NO146408B - Fremgangsmaate til lagring av varmeenergi i et marklager - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til lagring av varmeenergi i et marklager.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til å lagre varmeenergi i et marklager med stort volum, fortrinnsvis et slikt som er anordnet i direkte termisk forbindelse med den omgivende mark og som omfatter et marklegeme forsynt med kanaler for sirkulasjon av vann i en krets som inneholder kanalene og ytre varmeopptagende resp. varmeavgivende anordninger.

Et eksempel på en slik lagring av varmeenergi er gitt i svensk patentsøknad 7612143-3. Som varmeopptagende anordning har man i første omgang tenkt seg solfangere ved hvis hjelp varmeenergi kan lagres i den varme årstid for å tas ut i den kalde årstid. Som det fremgår av beskrivelsen kreves i begynnelsen en oppladning av lageret i flere år før lageret kan utnyttes i full utstrekning med ønsket økonomisk utbytte, til tross for at marklageret bare skal oppvarmes i svak grad over den omgivende marks temperatur, som f.eks. kan være 8°C.

For denne begynnelsesoppvarming i noen år kreves midlertidige solfangere eller utnyttelse av særskilte energikilder. Dette må anses som en ekstra investering for at lageret skal kunne tas i bruk innen rimelig tid.

Samme forhold råder ved anordning av andre store marklagre av lignende art. Man kan av økonomiske og praktiske grunner ikke anordne ubegrenset store og kostnadskrevende varmeopptagende anordninger til begynnelses- resp. vedlikeholdsoppvarming av marklagre for å minske forberedelsestiden eller øke marklagerets kapasitet.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en løsning på dette problem og med forholdsvis lave kostnader i sommerhalvåret muliggjøre tilførsel av en stor varmemengde med begrenset temperatur på kort tid til et marklager av den angitte art.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at der som varmeopptagende anordning utnyttes store, naturlige eller kunstige vannmasser, såsom sjøer, havbukter, demninger, vassdrag etc. hvorfra vann som i den varme årstid er oppvarmet til over en bestemt temperatur, blir tilført marklageret, mens tilførselen avbrytes senest ved oppnåelse av en temperaturutjevning mellom det tilførte vann og marklageret. Også denne type varmeopptagende anordninger utgjøres i prinsippet av en solfanger, skjønt en integrerende faktor er innført ved at denne "solfanger" med en ganske lang forsinkelse om våren er virksom døgnet rundt til langt ut på høsten med en temperatur som normalt går opp til 18-22°C. Ved hjelp av diverse enkle forholdsregler kan til og med en vesentlig høyere temperatur oppnås, f.eks. ved at der anbringes et varmeisolerende skikt på en del av vannmassens overflate komplettert med anordninger for soloppvarming av vannet under det varmeisolerende skikt i henhold til et eller annet kjent system.

Ved hjelp av oppfinnelsen kan således både en hurtig og økonomisk begynnelsesoppvarming og en meget effektiv og økonomisk vedlikeholdsoppvarming av et stort marklager skaffes i den varme årstid. Den eneste begrensning sammenlignet med vanlige solfangere består i den normalt begrensede temperatur. Dette har dog liten betydning ved begynnelsesoppvarming og overhodet ingen betydning hvis marklageret skal utnyttes på anvendelsesområder som krever forholdsvis lave temperaturer, dvs. normalt opp til 15-20°C vanntemperatur i marklageret. Som eksempler på slike anvendelsesområder kan nevnes snøsmelting og tørking av veier, gangstier, fotballplasser og lignende og videre temperering av bygninger, dreneringsrør etc. for å holde dem frostfrie. De oppnåelige temperaturer er til og med tilstrekkelige til å forbedre dyrking av vekster, alger osv. i den kalde årstid.

Ifølge en utførelsesform for oppfinnelsen kan videre fall-høyden for et vassdrag som inngår i den utnyttede vannmasse, eller nivåforskjellen til en høyereliggende vannmasse utnyttes for tilførsel av det oppvarmede vann til marklageret. Pumping av vann til marklageret for dettes oppvarming blir dermed ikke nødvendig. Oppfinnelsen vil bli forklart nærmere i det følgende under henvisning til tegningen som skjematisk utførelseseksempel på fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Tegningen viser et marklager 1 av den type som er beskrevet

i svensk patentsøknad 7612143-3 og har et antall vertikale rør 2 som er parallellkoblet til en utløpsledning 3. Inne i rørene 2 er der anordnet koaksiale, nedentil åpne innerrør som er parallellkoblet til en tilførselsledning 4. Tilførselsledningen 4 står i forbindelse med en sjø 5 som ligger høyere enn marklageret, og utløpsledningen 3 står i forbindelse med en sjø 6 som ligger lavere enn marklageret. Vannstrømmen gjennom marklageret 1 regu-leres ved hjelp av ikke viste, eventuelt termostatstyrte ventiler, og noen pumpe kreves ikke i denne krets. Hvis pumper anvendes, kan selvfølgelig en sirkulsjon av vann fra og tilbake til en av sjøene 5, 6 skaffes. Alternativt kan ledningene 3 og 4 natur-ligvis også tilsluttes et eventuelt vassdrag som renner mellom sjøene 5, 6.

Hvis temperaturen i sjøen 5 er utilstrekkelig, kan en del av sjøens overflate dekkes med et på overflaten flytende isolerende skikt 7 av f.eks. plast sammen med en anordning for soloppvarming av vannet under det isolerende skikt. Slike anordninger av for-skjellige typer er i og for seg velkjente.

Marklageret 1 kan være anordnet under f.eks. en fotballplass, som kan holdes isfri og tørr direkte av varme fra lageret, i det minste i mesteparten av vinterhalvåret. Fotballplassen kan derved tas i bruk vesentlig tidligere om våren enn normalt. Ved hjelp av en pumpeanordning 8 pumpes dessuten vann i en krets 9 som marklageret 1 og f.eks. en gangvei 10 inngår i.

Oppfinnelsen er selvfølgelig ikke begrenset til de her viste og beskrevne utførelsesformer, men kan modifiseres på adskillige måter innen rammen for den oppfinnelse som er definert i de etter-følgende krav.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til å lagre varmeenergi i et marklager med stort volum, fortrinnsvis et slikt som er anordnet i direkte termisk forbindelse med den omgivende mark, og som omfatter et marklegeme forsynt med kanaler for sirkulasjon av vann i en krets som inneholder kanalene og ytre varmeopptagende resp. varmeavgivende anordninger, karakterisert ved at der som varmeopptagende anordning utnyttes store, naturlige eller kunstige vannmasser, såsom sjøer, havbukter, dammer vassdrag etc, hvorfra vann som i den varme årstid er oppvarmet til over en bestemt temperatur, blir tilført marklageret, mens tilførselen avbrytes senest ved oppnåelse av en temperaturutjevning mellom det tilførte vann og marklageret.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste en del av vannmassens overflate holdes dekket av et varmeisolerende skikt, og at forholdsregler tas for å skaffe en soloppvarming av det vann som ligger under skiktet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fallhøyden for et vassdrag som inngår i den utnyttede vannmasse, eller nivåforskjellen mellom vannmassen og marklageret anvendes for tilførsel av det oppvarmede vann til marklageret.