BE1030011B1 - Gebouw en verwarmingssysteem en werkwijze om verwarmingssysteem te bedrijven - Google Patents

Gebouw en verwarmingssysteem en werkwijze om verwarmingssysteem te bedrijven Download PDF

Info

Publication number
BE1030011B1
BE1030011B1 BE20215977A BE202105977A BE1030011B1 BE 1030011 B1 BE1030011 B1 BE 1030011B1 BE 20215977 A BE20215977 A BE 20215977A BE 202105977 A BE202105977 A BE 202105977A BE 1030011 B1 BE1030011 B1 BE 1030011B1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
heat
building
circuit
thermal
flow
Prior art date
Application number
BE20215977A
Other languages
English (en)
Other versions
BE1030011A1 (nl
Inventor
Patrick Brants
Original Assignee
Patrick Brants
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patrick Brants filed Critical Patrick Brants
Priority to BE20215977A priority Critical patent/BE1030011B1/nl
Priority to PCT/EP2022/085459 priority patent/WO2023110782A1/en
Publication of BE1030011A1 publication Critical patent/BE1030011A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of BE1030011B1 publication Critical patent/BE1030011B1/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/005Hot-water central heating systems combined with solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/18Hot-water central heating systems using heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0065Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • F28D2020/0082Multiple tanks arrangements, e.g. adjacent tanks, tank in tank

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

Verwarmingssysteem (1) om warmte te verdelen naar een veelheid van ontvangers (20) binnen een gebouw (100). Het systeem omvat een bron (2) en een hoofdwarmteopslag (3) die in thermische warmteuitwisseling zijn met een primair circulatiecircuit (10) dat een eerste warmtedrager (C1) circuleert, en een veelheid van warmtebuffers (4-1,4-2), die elk in thermische warmteuitwisseling zijn met één van een veelheid van warmte- extractie circuits (15) ingericht om warmte te verdelen onder een deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Elke warmtebuffer is ingericht langs één respectieve van een veelheid van verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10) tussen twee interconnectieleden (12,13). Het systeem omvat een controlesysteem (30) ingericht om de stroom (F) van de eerste warmtedrager (C1) dynamisch te verdelen over de in parallel verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10).

Description

1 BE2021/5977
GEBOUW EN VERWARMINGSSYSTEEM EN WERKWIJZE OM
VERWARMINGSSYSTEEM TE BEDRIJVEN
TECHNISCH DOMEIN EN ACHTERGROND
De huidige bekendmaking heeft betrekking op een verwarmingssysteem, in het bijzonder een residentieel verwarmingssysteem, en een gebouw omvattende een residentieel verwarmingssysteem. De huidige uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze om het residentiële verwarmingssysteem te bedrijven.
Conventionele residentiële verwarmingssystemen omvatten een enkele gecentraliseerde warmtebuffer waaruit warmte wordt geleverd aan een aantal ontvangers binnen het gebouw. Deze systemen zijn relatief laag in efficiëntie vanwege significante verliezen die geïntroduceerd worden door het transporteren van warmte over een grote afstand door het gebouw telkens wanneer een ontvanger een warmtevraag initieert.
Meer recentelijk, zijn ecologische aspecten een essentiële overweging geworden in residentiële verwarmingssysteem toepassingen. Dit resulteert in een shift richting het gebruiken van groene energiebronnen, het minimaliseren van gasconsumptie en het reduceren van uitstoot van schadelijke stoffen, zoals CO». Over het algemeen, heeft het verlagen van energieverbruik en belangrijker, energieverliezen, een centrale rol ingenomen in verwarmingssysteem ontwerp. Verwarmingsontwerpen die het gebruik van groene energiebronnen implementeren zijn bekend.
Bijvoorbeeld, een residentieel verwarmingssysteem dat warmte haalt uit groene energiebronnen zowel als niet-groene energiebronnen is bekend.
Zulk een systeem is gebaseerd op een centrale lus met een verbinding naar elke residentiële unit. Elke residentiële unit omvat zijn eigen _verwarmingsinstallatie voor complementaire lokale verwarming.
Overeenkomstig rest er een nood aan verwarmingssystemen met verbeterde
9 BE2021/5977 thermodynamische efficiëntie en/of systemen die minder afhankelijk kunnen zijn van niet-groene energiebronnen.
SAMENVATTING
Aspecten van de huidige bekendmaking hebben betrekking op een systeem dat één of meer nadelen van gekende verwarmingssystemen beperkt en dat zich richt tot een algemene trend om ‘groenere’ verwarmingssystemen te voorzien door thermodynamische efficiëntie te verbeteren in het verdelen van warmte van hernieuwbare bronnen naar een veelheid van ontvangers binnen een gebouw. Op voordelige wijze draagt het bekendgemaakte systeem ten minste bij tot voorziening van een verwarmingssysteem dat zelfvoorzienend is met gebruik van enkel groene bronnen van energie.
Volgens een eerste aspect is er een systeem voorzien om warmte te verdelen naar een veelheid van ontvangers binnen een gebouw. Het systeem omvat ten minste één warmtebron en ten minste één hoofdwarmteopslag. De ten minste één warmtebron kan op voordelige wijze één of meer omvatten van: ten minste één zonnewarmtecollector en ten minste één thermische windturbine en middelen om restwarmte van compressor en/of grijswater te terug te winnen. De ten minste één warmtebron kan op voordelige wijze een geothermische warmtebron omvatten, bv. een warmtepomp die warmte onttrekt aan een geothermische warmtebron.
De warmtebronnen en -opslagen zijn elk in thermische _warmteuitwisseling met een primair circulatiecircuit om warmte uit te wisselen met een eerste warmtedrager binnen het circuit. Over het algemeen wordt warmte uitgewisseld door een warmtepomp. Als alternatief of als aanvulling kunnen de bron(nen) en/of de opslag(en) deel zijn van, in directe fluïde verbinding staand, met het primaire circuit. Het circuit is ingericht, via een netwerk van verbonden leidingen, om in gebruik, een
3 BE2021/5977 stroom van de eerste warmtedrager te circuleren langs een traject voorbij de warmtebron en de hoofdwarmteopslag. Op voordelige wijze kan een overschot van warmte gegenereerd door de bronnen aldus bewaard worden in de buffer en omgekeerd. Op inventieve wijze, omvat het systeem een veelheid van warmtebuffers, gedecentraliseerde buffers, die elk in thermische warmteuitwisseling zijn met één van een veelheid van primaire circulatielussen omvat in het primaire circulatiecircuit. Elke buffer is aanvullend in thermische warmteuitwisseling met één van een veelheid van warmte-extractie circuits die zijn ingericht om warmte te verdelen onder een deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Het gebruik van een veelheid van gedecentraliseerde warmtebuffers om warmte te verdelen laat op voordelige wijze toe om een geoptimaliseerde hoeveelheid van warmte bij een gewenste temperatuur te houden in dichte nabijheid van een verzameling van ontvangers. Uitvinders vinden dat energieverliezen aldus geminimaliseerd kunnen worden, reeds omdat de gelokaliseerde warmtebuffers het minimaliseren toelaten van een maximum temperatuurvereiste van de drager binnen het systeem. In overeenstemming, realiseert het systeem een thermodynamisch voordeel, bv. tegenover systemen zonder een buffer of met een gecentraliseerde buffer.
Het verdelen van warmte van elke warmtebuffer naar een corresponderende deelverzameling van de veelheid van ontvangers optimaliseert thermodynamische efficiëntie van het systeem zelfs voorts door selectieve verwarming mogelijk te maken van individuele warmtebuffers die warmte leveren aan een deelverzameling van de veelheid van ontvangers, 1.e. afhankelijk van een gedetecteerde piek in warmtevraag van binnen een specifieke deelverzameling. Om efficiënte circulatie van de eerste warmtedrager te realiseren is elke van de veelheid van warmtebuffers ingericht langs één respectieve van een corresponderende veelheid van verbonden secties van het primaire circulatiecircuit, die elk over het algemeen in parallel zijn ingericht tussen een eerste interconnectielid en
4 BE2021/5977 een tweede interconnectielied waarbij elk van de parallel verbonden secties een sectie definieert van één van de veelheid van primaire circulatielussen.
De configuratie van de verbonden secties in parallel tussen twee leden laat een symmetrisch leidingontwerp toe en een gebalanceerde verdeling van stroom, wat gemak van bedrijving en/of installatie faciliteert, en thermodynamische verliezen vermindert.
De warmtebuffers omvatten typisch een tank omvattende een volume van een voorts of gelijkaardig warmteoverdrachtmedium, waarbij voornoemd warmteoverdrachtmedium in thermische warmteuitwisseling is met het corresponderende warmte-extractie circuit en met de corresponderende verbonden sectie. Het voorzien van de warmteuitwisseling met het extractiecircuit bij een bovenste sectie van de tank en het voorzien van warmteuitwisseling met de corresponderende verbonden sectie bij een onderste sectie binnen de tank laat op voordelige wijze vorming van een temperatuurgradiënt toe vanwege natuurlijke convectie tussen bovenste en onderste secties, waarbij warmteopname wordt geoptimaliseerd bij de relatief koelere onderste sectie en warmteafgifte bij de in vergelijking warmere bovenste sectie. Over het algemeen heeft de tank een verticale dimensie van meer dan 1 meter tot een hoogte van de verdieping van het gebouw. Typisch in een bereik van 2-3 meter. In een voorkeursbelichaming omvat de opslagtank een volume in overeenstemming met een maximaal verwachte dagelijkse warmtevraag van de corresponderende deelverzameling van de veelheid van ontvangers.
Om een gebalanceerde warmteverdeling te faciliteren, omvat het systeem ook een controlesysteem ingericht om de stroom van de eerste warmtedrager dynamisch te verdelen over de in parallel verbonden secties van het primaire circulatiecircuit afhankelijk van een verzameling van controleparameters, waarbij de verzameling ten minste een vooraf bepaalde en/of actuele warmtevraag van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers omvat. Het controlesysteem maakt een geautomatiseerde bedrijving mogelijk zowel als de mogelijkheid om interne en externe gegevens op te nemen in de bedrijvingscondities van het systeem. Zoals duidelijk zal worden uit het onderstaande kan de verzameling van controleparameters als aanvulling of als alternatief één of meer omvatten 5 van: weerparameters, zoals gemiddelde dagelijkse temperatuur, gemiddeld dagelijks aantal uren van daglicht, gemiddelde dagelijkse hoeveelheid van precipitatie en gemiddelde dagelijkse windsnelheden; gegevens met betrekking op een real-time levering van warmte van de warmtebronnen en/ of -buffer; een verschil tussen een actuele warmtevraag van de veelheid van ontvangers en de actuele warmtelevering; vooraf ingestelde condities betreffende warmtevraag, zoals een opgelegde beperking (vb. een maximum kamertemperatuur beperking) die warmtelevering naar ontvangers limiteert; condities van warmtetekort; falen en/of bedrijfbaarheidsinformatie van systeemcomponenten; en legionella warmtecyclus parameters.
Elke verbonden sectie kan in hoofdzaak verticaal ingericht zijn binnen het gebouw, en elk warmte-extractie circuit kan zijn ingericht in een lusconfiguratie, waarbij een stroom van een tweede warmtedrager wordt gecirculeerd tussen de corresponderende warmtebuffer en de corresponderende deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Op voordelige wijze kan het warmte-extractie circuit in hoofdzaak horizontaal zijn ingericht binnen het gebouw, bv. binnen een verdieping van het gebouw. Door de verbonden secties te voorzien in een veelal verticale opstelling en door de warmte-extractie circuits te voorzien in een veelal horizontale opstelling, neemt het systeem een matrix-achtige configuratie aan, met warmteoverdracht in twee fasen. De eerste fase wordt overwegend verticaal overgebracht in de relevante verbonden sectie naar de relevante warmtebuffer. In een tweede fase, wordt warmte verdeeld van daar langs een overwegend horizontale richting van de relevante warmtebuffer naar de corresponderende deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Deze
6 BE2021/5977 configuratie laat het systeem toe om een regelmatige opstelling op te nemen met geminimaliseerde lengte van leidingen (en bijhorende warmteverliezen) en dat resulteert ook in een verlaagde standaarddeviatie van responstijden van een warmtevraag van de ontvangers.
Praktisch, is het voordelig om de ten minste één warmtebron in te richten bij een bovenste gedeelte van het gebouw (bv. de bovenste verdieping, zolder, of op het dak) en de ten minste één hoofdwarmteopslagen in hoofdzaak bij of onder een onderste gedeelte van het gebouw (bv. een kelder). Groene energiebronnen, zoals zonnewarmtecollectoren en thermische windturbines worden idealiter gemonteerd op het dak en/of wandsecties van het gebouw. Verbindingen naar opslagen, bv. koud water buffers en andere opslagen zoals een geothermische eenheid, maar ook warmtewisselaars van compressoren en/of grijswater hulpbronnen, kunnen het gemakkelijkst in een kelder of een andere ruimte bij of onder het onderste van het gebouw gehouden worden.
Het zal worden gewaardeerd dat het systeem toegepast kan worden met bijzonder voordeel in gebouwen met meerdere verdiepingen, bv. een hoogbouw met meerdere appartementen, waarbij elke ontvanger (bv. appartement of gemeenschappelijke ruimte) over het algemeen onvoldoende toegang (bv. wand- of dakruimte) heeft om energiebronnen te houden die in staat zijn om een individueel verwarmingscircuit te voorzien. In een in het bijzonder geprefereerde belichaming, wordt het systeem omvat in een gebouw met meerdere verdiepingen, waarbij elke verdieping een warmtebuffer van de veelheid van warmtebuffers omvat. Door ten minste één warmtebuffer in te richten per verdieping, worden de thermodynamische voordelen van het systeem optimaal benut, omdat de warmteverdeling naar de verschillende delen van het gebouw meer gelijk worden.
In een sterk geprefereerde belichaming, omvat het systeem een bypasscircuit omvattende een bypassleiding, tussen het eerste
7 BE2021/5977 interconnectielid en het tweede interconnectielid. De bypass is ingericht om de eerste warmtedrager toe te laten om de in parallel verbonden secties van het primaire circulatiecircuit te omzeilen (bypass). Daarbij, is het controlesysteem voorts ingericht om ten minste een gedeelte van de stroom van de eerste warmtedrager dynamisch om te leiden door de bypassleiding door een bypass pomp te controleren, afhankelijk van de verzameling van controleparameters. De bypass verbetert op voordelige wijze efficiënte opslag van een overschot thermische energie door een stroom van de eerste warmtedrager mogelijk te maken tussen bron en opslag zonder langs de buffertanks te gaan. Zoals hierbij onderstaand in meer detail zal worden uitgelegd maakt het bypasscircuit voorts op voordelige wijze het uitvoeren van een verwarmingsroutine mogelijk om deel van het systeem te verwarmen boven een minimum uitvoeringstemperatuur, bv. het mogelijk maken van ontvriezen van thermische zonnecollectoren.
Aspecten van de huidige bekendmaking hebben voorts betrekking op een gebouw omvattende het systeem zoals hierbij bekendgemaakt en op een werkwijze om het systeem of gebouw te bedrijven.
KORTE BESCHRIJVING VAN TEKENINGEN
Deze en andere kenmerken, aspecten, en voordelen van de inrichting, systemen en werkwijzen van de huidige bekendmaking zullen beter begrepen worden uit de volgende beschrijving, bijgevoegde conclusies, en bijhorende tekeningen waarbij:
FIG 1 beeldt schematisch een belichamingssysteem af voor het verdelen van warmte naar een veelheid van ontvangers binnen een gebouw
FIG 2 beeldt schematisch aspecten af met betrekking op een verdelingslus;
FIG 3 illustreert aspecten gerelateerd aan systeem voor het verdelen van warmte in een gebouw; en
8 BE2021/5977
FIG 4 en 4B, illustreren aspecten gerelateerd aan systeem voor het verdelen van warmte in een gebouw; en
FIG 5 illustreert schematisch een werkwijze om het systeem te bedrijven.
BESCHRIJVING VAN BELICHAMINGEN
Terminologie gebruikt voor het beschrijven van bepaalde belichamingen 1s niet bedoeld limiterend te zijn voor de uitvinding. Zoals hierin gebruikt, worden de enkelvoudige vormen "een", "de" en "het" bedoeld om de meervoudige vormen ook te omvatten, tenzij de context duidelijk anders aangeeft. De term "en/of" omvat eender welke en alle combinaties van één of meer van de geassocieerde vermelde items. Het zal begrepen worden dat de termen "omvat" en/of "omvattende" de aanwezigheid van vernoemde kenmerken specifiëren maar niet de aanwezigheid of aanvulling van één of meer andere kenmerken uitsluiten. Het zal voorts begrepen worden dat wanneer naar een bepaalde stap van een werkwijze wordt verwezen als volgend op een andere stap, het voornoemde andere stap direct kan opvolgen of één of meer intermediaire stappen uitgevoerd kunnen worden vooraleer de bepaalde stap uit te voeren, tenzij anders gespecifieerd.
Eveneens zal worden begrepen dat wanneer een verbinding tussen structuren of componenten wordt beschreven, deze verbinding direct kan worden opgericht of door intermediaire structuren of componenten tenzij anders gespecifieerd.
Zoals hierbij gebruikt geeft de term ‘groene energie’ over het algemeen energie weer die is verkregen van hernieuwbare bronnen direct beschikbaar aan het gebouw zoals zonnestraling, wind- en geothermische energie. Het systeem kan op voordelige wijze een gebruik van niet- hernieuwbare bronnen zoals kool, gas, olie, hout, etc. verminderen of zelfs elimineren voor verwarming. Elektrisch vermogen gebruikt door het systeem wordt bij voorkeur ook voorzien van groene bronnen, bij voorkeur
9 BE2021/5977 van bronnen zoals fotovoltaïsche panelen en/of batterijen voorzien aan het gebouw. In overeenstemming, kan het systeem ingericht zijn als een losstaand systeem dat onafhankelijk/ontkoppeld is van het net. Optioneel, kan het systeem verbonden worden met het net, bv. een stadswarmtenet of voedingsnet, om overschotten in het net te laden. Optioneel, kan restwarmte eerst worden omgezet naar elektrische energie.
De uitvinding wordt hierna vollediger beschreven met verwijzing naar de bijhorende tekeningen, waarin belichamingen van de uitvinding worden getoond. In de tekeningen, kunnen de absolute en relatieve groottes van systemen, componenten, lagen en regio’s overdreven zijn voor duidelijkheid. Belichamingen kunnen zijn beschreven met verwijzing naar schematische en/of doorsnede illustraties van mogelijk geïdealiseerde belichamingen en intermediaire structuren van de uitvinding. In de beschrijving en tekeningen, verwijzen gelijke nummers overal naar gelijke elementen. Relatieve termen zowel als afgeleiden daarvan zouden opgevat moeten worden als verwijzend naar de oriëntatie zoals dan beschreven of zoals getoond in de tekening onder bespreking. Deze relatieve termen zijn voor gemak van beschrijving en vereisen niet dat het systeem geconstrueerd of bedreven wordt in een bepaalde oriëntatie tenzij anders vernoemd.
Het systeem en zijn bedrijving zullen nu in meer detail worden beschreven met verwijzing naar FIGn 1-5, waarbij FIGn 1 en 2 een voorbeeldbelichaming afbeelden van een systeem 1 voor het verdelen van warmte naar een veelheid van ontvangers 20. Fign 3 en 4 illustreren aspecten van een gebouw 100 omvattende een systeem voor het verdelen van warmte naar een veelheid van ontvangers binnen het gebouw; en FIG 5 illustreert meerdere aspecten gerelateerd aan een werkwijze om het systeem of een gebouw omvattende het systeem zoals hierbij bekendgemaakt te bedrijven.
Over het algemeen omvat het systeem ten minste één warmtebron 2 en ten minste één hoofdwarmteopslag 3 die in thermische
10 BE2021/5977 warmteuitwisseling zijn met een primair circulatiecircuit 10 ingericht om, in gebruik, een stroom F van een eerste warmtedrager C1 te circuleren langs een traject voorbij de hoofdwarmtebron en de hoofdwarmteopslag.
Zoals getoond omvat het systeem een veelheid van warmtebuffers 4, waarvan alleen 4-1 is getoond in detail. Warmtebuffer 4-1 is in thermische warmteuitwisseling met één L1 van een veelheid van primaire circulatielussen L1,L2,L3 omvat in het primaire circulatiecircuit 10. De buffer is ook in thermische warmteuitwisseling met één van een veelheid van warmte-extractie circuits 15 die zijn ingericht om warmte te verdelen over een deelverzameling van de veelheid van ontvangers.
Zoals getoond is elke van de veelheid van warmtebuffers ingericht langs één respectieve van een corresponderende veelheid van verbonden secties 11-1 van het primaire circulatiecircuit, welke in parallel zijn ingericht tussen een eerste interconnectielid 12 en een tweede interconnectielid 13. Zoals getoond, definieert elke van de parallel verbonden secties 11 een sectie van één van de veelheid van primaire circulatielussen in combinatie met de interconnectieleden 12,13 en een terugkeersectie 8. In één belichaming, bv. zoals getoond, is de terugkeersectie 8 gevormd door enkele leiding hebbende een capaciteit (doorsnedediameter) ten minste gelijk aan een gecombineerde capaciteit van de parallel verbonden secties. Optioneel kan het terugkeercircuit gevormd zijn van een veelheid van terugkeersecties. Een veelheid van stroom- regulatie leden is voorzien langs het circuit voor het controleren van een stroom F van de eerste warmtedrager C1 binnen specifieke secties van het circuit. Over het algemeen omvatten de leden één of meer pompen 7 of kleppen 7v.
Het systeem omvat voorts een controlesysteem 30 ingericht om de stroom F van de eerste warmtedrager C1 dynamisch te verdelen over de in parallel verbonden secties 11 van het primaire circulatiecircuit 10 afhankelijk van een verzameling van controleparameters, waarbij de
11 BE2021/5977 verzameling ten minste een vooraf bepaalde en/of actuele warmtevraag omvat van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Merk op dat voor duidelijkheidsredenen de belichamingen zoals getoond enkel drie van de interconnecties afbeeldt (voorgestelde streepjes-stippenlijnen) tussen het controlesysteem en de stroomregulatie leden.
De warmtebron omvat typisch één of meer thermische zonnecollectoren 2-1 en/of thermische windturbines 2-2. Deze bronnen zijn bij voorkeur voorzien langs een bovenste gedeelte van het gebouw (typisch langs het dak, zie bv. FIG 3). Bij voorkeur, omvat het gebouw ook een losstaande elektrische voeding omvattende één of meer elektrische vermogen generatoren zoals fotovoltaïsche paneel generatoren en/of windturbines, en een elektrische vermogen opslagmodule zoals een batterij.
Bij voorkeur, is de elektrische voeding gedimensioneerd om de elektrische componenten van het systeem (controller, pomp, warmtepompen, etc.) te voeden zodat het systeem zelfvoorzienend kan zijn en zelfs losgekoppeld van een voedingsnet. De warmtebronnen en elektrische vermogen generatoren zijn typisch voorzien langs een dak gedeelte van het gebouw. Optioneel kan een gedeelte zijn voorzien langs een gevel van het gebouw en/of in gemeenschappelijke ruimtes (bv. tuin) die het gebouw omgeven. Bij voorkeur zijn de warmtebronnen en/of FV panelen georiënteerd in een configuratie, bv. zoals getoond in FIG 4A, of oriënteerbaar (bv. roteerbaar en/of draaibaar gemonteerd) om zo gebruik van zonnestraling te optimaliseren.
De ten minste één hoofdwarmteopslag 3 kan op voordelige wijze één of meer omvatten van: een geothermische opslag 3-1 en een waterbuffer 3-2, bv. een koud water buffer 3-2, en een warmtewissel compressor 3-3. De koud water buffer kan een buffer omvatten die ijswater of grijswater omvat.
Bij voorkeur, omvat de hoofdwarmteopslag een verbinding met een warmtewisselaar van een compressor (warmtewissel compressor 3-3). Een warmtewissel compressor 3-3, bv. een perslucht energieopslag (PLEO), kan
19 BE2021/5977 op voordelige wijze thermische energie omzetten door directe compressie/decompressie van lucht, om een warmtepomp aan te drijven. Op voordelige wijze, kan een PLEO aldus een overschot van thermische energie bewaren voor latere afgifte zonder een elektrische conversiestap zoals in een conventionele warmtepomp. Conversie van elektrische energie naar compressie zoals in reguliere warmtepompen, veroorzaakt significante thermische verliezen van tot ongeveer 90%. Warmteverliezen van compressoren kunnen gemakkelijk worden teruggewonnen tot ongeveer 85%. Zulk een terugwinning kan op voordelige wijze opnieuw teruggekoppeld worden in het verwarmingssysteem. Het systeem laat zeer efficiënte buffering toe van restwarmte van compressoren.
De warmtebronnen en de hoofdwarmteopslagen zijn in thermische warmteuitwisseling met het circuit. Warmte kan worden uitgewisseld ofwel direct bv. door circulatie van de eerste warmtedrager en/of indirect bv. via een warmtewissel oppervlak zoals een radiator. In geprefereerde belichamingen, wordt warmteuitwisseling met ten minste deel van de hoofdwarmteopslagen voorzien door een warmtepomp, bv. een elektrisch gevoede warmtepomp die kan worden gevoed door de losstaande elektrische voeding.
In een geprefereerde belichaming, zijn de warmtebuffers 4-1,4-2 essentieel omvat binnen een verdieping 101 van het gebouw. De veelheid van verbonden secties 11 is bij voorkeur essentieel verticaal georiënteerd over verdiepingen zoals geïllustreerd in FIG 3 en FIG 4B.
In een geprefereerde belichaming, bevindt het eerste — interconnectielid zich in hoofdzaak nabij de ten minste één warmtebron. Het tweede interconnectielid bevindt zich bij voorkeur in hoofdzaak nabij de ten minste één hoofdwarmteopslag. Op deze wijze, verbinden de verbonden secties elk de warmtebronnen en de warmteopslagen. Dit is gunstig omdat warmte voorbij de warmtebronnen en -opslagen kan stromen door elk van de verschillende verbonden secties, waarbij de matrix-achtige configuratie
13 BE2021/5977 wordt benut om minimale en gelijke reisafstanden mogelijk te maken tussen bronnen en opslagen voor elk van de verbonden secties.
Bij voorkeur, is het systeem voorzien van één of meer evenwichtselementen die een temperatuurverdeling van de eerste warmtedrager homogeniseren binnen een sectie van het circuit voorafgaand aan het binnengaan en/of na het doorgaan van een verticale lus sectie. Het evenwichtselement kan zich bevinden, of zelfs gevormd zijn door, bij het respectieve eerste interconnectie en/of tweede evenwichtselement 12,13. De evenwichtselementen 12e, 13e kunnen op voordelige wijze ingericht zijn om temperatuurvariaties te verminderen, bv. van spatiaal verdeelde contributies van warmte van de warmtebronnen. In een geprefereerde belichaming, is temperatuur evenwichtscompensatie voorzien door een verlaging van een stroomsnelheid van de eerste warmtedrager. In de evenwichtselementen, wordt turbulentie verlaagd en temperatuur geëgaliseerd, welke beide effecten bijdragen tot een verlaging van energieverliezen doorheen het systeem. In een geprefereerde belichaming, omvat evenwichtselement een stroomvolume, bv. een tank, met een serie van ingangen en uitgangen die respectievelijk zijn verbonden met de warmtebronnen/-opslagen en (verticale) lus secties. Het stroomvolume heeft over het algemeen een doorsnede oppervlakte van ten minste twee keer, bij voorkeur 3x, een doorsnede in gemeenschappelijke (niet-vertakte) secties van het circuit om stroomsnelheid te verlagen. Evenwichtselementen kunnen als aanvulling andere technische maatregelen implementeren voor het verlagen van stroomsnelheid, zoals stroom-verminderend leidingmateriaal en stroom-verminderende onderdelen geïntroduceerd in zijn stroomvolume van het evenwichtselement. Als alternatief, of als aanvulling, kan het evenwichtselement actieve mengelementen omvatten, bv. roertoestellen.
In een bijzonder geprefereerde belichaming omvat het systeem een bypasscircuit 18 omvattende een bypassleiding 19, tussen het eerste
14 BE2021/5977 interconnectielid 12 en het tweede interconnectielid 13. De bypass omvat bij voorkeur ten minste één bedienbaar stroom regulatielid 7 zoals hierbij bekendgemaakt om ten minste een gedeelte van de stroom rond de warmtebuffers 4-1,4-2 om te leiden.
De warmte-extractie circuits 15 zijn ingericht om warmte te verdelen over een deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Elk warmte-extractie circuit 15 van de veelheid van warmte-extractie circuits omvat over het algemeen een hoofdcircuitdeel 15p-1 dat in thermische warmteuitwisseling is met de corresponderende warmtebuffer 4-1, en een veelheid van distributielussen 16,16-1,16-2 die in fluïde verbinding staan met het hoofdcircuitdeel en die ingericht zijn om warmte te leveren aan één respectieve van de veelheid van ontvangers 20. Het aantal verdelingslussen stemt over het algemeen overeen met het aantal ontvangers die bediend dienen te worden. Bij voorkeur, zijn de verdelingslussen verbonden met het hoofdcircuitdeel door een centraal (gemeenschappelijk) verbindingslid 17 dat ingangen/uitgangen heeft voor het hoofdcircuitdeel en elk van de verdelingslussen. Het verbinden van de verdelingslussen via een gemeenschappelijk verbindingslid 17 laat op voordelige wijze toe warmte te onttrekken aan de buffertank gebruik makende van een enkele verzameling warmte-extractie leidingen (hoofdcircuitdeel).
Nu met referentie naar FIG 2, is elke verdelingslus 16-1 in thermische warmteuitwisseling met een ruimteverwarmingsinstallatie 21 bij de ontvanger en een ontvanger buffer 22. Over het algemeen is een verdelingslus 16-1,16-2,16-n voorzien voor elke ontvanger, bv. een appartement of gemeenschappelijke ruimte zoals een wasruimte of hallen, bij een bepaalde verdieping van het gebouw. De ruimteverwarmingsinstallatie 21 voorziet ruimteverwarming, over het algemeen vloerverwarming. De buffer 22 (opslagtank 22) houdt een volume vast van een voorts warmteoverdrachtmedium C4 en is in thermische warmteuitwisseling met een warm water verdelingscircuit 23 (bv. een
15 BE2021/5977 tapwatercircuit hebbende een inlaat en uitlaat 23-1,23-1 voor warm/koud water. Het warmteoverdrachtmedium C4 en de verdelingslus 16-1 zijn in thermische warmteuitwisseling, bij voorkeur bij een onderste sectie van de tank. De buffertank is in thermische warmteuitwisseling met een tapwatercircuit, bij voorkeur bij een bovenste sectie van de tank.
Gelijkaardig als voor de warmtebuffers 4 optimaliseert het inrichten van de warmtelevering bij een onderste sectie van de tank 22 en de warmte- extractie bij een onderste sectie energieoverdracht.
In een geprefereerde belichaming, omvat de ontvanger buffer 22 een aanvullend verwarmingselement 24. Het aanvullende verwarmingselement kan worden gecontroleerd, door het controlesysteem 30, om aanvullende warmte te voorzien in het geval een onmiddellijke warmtelevering van de warmte-extractie circuits 15 onvoldoende is om aan een lokale vraag te voldoen, bv. een plotse schommeling in een warm water vraag van een eindgebruiker. Op voordelige wijze kan het aanvullende verwarmingselement 24 ingericht zijn om, ten minste tijdelijk de tank te verwarmen boven een sanitaire temperatuur, typisch > 60°C (bv. 60 of 70°C voor 1 uur) om ophoping van potentieel gevaarlijke micro-organismen (bv. legionella) te vermijden. Deze aanvullende verwarming kan elektrisch gevoed worden, bv. van de FV panelen en/of batterij. Bij voorkeur, is het aanvullende verwarmingselement 24 voorzien van een restenergie van binnen het gebouw. In overeenstemming, in een geprefereerde belichaming, is de verdelingslus in thermische warmteuitwisseling met een terugwinningscircuit 25. Het terugwinningscircuit 25 kan zijn ingericht om restwarmte terug te winnen van externe energiestromen. i.e. niet direct afkomstig van het verwarmingssysteem, binnen het gebouw. Bij voorkeur, is het terugwinningscircut ingericht om restwarmte terug te winnen van één of meer elektrisch aangedreven toestellen zoals wasmachines of droogkasten (bv. in een gemeenschappelijke wasruimte); en een luchtventilatiecircuit.
Toestellen die warm water vrijgeven, zoals wasmachines, kunnen op
16 BE2021/5977 voordelige wijze direct verbonden worden met het systeem bij het warm water verdelingscircuit 23-1 om restwarmte terug te winnen van afvalwater.
In sommige belichamingen, bv. zoals getoond, pompt een warmtepomp 26, warmte van een in vergelijking warme indoor luchtventilatiestroom 27-1 naar het terugwinningscircuit 25 waarbij een in vergelijking koelere luchtstroom wordt achtergelaten die uit het gebouw wordt uitgedreven.
Als aanvulling, kan de wasruimte ook zijn ingericht om direct wasmachines daarin aanwezig te verbinden met het verwarmingssysteem om zo restwarmte terug te winnen.
Het systeem kan een regenwater verzamelcircuit (niet getoond) omvatten, omvattende een regenwater buffer die voorverwarmd is met grijswater warmte, en kan voorts verwarmd worden door thermische warmteuitwisseling met het primaire circulatiecircuit. Door grijswater om te leiden voor herwinningsdoeleinden van regenwater, wordt een risico van contaminatie van een hoofd warm water circuit van het gebouw in geval van lekkage beperkt.
Aspecten betreffende het gebouw dat het systeem omvat voor het verdelen van warmte naar een veelheid van ontvangers binnen het gebouw en naar de werkwijze van bedrijving zal nu worden uitgelegd met verdere referentie naar Fign 3-5, waarbij FIGn 3-4 aspecten illustreren gerelateerd aan systeem voor het verdelen van warmte in een gebouw; en FIG 5 illustreert schematisch een werkwijze om het systeem te bedrijven. voorziet een doorsnede zijaanzicht van een gebouw omvattende een systeem voor het verdelen van warmte aan een veelheid van ontvangers binnen een gebouw;
FIG 3-4 illustreren bepaalde aspecten van een gebouw 100 omvattende een systeem 1 zoals hierbij bekendgemaakt. Zoals getoond, in doorsnede zijaanzicht, omvat het gebouw een totaal van tien verdiepingen (vier aangeduid: 101-1,101-2,101-3,104-4) waarvan één kelder 101-4.
Thermische zonnecollectoren 2-1, FV panelen 2-3, en thermische
17 BE2021/5977 windcollectoren 2-2 zijn voorzien langs het dak. Een geothermische opslag 3- 1 is voorzien onder het gebouw en koud water buffers 3-2 zijn voorzien bij het kelder niveau. Een warmtewisselaar compressor (PLEO) 3-3 en een grijswater warmtewisselaar 3-4 zijn voorzien in de kelder. De zonnewarmtecollectoren 2-1 zijn ingericht langs drie hoofdrichtingen, west, zuid, oost om opname van zonnestraling te optimaliseren. (FIG 4A). Elke verdieping met leefruimtes is voorzien van een warmtebuffer (4-1,4-2,4-3).
De warmtebuffers 4-1,4-2,4-3 zijn verticaal boven elkaar gemonteerd en tussen eerste en tweede interconnectieleden zijn respectievelijk het kelder niveau en het dak niveau (verbindingsleden 12,13 en leidingen getoond in
FIG 1). Elke buffer is in thermische warmteuitwisseling met een aantal verdelingslussen 16 (één aangeduid) via respectieve warmte-extractie circuits bij de verdieping. De warmtebuffers zijn verticaal georiënteerd en hebben een hoogte van 2-3 m. Zoals aangeduid door de gradiëntschaduw (Fig 4B) bestaat een thermische gradiënt AT tussen bovenste en onderste secties van de tanks 4-1,4-2,4-3.
FIG 5 illustreert schematisch een werkwijze om het systeem te bedrijven. De werkwijze omvattende over het algemeen omvat ten minste: het uitvoeren van een laad 202 routine wanneer een bepaalde of geschatte actuele warmtelevering van de bron naar de drager een bepaalde of geschatte actuele warmtevraag van de verdelingslussen of in het gebouw overschrijdt; en het uitvoeren 202 van een ontlaadroutine wanneer bepaalde of geschatte actuele warmtevraag van de verdelingslussen een bepaalde of geschatte actuele warmtelevering van de bron overschrijdt. De combinatie van bovengenoemde condities optimaliseert een gebruik van warmte onder variërende condities zoals variaties in beschikbaarheid van groene energie. bv. vanwege seizoensgebonden en/of weersvariaties. Bijvoorbeeld, het bewaren van een overschot aan warmte tijdens een zonnige periode en het afgeven van bewaarde warmte wanneer actuele levering onvoldoende is om aan een vraag te voldoen. Het uitvoeren van de laadcyclus omvat: het
18 BE2021/5977 onttrekken van warmte aan de eerste warmtedrager en het leveren van onttrokken warmte aan ten minste één hoofdopslag. Het uitvoeren van de ontlaadroutine omvat het onttrekken van warmte aan de hoofdopslag en het leveren van de onttrokken warmte aan de eerste warmtedrager. De laadroutine kan op voordelige wijze het verhogen van een stroomsnelheid omvatten van de drager in het bypasscircuit ten opzichte van de parallelle secties omvatten, en het uitvoeren van de ontlaadroutine omvat het verlagen van een stroomsnelheid, zelfs tot nul, in het bypasscircuit ten opzichte van de parallelle secties tijdens de ontlaadroutine.
In verband daarmee is het controlesysteem 30 aanvullend ingericht om te bepalen 201 of een actuele warmtelevering van de bronnen naar de drager carrier een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt. In een geprefereerde belichaming, omvat de werkwijze het bepalen of een actuele warmtelevering van de bron naar de drager een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt. Middelen voor het bepalen van een levering en vraag kunnen gemakkelijk gemeten worden, vanwege de configuratie van het systeem in gescheiden distributie- en extractie-circuits die accurate bepaling toelaten van temperaturen binnen het systeem gebruik makende van een beperkt aantal temperatuursensoren, bv. door een gemeten temperatuurverschil een eerste sensor voorzien in één van de interconnectieleden en tweede sensoren voorzien in de warmte buffertanks en/of langs de warmte-extractie circuits.
Als alternatief, of als aanvulling, kan de warmtelevering en/of -vragen ten minste gedeeltelijk gebaseerd zijn op modellering. Bijvoorbeeld, door warmteverliezen te modelleren bij verscheidene ontvangers en warmteleveringen voor onder specifieke weers- en/of seizoensgebonden condities.
Om de verdeling van warmte naar deelverzamelingen van de ontvangers te verbeteren, omvat de werkwijze het dynamisch verdelen van een stroom van de eerste warmtedrager over de in parallel verbonden
19 BE2021/5977 secties van het primaire circulatiecircuit afhankelijk van een verzameling van controleparameters. Voornoemde verzameling omvat typisch ten minste een vooraf bepaalde (bv. gemodelleerde) en/of actuele warmtevraag van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers door het aansturen van de veelheid van pompen.
De werkwijze kan op voordelige wijze voorts het verhogen van een stroomsnelheid van de drager in de bypass omvatten ten opzichte van de parallelle secties tijdens de laadroutine, en het verlagen van een stroomsnelheid naar nul in de bypass ten opzichte van de parallelle secties tijdens de ontlaadroutine.
Op voordelige wijze, kan de werkwijze voorts een verwarmingsroutine omvatten. De verwarmingsroutine laat op voordelige wijze het brengen van componenten van het systeem naar een werktemperatuur toe, bv. het ontvriezen van thermische zonnecollectoren na een koude nacht. De verwarmingsroutine wordt over het algemeen voorafgegaan door een stap om te bepalen of een actuele temperatuur bij een specifiek gedeelte van het systeem (bv. een thermische zonnecollector) onder een onderste temperatuurlimiet is. Indien het geval, wordt de verwarmingsroutine uitgevoerd waarbij de verwarmingsroutine omvat het onttrekken van warmte aan de ten minste één hoofdwarmteopslag om de eerste warmtedrager te verwarmen naar een temperatuur boven de onderste limiet gebruik makende; en het onttrekken van warmte aan de verwarmde eerste warmtedrager om het gedeelte van systeem (bv. de thermische zonnecollector) te verwarmen naar een temperatuur boven de onderste limiet. In een geprefereerde belichaming, omvat de warmteroutine het omleiden van ten minste een deel, bij voorkeur alles, van de stroom van de verwarmde eerste warmtedrager voorbij de parallelle secties via de bypassleiding. Aldus bereikt de verwarmde drager de koude sectie (bv. tijdens nacht) in een thermodynamisch geoptimaliseerde efficiënte route (minimaliseren of zelfs vermijden van warmteoverdracht naar de buffers.
20 BE2021/5977
Tot het doel van duidelijkheid en een gevatte beschrijving, zijn kenmerken hierbij beschreven als deel van dezelfde of gescheiden belichamingen, hoewel, het zal worden gewaardeerd dat de omvang van de utvinding belichamingen kan omvatten die combinaties hebben van alle of sommige van de beschreven kenmerken. Natuurlijk, dient het te worden gewaardeerd dat eender welke van de bovenstaande belichamingen of processen gecombineerd kunnen worden met één of meer andere belichamingen of processen om zelfs verdere verbeteringen te voorzien in het vinden en koppelen van ontwerpen en voordelen.
Bij het interpreteren van de bijgevoegde conclusies, zou het begrepen moeten worden dat het woord "omvattende" niet de aanwezigheid uitsluit van andere elementen of acties dan diegene vermeld in een gegeven conclusie; het woord “een" voorafgaand aan een element sluit de aanwezigheid van een veelheid van zulke elementen niet uit; eender welke referentietekens in de conclusies limiteren hun omvang niet; meerdere "middelen" kunnen voorgesteld worden door hetzelfde of verschillende item(s) of geïmplementeerde structuur of functie; eender welke van de bekendgemaakte inrichtingen of delen daarvan kunnen samen gecombineerd worden of gescheiden in verdere delen tenzij specifiek anders vermeld. Waar één conclusie naar een andere conclusie verwijst, kan dit synergetisch voordeel aangeven bereikt door de combinatie van hun respectieve kenmerken. Maar het loutere feit dat bepaalde middelen worden voorgedragen in onderling verschillende conclusies toont niet aan dat een combinatie van die middelen niet ook tot voordeel gebruikt kan worden. De huidige belichamingen kunnen aldus alle werkende combinaties van de conclusies omvatten waarbij elke conclusie in principe kan verwijzen naar eender welke voorgaande conclusie tenzij duidelijk uitgesloten door context.

Claims (20)

21 BE2021/5977 CONCLUSIES
1. Een systeem (1) om warmte te verdelen naar een veelheid van ontvangers (20) binnen een gebouw (100), waarbij het systeem omvat ten minste één warmtebron (2) en ten minste één hoofdwarmteopslag (3) die in thermische warmteuitwisseling zijn met een primair circulatiecircuit (10) ingericht om, in gebruik, een stroom (F) van een eerste warmtedrager (C1) te circuleren; en een veelheid van warmtebuffers (4-1,4-2) die elk in thermische warmteuitwisseling zijn met het primaire circulatiecircuit (10) en met één van een veelheid van warmte-extractie circuits (15) ingericht om warmte te verdelen onder een deelverzameling van de veelheid van ontvangers; waarbij elk van de veelheid van warmtebuffers is ingericht langs één respectieve van een veelheid van verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10), die elk in parallel zijn ingericht tussen een eerste interconnectielid (12) en een tweede interconnectielid (13), en waarbij het systeem een controlesysteem (30) omvat ingericht om de stroom (F) van de eerste warmtedrager (C1) dynamisch te verdelen over de in parallel verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10) afhankelijk van een verzameling van controleparameters, waarbij de verzameling ten minste een vooraf bepaalde en/of actuele warmtevraag van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers (20) omvat.
2. Het systeem volgens conclusie 1, waarbij elke verbonden sectie in hoofdzaak verticaal is ingericht binnen het gebouw, en waarbij elk warmte- extractie circuit is ingericht in een lusconfiguratie, waarbij een stroom van een tweede warmtedrager (C2) wordt gecirculeerd tussen de corresponderende warmtebuffer en de corresponderende deelverzameling
29 BE2021/5977 van de veelheid van ontvangers, en waarbij elk warmte-extractie circuit in hoofdzaak horizontaal is ingericht binnen het gebouw.
3. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een eerste evenwichtselement (12e) zich bij het eerste interconnectielid (12) bevindt en waarbij een tweede evenwichtselement (13e) zich bij het tweede interconnectielid (13) bevindt, waarbij de evenwichtselementen zijn ingericht om temperatuurvariaties daarin te verminderen door een stroomsnelheid van de eerste warmtedrager (C1) te verlagen.
4. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het eerste interconnectielid (12) zich in hoofdzaak ter plaatse van een bovenste sectie van het gebouw bevindt nabij de ten minste één warmtebron en waarbij het tweede interconnectielid zich in hoofdzaak ter plaatse van of onder een onderste sectie van het gebouw bevindt nabij de ten minste één hoofdwarmteopslag.
5. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het gebouw een gebouw met meerdere verdiepingen is, en waarbij elke verdieping (101) een warmtebuffer van de veelheid van warmtebuffers omvat.
6. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij elk warmte-extractie circuit (15) van de veelheid van warmte-extractie circuits een hoofdcircuitdeel (15p) omvat in thermische warmteuitwisseling met de corresponderende warmtebuffer, en een veelheid van verdelingslussen (16-1,16-2) die in fluïde staan met het hoofdcircuitdeel bij een verbindingslid (17), waarbij elke verdelingslus is ingericht om warmte te leveren aan één respectieve van de veelheid van ontvangers.
7. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij elk warmte-extractie circuit (15) voorts een evenwichtselement (17e) omvat bij het corresponderende verbindingslid, waarbij het evenwichtselement is ingericht om temperatuurvariaties daarin te verminderen door een stroomsnelheid van de tweede warmtedrager (C2) te verminderen.
23 BE2021/5977
8. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het systeem voorts een bypasscircuit (18) omvat dat een bypassleiding (19) omvat, tussen het eerste interconnectielid (12) en het tweede interconnectielid (13) voor het omzeilen van de in parallel verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10), waarbij het controlesysteem (30) voorts is ingericht om ten minste een deel van de stroom van de eerste warmtedrager (C1) dynamisch om te leiden door de bypassleiding afhankelijk van de verzameling van controleparameters.
9. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste één warmtebron (2) één of meer omvat van: ten minste één zonnewarmtecollector (2-1) en ten minste één thermische windturbine (2-2).
10. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste één hoofdwarmteopslag (3) één of meer omvat van: een geothermische opslag (3-1) en een waterbuffer (3-2).
11. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één van de veelheid van verbonden secties (11), elk hoofdcircuitdeel (15p) van de veelheid van warmte-extractie circuits, en elke verdelingslus van de warmte-extractie circuits (15-1,15-2), is geassocieerd met ten minste één van een veelheid van pompen (7) die gecontroleerd worden door het controlesysteem om de warmtestroom in het systeem te reguleren.
12. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het systeem één of meer fotovoltaïsche panelen (2-3) omvat, en bij voorkeur een batterij, om ten minste deel van het vermogen te leveren voor het bedienen van één of meer elektrisch aangedreven componenten van het systeem.
13. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij elke verdelingslus (16) in thermische warmteuitwisseling is met een ruimteverwarmingsinstallatie (21) bij de ontvanger en een ontvanger buffer (22), omvattende een volume van een warmteoverdrachtmedium (C4),
24 BE2021/5977 waarbij het warmteoverdrachtmedium en de verdelingslus bij een onderste sectie van de tank in thermische warmteuitwisseling zijn, en waarbij de buffertank in thermische warmteuitwisseling is met een tapwatercircuit (23) bij een bovenste sectie van de tank.
14. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ontvanger buffer (22) een aanvullend verwarmingselement (24) omvat om het warmteoverdrachtmedium (C4) te verwarmen boven een minimale temperatuur.
15. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de verdelingslus in thermische warmteuitwisseling is met een terugwinningscircuit (25) ingericht om restwarmte van een externe energiestroom binnen het gebouw terug te winnen.
16. Een gebouw (100) omvattende het systeem (1) volgens een van de voorgaande conclusies.
17. Een werkwijze (200) voor het bedrijven van het systeem volgens een van de conclusies 1-15, waarbij de werkwijze omvat: het bepalen (201) of een actuele warmtelevering van de bron een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt het bedienen van een laadroutine (202) wanneer een actuele warmtelevering van de bron een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt; en het uitvoeren van een ontlaadroutine (203) wanneer een actuele warmtevraag van de verdelingslussen een actuele warmtelevering van de bron overschrijdt waarbij het uitvoeren van de laadcyclus omvat: warmte onttrekken aan de eerste heat warmtedrager (C1) en onttrokken warmte leveren aan ten minste één hoofdopslag, en waarbij het uitvoeren van de ontlaadroutine omvat het onttrekken van warmte aan de hoofdopslag en de onttrokken warmte leveren aan de eerste warmtedrager (C1).
95 BE2021/5977
18. De werkwijze volgens conclusie 17, waarbij de werkwijze omvat het dynamisch verdelen van de stroom van de eerste warmtedrager over de in parallel verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit afhankelijk van de verzameling van controleparameters, waarbij de verzameling ten minste een vooraf bepaalde en/of actuele warmtevraag van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers omvat.
19. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 17-18, waarbij het uitvoeren van de laadroutine het verhogen van een stroomsnelheid omvat in het bypasscircuit (18) ten opzichte van een gecombineerde stroom in de parallelle secties (11), en het uitvoeren van de ontlaadroutine het verlagen van een stroomsnelheid omvat in het bypasscircuit (18) ten opzichte van de gecombineerde stroom in de parallelle secties tijdens de ontlaadroutine.
20. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 17-19, voorts omvattende het bepalen (204) of een actuele warmtelevering van de bron een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt; en het uitvoeren van een verwarmingsroutine (205) wanneer een gemeten temperatuur bij de ten minste één warmtebron, bij voorkeur een zonnewarmtecollector, onder een ondergrens is, waarbij de verwarmingsroutine omvat: - het onttrekken van warmte uit de ten minste één hoofdwarmteopslag om de eerste warmtedrager te verwarmen tot een temperatuur boven de ondergrens; en - het omleiden van ten minste een deel van de stroom van de verwarmde eerste warmtedrager door de bypassleiding; - en het onttrekken van warmte uit de verwarmde eerste warmtedrager (C1) om de ten minste één warmtebron (2) te verwarmen.
BE20215977A 2021-12-13 2021-12-13 Gebouw en verwarmingssysteem en werkwijze om verwarmingssysteem te bedrijven BE1030011B1 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20215977A BE1030011B1 (nl) 2021-12-13 2021-12-13 Gebouw en verwarmingssysteem en werkwijze om verwarmingssysteem te bedrijven
PCT/EP2022/085459 WO2023110782A1 (en) 2021-12-13 2022-12-12 Building and heating system and method of operating heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20215977A BE1030011B1 (nl) 2021-12-13 2021-12-13 Gebouw en verwarmingssysteem en werkwijze om verwarmingssysteem te bedrijven

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1030011A1 BE1030011A1 (nl) 2023-07-05
BE1030011B1 true BE1030011B1 (nl) 2023-07-10

Family

ID=80735393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20215977A BE1030011B1 (nl) 2021-12-13 2021-12-13 Gebouw en verwarmingssysteem en werkwijze om verwarmingssysteem te bedrijven

Country Status (2)

Country Link
BE (1) BE1030011B1 (nl)
WO (1) WO2023110782A1 (nl)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0317475A (ja) * 1989-06-13 1991-01-25 Matsushita Refrig Co Ltd 多室式空気調和機
US5435380A (en) * 1993-01-12 1995-07-25 Hitachi, Ltd. Heat storage apparatus and method
EP2503251A2 (de) * 2011-03-21 2012-09-26 Robert Egg Speicher-Wärmetauscher-Vorrichtung
US20150292810A1 (en) * 2012-11-01 2015-10-15 Skanska Sverige Ab Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system
US10054372B2 (en) * 2013-12-20 2018-08-21 David VENDEIRINHO Thermal energy storage system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US543580A (en) 1895-07-30 Building set

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0317475A (ja) * 1989-06-13 1991-01-25 Matsushita Refrig Co Ltd 多室式空気調和機
US5435380A (en) * 1993-01-12 1995-07-25 Hitachi, Ltd. Heat storage apparatus and method
EP2503251A2 (de) * 2011-03-21 2012-09-26 Robert Egg Speicher-Wärmetauscher-Vorrichtung
US20150292810A1 (en) * 2012-11-01 2015-10-15 Skanska Sverige Ab Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system
US10054372B2 (en) * 2013-12-20 2018-08-21 David VENDEIRINHO Thermal energy storage system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023110782A1 (en) 2023-06-22
BE1030011A1 (nl) 2023-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11371720B2 (en) Thermal energy network and methods of providing thermal energy
You et al. Hybrid photovoltaic/thermal and ground source heat pump: Review and perspective
AU2010262686B2 (en) District energy sharing system
Calise et al. A solar-driven 5th generation district heating and cooling network with ground-source heat pumps: a thermo-economic analysis
KR102130120B1 (ko) 태양열원 및 지열원 복합 냉난방 시스템 제어 방법
US20210116159A1 (en) A hybrid heat pump
Burch et al. Zero energy communities with central solar plants using liquid desiccants and local storage
Kakaza et al. Effect of solar water heating system in reducing household energy consumption
CN106369872A (zh) 一种太阳能‑地源热泵耦合供能***及其运行方法
BE1030011B1 (nl) Gebouw en verwarmingssysteem en werkwijze om verwarmingssysteem te bedrijven
Kuosa et al. Mass flow controlled district heating with an extract air heat pump in apartment buildings: A practical concept study
Meggers et al. The missing link for low exergy buildings: Low temperature-lift, ultra-high COP heat pumps
CN216693690U (zh) 太阳能与地源热泵结合的跨季节储能***
RU128702U1 (ru) Система энергоснабжения потребителя на основе комплексного использования классических и возобновляемых источников энергии
Wang et al. Build-up and long-term performance prediction of a hybrid solar ground source heat pump system for office building in cold climate
Suciu et al. Solar thermal and geothermal integration with low temperature CO2 DENs
Liu Systematic Renovation Design of Surface Water Source Heat Pump for a Hot Spring Center Based on Thermodynamic Analysis.
Adihou et al. Temperature level optimization for low-grade thermal networks using the exergy method
Komerska et al. Heat pumps for building energy flexibility
Khosravy Recent Progress in district heating with emphasis on low-temperature systems
Im et al. Energy performance evaluation of a recycled water heat pump system in cool and dry climate zone
Stoyanov et al. System of Integrated Energy Supply of Separate Facilities from Renewable Energy Sources
TAMASAUSKAS et al. The Potential of Liquid-based BIPVT and Ice Storage for High Performance Housing in Canada
KR20220132122A (ko) 태양열 예열기를 적용한 주택용 고효율 태양열 집열시스템
CN116842724A (zh) 一种基于trnsys变流量下太阳能地源热泵***模型及建模方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20230710