The heat-emitting and collecting tube thus formed has a martensitic structure, a martensite and fine-perlite mixing structure, and a welded-fine-perlite structure against the base material of the tube in that order. No projections or other deformed parts were observed in the welded region of the thus formed tube, and thus a smooth welded surface is obtained. In a subsequent test of ten pipes, performed by bending the respective approx. 90 °, neither fracture nor crack were observed.
20 Ifølge den foreliggende opfindelses fremgangsmå de til smeltning af sne uden påsprøjtning af vand udnyttes som beskrevet ovenfor et i jorden dybt liggende vandførende lags evne til varmelagring, hvorved sne, der ligger på veje eller bygningskonstruktioner, effek-25 tivt kan smeltes, hvorved forhindres, at vej overfladen fryser, ved cirkulation af varmt grundvand gennem et rør lagt under vej fladen. Endvidere returneres det afkølede grundvand, efter at være blevet brugt til smeltning af sneen, til det vandførende lag til dannelse af 30 en koldtvandszone, og det returnerede afkølede vand opvarmes gradvis af geotermisk varme i det dybt liggende jordlag til en normal grundvandstemperatur til brug i den næste kolde periode med sne. Følgelig kan opnås en mere effektiv og økonomisk snesmeltning, i sammenlig-35 ning med konventionelle fremgangsmåder til smeltning af sne ved påsprøjtning af vand, ved brug af relativt småAccording to the method of the present invention, the ability to melt snow without spraying water is utilized, as described above, to the ability of heat-bearing water-bearing layers to store heat, whereby snow lying on roads or building structures can be effectively melted, thereby preventing, that the road surface freezes, by circulating hot groundwater through a pipe laid beneath the road surface. Further, after being used to melt the snow, the cooled groundwater is returned to the aquifer to form a cold water zone, and the returned cooled water is gradually heated by geothermal heat in the deep soil to a normal groundwater temperature for use in the next cold period of snow. Accordingly, a more efficient and economical snowmelt can be achieved, in comparison with conventional snowmelting methods by spraying water, using relatively small
DK 165644BDK 165644B
12 mængder grundvand. Yderligere bliver grundvandet ikke udsprøjtet og kan genbruges uden at være blevet udsat for atmosfæren, hvorved forhindres, at grundvandet bliver spildt eller forurenet, og dermed undgås et problem 5 med sammensynkning af jorden.12 volumes of groundwater. Further, the groundwater is not sprayed and can be recycled without being exposed to the atmosphere, thereby preventing the groundwater from being wasted or contaminated, thus avoiding a problem 5 with soil subsidence.
Under et andet aspekt kan grundvandet, der er brugt og afkølet ved smeltning af sneen i en kold periode med sne, bruges i den varme periode til køling af vej eller bygningskonstruktion ved at cirkulere det 10 gennem rørarrangementet, der ligger under vej overfladen eller lignende. Grundvandet, der bruges til køling af vejen, opvarmes ved solvarme under cirkulationen gennem rørarrangementet, og det således opvarmede grundvand returneres til brønden for genbrug i den næste kolde 15 periode med sne.In another aspect, the groundwater used and cooled by melting the snow during a cold period of snow can be used in the hot period for cooling the road or building construction by circulating it through the pipe arrangement lying beneath the road surface or the like. The groundwater used for cooling the road is heated by solar heat during circulation through the pipe arrangement, and the thus heated groundwater is returned to the well for recycling in the next cold 15 period of snow.
Under endnu et aspekt cirkuleres det oppumpede grundvand fra en brønd til en anden brønd gennem en varmeveksler, og en antifrostvæske, der er påfyldt røret, der ligger under vej overfladen, cirkuleres gennem 20 varmeveksleren, i hvilken varme overføres fra grundvandet. Følgelig vil det indre af røret aldrig fryse til selv i tilfælde, hvor cirkulationen af antifrostvæsken stopper, efter at sneen på vejen er smeltet, hvorved sikres en sikker drift og reduktion af vedligeholdel-25 sesomkostningerne.In yet another aspect, the pumped groundwater is circulated from one well to another well through a heat exchanger, and an antifreeze liquid filled to the pipe lying beneath the surface is circulated through the heat exchanger in which heat is transferred from the groundwater. Accordingly, the interior of the tube will never freeze even in cases where the circulation of the antifreeze stops after the snow on the road has melted, thus ensuring safe operation and reducing maintenance costs.
Idet rørene, som lægges under vejen, yderligere har den forbedrede struktur, er opnået forbedret styrke og fleksibilitet, og endvidere har de svejste dele af rørsektionerne ingen fremspring eller andre deformerede 30 dele, hvilket muliggør det frie rørarrangement, og rørene holder til lang tids brug uden at danne revner eller brud. Sådanne rør er meget egnede som rør til at blive lagt under vej fladen, gennem hvilke grundvandet cirkuleres i overensstemmelse med fremgangsmåden til 35 smeltning af sne ifølge den foreliggende opfindelse.Further, as the tubes laid under the road have the improved structure, improved strength and flexibility are obtained, and furthermore, the welded sections of the pipe sections have no projections or other deformed parts, allowing for the free pipe arrangement, and the tubes last for long periods of use. without forming cracks or fractures. Such pipes are very suitable as pipes to be laid beneath the road surface through which groundwater is circulated in accordance with the method of melting snow in accordance with the present invention.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK693487A DK165644C (en) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | PROCEDURE FOR MELTING SNOW ON A ROAD OR BUILDING CONSTRUCTION |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK693487A DK165644C (en) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | PROCEDURE FOR MELTING SNOW ON A ROAD OR BUILDING CONSTRUCTION |
DK693487 | 1987-12-30 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK693487D0 DK693487D0 (en) | 1987-12-30 |
DK693487A DK693487A (en) | 1989-07-01 |
DK165644B true DK165644B (en) | 1992-12-28 |
DK165644C DK165644C (en) | 1993-05-17 |
Family
ID=8149170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK693487A DK165644C (en) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | PROCEDURE FOR MELTING SNOW ON A ROAD OR BUILDING CONSTRUCTION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DK (1) | DK165644C (en) |
-
1987
- 1987-12-30 DK DK693487A patent/DK165644C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK693487A (en) | 1989-07-01 |
DK165644C (en) | 1993-05-17 |
DK693487D0 (en) | 1987-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5062736A (en) | Snow melting method utilizing heat retaining function of underground aquifer without sprinkling water | |
US4693300A (en) | Method and apparatus for sprinklerless snow control | |
US5178485A (en) | Heat exchanging pipe system for uniformly heating road surfaces and the like | |
CN208201567U (en) | Passive geothermal snow melt deicing device | |
JPH0247404A (en) | Well interior heat-exchanging non-water-sprinkling snow-removing method and apparatus | |
CN108589467A (en) | Active ground source-air-source snow melt deicing device and its construction technology | |
EP0322489B1 (en) | Snow melting method utilizing heat retaining function of underground aquifer without sprinkling water | |
CN211872472U (en) | Gravity type and horizontal heat pipe combined road snow and ice melting device | |
CN212103543U (en) | Snow-proof and snow-melting device for road and bridge slope-shaped road surface | |
JP2689400B2 (en) | Solar heat storage type road surface snow melting device | |
DK165644B (en) | Method for melting snow on a road or a building site | |
JPH01247601A (en) | Water unsprinkling type snow melting method utilizing geothermal effect in the depth of ground | |
JPH01299903A (en) | Humidifying and cooling system for roadbed surface | |
NO165450B (en) | PROCEDURE FOR Melting snow by utilizing groundwater. | |
JP2012211455A (en) | Warming piping system for antifreezing or snow melting | |
RU2060316C1 (en) | Device for protecting coating applied on construction | |
Yu et al. | Geothermal energy for bridge deck and pavement deicing—a brief review | |
JP6560706B2 (en) | Snow extinguishing equipment and snow extinguishing method | |
JPH02243804A (en) | Non-sprinkling snow melting method | |
Vizitiu et al. | An Interesting Approach for Icing Prevention of Walkways for Romania’s Climatic Conditions | |
CN217686774U (en) | Device and system for preventing roadbed from being frozen and expanded | |
JPS6257761B2 (en) | ||
CN219059640U (en) | Road surface cooling and warming equipment | |
CN213867185U (en) | Device for actively melting road ice and snow | |
JP2973276B2 (en) | Snow melting equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PBP | Patent lapsed |