SE426517B - Anordning for att lagra och utvinna lagtemperaturvermeenergi ur vattenhaltig massa - Google Patents

Description

178-054 59- 0 hindras på grund av bäddens värmeisolerande egenskaper.

Ett annat särdrag är att åtminstone en del av bäddens ovansida är solenergiabsorberande och anordnad att emellanåt kunna överspolas med vatten från den tjärn, våtmark etc. på vilken den är placerad, när temperaturen på bäddens ovansida är högre än temperaturen på vattnet under bädden. Detta ger ett betydande tillskott till lågtemperaturmediets upptagning av solenergi. K Bädden kan utföras med varierande egenskaper alltefter behov, från enkla och billiga bryggor till mer påkostade och kombinerade sådana för flera funktioner. Exempelvis kan den even- tuella yta som inte utnyttjas som solfångare.användas för plan- teringar, vägförbindelser etc. Flytförmågan.anpassas för att klara olika belastningstryck alltefter.behoven. Ett lämpligt material är t ex skumplast eller skumplast som är bunden till torv eller något annat lämpligt material.

Anordningen enligt uppfinningen kan användas i alla sammanhang, där lågtemperaturenergi utvinns eller lagras, men företrädesvis används den i samband med en värmepump t ex för tillförsel av energi till förångaren.

Anordningen enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med avseende på en speciell utföringsform till vilken den dock inte på något sätt är begränsad. Hänvisning görs härvid till den bifogade ritningen, som visar ett snitt av en del av en anordning enligt uppfinningen placerad på en istäckt vattensamling, t ex en tjärn eller liknande, som "offrats“ för att i fortsättningen användas som producent och ackumulator för lâgtemperaturenergi.

Den i figuren skisserade anordningen enligt uppfinningen innefattar i sin enklaste utformning en brygga, kassett eller platta 2 av lämpligt material, t ex skumplast eller skumplast bunden vid torv, med ett på undersidan fixerat horisontellt ledningssystem 3 för det värmebärande medium, som ska värmeväx- las mot en vattenmassa 7. Det värmebärande mediet kan t ex vara luft eller fryspunktnedsatt vatten, såsom en glykol/vatten- blandning. Ledningssystemet 3 är vidare försett med (ej visade) kopplingsorgan, företrädesvis på bryggans 2 ovansida, för anslutning av ledningssystemet 3 till exempelvis en värmepumps 780154-59-0 (värmepumpars) förångare, via lämpliga ledningar.

I det visade fallet är bryggan 2 med ledningssystemet 3 placerad på ett istäcke l på vattensamlingen 7. Tillverkningen av bryggan, kassetten eller plattan 2 kan ske på land i sek- tioner, som sedan fraktas ut på vattensamlingen 7 för hopsätt- ning, men enklast sker byggandet direkt på platsen, t ex un- der tält, på vintern, när tjärnen 7 har bärkraftig is. Vid en tillverkningsmetod lägger man i det senare fallet först ut det för energitransporten nödvändiga ledningssystemets rör eller slangar 3 på isen l, eventuellt tillsammans med fixeringshängs- len 4 såsom anges nedan. Därefter täcks rören eller slangarna 3 med torvströ eller annat lämpligt material, varefter ett flytande bindemedel, t ex vätskor som bildar skumplast, strilas över torvlagret. Härvid bildas på kort tid, vanligtvis några minuter, en exempelvis skumplastlimbunden torvmassa 5, vid vars undersida ledningssystemet 3 är fixerat. Den erhållna bryggan 2 har god flytförmåga och goda värmeisolerande egenskaper och torde väl motstå påverkan av väder, vind, vatten etc. Sedan ledningssyste- met 3 anslutits till till- och från-ledningarna för det värme- bärande mediet, kan man ta ut lågtemperaturvärmeenergi från vattnet 7 så länge som det finns ofruset vatten.

För att öka vattensamlingens 7 upptagning av värmeenergi från omgivningen är ett pump-/bevattningssystem 8 anordnat att överspola bryggans 2 för solljus exponerade översida med vatten från vattensamlingen 7, när temperaturen är högre ovanför bryg- gan 2 än under denna. För att öka bryggans 2 strålningsabsorbe- rande förmåga kan den t ex mörkfärgas. Vid den beskrivna utföringsformen kan detta enkelt åstadkommas genom att bryggans 2 yta beläggs med t ex skumplastlimbunden mörk eller färgad sand 6.

Den ovan beskrivna anordningen kan t ex användas på följande sätt: Bryggan 2 överspolas normalt från våren periodiskt eller kontinuerligt med vatten från bryggans undersida med hjälp av pump-/bevattningsanordningen 8, när temperaturen ovanför bryggan 2 är högre än under. Härvid ökar vattentemperaturen i vattnet 7 (sedan eventuell kvarvarande is under bryggan 2 smält). Sommar- tid är istäcket l borta och bryggan 2 flyter då på vattensam- lingen 7. Eventuellt utnyttjas vattensamlingen 7 under den varma 7805459-0 årstiden för kylning av det värmebärande medium som cirkuleras genom ledningssystemet 3, vilket bidrar till att värma upp vatt- net 7. Under den kallare årstiden utnyttjas sedan det i vatten- samlingen lagrade värmet för olika uppvärmningsändamål, t ex för att via det värmebärande mediet i ledningssystemet 3 avge värme till förångarsidan hos ett värmepumpsystem. När tempera- turen hos vattnet 7 under den värmeisolerande bryggan 2 genom energiuttag sjunkit till OOC börjar vid fortsatt energiuttag is bildas, först kring rören eller slangarna 3, och så småningom föreligger ett helt istäcke l under bryggan 2. Genom att vattnet 7 på detta sätt fryses artificiellt genom värmeuttag via det värmebärande mediet, och att värme inklusive smältvärme tack vare den isolerande bryggan 2 inte förloras till omgivningen som vid naturlig värmeavgivning och frysning, blir vattensam- lingens 7 lagringskapacitet stor. Värmeuttaget från tjärnen kan sedan fortsättas, så länge som ofruset vatten finns kvar i vattensamlingen. I Uttagning av lågtemperaturenergi kan vintertid ske t ex mellan 0° och -5°C. Om vattensamlingens 7 och bryggans 2 yta är exempelvis 100 x 100 m2 (l har), och energi uttas under den kallare årstiden, så att tjockleken hos istäcket l vuxit till 2 m under bryggan 2, har energiuttaget exklusive uppvärmning av allt vatten och underliggande botten varit ungefär 2 miljoner kWh, vilket_täcker lågtemperaturenergibehovet för uppvärmning av minst ett hundra villor årligen med värmepump i t ex norra Sverige. I praktiken begränsar emellertid så kraftig istjocklek, trots god värmeledningsförmåga, värmeöverföringen mellan vattnet och ledningssystemet 3 så pass mycket att man får ett för lågt effektuttag. För att man ska kunna klara effekttoppar och samtidigt maximalt kunna utnyttja energikapaciteten hos den under bryggan 2 inneslutna vattenmassan, kompletteras därför lämpligtvis det horisontella ledningssystemet 3 antingen med rör eller slangar-som t ex med hjälp av fixeringshängslen 4 fästa i bryggan 2 är anordnade ett stycke under bryggan (i figu- ren visas fixeringshängslena 4 i det läge de intar, när is- täcket l smält), eller också med ett vertikalt anordnat led- ningssystem. För detta ändamål kan man t ex använda dubbelrör, som sticks ned i hål i bryggan 2 med jämna mellanrum och som 7805459-0 hänger på bryggan i sina anslutningsrör med kopplingar. Dessa rör och kopplingar göms lämpligtvis genom speciellt anordnade urtagningar i bryggan 2 och genom det eventuellt pålagda yt- skiktet 6.

Istället för att som ovan utnyttja hela bryggans 2 yta 6 som solfångare för vattenspolning kan en del av den exempelvis täckas med matjord för planteringar o dyl. Större bryggor kan på så sätt utnyttjas exempelvis för planer för bollsporter etc.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan beskrivna och i ritningen visade utföringsformen, utan många variationer och modifikationer är möjliga inom ramen för den allmänna uppfinningstanken.

Claims (3)

weostss-oi' PATENTKRAV

1. l. ' Anordning för, att, företrädesvis i kombination med en värmepumpflagra _ och utvinna lågtemperaturvärmeenergi ur en onaturlig vattenhaltig massa (7), såsom våtmark eller en vattensamling, genom värmeväxling av ett värmebärande medium mot nämnda massa, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar: en sammanhängande bädd (2),av värmeisolerande material anordnad att täcka åtminstone en del av ytan av den vattenhaltiga massan (7) och i dess oirusna tillstånd flyta på densamma, ett ledningssystem (3) som uppbärs av undersidan av den värmeisolerande bädden (2), så att det är i värmeväxlande kontakt med vattnet och/eller bildad is, varvid ledningssystemet (3) är anslutningsbart till anordningar eller utrymmen som skall värmas eller eventuellt kylas och avsett att genornströmmas av nämnda värmebärande medium, ett skikt (6) av solstrålningsabsorberande mate-rialpå åtminstone en del av bäddens (2) ovansida, och organ (9) anordnade att kunna överspola nämnda skikt (6) med vatten från bäddens undersida i och för uppvärmning av nämnda vattenhaltiga massa (7), när temperaturen påbäddens (2) ovansida är högre än temperaturen på vattnet under bädden, vilken anordning är avsedd att medge uttagning av lâgtemperatur- värmeenergi tills och under det att den vattenhaltiga massan fryser och därvid tillvaratagning av avgivet smältvärme vid isbildningen.

2. Anordning enligt patentkravet l, krä n n e t e c k n a d av att ledningssystemet (3) innefattar väsentligen horisontellt anordnade rör eller slangar direkt fixerade i bäddmaterialet.

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att ledningssystemet (3) dessutom innefattar väsentligen vertikala partier, som skjuter ut -frân bäddens (2) undersida. fi. Anordning enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n de t e c k n a d av att bäddmaterialet innefattar skumplast) och företrädesvis utgörs av skumplast bunden till torv. ANFURDA PUBLIKATIONER: DK 96 612 CH 598 544 (F24D 11/00)