SE428154C - Forfarande for att utvinna vermeenergi ur sjovatten - Google Patents

Description

15 20 ZS 30 40 s1o5s01-4 verkningsgrad.

'Motsvarande kan sägas gälla för ledningar i sjön. Under "vinterhalvåret" (med tidsförskjutningar.beroende på klimat och breddgrad) håller sjövattnet en temperatur av cirkaá; 1 till + ZOC. ~__ På grund av att vattnet omkring den på bottnen liggande ledningen kan vara mer eller mindre stillastående, kommer vid borttransporten av värmeenergín temperaturen att sjunka och is att bildas på led- ningens utsida, vilket innebär en isolering av ledningen med för- sämrande dennas värmegenomgångstal och därmed anläggningens verk- ningsgrad.

Ledningar utsättes därjämte för en utvändig försmutsning genom bl.a. algpåväxt vilket även minskar verkningsgraden.

Genom föreliggande uppfinning, sa som denna framstår i patent- kravens kännetecknande delar, är det möjligt att i kombination med värmepumpsteknik kontinuerligt tillvarata sjövattnets eller jäm- förbara vattenmassors värmeenergi under den kallare perioden av året och att därvid välja dimensíonerande data så att sjövatten med temperatur nära fryspunkten kan utnyttjas med full installerad » värmepumpseffekt utan hinder av isbildning.

Detta innebär att fullt energiuttag kan fortgå även under årets kallaste period, exempelvis januari, februari, mars månader.

Uppfinningen kommer närmare att beskrivas i form av ett exempel under hänvisning till ritningar, som i fig. 1 mycket schematiskt visar en anläggning för utförande av uppfinningen och fig. 2 en 'annan utformning av anläggningen.

En värmeväxlare 3 placeras direkt i sjövattnet (fig. 1). En värmebärare, till exempel en blandning av vatten och glykol pumpas av en pump 16 från värmeväxlaren 3 via ledningen 7 och 11 till förângaren hos en i sig känd och här ej närmare beskriven värmepump 8. Från denna leds värmebäraren åter via ledningen 9 och 12 till vänneväxlaren 3 En shuntledning 10 förbinder ledningarna 7 och 9 med varandra, för- bikopplande förångaren. 4 betecknar generellt de ledningar vilka ansluter värmepumpens kondensor med det eller de uppvärmnings- system som betjänas av värmepumpen. 13 betecknar sjövattnets yta. Värmeväxlaren 3, i vilket sjövattnets värme upptas av värme- bäraren, kan lämpligen vara av den typ där värmebäraren strömmar i koncentriskt i varandra anordnade rörslingor, mellan vilka sjö- vattnet strömmar. Med hjälp av borstar, anordnade på armar sväng- bara omkring en axel liggande i slingornas gemensamma centrum- linje, är det möjligt att hälla värmeväxlarytorna hos slingorna 10 15 20 25 35 40 .8105501-4 3 rena från föroreningar hos sjövattnet liksom hindra igenväxning av dessa med alger och andra vattenväxter, samtidigt som sjö- vattnet forceras att strömma utefter och mellan slingorna. Borst- armarnas rotation ombesörjes av en drivmotor t.ex. elektrisk eller hydraulisk vilken i det senare fallet kan drivas av det pumpdrivna värmebärarsystemet.

Värmeväxlaren är försedd meden inloppsöppning för sjövatten i botten av växlaren. Denna öppning kan anslutas till en ledning som mynnar på lämpligt djupt ställe för att vintertid utnyttja vattnets högsta värmekapacitet. Principen för sådan värmeväxlare beskrivs i svenska patentet 7706927-6 samt svenska patentansök- ningen 7908805-0.

Om det befinns lämpligare att placera värmeväxlaren på annan plats än i sjön (fig. 2) kan sjövattnet pumpas genom en ledning 1, medelst en pump 2, till en värmeväxlare 3 och åter till sjön genom en ledning 5. Ledningens 1 inlopp är placerat i sjön på ett sådant ställe där högsta temperatur råder under vinterhalv- âret.

Ledningens 5 utlopp kan i princip vara förlagt var som helst amen på avstånd från inloppet, så att vattenmassan omkring detta ej påverkas av utloppsvattnets temperatur. På samma sätt som tidigare beskrivits pumpas en värmebärare av en pump 6 från värme- växlaren 3 via ledningar 7 och 11 till förångaren hos en värmepump.

Från denna leds värmebäraren åter via ledningar 9 och 12 till värmeväxlaren 3. En shuntledning 10 förbinder ledningarna 7 och 9 med varandra, förbikopplande förángaren. 4 betecknar generellt de ledningar vilka ansluter värmepumpens kondensor med det eller de uppvärm- ningssystem som betjänas av värmepumpen. 13 betecknar sjövattnets yta och 14 betecknar sjövattenytan inne i värmeväxlaren.

En placering av växlaren där genomströmning av sjövattnet sker med pump kan exemplifieras enligt följande.

Under den kalla delen av året pumpas sjövatten, till exempel med en temperatur av +Z °C genom ledningen 1. Sjövattnet, som pumpas med relativt stort flöde avger i värmeväxlaren 3 värme till värmebäraren och lämnar växlaren via ledningen 5 med en temperatur av +1,5 OC. Värmebäraren med något mindre flöde när värmeväxlaren 3 vid en temperatur av -1°C, upptar i värmeväxlaren värme ur sjö- vattnet och lämnar enligt exemplet sålunda värmeväxlaren en grad varmare, dvs. vid 1 0°C. Värmebäraren har denna temperatur när den genom ledningen 11 när värmepumpens 8 förångarytor. I för- s10s501-4 É 4 10 15 20 25 30 ångaren avges värme (antagen förångníngstemperatur av -7 OC) och lämnar värmebäraren förångaren via ledningen 12 med en temperatur av -4 OC. Flödet genom förångaren är cirka 1/4 av värmebärarflödet genom värmeväxlaren och kommer denna del av värmebäraren, av -4 OC, att efter shunten 10 blandas med resterande, shuntade del av värmebäraren, av 0 °C, i ledningen 9, varför temperaturen hos värmebäraren när denna når värme- växlaren 3 är den tidigare nämnda temperaturen av -1 OC. Genom att enligt uppfinningen använda sjövatten med forcerad ström- ning och med stort flöde i kombination med en bärare likaledes med stort flöde som till en del shuntas förbi förängaren hos värmepumpen, är det möjligt att nalkas fryspunkten utan att is bildas på värmeväxlarytorna. I shuntledningen 10 är lämpligen en shuntventil anordnad, varigenom värmetillförseln till för- ångaren kan styras, lämpligen hållas konstant eller varieras efter belastningsbehov, i beroende av inom vissa gränser varierande temperaturer hos sjövattnet och därmed värmebäraren.

I det fall ledningarna 11 och 12 är långa, exempelvis beroende på byggtekniska skäl, blir strömningsmotståndet i dessa ledningar alltför stort för att en reglerad shuntning i 10 skall bli möjlig endast medelst en shuntventil. För att i sådant fall åstadkomma en noggrant reglerbar shuntning anordnas i t.ex. ledningen lï en pump, streckat antydd vid 15 i fíg. 2, med vars hjälp flödet genom led- ningarna ll, 12 regleras.

Det är inom ramen för uppfinningen möjligt att till och med tillåta en kontrollerad, begränsad isbildníng i värmeväxlaren 3 beroende på yttre förhållanden, vattentemperatur och typer av värmebärare. Uppfinningen är ej heller begränsad till den visade placeringen av värmeväxlaren, utan kan denna naturligtvis även anordnas under vattenytan. - - _ _ - __,._....-......_-__-

Claims (3)

8105501-4 5 '1Patentkrav

1. Förfarande för utvinning av värmeenergi ur sjövatten och jämförbara Vattenmassor, k ä n n e t e c k n a t av att sjö- vatten föres í ett konstant eller variabelt flöde från ett med hänsyn till temperaturförhàllandena lämpligt valt ställe i vatten- massan till en värmeväxlare (3) och åter tillbaks till sjön, att ett värmebärande medium pumpas genom värmeväxlaren (5) och en tilloppsledning (7, 11) till en förångare för en i sig känd värmepump (8) och genom en returledning (12, 9) åter till värme- växlaren (3), varvid mediet pumpas i ett flöde som är större än mediets flöde genom förångaren och att en del av mediet leds från tilloppsledningen (7) förbi (10) förångaren och till returled- ningen (9), och att sjövattnets flöde är åtminstone lika stort som mediets flöde.

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att delen av mediet leds reglerbart från tilloppsledningen (7) förbi förångaren till returledningen (9) medelst en shuntventil.

3.Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att delen av mediet leds reglerbart från tilloppsledningen (7) för- bi förångaren till returledningen (9) medelst en pump i led- ningen mellan förângaren och mediets förbiledning av denna.