SE435960B

SE435960B - VERMELAGRINGSANLEGGNING

Info

Publication number: SE435960B
Application number: SE7910707A
Authority: SE
Inventors: P Laneus
Original assignee: Johnson Construction Co Ab
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1984-10-29
Also published as: SE7910707L; JPS56124859A

Description

7910707 -læ utföringsform av en anläggning enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett principkopplingsschema för denna anläggning samt figurerna 3, 4 och 5 i tvärsektioner visar tre ytterligare utföringsformer. Fig. 2 shows an embodiment of a plant according to the invention, Fig. 2 shows a principle circuit diagram for this plant and Figs. 3, 4 and 5 in cross sections show three further embodiments.

Samma eller likverkande detaljer hos de fyra utföringsformer- na har på ritningen försetts med samma hänvisningsbeteckningar.The same or equivalent details of the four embodiments have been provided with the same reference numerals in the drawing.

Vid den i fig_.,_1,_o,_c1_1_ 2 visade utföringsformen betecknas en värme- lagringsmarkkropp med stor volym,allmänt med 2. Den innehåller ett antal kanaler 4 bestående av borrhâl utförda från markytan i ringar runt en cistern 6. Varje hâl är försett med enwmygningsg plugg 8, genom vilken två rör 10 resp. 12 sträcker sig. Röret 10 är fört ända ned till borrhålets botten, varigenom de mynningsöpp- ningar till borrhâlet bildande rören 10 och 12 sålunda kommuni- cerar med varandra via borrhâlets botten för fullständig cirkula- tion av vattnet utefter hela borrhålets längd.In the embodiment shown in Figs. 1, _o, _c1_1_ 2, a heat storage ground body with a large volume is denoted, generally with 2. It contains a number of channels 4 consisting of boreholes made from the ground surface in rings around a cistern 6. Each hole is provided with enwmygningsg plug 8, through which two pipes 10 resp. 12 extends. The pipe 10 is led all the way down to the bottom of the borehole, whereby the orifice openings to the borehole forming the pipes 10 and 12 thus communicate with each other via the bottom of the borehole for complete circulation of the water along the entire length of the borehole.

Genom injektering av marken från borrhålets botten och i den yttre kransen av borrhâl har en relativt tät skärm l4 av t.ex. betong skapats runt markkroppen 2. Denna skärm förhindrar värmeförluster genom grundvattenströmningar.By injecting the ground from the bottom of the borehole and into the outer ring of the borehole, a relatively dense screen 14 of e.g. concrete is created around the ground body 2. This screen prevents heat loss through groundwater flows.

Cisternen 6 har tät botten och tät vägg av betong 16. Den är delvis försänkt i marken och fylld med vatten 18 med en tempera- tur varierande mellan +95°C och +40°C. För att minska värmeförluster- na från det lagrade vattnet är cisternens tak 20 och markkroppens 2 yta täckta med värmeisolering 22 såsom mineralull.The tank 6 has a dense bottom and a dense wall of concrete 16. It is partially submerged in the ground and filled with water 18 with a temperature varying between + 95 ° C and + 40 ° C. To reduce the heat losses from the stored water, the roof 20 of the cistern and the surface of the ground body 2 are covered with thermal insulation 22 such as mineral wool.

I fig. 2 kan de där båda visade borrhâlen antas represen- tera var sin krans av borrhâl runt cisternen 6. Dessa borrhâls- kransar är sammanförda till en grupp och parallellt anslutna via en pumpkrets till cisternen. Närmare bestämt innehåller denna pumpkrets en cirkulationspump 24 och ett ventilbatteri 26, det senare för selektiv anslutning av nämnda borrhålsgrupp mellan olika temperaturnivåer i cisternen, till vilka rör 28 leder.In Fig. 2, the boreholes shown therein can be assumed to each represent a ring of boreholes around the cistern 6. These borehole rings are combined into a group and connected in parallel via a pump circuit to the cistern. More specifically, this pump circuit contains a circulation pump 24 and a valve battery 26, the latter for selectively connecting said borehole group between different temperature levels in the tank, to which pipes 28 lead.

Med den visade pumpkretsen kan vatten från lämplig temperaturnivâ i cisternen cirkuleras genom borrhâlen vid den nämnda borrhâls- gruppen för värmeutbyte med den omgivande marken och âterföras till en annan temperaturnivâ 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 1 ventilbatteriet 26 ingående ventilerna möjliggör 7910707 *li selektiv anslutning mellan olika temperaturnivåer i cisternen.With the pump circuit shown, water from a suitable temperature level in the cistern can be circulated through the boreholes at the said borehole group for heat exchange with the surrounding ground and returned to another temperature level in the cistern. at 30 indicates the connection of three additional borehole groups to the pump circuit. Through the valves indicated at 32, selective connection of the different borehole groups to the cistern is possible, just as the valves included in the valve battery 26 enable selective connection between different temperature levels in the cistern.

Skilt eller sammankopplat med det ovan beskrivna systemet finnes även värmegivar- och förbrukaranslutningar till cisternen.Separate or connected to the system described above, there are also heat sensor and consumer connections to the cistern.

Närmare bestämt innefattar dessa ett antal rör 34, vilka leds ner till cisternens olika temperaturnivåer på samma sätt som rören 28.More specifically, these comprise a number of pipes 34, which are led down to the different temperature levels of the cistern in the same way as the pipes 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 solfångaranläggning 42. Det värmda vattnet âterförs till lämplig nivå i cisternen via ventilbatteriet 36. Via ventilbatteriet 36 och en pump 44 leds även vatten till konsumenter 46. Returvattnet âterföres till en lägre températurnivå i cisternen.Via a valve battery 36, corresponding to the valve battery 26, and a circulation pump 38, water is supplied from, for example, the bottom of the cistern to a heat exchanger 40. The heat exchanger 40 receives heat from a solar collector system 42. The heated water is returned to a suitable level in the cistern via the valve battery 36. and a pump 44 also directs water to consumers 46. The return water is returned to a lower temperature level in the tank.

'Sammanfattningsvis är rören, såsom rören 10, l2, 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 lämpligt stor del av marken kring och under cisternen i samspel med vatten- volymen i den senare användas för långtidslagring av värme. Ett lämpligt förhållande mellan cisternens volym och markkroppens volym är av storleksordningen l:l0. Den värme, som i marken leds ut från cisternen, upptas av markkroppen., Vid den i fig. 3 visade utföringsformen är en cirkulär cistern 6 helt försänkt i berg med oinklädd botten 48 för lagring av varmt vatten 18 till en nivå som balanseras av omgivande grund- vatten 50. Borrhâlen 4 är utförda från cisternbotten 48 och behöver ej förses med mynningspluggar. Till botten av varje hål gående rör, svarande mot rören 10, är förenade till kretsar, som matas av vatten från cisternen. Cisterntaket och det i värmelagringen deltagande bergets yta är täckta av värmeisolering 22. Kring an- läggningen är en injekteringsskärm 14 utförd för att förhindra värmeförluster genom utströmning av värmd vätska eller inströmning av kallt grundvatten.In summary, the pipes, such as the pipes 10, 12, from a plurality of boreholes on the ground surface are connected to circuits. By pumping hot or cold water from the cistern through the pipes, whereby heat is transferred to and from the ground around the holes, a suitably large part of the ground around and under the cistern in interaction with the water volume in the latter can be used for long-term storage of heat. A suitable ratio between the volume of the cistern and the volume of the ground body is of the order of 1: 10. The heat dissipated in the ground from the cistern is absorbed by the ground body. In the embodiment shown in Fig. 3, a circular cistern 6 is completely submerged in rock with unclad bottom 48 for storing hot water 18 to a level balanced by ambient groundwater 50. The drill holes 4 are made from the cistern bottom 48 and do not need to be provided with mouth plugs. Tubes leading to the bottom of each hole, corresponding to the tubes 10, are connected to circuits fed by water from the cistern. The tank roof and the surface of the rock participating in the heat storage are covered by thermal insulation 22. Around the plant, a grouting screen 14 is designed to prevent heat loss by outflow of heated liquid or inflow of cold groundwater.

Vid utföringsformen i fig. 4 finnes ett cirkulärt bergrum 52, svarande mot cisternen 6 vid de tidigare utföringsformerna.In the embodiment in Fig. 4 there is a circular rock space 52, corresponding to the cistern 6 in the previous embodiments.

Ett schakt 54 leder till ett pumphus 56 vid markytan. Borrhål 4 är nedförda runt bergrummet från markytan och är försedda med mynningsplugg 8 och cirkulationsrör 10, l2, för vatten från bergrummet. Bergytan är täckt med värmeisolering 22 i form av 1910707-4 ettmeærtjockt lager lättklinkerkulor, vilket lager är tätat i ytan. Anläggningens injekteringsskärm 14 kan kompletteras från injekteringshâl 58 från bergrumsbotten. Såsom i fig. 3 balanseras vattnet i cisternen och borrhålen av grundvatten 50.A shaft 54 leads to a pump housing 56 at the ground surface. Boreholes 4 are lowered around the rock chamber from the ground surface and are provided with orifice plug 8 and circulation pipes 10, 12, for water from the rock chamber. The rock surface is covered with thermal insulation 22 in the form of a 1910707-4 one-layer layer of lightweight clinker balls, which layer is sealed in the surface. The plant's grouting screen 14 can be supplemented from grouting holes 58 from the rock bottom. As in Fig. 3, the water in the cistern and boreholes is balanced by groundwater 50.

Det står klart för fackmannen att även vid utföringsformerna enligt fig. 3 och 4 samma eller liknande cirkulationsanslutningar som för utföringsformen i fig. l kan användas, dvs. i huvudsak enligt fig. 2. _ vid utföringsformen i fig. 5 är bergrummet (52) omgivet av tunnlar (60) i nivå med ëergrumsbotten, till vilka b0rrnâl_(4) är nedförda runt bergrummet från markytan. Hålens mynningspluggar är endast försedda med ett rår (12), eftersom cirkulation av vatt- net i hålen kan ske genom samverkan mellan flera hål nedförda till samma tunnel.It is clear to the person skilled in the art that even in the embodiments according to Figs. 3 and 4 the same or similar circulation connections as for the embodiment in Fig. 1 can be used, i.e. substantially according to Fig. 2. In the embodiment of Fig. 5, the rock space (52) is surrounded by tunnels (60) at the level of the rock bottom, to which boreholes (4) are lowered around the rock space from the ground surface. The mouth plugs of the holes are only provided with one pipe (12), since circulation of the water in the holes can take place by interaction between several holes lowered to the same tunnel.

I praktiken kan cisternen eller bergrummet vid en anlägg- ning enligt uppfinningen ha en volym av storleksordningen 20.000 m och markkroppen en volym av storleksordningen 200.000 m3.In practice, the cistern or rock chamber at a plant according to the invention can have a volume of the order of 20,000 m and the ground body a volume of the order of 200,000 m3.

Claims

7910107-4 Patent claims

Heat storage system comprising a long-term heat storage in the form of a ground body (2) with a large volume containing channels (4) for liquid and heat sensor (34,36,38,40,42) and consumer connections (34,36,44,46 ) to allow circulation of the liquid via heat sensor (42) and consumer (46), respectively, characterized in that the channels are connected via a pump circuit (24,26,28) to a liquid tank (6) surrounded by the ground body for the transmission of heat via the liquid in both directions between the contents of the cistern and the ground body, and that the said heat sensor and consumer connections are connected to the cistern for daily inlet and outlet of heat in it.

Plant according to Claim 1, characterized in that the channels (4) can be selectively connected in groups (32) to the pump circuit.

Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the ducts are selectively connectable (26) to different temperature ranges in the cistern via the pump circuit.

Plant according to one of the preceding claims, characterized in that it is so arranged that the liquid in the cistern and the channels is balanced by a natural or artificial groundwater surface (50) in the surrounding soil.

Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the ground body (2) is surrounded by a screen (14) from boreholes injected with concrete or the like, in order to prevent heat loss by outflow of the liquid or inflow of cold groundwater.

Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the channels are boreholes with two separate orifice openings (10, 12), which communicate with each other via the bottom of the borehole, and that the cistern (6) is located in a pit in the ground surface and the boreholes start from the ground surface and / or from the bottom and / or sides of the cistern.

Plant according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the channels are boreholes with two separate mouth openings (10, 12) which communicate with one another via the bottom of the borehole, and in that the cistern (52) is designed as a space in rock and that the boreholes in the ground body are made from the ground surface or from one or more tunnels above or next to the rock chamber. 79107074: ,, _ r .._ _ .__-..._ H, _., ._. _ ___, _ '_. ~ W_ _ ”_- _. __. ...__ .__

Plant according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the cistern is designed as a rock chamber and in that the channels are in the form of boreholes in the ground body, which are made from the ground surface to one or more tunnels (60) at the side about the rock space.

Plant according to any one of the preceding claims, characterized in that the storage temperature of the liquid is between about + 40 ° C and about + 100 ° C and that the liquid is water or a petroleum product. g '

Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the ground between the boreholes is cracked as a result of a temporarily applied overpressure in the holes.