194607. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés földhő hasznosítására
1 194 607 2 ezzel irányítottan áramlásba hozott - felszín alatti vizek konvekciójával valósul meg. Amint már említettük, a víz visszatáplálására a felszín alatti vizek mennyiségének a védelme érdekében van szükség, a víz minőségét pedig azáltal óvjuk, hogy a 8 recirkuláltató egységben a vízminőséget folyamatosan ellenőrizzük, és — szükség szerint — javítjuk. A 4 hőkutak teljesítményét tovább lehet fokozni azáltal, ha a 3 víznyelőkön át a talajba sajtolt (recirkuláltatott) vizet a felszínen — célszerűen a nyári időszakban nyert napenergia segítségével — felmelegítjük, és a visszasajtolással, illetve a földben eszközölt irányított áramoltatásával a hőt — elsősorban a 4 hőkutak környezetében - szezonálisan visszatároljuk, és e tárolt hőmennyiséget, illetve annak egy részét a fűtési idényben — ugyancsak szezonálisan — hasznosítjuk. A napenergia e hasznosításának egy célszerű lehetőségét a 3. ábrán érzékeltetjük, ahol a korábban már használt hivatkozási számokat és jeleket értelemszerűen alkalmaztuk. A napenergiát felfogó 9 hőnyerő egységben - amely egyébként e példa esetében fogyasztói létesítményen belül van kialakítva — 14 melegítő kollektor van, amelybe egyrészt a 2 víztermelő kutakból érkező 11 gerincvezeték torkollik ki, amely a 8 recirkuláltató egységhez csatlakozik. Az ebbői kivezetett 13 gerincvezetéken át kerül a túlnyomással áramoltatott (recirkuláltatott) víz a 3 víznyelőkbe (lásd az 1. és 2. ábrát is). A 14 melegítő kollektor alatt 15 hőszigetelő réteg van, amely pl. célirányos talajcserével alakítható ki. A növényház 9 hőnyerő egységként történő alkalmazása azért különösen előnyös, mert a növényházak nyári időszakokban egyébként is üzemen kívül vannak helyezve, ugyanakkor bennük az üvegházhatás érvényesül, így a terükbe táplált víz felmelegítésére minimális járulékos beruházási ráfordítással hasznosíthatók. A 3. ábrán a d nyíl mellett — amely a besajtolt víz áramlásirányát jelzi - a pontvonallal jelölt e nyilakkal a 9 hőnyerő egységből a földbe vitt hőenergia eloszlását érzékeltetjük. Az a nyilak - mint az 1. és 2. ábrákon - a besajtolt (recirkuláltatott) víznek a 2 víztermelő kutak szívóhatására bekövetkező áramlási irányt, illetve áramlási vonalakat jelölik. Jól érzékelhető, hogy a 9 hőnyerő egységben megnövekedett hőmérsékletű víz a 4 hőícutakra áramlik, amikor a 2 víztermelő kutak üzemelnek; így a 4 hőkutak hatékonysága, illetve hőteljesítménye a rájuk áramoltatott víz konvektiv hőáramának köszönhetően lényegesen megnövelhető. A találmány szerinti hőhasznosító rendszer vízigények kielégítésére is szolgálhat; ebben az esetben a 2 víztermelő kutakból felszínre hozott vízmennyiség egy részét — az 5 hőhasznosító egységben (1. és 2. ábra) bekövetkezett közvetlen hőleadás után — vízellátási igények kielégítésére fordítjuk. Ebben az esetben csak a megmaradt vízhányadot sajtoljuk vissza a 3 víznyelőkön keresztül a földbe, ez is elegendő a 4 hőkutakra irányított vízáramoltatás, a közvetett hőelvonást fokozó hatás biztosításához. A találmányt a továbbiakban példán keresztül ismertetjük részletesen. Egy 4000 m2 alapterületű növényházat fűtünk a találmány szerinti eljárással és berendezéssel, vagyis a rendszer fogyasztói létesítménye e növényház, amelynek méretezési (csúcs)hőigényc 1 MW. 5 Abba a terepszint alatti földtartományba, amelynek földhőjét hasznosítani kívánjuk, egymástól 300 m távolságra egy víztermelő kútsort és egy víznyelősort telepítünk, az 1. ábra szerinti elrendezésnek megfelelően. A kb. 150 m mélységű víztermelő ku- 10 takkal összesen 100 m3/ó mennyiségű 20 °C hőmérsékletű vizet veszünk ki. A vízzel együtt közvetlenül kitermelt hőteljesítmény 600 KW; ezt At = 5 °C hasznosításával nyerjük. Az 5 °C-kal csökkent - tehát 15 °C - hőmérsékletű vizet visszasajtoljuk a 15 talajba. Ezzel biztosítjuk a hőkutak állandó hatékony üzemelését, a környezetükben levő víz lehűlésének a meggátlását. A víztermelő és víznyelő kutak közötti területen öt kb. 300 m mélységű hőkutat telepítünk, két to- 20 vábbi hőkutat pedig a víztermelő kutak vonalán kívül létesítünk. Ezek összesen 100 KW hőteljesítményt adnak le. A hőkutak által leadott hőmennyiséget is a növényház fűtésére fordítjuk. A vízfelhozatallal kitermelt 600 KW és a hőku- 25 takkal közvetlenül kitermelt 100 KW, összesen 700 KW hőteljesítmény mindaddig elegendő a növényház fűtéséhez és a rendszerhez tartozó hőszivattyú plusz energiaigényének a fedezéséhez, amíg a külső hőmérséklet - 7 °C alá nem süllyed. A - 7 °C-t meghaladó külső hőmérsékleteknél szükséges többlethőmennyiséget a rendszerbe iktatott csúcskazán üzemeltetésével fedezzük. A találmány előnyei a következők : 35 a találmány szerinti megoldás segítségével elsősorban a mezőgazdaság területén nyílik lehetőség alacsony vagy közepes hőfokszintü, megújuló helyi energiaforrás - a talajhő - kedvező kihasználására ; a találmány révén műszakilag megalapozottan 40 és gazdaságosan kielégíthető olyan létesítmények- pl. növényházak - hőigénye, amely létesítményekben folyó termelés - pl. növénytermesztés - nem képes kigazdálkodni fosszilis energiahordozóval történő fűtés, illetve ternperálás költségét. 45 A felszínre hozott vízzel, illetve annak egy részével- szükség szerint - vízellátási igények is kielégíthetők. A találmányunk szerinti komplex eljárás segítségével a hőelvonás oly módon történik, hogy a művelet az érintett vízkészlet minőségét - és 50 gyakorlatilag a mennyiségét — még helyi viszonylatban sem befolyásolja, hiszen a vízminőség-ellenőrző és vízkezelő készülékek és a visszasajtolás a mélységi vizek és az igénybevett rétegek védelmét biztosítják. A találmány különösen alacsony hőfo- 55 kú fűtési igény kielégítésére alkalmazható igen gazdaságosan. A találmány természetesen nem korlátozódik a fentiekben részletezett példára, hanem az igénypontok által definiált oltalmi körön belül sokféle 60 módon megvalósítható. A víztermelő egységeket például nemcsak kutak, hanek aknák, tárók, források stb. is alkothatják. Ugyanis a víznyelők sem csak kutak lehetnek, hanem aknák, tárók stb. is. 65 4
