JP3242206U - 帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システム及び帯水層エネルギー貯蔵システム - Google Patents

Abstract

【課題】金属井戸管に対する高鉱化度塩水の腐食を防止し、中高温塩水層エネルギー貯蔵システムの耐用年数を延長し、保守の難度とコストを低減させ、経済性を大幅に向上させることができ、発電と防食を同時に効率的に行うことができる帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システムを提供する。【解決手段】本考案は帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システム及び帯水層エネルギー貯蔵システムであり、該防食システムは、前記熱水井戸管内に設けられる第１熱電ユニットと、前記冷水井戸管内に設けられる第２熱電ユニットと、を含み、前記第１熱電ユニットと前記第２熱電ユニットの作用で、前記熱水井戸管と前記冷水井戸管に対して陰極防食効果を形成する。蓄熱蓄冷過程における作動媒体と貯蔵層との温度差を利用し、熱起電力電位発生器を形成することにより、金属が陰極状態になり、陰極防食によって被保護金属が熱力学的安定状態になる。【選択図】図１

Description

本考案は、地熱防食の技術分野に関し、具体的には、帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システム及び帯水層エネルギー貯蔵システムに関する。

帯水層エネルギー貯蔵は利用の潜在力が巨大であり、冬に熱を取って蓄冷し、夏に冷熱を取って蓄熱し、通常、ダブル井戸によって実現する。また、地下水の鉱化度が高く、腐食成分とスケーリング成分が同時に相互作用するため、蓄熱蓄冷環境で金属井戸管の腐食を引き起こしやすく、その結果、システム機器の耐用年数が短く、生産コストと運転の難度が増加し、経済性に悪影響を与える。

そのため、帯水層エネルギー貯蔵システムの腐食やスケーリングを防止する装置が必要である。

そのため、本考案が解決しようとする技術的課題は帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システムを提供することである。

上記目的を達成するために、本考案の実施例は、
帯水層ダブル井戸又はシングル井戸に応用され、前記帯水層ダブル井戸は金属で製造される熱水井戸管と冷水井戸管を含み、
前記熱水井戸管内に設けられ、第１負極が前記熱水井戸管の外壁に密着しており、第１正極が前記第１負極の前記熱水井戸管の外壁から離れる側に位置し、前記第１負極が電気的接続部材によって前記熱水井戸管の外壁に接続され、前記第１正極が接地される第１熱電ユニットと、
前記冷水井戸管内に設けられ、第２正極が前記冷水井戸管の外壁に密着しており、第２負極が前記第２正極の前記冷水井戸管の外壁から離れる側に位置し、前記第２負極が電気的接続部材によって前記冷水井戸管の外壁に接続され、前記第２正極が接地される第２熱電ユニットと、を含み、
前記第１熱電ユニットと前記第２熱電ユニットの作用で、前記熱水井戸管と前記冷水井戸管に対して陰極防食効果を形成する帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システムを提供する。

任意選択的に、前記第１熱電ユニットの長さが前記熱水井戸管の長さ以下であり、前記第２熱電ユニットの長さが前記冷水井戸管の長さ以下である。

任意選択的に、前記第１熱電ユニットは前記熱水井戸管と同軸に設けられる。

任意選択的に、前記第２熱電ユニットは前記冷水井戸管と同軸に設けられる。

任意選択的に、前記第１正極及び前記第２正極はいずれも電気的接続部材によって接地される。

任意選択的に、前記電気的接続部材はリードである。

本考案の実施例は、帯水層シングル井戸又は帯水層ダブル井戸を含み、前記帯水層ダブル井戸は金属で製造される熱水井戸管と冷水井戸管と、上記いずれかの実施例に記載の防食システムと、を含む帯水層エネルギー貯蔵システムをさらに提供する。

任意選択的に、該帯水層エネルギー貯蔵システムは、ユーザに連通する出力側と、第１端が前記熱水井戸管に連通し、第２端が前記冷水井戸管に連通し、熱交換通路を形成する熱交換側とが設けられる熱交換システムをさらに含む。

任意選択的に、該帯水層エネルギー貯蔵システムは、前記熱交換側の熱交換通路内に設けられるポンピング装置をさらに含み、前記ポンピング装置は、順方向に運転する場合、前記熱水井戸管の作動媒体を、前記熱交換側を通過させて前記冷水井戸管に吸引し、逆方向に運転する場合、前記冷水井戸管の作動媒体を、前記熱交換側を通過させて前記熱水井戸管に吸引する。

任意選択的に、ユーザが熱需要を有する場合、前記ポンピング装置は順方向に運転し、ユーザが冷需要を有する場合、前記ポンピング装置は逆方向に運転する。

本考案の技術的解決手段は従来技術に比べ、以下の利点を有する。

１、本考案の実施例は帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システムを提供し、該防食システムは、前記熱水井戸管に設けられ、第１負極が前記熱水井戸管の外壁に密着しており、第１正極が前記第１負極の前記熱水井戸管の外壁から離れる側に位置し、前記第１負極が電気的接続部材によって前記熱水井戸管の外壁に接続され、前記第１正極が接地される第１熱電ユニットと、前記冷水井戸管に設けられ、第２正極が前記冷水井戸管の外壁に密着しており、第２負極が前記第２正極の前記冷水井戸管の外壁から離れる側に位置し、前記第２負極が電気的接続部材によって前記冷水井戸管の外壁に接続され、前記第２正極が接地される第２熱電ユニットと、を含み、前記第１熱電ユニットと前記第２熱電ユニットの作用で、前記熱水井戸管と前記冷水井戸管に対して陰極防食効果を形成する帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システムを提供する。

このような構成によれば、蓄熱蓄冷過程における作動媒体と貯蔵層との温度差を利用し、熱起電力電位発生器を形成することにより、金属が陰極状態になり、陰極防食によって被保護金属が熱力学的安定状態になり、金属井戸管に対する高鉱化度塩水の腐食を防止し、中高温塩水層エネルギー貯蔵システムの耐用年数を延長し、保守の難度とコストを低減させ、経済性を大幅に向上させることができる。また、発電と防食を同時に効率的に行うことができる。

本考案の具体的な実施形態又は従来技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、具体的な実施形態又は従来技術の記述のために使用した図面を簡単に説明するが、明らかに、以下に記述した図面は本考案のいくつかの実施形態であり、当業者にとって、創造的な労力をせずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。

本考案実施例の帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システム全体の構造概略図である。

以下、図面を参照しながら本考案の技術的解決手段を明瞭で、完全に説明し、明らかに、説明される実施例は本考案の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本考案における実施例に基づき、当業者が創造的な労働を必要とせずに得られた全ての他の実施例は、いずれも本考案の請求範囲に属する。

なお、本考案の説明では、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」等で示される方位又は位置関係は図示した方位又は位置関係に基づくものであり、本考案の説明を容易にし、且つ説明を簡素化するためにのみ使用され、係る装置又は構成要素が必ず特定の方位を有したり、特定の方位で構成、操作されたりすることを指示又は示唆するものではないので、本考案を限定するものとして理解すべきではない。また、用語「第１」、「第２」、「第３」は説明の目的にのみ使用され、相対的な重要性を指示又は示唆するものではないと理解すべきである。

なお、本願の本考案の説明において、特に明確に規定、制限されていない限り、用語「取り付ける」、「連結」、「接続」は広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、着脱可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、機械的接続、電気的接続であってもよく、直接連結、中間媒体を介する間接連結、２つの素子の内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本考案での上記用語の具体的な意味を理解できる。

また、以下に説明される本考案の様々な実施形態に係る技術的特徴は、矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。

帯水層エネルギー貯蔵は利用の潜在力が巨大であり、冬に熱を取って蓄冷し、夏に冷熱を取って蓄熱し、通常、ダブル井戸によって実現する。また、地下水の鉱化度が高く、腐食成分とスケーリング成分が同時に相互作用するため、蓄熱・蓄冷環境で金属井戸管の腐食を引き起こしやすく、その結果、システム機器の耐用年数が短く、生産コストと運転の難度が増加し、経済性に悪影響を与える。

そのため、帯水層エネルギー貯蔵システムの腐食やスケーリングを防止する装置が必要である。
実施例１

図１に示すように、本考案の実施例は、帯水層のダブル井戸又はシングル井戸に応用され、前記帯水層のシングル井戸は金属で製造される熱水井戸管２及び冷水井戸管３を含む帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システムを提供する。同様に、帯水層シングル井戸については、金属製の熱水井戸管２又は冷水井戸管３のみを含んでもよい。該防食システムは第１熱電ユニット４及び第２熱電ユニット９を含む。

具体的には、本考案の実施例では、第１熱電ユニット４は前記熱水井戸管２内に設けられる。前記第１熱電ユニット４は、第１負極６が前記熱水井戸管２の外壁に密着しており、第１正極５が前記第１負極６の前記熱水井戸管２の外壁から離れる側に位置し、前記第１負極６が電気接続部材によって前記熱水井戸管２の外壁に接続され、前記第１正極５が接地される。

さらに、第２熱電ユニット９は前記冷水井戸管３に設けられる。前記第２熱電ユニット９は、第２正極１０が前記冷水井戸管３の外壁に密着しており、第２負極１１が前記第２正極１０の前記冷水井戸管３の外壁から離れる側に位置し、前記第２負極１１が電気接続部材によって前記冷水井戸管３の外壁に接続され、前記第２正極１０が接地される。前記第１熱電ユニット４と前記第２熱電ユニット９の作用で、前記熱水井戸管２と前記冷水井戸管３に対して陰極防食効果を形成する。

同様に、帯水層シングル井戸として設けられる場合、帯水層シングル井戸は、金属製の熱水井戸管２又は冷水井戸管３のみを含んでもよい。そのため、この場合、帯水層シングル井戸に第１熱電ユニット４又は第２熱電ユニット９を対応して設けることができる。

このような構成によれば、蓄熱蓄冷過程における作動媒体と貯蔵層との温度差を利用し、熱起電力電位発生器を形成することにより、金属が陰極状態になり、陰極防食によって被保護金属が熱力学的安定状態になり、金属井戸管に対する高鉱化度塩水の腐食を防止し、中高温塩水層エネルギー貯蔵システムの耐用年数を延長し、保守の難度とコストを低減させ、経済性を大幅に向上させることができる。また、発電と防食を同時に効率的に行うことができる。

さらに、本考案の一つの選択可能な実施例では、前記第１熱電ユニット４の長さが前記熱水井戸管２の長さ以下であり、前記第２熱電ユニット９の長さが前記冷水井戸管３の長さ以下である。

さらに、本考案の一つの選択可能な実施例では、前記第１熱電ユニット４は前記熱水井戸管２と同軸に設けられ、前記第２熱電ユニット９は前記冷水井戸管３と同軸に設けられる。

当然のことながら、当業者であれば、実際の状況に応じて前記第１熱電ユニット４を前記熱水井戸管２と同軸に設置し、又は前記第２熱電ユニット９を前記冷水井戸管３と同軸に設置してもよく、本実施例は単に例示であるが、これを限定するものではなく、同様の技術的効果を奏することができればよい。

さらに、本考案の一つの選択可能な実施例では、前記第１正極５及び前記第２正極１０はいずれも電気的接続部材によって接地される。電気的接続部材はリードであってもよい。具体的には、前記第１負極６は第１リード７を介して前記熱水井戸管２の外壁に接続され、前記第１正極５は第２リード８を介して接地される。前記第２負極１１は第３リード１３を介して前記冷水井戸管３の外壁に接続され、前記第２正極１０は第４リード１２を介して接地される。

本考案の実施例は帯水層エネルギー貯蔵システムをさらに提供し、該帯水層エネルギー貯蔵システムは帯水層シングル井戸又は帯水層ダブル井戸と、上記いずれかの実施例に記載の防食システムと、を含む。帯水層シングル井戸は金属製の熱水井戸管２又は冷水井戸管３であり、帯水層ダブル井戸は金属製の熱水井戸管２と冷水井戸管３を含む。

さらに、本考案の一つの選択可能な実施例では、該帯水層エネルギー貯蔵システムは熱交換システム１をさらに含み、熱交換システム１に出力側と熱交換側が設けられ、前記出力側は、ユーザ１４に連通し、前記熱交換側の第１端が前記熱水井戸管２に連通し、前記熱交換側の第２端が前記冷水井戸管３に連通し、熱交換通路を形成する。

さらに、本考案の一つの選択可能な実施例では、該帯水層エネルギー貯蔵システムはポンピング装置をさらに含み、ポンピング装置は前記熱交換側の熱交換通路内に設けられる。前記ポンピング装置は、順方向に運転する場合、前記熱水井戸管２の作動媒体を前記熱交換側を通過させて前記冷水井戸管３に吸引し、逆方向に運転する場合、前記冷水井戸管３の作動媒体を前記熱交換側を通過させて前記熱水井戸管２に吸引する。

実際の応用過程において、ユーザ１４が熱需要を有する場合、前記ポンピング装置は順方向に運転し、ユーザ１４が冷需要を有する場合、前記ポンピング装置は逆方向に運転する。具体的には、冬季に熱水井戸管２から熱水を吸引し、熱交換システム１によってユーザ１４に熱を供給し、熱交換後の冷水を冷水井戸管３に再注入する。夏季に冷水井戸管３から冷水を吸引し、熱交換システム１によってユーザ１４に対して冷房を行い、熱交換後の熱水を熱水井戸管２に再注入する。

明らかに、上記実施例は単に明確に説明するための例示であり、実施形態を限定するものではない。当業者であれば、上記説明に基づいて他のさまざまな形態の変化又は変更を行うことができる。ここで全ての実施形態を網羅する必要がなく、また実施形態を網羅することが不可能なことである。これから導出された明らかな変化又は変動も本考案の請求範囲に属する。

１ 熱交換システム
２ 熱水井戸管
３ 冷水井戸管
４ 第１熱電ユニット
５ 第１正極
６ 第１負極
７ 第１リード
８ 第２リード
９ 第２熱電ユニット
１０ 第２正極
１１ 第２負極
１２ 第４リード
１３ 第３リード
１４ ユーザ

Claims (10)

1. 帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システムであって、
   帯水層ダブル井戸又はシングル井戸に応用され、前記帯水層ダブル井戸は金属で製造される熱水井戸管（２）と冷水井戸管（３）を含み、
   前記熱水井戸管（２）内に設けられ、第１負極（６）が前記熱水井戸管（２）の外壁に密着しており、第１正極（５）が前記第１負極（６）の前記熱水井戸管（２）の外壁から離れる側に位置し、前記第１負極（６）が電気的接続部材によって前記熱水井戸管（２）の外壁に接続され、前記第１正極（６）が接地される第１熱電ユニット（４）と、
   前記冷水井戸管（３）内に設けられ、第２正極（１０）が前記冷水井戸管（３）の外壁に密着しており、第２負極（１１）が前記第２正極（１０）の前記冷水井戸管（３）の外壁から離れる側に位置し、前記第２負極（１１）が電気的接続部材によって前記冷水井戸管（３）の外壁に接続され、前記第２正極（１０）が接地される第２熱電ユニット（９）と、を含み、
   前記第１熱電ユニット（４）と前記第２熱電ユニット（９）の作用で、前記熱水井戸管（２）と前記冷水井戸管（３）に対して陰極防食効果を形成することを特徴とする帯水層エネルギー貯蔵システムの防食システム。
2. 前記第１熱電ユニット（４）の長さが前記熱水井戸管（２）の長さ以下であり、前記第２熱電ユニット（９）の長さが前記冷水井戸管（３）の長さ以下であることを特徴とする請求項１に記載の防食システム。
3. 前記第１熱電ユニット（４）は前記熱水井戸管（２）と同軸に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の防食システム。
4. 前記第２熱電ユニット（９）は前記冷水井戸管（３）と同軸に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の防食システム。
5. 前記第１正極（５）及び前記第２正極（１０）はいずれも電気的接続部材によって接地されることを特徴とする請求項１又は２に記載の防食システム。
6. 前記電気的接続部材はリードであることを特徴とする請求項５に記載の防食システム。
7. 帯水層エネルギー貯蔵システムであって、
   帯水層シングル井戸又は帯水層ダブル井戸を含み、前記帯水層ダブル井戸は金属で製造される熱水井戸管（２）と冷水井戸管（３）と、
   請求項１又は２に記載の防食システムと、を含むことを特徴とする帯水層エネルギー貯蔵システム。
8. ユーザ（１４）に連通する出力側と、第１端が前記熱水井戸管（２）に連通し、第２端が前記冷水井戸管（３）に連通し、熱交換通路を形成する熱交換側とが設けられた熱交換システム（１）をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の帯水層エネルギー貯蔵システム。
9. 前記熱交換側の熱交換通路内に設けられるポンピング装置をさらに含み、
   前記ポンピング装置は、順方向に運転する場合、前記熱水井戸管（２）の作動媒体を、前記熱交換側を通過させて前記冷水井戸管（３）に吸引し、逆方向に運転する場合、前記冷水井戸管（３）の作動媒体を、前記熱交換側を通過させて前記熱水井戸管（２）に吸引することを特徴とする請求項８に記載の帯水層エネルギー貯蔵システム。
10. ユーザ（１４）が熱需要を有する場合、前記ポンピング装置は順方向に運転し、ユーザ（１４）が冷需要を有する場合、前記ポンピング装置は逆方向に運転することを特徴とする請求項９に記載の帯水層エネルギー貯蔵システム。

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