SE424019B - Lagring av verme i en markkropp och ett angrensande vetskelager - Google Patents

Description

8000731-3 Uppfinningen skall nu beskrivas närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. l och 2 i planvy resp. tvär- sektion visar en utföringsform av en anläggning enligt uppfinningen, samt fig. 3 visar ett principkopplingsschema för denna anläggning.

En cistern 2 är ringformigt nedsprängd i berg från markytan så att en central markkropp 4 med stor volym kvarstår omsluten av cisternen koaxiellt i denna.

Markkroppen innehåller ett antal kanaler 6 bestående av borrhâl utförda från markytan i med cisternen koncentriska ringar.

Varje hål är i änden försett med en plugg 8 genom vilken två rör l0 resp. l2 sträcker sig!'Röret 10 är fört ända ned till borrhâlets botten, varigenom de mynningsöppningar till borrhålet bildande rören 10 och 12 sålunda kommunicerar med varandra via borrhålets botten för fullständig cirkulation av vattnet utefter hela borrhâlets längd.

Genom injektering från borrhålens 6 botten, från botten av borrhâl 14 borrade från cisternens botten, och från en yttre krans av borrhâl 16 har en relativt tät skärm 18 av t.ex. betong skapats runt anläggningen. Denna skärm förhindrar värmeförluster genom utströmning av värmd vätska eller inströmning av kallt grund- vatten.

Cisternen 2 är oinklädd och fylld med vatten 20 med en temperatur varierande mellan +95°C och +40°C. För att minska värmeförlusterna från det lagrade vattnet är cisternens tak 22 och markkroppens 4 yta täckta med värmeisolering 23 såsom mineralull.

I fig. 3 kan de där båda visade borrhâlen antas representera var sin krans av borrhâl i markkroppen 4. Dessa borrhålskransar är sammanförda till en grupp och parallellt anslutna via en pump- krets till cisternen. Närmare bestämt innehåller denna pumpkrets en cirkulationspump 24 och ett ventilbatteri 26, det senare för selektiv anslutning av nämnda borrhålsgrupp mellan olika temperatur- nivåer i cisternen, till vilka rör 28 leder. Med den visade pump- kretsen kan vatten från lämplig temperaturnivå i cisternen cir- kuleras genom borrhâlen vid den nämnda borrhålsgruppen för värme- utbyte med den omgivande marken och återföras till en annan tempe- raturnivå 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 i ventilbatteriet 26 ingående ventilerna möjliggör 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 solfângaranläggning 42. Det värmda vattnet återförs till lämplig nivå i cisternen via ventilbatteriet 36. Via ventilbatteriet 36 och en pump 44 leds även vatten till konsumenter 46. Vid 45 i fig. 2 antyds ett pumphus. Returvattnet âterföres till en lägre temperaturnivå i cisternen.

Sammanfattningsvis är rören, såsom rören 10, 12, 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 mark- kroppen i samspel med vattenvolymen i cisternen användas för lång- tidslagring av värme. Den värme, som i marken leds inåt från cisternen, upptas av markkroppen.

Genom att värmelagringsmarkkroppen är omsluten av vätskelagret uppnås en maximal följsamhet av markkroppens temperaturvariationer med temperaturvariationerna i vätskelagret. Härigenom störs temperaturskiktningen i vätskan så litet som möjligt.

I praktiken kan cisternen vid en anläggning enligt uppfin- ningen ha en volym av storleksordningen 85.000 m3 och markkroppen en volym av storleksordningen 35.000 m3. Förhållandet mellan cisternens och markkroppens omkretsar kan vara av storleksordningen 2:1.

Ehuru den ovan beskrivna och på ritningen visade anläggningen med en marklagret helt inneslutande vätskecistern utgör en före- dragen utföringsform är modifikationer tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav. Sålunda vore det tänkbart att markkroppen endast delvis omsluts av ett vätskelager, som därvid kan bestå av en eller flera cisterner. Uppfinningens principer kan även till- lämpas i kombination med ett vätskelagret omgivande yttre marklager av den typ, som beskrivs i svenska patentansökningen 7910707-4.

Claims (9)

8000731-3 P a t e n t k r a v .

1. Värmelagringsanläggning, vid vilken den kombinerade värmelagringsförmågan hos en markkropp (4) och ett angränsande vätskelager (2) utnyttjas, k ä n n e t e c k n a d av att vätske- lagret åtminstone delvis omger åtminstone en del av markkroppen.

2. Anläggning enligt krav 1, vid vilken markkroppen (4) innehåller kanaler (6) för varm vätska (20), såsom borrhål med två separata mynningsöppningar (8,l0), vilka kommunicerar med varandra via borrhâlets botten och är anslutna via en pumpkrets (24,26,28) till vätskelagretri och för överföring av värme via vätskan i båda riktningarna mellan vätskelagret och markkroppen, samt värmegivar- och förbrukaranslutningar anslutna till vätskelagret i och för dygnsmässiga in- och uttag av värme i denna, k ä n n e - t e c k n a d av att vätskelagret ' innefattar en väsentligen ringformig cistern (2), som väsentligen koncentriskt omsluter markkroppen.

3. Anläggning enligt krav 2, E 5 D H 6 t e C k n a Ö av att kanalerna (6) är gruppvis selektivt anslutningsbara (32) till pumpkretsen. _

4. Anläggning enligt något av krav 2 - 3, k ä n n e t e c k - n a d av att kanalerna (6) är selektivt anslutningsbara (26) till olika temperaturområden i cisternen via pumpkretsen.

5. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att densamma omges av en skärm (16) från borr- hål (6,l4,l6) injekterad betong eller dylikt, för att förhindra värmeförluster genom utströmning av vätskan eller inströmning av kallt grundvatten.

6. Anläggning enligt något av krav 2 - 5, k ä n n e _ t e c k n a d av att cisternen 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 2 - 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 borr- hålen i markkroppen är utförda från markytan eller från en eller flera tunnlar ovanför bergrummet. 8ÛÛÛ731-3

8. Anläggning enligt något av krav 2 ~ 7, k ä n n e - t e c k n a d av att vätskans lagringstemperatur är mellan cirka +4Ö°C och cirka +l00°C och att vätskan är vatten eller en petroleum- produkt.

9. Anläggning enligt något av krav 2 - 8, 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.