203811. lajstromszámú szabadalom • Rendszer hőenergia, különösen geotermikus energia kinyerésére és átvitelére fűtési célból
1 HU 203 811 B 2 Mint az a 2. ábrában a metszeten látható, a találmány szerinti 1 műanyag tömlőkötegek 2 talajban vannak lefektetve. Az 1 műanyag tőmlőköteg három vagy több, egy síkban elrendezett 1’ csatornából áll, melyek egymással anyagkötéssel vannak összekapcsolva. Az 1 műanyag tömlóköteg a találmány szerint az egy síkban elhelyezkedő 1’ csatornáival, tehát széles oldalával a 2 talaj felületével párhuzamosan van lefektetve, tehát felülete legnagyobb részével a fő hőáramlási irányra merőlegesen helyezkedik el, amely irányt az 1. ábrán feltüntetett kettős nyíl mutatja. Ezáltal az 1 műanyag tőmlőköteg a környezetből és a talaj belsejéből származó hőenergiát optimálisan képes felvenni és tárolni. Mint az a 2. ábrából kitűnik, az 1 műanyag tömlóköteg lefektetési módja következtében 3 talajréteg az 1 műanyag tőmlőköteg felett lazább és kisebb vastagsága révén nincsen oly mértékben tömörödve, mint a 2 talaj, miáltal a szivárgó víz mint egy tölcsérben gyűlhet ősze. így jobb hőátmenetet és ezáltal pedig kedvezőbb gazdaságosságot érhetünk el. A találmány szerinti rendszer kialakítását az alábbiakban geotermikus kollektor példáján ismertetjük részletesebben. A több, egymás mellett elrendezett 1 műanyag tömlőkötegből kialakított rendszert talajmeliorációs munkálatok elvégzésére kialakított „Meliomat” típusú berendezéssel fektetjük a 2 talajba, ahol is az 1 műanyag tömlóköteget pajzsban kialakított csövön keresztül folyamatosan a kívánt mélységben fektetjük le, míg a megmozgatott 3 talajréteg a pajzs mögött „automatikusan” visszahullik a helyére úgy, hogy nincsen szükség további, költséges talajmunkálatokra. Ilyen földmunkára csak a gyűjtőcső lefektetés esetén van szükség. A felhasználásra terülő műanyag tömlőkőteg úgy van kialakítva, hogy a teljes keresztmetszete több kisebb részre van felosztva több, előnyösen három egymás melletti csatorna formájában. Ezáltal a műanyag tömlóköteget nem kell lejtéssel lefektetni a berendezés légtelenítése céljából. A találmány előnye még, hogy a hőhordozó közeg kis áramlási sebessége esetén is a műanyag tőmlőkőtegből a levegő a légtelenítő edénybe kerül be. Ezáltal a műanyag tömlóköteget konstans mélységben lehet lefektetni, ami azt is jelenti, hogy az igazodva a mindenkori talajegyenetlenségekhez helyezhető el a talajban. További előnye - ami pedig a teljes keresztmetszetnek több különálló részre történt felosztásából ered - az, hogy kisebb falvastagság mellett nagyobb nyomószilárdságot lehet elérni. A nyomásstabilitás fokozására az egyes csatornák közötti válaszfalakat úgy alakítjuk ki, hogy a válaszfalak bizonyos szakaszon párhuzamosak egymással. Az egyes csatornák között egymással párhuzamosan elrendezett, műanyag tömlóköteg falánál vastagabb választófalak folytán a műanyag tömlőkötegre ható fokozódó hőhatás esetén a műanyag tömlóköteg keskeny oldala felveszi kényszerhelyzetét, ami következtében a széles oldal jobban kitágul, tehát fokozódhat a hőfelvétel. Mivel a műanyag tömlóköteg széles oldala fő hőáramra merőlegesen helyezkedik fel, ezért az a körülötte emelkedő hőmérséklet hatására a normál hőtágulásán túlmenően még tovább képes tágulni, így több hőenergiát képes felvenni. Azonos keresztmetszetű, de egycsatornás műanyag tömlóköteg kialakítása lényegesen nagyobb falvastagságot tenne szükségessé. Ebből pedig a jelentős anyagfelhasználás és rossz hatásfok következik. A „merev” geotermikus kollektoroknál a hőtágulással kapcsolatosan fellépő problémák a műanyag tömlőkötegnél teljesen elmaradnak, sőt még az is lehetséges, hogy a különböző hosszúságú műanyag tömlőkőtegeket egymás mellett párhuzamosan fektetjük le. A műanyag tőmlőkötegeknél az ebből adódó előszabási lehetőség, valamint nyomóhüvelyes és szelepcsavaros formában kiképzett egyszerű csatlakozási mód, továbbá ilyen műanyag tömlőkötegeknek tetszés szerinti hosszban való gyárthatósága jelentősen csökkenti a szerelési feladatokat. A talajban lefektetett műanyag tömlőkötegek a végüknél gyűjtővezetékekkel vannak összekapcsolva. A gyűjtővezeték rögzítéséhez nincsen szükség különösebb segédeszközökre. A műanyag tömlőkötegek tágíthatósága és adott esetben pedig a hosszirányban kialakított kúpos alakjuk hatására létrejövő egyenletes hőátmenet még tovább fokozza az energetikai Mtékonyságot és ezáltal a geotermikus kollektor kialakításával kapcsolatos költségek megtakarítását. Ez a hatás a „merev” geotermikus kollektoroknál, amelyek például acélból készültek, csak feltételesbe csakis túl nagy ráfordítással érhető el. A talajból kinyert hőenergia többek között hőszivattyú közbeiktatásával fűtésre, például kórházakban használható fel. Még annak is megvan a lehetősége, hogy a találmány szerinti rendszer segítségével hőenergiát, mint például környezeti vagy pedig másodlagos hőenergiát juttassunk be a talajba és azt későbbi hasznosításáig ott tároljuk. Amennyiben a műanyag tömlóköteget az ismertetett technológiával fektetjük le a talajba, akkor megvan annak a lehetősége, hogy az eddigieknél lényegesen gazdaságosabban tudjuk a kis és nagy hőszivattyús létesítményeket kialakítani a talajnak és a környezeti hőenergiának energiaforrásként történő felhasználása mellett. A lefektetett találmány szerinti rendszer feletti talajréteg ismét hasznosítható mezőgazdaságilag. A találmány szerinti rendszer előnyeit az alábbiakban ismertetjük. A műanyag tömlőkötegek tágíthatóságából kifolyólag azok a hóhordozó közeg átáramlásakor az uralkodó nyomásveszteségek hatására elejükön nagyobb keresztmetszetűre tágulnak ki, mint végükön. Ezáltal a hóhordozó közegnek az áramlási sebessége a tömlő elején kisebb, mint a végén. A hőhordozó közegnek a tömlő hosszirányában fokozódó sebessége, a hőhordozó közeg és a lefektetett műanyag tömlóköteg közötti csökkenő hőmérsékletkülönbség, valamint a műanyag tömlóköteg csökkenő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
