FI73073C - Borrhaolslager. - Google Patents

Description

PORAREIKÄSÄILIÖ - BORRHÄLSLAGER 730 7 3 Tämä keksintö koskee liitteenä olevan patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista porareikäsäi1iötä. Tällaisissa porareikäsäi1iöissä ovat putken ja porareikien ylemmät päät yhdistetyt maan pinnalle asetettuihin kokoomajohtoihin, jotka puolestaan ovat yhdistetyt ainakin kahteen lämmönsiirtolaitteeseen ja kierrätyspumppuun. Yhden 1ämmönsiirtolait-teen kautta kierrätyspiiri on yhdistetty lämpöä tuottavaan laitteeseen, esimerkiksi aurinkokennoon, ja toisen 1ämmönsiirto 1aitteen kautta piiri on yhdistetty lämpöä kuluttavaan laitteeseen, esimerkiksi radiaattoriin.

Lämpöä siirretään maahan (kallioon) kierrättämällä lämpöä tuottavasta laitteesta tulevaa vettä porareikäsäiliössä ja tuomalla lämpö takaisin kierrättämällä kylmempää vettä lämpöä käyttävässä laitteessa ja porareikäsäiliössä.

Kokoomajohdoissa olevalla vedellä täytyy olla vähintään ilmanpaine ilman sisäänvuotamisen ehkäisemiseksi. Siksi kokoomajohdoissa olevan paineen täytyy tulla suuremmaksi kuin pohjaveden paineen. Tämän seurauksena porareiät tulee varustaa vesitiivii11ä vuorauksella, jotta kiertopiirissä oleva vesi ei vuoda ulos niistä halkeamista, joita aina on maaperässä, jopa näennäisesti halkeamattomassa kallioperässä. Tämä tarkoittaa porareikäsäi1iön tulemista huomattavasti kalliimmaksi ja, jos vuoraus on valmistettu esimerkiksi muovista, myös porarei'issä olevan veden ja ympäröivän seinämämateriaalin välisen lämmönvaihto-kyvyn huononemista, mikä siinä tapauksessa täytyy kompensoida suuremmalla määrällä porareikiä tietyn siirtotehon aikaansaamiseksi.

Tämän keksinnön päämääränä on aikaansaada vuoraamattomilla porarei 'illä varustettu porareikäsäi1iö, joka porareikien vuoraamatto-muudesta huolimatta on lähes kokonaan vapaa vuodosta. Tämä on keksinnön mukaan saavutettu siten, että porareiät on järjestetty leikkaamaan lukuisia säteettäisesti keskellä sijaitsevasta kuilusta lähteviä olennaisesti vaakasuoria pöhjavesitason alapuolella sijaitsevia porareikiä, joiden kautta pystysuorat porareiät ja putken ylemmät osat ovat yhteydessä keskeiseen kuiluun ja vedenkierrätyslaitteeseen. Porarei'issä ja putkijohdoissa oleva vedenpaine tulee täten yhtä suureksi näiden ulkopuolella olevan pohjavedenpaineen kanssa.

2 73073

Vaakasuorat porareiät voivat sijaita parittain kahdessa tasossa pohja-vesitason alapuolella, kuten esitetään vaatimuksessa 2, tai puolet yhdessä ainoassa tasossa, kuten esitetään vaatimuksessa 3. Viimeksi esitetyssä tapauksessa putkijohto on asetettu jokaiseen vaakasuoraan porareikään lähtöjohdon ja tulojohdon aikaansaamiseksi jokaiseen vaakasuoraan porareikään. Tällainen vaakasuora putkijohto on sopivasti varustettu erityisellä T-kytkentäkappaleella jokaisessa pystysuorassa porareiässä, kuten esitetään vaatimuksessa 4, mikä sallii pystysuorien putkien yksinkertaisen yhteenkytkennän vaakasuorien putkijohtojen kanssa.

Koska keskinnön mukaisessa porareikäsäi1iössä tulee olla keskeisesti sijaitseva, vesitäytteinen kuilu, on edullista, että tämä tehdään sellaisin mitoin, että se voi toimia myös lyhytaikaisena kerääjänä, kuten esitetään vaatimuksessa 5.

Tällöin on sopivaa, että lämpöä tuottavat ja lämpöä käyttävät laitteet on tehty kokonaisuudeksi, mikä esitetään vaatimuksessa 6.

Keksintöä on selostettu lähemmin seuraavassa viittaamalla liitteenä oleviin piirustuksiin, jotka esittävät keksinnön mukaisten laitteiden erilaisia suoritusmuotoja ja joissa

Kuva 1 on porareikäsäi1iön ensimmäisen suoritusmuoton pituusleikkaus, Kuva 2 on säiliön yläkuva,

Kuva 3 on keksinnön mukaisen porareikäsäi1iön toisen suoritusmuodon pituusleikkaus ,

Kuva 4 on osaleikkaus, joka esittää pystysuorien putkien alasvientiä käyttäen kohdassa 3 esitettyä T-putki1iitosta, ja

Kuva 5 on osaleikkaus, joka esittää alasvietyjä pystysuoria putkia, jotka ovat liitetyt yhteen kuvassa 3 olevalla T-putki1iitoksel1 a.

Kuvissa 1 ja 2 esitetyssä suorituse simerkissä on porattu esimerkiksi noin 3 m läpimitaltaan oleva keskeinen kuilu 1 n.s. täyspora us tekniikalla maasta alas muutamia metrejä pohjavesitason alapuoli1 lie, mitä on merkitty kuvassa 1 kolmiolla 2. Kuilusta on porattu lukuisia puolapuun muotoisesti lähteviä vaakasuoria porareikiä 3, 4 lapimitä 2- 3 73073 taan noin 50 mm kahteen tasoon, jotka molemmat sijaitsevat pohjavesi-tason alapuolella. Nämä kahdessa tasossa olevat porareiät 3,4 sijaitsevat parittain samassa pystytasossa siten, että läpimitaltaan 100-200 mm olevat maanpinnalta lähtevät pystysuorat porareiät 5 pystytasossa leikkaavat parin vaakasuoria porareikiä 3,4. Myös kuilun 1 pohjalle on järjestetty vastaava pystysuora porareikä.

Porareikien 3, 4 tasojen välillä porareiät 5 ovat laajennetut porrastukseksi 7 ja heti muiden vaakasuorien porareikien 3 tason yläpuolella ne on jälleen laajennettu toiseksi porrastukseksi 8. Jokaiseen pora-rei'istä 5 on ripustettu pystysuora putki 9 putken yläpäähän järjestyvällä laipalla 10, joka on tiiviisti porrastusta 7 vasten ja on valettu kiinni sementillä 11 laajennettuun porareiän seinämään. Jokaista porrastusta 8 vasten on puristettu elastisesta, eristävästä materiaalista oleva tulppa 12.

Kaikkien muiden vaakasuorien porareikien 3 sisemmät päät ovat yhdistetyt tähdenmuotoisella liitososalla 13 yläspäin suuntautuvaan, keskeiseen aukkoon 14, johon on sijoitettu sähkömoottorin 15 käyttämä pumppauspyörä 16 ja alaspäin suuntautuvaan aukkoon, johon on kiinnitetty putkia 9 vastaava porareiässä 6 oleva pystysuora putki 17.

Porareiät 5, 6 on tarkoitettu muodostamaan porareikäsäi1iö vuoden aikojen mukaista varastointia varten, minkä vuoksi porarei'istä 5, 6 on kuvassa 2 merkitty jako porareikien 5, 6 välisin optimaalisin etäisyyksin, mitkä ovat noin 6,5 m graniitissa ja noin 5,5 m kovassa moreenissa. Etäisyydet voivat olla pienempiä, mikä kuitenkin saa aikaan tarpeettoman monia porareikiä ja lisää säiliön laitekustannuksia. Säiliön keskellä keskeisen kuilun 1 ympärillä sitävastoin etäisyydet voidaan kustannussyistä mahdollisesti tehdä suuremmaksi ilman että säiliö huononee mainittavassa määrin.

Kuilu 1 ja porareiät 3,4,5,6 on täytetty vedellä, jonka paine on tasapainossa ympäröivän pohjavedenpaineen kanssa, minkä vuoksi kuilussa 1 ja pystysuorissa porarei 'issä 5 olevan veden pinta on sama kuin pohjavedenpinnan taso. Siksi ei esiinny mainittavaa veden vuotamista porarei1istä 3, 4, 5, 6 ja kuilusta 1 poispäin tai vastaavasti sisään päin.

Kuilussa 1 olevasta vedestä viedään lämpöä veteen järjestetyllä läm-mönsi irtimellä 20, joka on yhdistetty aurinkoenergian talteenotto jaa n 4 73073 21. Myös muita lämpöätuottavia laitteita voidaan yhdistää vastaavaan lämmönsiirtimeen, kuten esimerkiksi laite hukkalämmön tuomiseksi.

Lämpö johdetaan pois kuilussa 1 olevasta vedestä toisella veteen järjestetyllä 1ämmönsiirto1aittee 11 a 22, joka on yhdistetty radiaattoriin 23 tai muuhun lämpöä kuluttavaan laitteeseen.

Lämpimin vesi kuilussa 1 kerätään tähän, mistä lämmin vesi pumpataan pumpulla 16 ulospäin vaakasuoriin porareikiin 3, alaspäin putkiin 9 tässä esittämättömien puristusten kautta lähinnä leikkausta sijaitseviin putkiin putkissa 9 olevien virtausten tasaiseksi jakamiseksi, ylöspäin putkien 9 ja porareikien 5 seinämien välisten tilojen kautta ja takaisin kuiluun 1 vaakasuorien porareikien 4 kautta, jolloin kuilussa 1 olevien porareikien 4 uiostuloaukoissa olevat suojukset 24 ohjaavat paluuveden kohti kuilun pohjaa, jotta ei häirittäisi vedessä olevia 1ämpöti1akerrosturnia.

Pumppu 25 ajaa nestettä aurinkoenergian talteenottolaiteen 21 ja lämmönsiirtimen 20 kautta kulkevaan suljettuun piiriin 26. Toinen pumppu 27 ajaa pohjavettä johdon 28 kautta lämmönsiirtimeen 20, joka on vastavirtatyyppiä.

Myös 1ämmönsiirrin 22 ja radiaattori 23 ovat yhdistetyt suljettuun piiriin 29, jossa vettä kierrätetään pumpulla 30. Kuilussa 1 oleva lämmin pintavesi johdetaan vastavirtaan lämmönsiirtimen 22 kautta, missä se jäähdytetään, ja edelleen alas kuilun pohjaosaan putkella 31 ja pumpulla 18.

Vastaava toimintatapa saavutetaan myös kuvissa 3-5 esitetyllä suoritus e s i me rk i 1 1 ä , missä vaakasuorien porareikien tarve alemmalla tasolla on eliminoitu. Tämä on mahdollistettu siten, että veden syöttö kulusta 1 pystysuorissa porarei'issä 5 oleviin pystysuoriin eri putkiin 32 on järjestetty tapahtumaan putkijohdolla 33, joka on asetettu vaakasuoriin porareikiin 3'. Tällöin syntyy vaatimus putkijohdon 33 ja putkien 32 yksinkertaiseksi ja luotettavaksi yhteenkytkemi kseksi . Tällainen yhteenkytkentä voidaan aikaansaada useilla eri tavoilla ja yksi tällainen käytännöllinen tapa on jokaisessa pystysuorassa porareiässa olevaan putkeen 33 järjestetty T-putki1iitoskappa1 e 34, joka on varustettu läpimenevällä, pystysuoralla kanavalla 35 (kuva a ) pystysuoraa putkea 32 varten, jossa on suipennettu, useilla r e i ' i11ä 36 varustettu alempi pää 37 ja ylemmässä päässä sivuaukoilla 39 varus- 5 73073 tettu sulkukappale 38, jotka sivuaukot 39 ovat tarkoitetut olemaan yhteydessä kanavan 35 seinämissä oleviin sivureikiin 40, kun yhdys-kappale on viety alas oikeaan asentoon kanavassa 5 ja jolloin yhdys-kappaleessa 38 olevat kaksi renkaan muotoista tiivistettä 41, 42 tulevat tiivistävään kosketukseen kanavan 35 seinämien kanssa aukkojen 40 ylä- ja alapuolella. Pystysuorat putket 32 tulevat täten tiiviisti yhdistetyksi vaakasuorien putkijohtojen 33 sisäosaan.

Kuva 4 esittää putken 32 läpivientiä porareikään 5 T-liitoskappaleessa olevan kanavan 35 kautta ja kuva 5 esittää putkea 32 paikalleen viedyssä asennossa sulkukappaleen 38 ollessa oikeassa asennossa ja sen sivureikien 39 ollessa yhteydessä T-liitoskappaleessa oleviin sivureikiin 40. Myös tässä täytyy putkijohdon 33 ja putkien 32 välisten läpivirtauspinta-alojen olla sovitetut niin, että kaikkiin putkiin 32 saadaan pääasiallisesti sama virtaus.

Claims (6)

6 73073

1. Porareikäsäi1iö lämmön varastoimiseksi erityisesti vuoden aikojen mukaan kallioon tai vastaavaan tiiviiseen maaperään käsittäen lukuisia olennaisesti pystysuoria porareikiä (5. 6), joissa kussakin on keskeisesti alaspäin avoin pora-reiän pohjan läheisyyteen tai porareiän pohjaan ulottuva putki (9, 17, 32), jotka porareikien ja putkien ylemmät osat ovat yhteydessä vettä varten tarkoitet-tuihin tulojohto ihin (3, 33) ja paluujohtöihin (4, 3'), jotka johdot puolestaan ovat yhdistetyt laitteeseen (16) veden kierrättämiseksi putkijohtojen ja putkien sekä putkien ja porareikien seinämien välissä olevien renkaan muotoisten kanavien kautta, minkä lisäksi lämpöä tuottavat (21) tai lämpöä kuluttavat (23) laitteet on yhdistettyputkijohtoihin lämmön tuomiseksi tai vastaavasti poisjohtamiseksi varastossa kiertävään veteen tai vastaavasti siitä pois, tunnettu siitä, että pora-reiät (5, 6) on järjestetty leikkaamaan lukuisia säteettäi-sesti keskellä sijaitsevasta kuilusta lähteviä olennaisesti vaakasuoria pöhjavesitason alapuolella sijaitsevia porareikiä (3, 4, 3'), joiden kautta pystysuorat porareiät (5, 6) ja putken ylemmät osat ovat sinänsä tunnetulla tavalla yhteydessä keskeiseen kuiluun (1) ja veden kierrätyslaitteeseen (16) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen porareikäsäi1iö tunnettu siitä, että olennaisesti vaakasuorat porareiät (3, 4) sijaitsevat parittain kahdessa tasossa pohjavedenpinnan alapuolella, jolloin pystysuorissa porarei'issä (5) sijaitsevat putkien (9) ylemmät päät ovat tiiviisti yhdistetyt olennaisesti vaakasuorien porareikien (3) ylempään tasoon samalla kun renkaan muotoiset kanavat ovat yhdistetyt alemmassa tasossa oleviin olennaisesti vaakasuoriin porareikiin (4) .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen porareikäsäiliö, t u n-n e t t u siitä, että olennaisesti vaakasuorissa pora-rei'issä (3') on kussakin putkijohto (33), jossa jokaisessa pystysuorassa porareiassä (6) on T-liitoskappa1 e (34), joka " 73073 yhdistää putkijohdon (33) pitkin putkijohtoa sijaitseviin pystysuoriin porareikien (5) putkiin (32), jolloin pystysuorissa porarei'issä (5) olevat renkaan muotoiset kanavat ovat yhteydessä olennaisesti vaakasuorissa porarei'issä (3') olevien putkijohtojen (33) ympärillä olevaan renkaan muotoiseen tilaan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen porareikäsäiliö, tunnettu siitä, että T-liitoskappaleessa (34) on pystysuora, läpimenevä reikä (35), johon vastaavan putken ylempään päähän kiinnitetty, sivuaukoilla (39) varustettu kytkinkap-pale (38) on työnnetty ylhäältä päin tiivistävään kosketukseen T-liitoskappaletta (34) vasten ja samanaikaisesti vastaavan putken (32) sisäosa on yhteydessä putkijohdon (33) sisäosaan sivuaukkojen (39, 40) kautta.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen porareikäsäiliö, tunnettu siitä, että kuilu (1) on riittävän suuri voidakseen muodostaa lyhytaikaisen kerääjän.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen porareikäsäiliö, tunnettu siitä, että lämpöä tuottavat (21) ja lämpöä kuluttavat (23) laitteet ovat termisessä yhteydessä huoneistossa kiertävään veteen kuilussa (1) dlevaan j veteen järjestetyn lämmönsiirtimen (20, 22) kautta. 73073 8