NL2002276C2 - Building, has thermal unit utilized for heating or cooling space and comprising two translucent panels and boards that receive sunlight directly or indirectly, and two heat exchanger plates contacting with two thermal sources - Google Patents
Building, has thermal unit utilized for heating or cooling space and comprising two translucent panels and boards that receive sunlight directly or indirectly, and two heat exchanger plates contacting with two thermal sources Download PDFInfo
- Publication number
- NL2002276C2 NL2002276C2 NL2002276A NL2002276A NL2002276C2 NL 2002276 C2 NL2002276 C2 NL 2002276C2 NL 2002276 A NL2002276 A NL 2002276A NL 2002276 A NL2002276 A NL 2002276A NL 2002276 C2 NL2002276 C2 NL 2002276C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- building
- heat
- medium
- thermal
- water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0052—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using the ground body or aquifers as heat storage medium
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
- F24S20/66—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of facade constructions, e.g. wall constructions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
- F24S20/67—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
GEBOUW HET VERWARMING EN KOELINGBUILDING HEATING AND COOLING
De uitvinding heeft betrekking op een gebouw, omvattende thermische middelen voor het naar keuze verwarmen of koelen van de ruimte, bijvoorbeeld één of meer kamers, binnen het gebouw. Een dergelijk gebouw is 5 in vele uitvoeringen bekend en overal ter wereld in gebruik.The invention relates to a building, comprising thermal means for optionally heating or cooling the room, for example one or more rooms, within the building. Such a building is known in many designs and is used worldwide.
Een bekend gebouw, bijvoorbeeld een voor bewoning bestemd gebouw, een kantoorgebouw, een industrieel gebouw, of een broeikas, maakt gebruik van 10 verwarmingsmiddelen die door het verbranden van fossiele brandstof warmte opwekken en daarmee de ruimte binnen het gebouw verwarmen. Ook zijn koelmiddelen, bijvoorbeeld van het type zoals in airconditionings-installaties, bekend, die zijn ingericht voor het tot de te koelen ruimte 15 toelaten van afgekoelde lucht respectievelijk via en warmtewisselaar de daarin aanwezige lucht koelen.A known building, for example a building intended for habitation, an office building, an industrial building, or a greenhouse, uses heating means that generate heat by burning fossil fuel and thereby heat the space within the building. Cooling means, for example of the type as in air conditioning installations, are also known, which are adapted to allow cooled air to be cooled to the space to be cooled, or to cool the air present therein via a heat exchanger.
Bij gebruikelijke systemen is het rendement van verwarming en koeling zeer slecht.With conventional systems, the efficiency of heating and cooling is very poor.
Er bestaan ook geavanceerdere systemen die 20 bijvoorbeeld zonlicht kunnen converteren in bruikbare elektriciteit en/of warmte. Dergelijke systemen hebben echter het nadeel dat in de perioden waarin het zonlicht (soms, afhankelijk van het lokale klimaat en de weersomstandigheden) overvloedig beschikbaar is, namelijk 25 in de zomerperiode, de warmtevraag verhoudingsgewijs klein is ten opzichte van de winterperiode, waarin echter het zonlicht beperkt, zo niet nagenoeg afwezig is.There are also more advanced systems that can, for example, convert sunlight into usable electricity and / or heat. However, such systems have the disadvantage that in the periods in which the sunlight (sometimes, depending on the local climate and weather conditions) is abundantly available, namely in the summer period, the heat demand is relatively small compared to the winter period, in which, however, the sunlight limited, if not practically absent.
Boven een bepaalde breedtegraad moet er dan ook van worden uitgegaan, dat dergelijke systemen een zodanig 30 grote terugverdientijd hebben, dat ze economisch niet zinvol zijn of dat zelfs de terugverdientijd langer is 2002276 2 dan de economische levensduur.Above a certain latitude, it must therefore be assumed that such systems have such a large payback time that they are not economically meaningful or that even the payback time is longer than the economic lifetime.
Er bestaan ook, naast de bekende compressiekoelers met een COP (Coefficient of Performance) in de orde van 3-5, indirecte 5 verdampingskoelers, zelfs dauwpuntskoelers, die een substantieel hogere COP, bijvoorbeeld in de orde van 1000 of meer hebben. Dergelijke systemen zijn evenwel op dit moment nog niet praktisch op industriële schaal te vervaardigen.There are also, in addition to the known compression coolers with a COP (Coefficient of Performance) in the order of 3-5, indirect evaporative coolers, even dew point coolers, which have a substantially higher COP, for example in the order of 1000 or more. However, such systems cannot yet be practically produced on an industrial scale at this time.
10 Het is een doel van de uitvinding, een gebouw te bieden, dat met één enkel, zeer eenvoudig systeem, zowel de verwarmingsfunctie als de koelfunctie omvat en daarbij in staat is, zelfs in gematigde klimaten zoals in Nederland, in de praktijk volledig energieneutraal te 15 kunnen werken, dat wil zeggen alle beschikbare zonne-energie gedurende een geheel jaar te kunnen gebruiken, namelijk in warme perioden voor koeling te kunnen benutten en in koude perioden voor verwarming.It is an object of the invention to provide a building which, with a single, very simple system, comprises both the heating function and the cooling function and is thereby capable, even in temperate climates such as in the Netherlands, of being completely energy neutral in practice. 15 can work, that is to say, to be able to use all available solar energy for an entire year, namely to be able to use it in warm periods for cooling and in cold periods for heating.
Een doel van de uitvinding is verder, een 20 gebouw zodanig te ontwerpen en uit te voeren, dat er een netto-energie-overschot resteert.It is a further object of the invention to design and construct a building in such a way that a net energy surplus remains.
Met het oog op het bovenstaande verschaft de uitvinding een gebouw van het in de aanhef vermelde type, dat het kenmerk vertoont, dat de thermische middelen 25 omvatten: ten minste één paneel, dat ten minste twee translucente platen omvat, welk paneel zodanig is opgesteld, dat het direct of indirect zonlicht kan ontvangen, welke ten minste twee platen in warmtewisselend contact onder invloed van gedwongen 30 stroming verkeren met een bron voor warmte of koude ten opzichte van in de ruimte heersende temperatuur.In view of the above, the invention provides a building of the type mentioned in the preamble, which is characterized in that the thermal means comprise: at least one panel comprising at least two translucent plates, which panel is arranged such, that it can receive direct or indirect sunlight, which at least two plates are in heat-exchanging contact under the influence of forced flow with a source of heat or cold relative to the ambient temperature.
Een gepland experimenteel project in Twekkelo beoogt een experimentele woning volgens de uitvinding te bouwen, die geen energie meer nodig heeft om 's zomers 35 gekoeld en 's winters verwarmd te worden, en die zelfs netto energie kan produceren. De woning is lager in bouwkosten dan een normale vrijstaande nieuwbouwwoning met hetzelfde oppervlak. De woning ziet eruit als een 3 boerderij uit de ijzertijd, maar is door geavanceerde toepassing van bestaande materialen geheel geklimatiseerd, slechts met het elektriciteitsgebruik van een kleine CV-circulatiepomp. Er zijn geen zonnecellen, 5 windmolens, warmtepompen, biomassaverbranding nodig om die prestatie te halen, slechts een geavanceerd warmtewisselsysteem en een energiecontact met de onderliggende meters grond.A planned experimental project in Twekkelo aims to build an experimental home according to the invention, which no longer requires energy to be cooled in the summer and heated in the winter, and which can even produce net energy. The property is lower in construction costs than a normal detached new-build home with the same area. The house looks like an iron farmhouse from the Iron Age, but is fully air-conditioned due to the advanced use of existing materials, only with the use of electricity from a small central heating circulation pump. No solar cells, 5 wind turbines, heat pumps, biomass combustion are required to achieve that performance, only an advanced heat exchange system and energy contact with the underlying meters of soil.
Aanvraagster heeft in 2002 aangetoond, dat het 10 mogelijk is, een tuinbouwkas netto warmte te laten produceren, zodat geen aardgas meer nodig is om in de winter de kas te verwarmen, door de kas te sluiten, met zeer efficiënte dunnedraad-warmtewisselaars fwx de zonnewarmte te oogsten, en die 's winters weer te 15 gebruiken om de kas te verwarmen: www.kasalsenerqiebron.nl Het blijkt, dat er netto warmte resteert, zodat een naastliggende kas met het halve oppervlak er ook nog mee verwarmd kan worden, of een honderdtal woningen per hectare kas. In 2005 hebben de 20 Ministeries LNV, VROM, EZ, het Productschap Tuinbouw, de provincie Gelderland en de Rabobank een 0,25 hectare pilotkas laten bouwen door Huisman Hydro te Huissen. Inmiddels draait de kas tot volle tevredenheid, zie het tussentijds rapport van de Wageningen Universiteit en 25 Researchcentrum via genoemde URL.In 2002 the applicant demonstrated that it is possible to have a horticultural greenhouse produce net heat, so that natural gas is no longer needed to heat the greenhouse in the winter, by closing the greenhouse, with highly efficient thin wire heat exchangers fwx the solar heat to harvest, and to use it again in the winter to heat the greenhouse: www.kasalsenerqiebron.nl It appears that net heat remains, so that an adjacent half-surface greenhouse can also be heated with it, or a one hundred homes per hectare of greenhouse. In 2005, the 20 Ministries LNV, VROM, EZ, the Product Board for Horticulture, the province of Gelderland and Rabobank had a 0.25 hectare pilot greenhouse built by Huisman Hydro in Huissen. The greenhouse is now running to full satisfaction, see the interim report from Wageningen University and 25 Research Center via the URL mentioned.
De pilot heeft grote internationale belangstelling getrokken, en een tiental landen hebben reeds om ook zo'n kas gevraagd. In Roemenië, Bosnië, Saoedi-Arabië en Frankrijk zullen in 2008 projecten 30 gerealiseerd worden.The pilot has attracted considerable international interest, and a dozen countries have already requested such a greenhouse. Projects will be realized in 2008 in Romania, Bosnia, Saudi Arabia and France.
In de stad Groningen is een wijk, De Hoven, ontworpen, waarin gebouwen volgens de uitvinding zijn gepland. Ook zijn er plannen om de Diamantbeurs te Amsterdam uit te voeren op basis van de leer volgens de 35 onderhavige uitvinding.In the city of Groningen a district, De Hoven, has been designed, in which buildings according to the invention are planned. There are also plans to implement the Diamond Exchange in Amsterdam on the basis of the teaching according to the present invention.
In Nederland zullen in 2008 15 hectare Fiwihex-kas verrijzen. De eerste kas van 2 hectare is thans gereed gekomen. Dit alles is de aanleiding geweest om een speciaal transitieplatform op te richten voor deze 40 technologie.In 2008, 15 hectares of Fiwihex greenhouse will rise in the Netherlands. The first greenhouse of 2 hectares has now been completed. All this has been the reason to set up a special transition platform for this 40 technology.
44
Een kas, bijvoorbeeld een tomatenkas, mag 's zomers wel 30 °C worden, en zeer vochtig, zodat de fwx-en (fwx = fine wire heat exchanger oftewel warmtewisselaar met dunne draden) optimaal kunnen koelen.A greenhouse, for example a tomato greenhouse, can be as high as 30 ° C in the summer, and very humid, so that the fwxs (fwx = fine wire heat exchanger or heat exchanger with thin wires) can cool optimally.
5 Ook mag een geluidsniveau van 60 dBA in de kas heersen, en hoeft de kas in de winter slechts tot 18 °C verwarmd te worden, zodat er 30-18 = 12 °C overblijven om de warmte onder de grond te brengen, op te slaan, en weer aan de kas terug te geven. Met de gebruikelijke 10 warmtewisselaars is dit niet mogelijk; er moet dan een warmtepomp worden ingezet, die de energiebesparing terugbrengt van 130 % [energie producerend!] naar maximaal 30 %.5 A noise level of 60 dBA may also prevail in the greenhouse, and in the winter the greenhouse only needs to be heated to 18 ° C, leaving 30-18 = 12 ° C to put the heat under the ground. and return it to the greenhouse. This is not possible with the usual heat exchangers; a heat pump must then be used that reduces energy savings from 130% [producing energy!] to a maximum of 30%.
In een woning moet de temperatuur liggen tussen 15 19 en 25 °C, en de relatieve vochtigheid tussen 50 en 70 % RH, zodat de technologie van de "kas als energiebron" hier niet kan worden toegepast. Bovendien is warmteopslag in de bodem voor iets kleinschaligs als een woning op de gebruikelijke manier niet efficiënt genoeg. Daarvoor 20 stroomt het grondwater, soms 10 meter per jaar, te snel.In a home the temperature must be between 19 and 25 ° C, and the relative humidity between 50 and 70% RH, so that the technology of the "greenhouse as an energy source" cannot be applied here. Moreover, heat storage in the soil is not efficient enough for something small as a home in the usual way. The groundwater, sometimes 10 meters per year, flows too fast for that.
In de woningbouw is nu met de koeltechniek van aanvraagster wel veel meer mogelijk dan vroeger, omdat men nu een woning, gericht op de zon, kan bouwen, omdat koeling nu zonder warmtepomp of koelmachine, en dus 25 laag in kosten en energieverbruik, kan worden gebouwd.In housing construction, the cooling technology of the applicant is now much more possible than in the past, because it is now possible to build a house aimed at the sun, because cooling can now be made without a heat pump or cooling machine, and therefore low in costs and energy consumption. built.
Volgens een specifiek aspect volgens de uitvinding vertoont het gebouw volgens de uitvinding de bijzonderheid, dat de bron er één is uit de groep, die omvat: grondwater, uit het waterleidingnet betrokken 30 water, rioolwater, van een ondergrondse rivier afkomstig water, oppervlaktewater, en uit een aquifer, dat wil zeggen een water bevattende aardlaag, afkomstig water.According to a specific aspect according to the invention, the building according to the invention has the special feature that the source is one from the group comprising: groundwater, water obtained from the water supply network, sewage water, water from an underground river, surface water, and water originating from an aquifer, i.e. an aqueous layer of earth.
Van groot belang is een uitvoering, waarin ten minste één bron tevens een warmtebuffer is.Of great importance is an embodiment in which at least one source is also a heat buffer.
35 Als warmtebuffer is niet alleen een bron te beschouwen die een hogere temperatuur bezit dan de door het gebouw omsloten ruimte, maar tevens een thermische bron met een lagere temperatuur dan die welke in de ruimte in het gebouw heerst. In dat geval is er strikt 5 genomen geen sprake van een warmtebuffer, maar zou men de warmtebron in deze situatie de facto kunnen omschrijven als een koudebron.A heat buffer can be regarded not only as a source that has a higher temperature than the space enclosed by the building, but also as a thermal source with a lower temperature than that prevailing in the space in the building. In that case, strictly speaking, there is no question of a heat buffer, but the heat source in this situation could in fact be described as a cold source.
De voorkeur verdient een uitvoering, waarin het 5 warmtewisselende contact indirect plaatsvindt via een warmtewisselaar.Preferred is an embodiment in which the heat-exchanging contact takes place indirectly via a heat exchanger.
Deze laatste uitvoering kan ter bereiking van een zeer hoog rendement de bijzonderheid vertonen, dat de warmtewisselaar omvat: 10 een behuizing met een toevoer en een afvoer voor het uitwisselen van warmte tussen een vloeistof bevattend eerste medium, zoals een vloeistof, zoals water, of een vloeistof-dampmengsel, en een tweede medium, zoals een vloeistof of een gas, zoals lucht, 15 welke warmtewisselaar tevens een mediumtoevoer en een mediumafvoer en ten minste één in hoofdzaak vlakke warmtewisselaar-mat omvat, welke mat omvat: een aantal in onderling evenwijdige en onderling equidistante relatie opgestelde capillairen van 20 warmtegeleidend materiaal, bijvoorbeeld vertind koper; en een aantal draden van warmtegeleidend materiaal, bijvoorbeeld vertind koper, die in warmtegeleidend, bij voorkeur metallisch, contact aan de capillairen gehecht zijn, zich in onderling equidistante 25 relatie in dwarsrichting ten opzichte daarvan uitstrekken en een onderlinge afstand hebben in de orde van grootte van de diameter van de draden; waarbij onder invloed van aandrijfmiddelen, zoals een pomp of een ventilator, tweede medium langs de 30 draden kan stromen voor warmte-uitwisseling tussen dat tweede medium en het door de capillairen stromende eerste medium, door tussenkomst van de wanden van de capillairen en de draden, welke warmtewisselaar zodanig is uitgevoerd, 35 dat het tweede medium langs de of elke mat stroomt en vermeden wordt dat althans een substantieel deel van het tweede medium door de mat heen stroomt; en waarbij het tweede medium in de langsrichting 6 van de draden stroomt.In order to achieve a very high efficiency, the latter embodiment can have the special feature that the heat exchanger comprises: a housing with a supply and an outlet for exchanging heat between a liquid-containing first medium, such as a liquid, such as water, or a liquid-vapor mixture, and a second medium, such as a liquid or a gas, such as air, which heat exchanger also comprises a medium supply and a medium discharge and at least one substantially flat heat exchanger mat, which mat comprises: a number of mutually parallel and mutually equidistant relationship capillaries of heat-conducting material, for example tin-plated copper; and a plurality of wires of thermally conductive material, for example tin-plated copper, which are bonded to the capillaries in thermally conductive, preferably metallic, contact, extend mutually equidistantly in a transverse direction with respect to them and have a mutual distance in the order of magnitude of the diameter of the wires; wherein under the influence of drive means, such as a pump or a fan, second medium can flow along the wires for heat exchange between said second medium and the first medium flowing through the capillaries, through the walls of the capillaries and the wires, which heat exchanger is designed such that the second medium flows along the or each mat and that at least a substantial part of the second medium flows through the mat; and wherein the second medium flows in the longitudinal direction 6 of the wires.
Het gebouw volgens de uitvinding kan verder het kenmerk vertonen, dat het paneel is opgesteld als zonnepaneel, dus een schuine, min of meer loodrecht op de 5 zon gerichte stand bezit.The building according to the invention can further be characterized in that the panel is arranged as a solar panel, so has an oblique, more or less perpendicular to the sun.
Als alternatief kan het gebouw de bijzonderheid vertonen, dat het paneel is opgesteld als wandpaneel en in het bijzonder een verticale stand bezit.Alternatively, the building can have the special feature that the panel is arranged as a wall panel and in particular has a vertical position.
Het zal duidelijk zijn, dat gebruik kan worden 10 gemaakt van meer dan een paneel en dat de hiervoor genoemde twee uitvoeringen in combinatie met elkaar kunnen worden toegepast.It will be clear that more than one panel can be used and that the aforementioned two embodiments can be used in combination with each other.
Volgens weer een ander aspect van de uitvinding vertoont het gebouw de bijzonderheid, dat althans de 15 buitenste plaat transparant is.According to yet another aspect of the invention, the building has the special feature that at least the outer plate is transparent.
Volgens weer een ander aspect van de uitvinding vertoont het gebouw de bijzonderheid, dat ten minste één van de oppervlakken van ten minste één van de platen is voorzien van een infrarode straling reflecterende laag 20 en/of van een zichtbaar licht althans ten dele absorberende laag, bijvoorbeeld een coating.According to yet another aspect of the invention, the building has the special feature that at least one of the surfaces of at least one of the plates is provided with an infrared radiation-reflecting layer 20 and / or with a visible light or at least partially absorbent layer, for example a coating.
In een voorkeursuitvoering vertoont het gebouw de bijzonderheid, dat de thermische middelen drie platen omvatten, die zijn ingericht om in warmtewisselend 25 contact te verkeren met een warme bron, een lauwe bron en een koude bron, bijvoorbeeld met temperaturen van (22±2)°C, (17±2)°C en (10±2)°C. De vermelde temperaturen zijn slechts indicatief en dienen om de gedachte te bepalen. De actuele warden kunnen afwijken, zelfs in 30 aanzienlijke mate, van de genoemde temperaturen. Deze zijn immers van vele omstandigheden afhankelijk, bijvoorbeeld de geografische ligging van het gebouw en klimatologische omstandigheden.In a preferred embodiment the building has the special feature that the thermal means comprise three plates which are adapted to be in heat-exchanging contact with a warm source, a lukewarm source and a cold source, for example with temperatures of (22 ± 2) ° C, (17 ± 2) ° C and (10 ± 2) ° C. The stated temperatures are only indicative and serve to determine the idea. The actual values can deviate, even to a considerable extent, from the said temperatures. After all, these depend on many circumstances, for example the geographical location of the building and climatic conditions.
Volgens een ander zeer belangrijk aspect van de 35 uitvinding kan het gebouw zodanig zijn uitgevoerd, dat de thermische middelen pompmiddelen en klepmiddelen omvatten, en een centrale processor aanwezig is voor het op basis van de gemeten ruimtetemperatuur, de gewenste 7 ruimtetemperatuur en de temperaturen van de thermische bronnen zodanig bekrachtigen van de pompmiddelen en de klepmiddelen, dat in afhankelijkheid van de waarden van genoemde temperaturen warmte aan de ruimte wordt 5 toegevoerd, of warmte aan de ruimte wordt onttrokken, en/of de temperatuur van ten minste één van de thermische bronnen wordt gewijzigd.According to another very important aspect of the invention, the building can be designed such that the thermal means comprise pump means and valve means, and a central processor is present for determining the desired room temperature and the temperatures of the temperature based on the measured room temperature. energizing thermal sources of the pump means and valve means such that, depending on the values of said temperatures, heat is supplied to the space, or heat is extracted from the space, and / or the temperature of at least one of the thermal sources is changed.
De genoemde wijziging van de temperatuur van een of meer van de thermische bronnen impliceert een 10 warmtebron respectievelijk een koudebron, zoals hierboven kort is uitgelegd.The said change in the temperature of one or more of the thermal sources implies a heat source or a cold source, as briefly explained above.
In een praktische uitvoering vertoont het gebouw de bijzonderheid, dat de pompmiddelen pompen omvatten, die in onbekrachtigde toestand vrij 15 doorstroombaar zijn voor warmtetransportmedium.In a practical embodiment, the building has the special feature that the pumping means comprise pumps which, in the non-energized state, are freely flowable for heat transport medium.
Dergelijke pompen zijn op zichzelf algemeen bekend. Bijvoorbeeld centrifugaal pompen voldoen hieraan. Dergelijke pompen zijn dan ook algemeen gebruikelijk en in de handel verkrijgbaar.Such pumps are generally known per se. For example, centrifugal pumps meet this requirement. Such pumps are therefore generally customary and commercially available.
20 De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen.The invention will now be explained with reference to the accompanying drawings.
In de tekeningen tonen: figuur IA een bovenaanzicht van een huis volgens de uitvinding; 25 figuur 1B een perspectivisch aanzicht van het huis volgens figuur IA; figuur 2 de verticale midden-langsdoorsnede II - II van figuur la; figuur 3 een voorbeeld van een deel van een 30 polycarbonaat Lexan® kanalenplaat, het detail III van figuur 2; figuur 4 een verticale doorsnede door een vloer van een gebouw volgens de uitvinding, het detail IV van figuur 2; 35 figuur 5 een verticale doorsnede door een deel van de dakconstructie met drie leidingen volgens de uitvinding, het detail V van figuur 2; figuur 6 het detail VI van figuur 2, namelijk een verticale doorsnede door drie glazen platen met door δ warmtetransportmedium doorstroomde buizen; figuur 7 een grafische weergave van de netto zon-instraling in Nederland als functie van de tijd in het jaar ontleend aan het boek "Zon-instraling in 5 Nederland"van C.A. Velds; figuur 8 een blokschema van een eenvoudige uitvoering van het warmteuitwisselende systeem met drie thermische bronnen volgens de uitvinding; en figuur 9 een tabel van de werking van het 10 systeem van figuur 8.In the drawings: figure IA shows a top view of a housing according to the invention; Figure 1B shows a perspective view of the housing according to figure IA; figure 2 shows the vertical middle longitudinal section II - II of figure la; figure 3 shows an example of a part of a polycarbonate Lexan® channel plate, the detail III of figure 2; figure 4 shows a vertical section through a floor of a building according to the invention, the detail IV of figure 2; Figure 5 shows a vertical section through a part of the three-pipe roof construction according to the invention, the detail V of figure 2; figure 6 shows the detail VI of figure 2, namely a vertical section through three glass plates with tubes flowed through δ heat transfer medium; Figure 7 is a graphical representation of the net solar irradiation in the Netherlands as a function of the time in the year derived from the book "Solar irradiation in the Netherlands" by C.A. Velds; Figure 8 is a block diagram of a simple embodiment of the heat exchange system with three thermal sources according to the invention; and figure 9 shows a table of the operation of the system of figure 8.
Het gebouw 1 volgens de figuren IA, 1B en 2 heeft een woonoppervlak van 140 m2. Er zijn geen verdiepingen. Alle wanden zijn van HR+ glas, dat door middel van waterleidinkjes 2 met de ondergrond 3 in 15 contact staat. Het dak 14 is doorzichtig, maar heeft een wand, die, zoals in het bijzonder figuur 6 toont, drie glasplaten 4, 5, 6 omvat, die eveneens van door water als warmtetransportmedium doorstroombare buizen 7, 8, 9 zijn uitgerust. Deze warmtetransportbuizen 7, 8, 9 hebben, 20 zoals figuur 6 duidelijk toont, een rechthoekige dwarsdoorsnede vorm en zijn rechtstreeks gekoppeld met de glasplaten 4, 5, 6 voor thermisch contact daarmee. Van belang is, dat de buizen 7 en 9 binnen de betreffende spouw en niet aan de buitenzijde van de respectieve 25 glasplaten 4 en 6 zijn geplaatst. Dit zou de leidingen kwetsbaar voor beschadiging en storingen maken.The building 1 according to figures 1A, 1B and 2 has a living area of 140 m2. There are no floors. All walls are made of HR + glass, which is in contact with the substrate 3 by means of water pipes 2. The roof 14 is transparent, but has a wall which, as in particular Figure 6 shows, comprises three glass plates 4, 5, 6, which are also equipped with pipes 7, 8, 9 which can be flowed through as water heat transfer medium. These heat transfer tubes 7, 8, 9 have, as Figure 6 clearly shows, a rectangular cross-sectional shape and are directly coupled to the glass plates 4, 5, 6 for thermal contact therewith. It is important that the tubes 7 and 9 are placed within the relevant cavity and not on the outside of the respective glass plates 4 and 6. This would make the pipes vulnerable to damage and malfunctions.
De ingestraalde zonnewarmte kan bij een hoge temperatuur worden geoogst, zonder dat de woning warmer wordt dan 25°C. Er is geen aquifer-boring nodig; twintig 30 standaard verticale drains, de eerder genoemde waterleidinkjes 2, in het juiste patroon zorgen voor de seizoensopslag. Deze opslag komt overeen met de in figuur 8 symbolisch aangeduide warmtebronnen 10, 11 en 12. Ter plaatse van de warmtebron 12 is er altijd voldoende water 35 van 12°C beschikbaar. De nodige hoeveelheid is veelThe radiated solar heat can be harvested at a high temperature, without the house becoming warmer than 25 ° C. No aquifer drilling is required; twenty 30 standard vertical drains, the aforementioned water pipes 2, in the correct pattern ensure seasonal storage. This storage corresponds to the heat sources 10, 11 and 12 symbolically indicated in Figure 8. At the location of the heat source 12 there is always sufficient water 35 of 12 ° C available. The required amount is a lot
kleiner dan de in Nederland wettelijk maximaal toegestane 10 mVuur voor een koeiendrink- of beregeningsput. Met dat water wordt de buitenschil van de woning 1 op 10 °C gehouden, ook bij strenge vorst, zodat er nooit meer 40 gestookt behoeft te worden dan wanneer het buiten 10°Csmaller than the legally permitted 10 mVuur in the Netherlands for a cow drinking or irrigation pit. With that water, the outer shell of the house is kept 1 at 10 ° C, even in severe frost, so that no more 40 fires need be used than when it is outside 10 ° C
9 zou zijn.9 would be.
De woning 1 meet buitenwerks 15 x 11 m, en is 3,9 m hoog. De wanden 13 zijn geheel van HR+ glas, het dak 14 wordt aan de rand gedragen door een rij in de 5 grond geslagen paaltjes 15, die ook voor het windverband zorgen en gesteund door poeren 28. Daardoor is geen fundering nodig; de glaswand 13 is niet dragend en staat op een houten vloer 16.The house 1 measures 15 x 11 m outside work, and is 3.9 m high. The walls 13 are entirely made of HR + glass, the roof 14 is supported at the edge by a row of pegs 15 which have been driven into the ground, which also provide the wind connection and are supported by poles 28. As a result, no foundation is needed; the glass wall 13 is not load-bearing and stands on a wooden floor 16.
Het zichtbare dak 17 is aan de buitenkant van 10 riet of ander natuurlijk materiaal. Het "kasdak" 14 is niet zichtbaar, omdat het vanaf de nok 18 binnenwaarts naar beneden helt; het regenwater komt in het midden samen en vloeit door een niet-getekende buis onder de grond 3 af, bijvoorbeeld naar een sloot.The visible roof 17 is on the outside of reeds or other natural material. The "greenhouse roof" 14 is not visible because it slopes downwards from the ridge 18; the rainwater comes together in the middle and flows through a pipe (not shown) under the ground 3, for example to a ditch.
15 Zoals bijvoorbeeld figuur 3 toont, is in deze uitvoering het dak 14 uitgevoerd in kanalenplaten, die bijvoorbeeld door extrusie die van polycarbonaat zijn vervaardigd en onder meer de naam Lexan® in de handel zijn.As, for example, Figure 3 shows, in this embodiment the roof 14 is designed in channel plates, which are made, for example, by extrusion, made of polycarbonate and, inter alia, the name Lexan® is marketed.
20 Figuur 3 toont een vier lagen omvattende Lexan- plaat 19. De bovenzijde in de tekening is de buitenkant, de onderzijde in de tekening is de binnenkant. Groepen leidingen respectievelijk 20 en 21 zijn in de kanalen ingebracht en dienen voor het opvangen van zonnewarmte, 25 het in contact brengen van het betreffende warmt etransportmedium (in het bijzonder onder water) met de ruimte 22 binnen het gebouw 1 en/of het toevoeren van althans een deel van de zonnewarmte aan een warmtebron, in de getekende uitvoeringen in het bijzonder de water 30 bevattende grond onder het huis 1.Figure 3 shows a four-layered Lexan plate 19. The top side in the drawing is the outside, the bottom side in the drawing is the inside. Groups of pipes 20 and 21, respectively, have been introduced into the channels and serve to collect solar heat, to bring the heat transport medium in question (in particular under water) into contact with the space 22 within the building 1 and / or to supply at least a part of the solar heat on a heat source, in the drawings shown, in particular the soil containing water 30 under the housing 1.
In de doorsnede van figuur 2 is te zien, dat de kanalenplaat 19 die het lichtdoorlatende en warmte-oogstende dak vormt naar binnen toe afloopt. Het huis is niet ingedeeld, daar iedere bewoner hier zo zijn eigen 35 ideeën over heeft.In the cross-section of Figure 2 it can be seen that the channel plate 19 which forms the light-transmitting and heat-harvesting roof slopes downwards. The house is not classified, since every resident has their own ideas about it.
In de doorsnede volgens figuur 2 is te zien, dat een belangrijk onderdeel van het huis onder de grond zit: de warmteopslag. Hier is geen aquifer nodig; een ring van verticale drains 23 en een stel centrale drains 40 24 maken het mogelijk, het grondwater stil te zetten, en 10 daar er maar enkele duizenden m3 grond nodig zijn als seizoensopslag, is een diepte van enkele meters voldoende. In het midden zijn er een aantal in gebruik als "warme bron" 10, de buitenste ring van twintig drains 5 werkt als "koude bron" 23. 's Zomers kan men warmte oogsten in het dubbele dak 14 bij een temperatuur van 30°C, ook als de ruimte 22 veel koeler is. Het grondwater is 's winters nog wel op een temperatuur van bijvoorbeeld 23 °C, zodat het gebruikt kan worden om het huis 1 te 10 verwarmen, door de bijzondere manier om volgens de uitvinding alle woningwanden van binnen en van buiten met grondwater te doorstromen, eventueel via een warmtewisselaarsysteem 25, 26 volgens figuur 8.The cross-section according to figure 2 shows that an important part of the house is underground: the heat storage. No aquifer is needed here; a ring of vertical drains 23 and a set of central drains 40 make it possible to stop the groundwater, and since only a few thousand m3 of soil are required for seasonal storage, a depth of a few meters is sufficient. In the middle there are some in use as "hot spring" 10, the outer ring of twenty drains 5 works as "cold spring" 23. In the summer one can harvest heat in the double roof 14 at a temperature of 30 ° C , even if the space 22 is much cooler. The groundwater is still at a temperature of, for example, 23 ° C in the winter, so that it can be used to heat the house 1, due to the special way according to the invention to flow through all ground walls from the inside and outside with groundwater, optionally via a heat exchanger system 25, 26 according to figure 8.
Hier is de op zichzelf algemeen bekende 15 kanalenplaat 19 de het is de tweede van boven en de onderste gekoppeld met de seizoensopslag, door zwarte PE buis 20, 21 in de kanalen te rijgen. Hierdoor kan de onderkant van het dak koel blijven, en de bovenkant het water tot de voor opslag benodigde temperatuur opwarmen. 20 In de grond 3 onder het huis 1 volgens figuur 2 bevindt zich een techniekput 32. Daarin zijn de pompen, kleppen en andere besturingsvoorzieningen volgens figuur 8 opgenomen. Een centrale processor kan desgewenst op een andere locatie in het huis geplaatst zijn.Here the well-known channel plate 19 is the second from above and the lower coupled to the seasonal storage, by threading black PE tube 20, 21 into the channels. This allows the bottom of the roof to stay cool, and the top to heat the water to the temperature required for storage. In the ground 3 below the housing 1 according to figure 2 there is a technical well 32. In it the pumps, valves and other control provisions according to figure 8 are included. A central processor can, if desired, be placed at a different location in the house.
25 De vloer 16 volgens figuur 4 bestaat uit planken, en voorzien van een stelsel van waterleidingen 27 waardoor men kan koelen en verwarmen. Er is niet gekozen voor de gebruikelijke betonnen constructie, omdat dat thermisch veel te traag en te zwaar is voor een 30 dergelijk gebouw 1, dat in principe geen fundament nodig heeft.The floor 16 according to figure 4 consists of planks, and provided with a system of water pipes 27 through which it is possible to cool and heat. The usual concrete construction has not been chosen, because that is thermally far too slow and too heavy for such a building 1, which in principle requires no foundation.
In de wand 13 van het huis 1 zijn volgens figuur 5 de drie lagen water voerende buisjes 7, 8, 9 te zien; het buitenste 7 dient om met water dat altijd 35 overvloedig aanwezig is, namelijk grondwater van 12°C, de buitenkant te verwarmen, zodat de warmtestroom door de wand 13 beperkt wordt tot die bij een buitentemperatuur van 12°C. In het zichtbare dak 17 zijn de buizen 7, 8 en 9 ingebed in een laag 31 van isolatiemateriaal, 40 bijvoorbeeld PU.Figure 3 shows the three layers of water-carrying tubes 7, 8, 9 in the wall 13 of the housing 1; the outermost 7 serves to heat the outside with water that is always abundantly present, namely groundwater of 12 ° C, so that the heat flow through the wall 13 is limited to that at an outside temperature of 12 ° C. In the visible roof 17 the tubes 7, 8 and 9 are embedded in a layer 31 of insulating material, 40 for example PU.
1111
De buis 9 wordt doorstroomd met water van 22 °C -> 19°C. Daardoor zijn alle binnenoppervlakken op een temperatuur van 19°C, en het is bekend, dat dan de behaaglijkheid in huis voldoende is, omdat men niet meer 5 wordt blootgesteld aan het stralingsverlies naar koude woningwanden.The tube 9 is flowed through with water of 22 ° C -> 19 ° C. As a result, all inner surfaces are at a temperature of 19 ° C, and it is known that the comfort in the house is then sufficient, because one is no longer exposed to the radiation loss to cold house walls.
De kanaaltjes worden aan de binnenkant en aan de buitenkant in ''glasroeden" verborgen en op de glasplaten gelijmd. Bij HR+ glas is het van voordeel, dat 10 de semitransparante metaallaag niet aan de binnenzijde van het binnenglas zit, maar aan de buitenzijde van het binnenglas. Dat geeft veel minder uitstraling van het nu verwarmde binnenraam naar buiten.The channels are concealed on the inside and outside in "glass rods" and glued to the glass plates. With HR + glass it is advantageous that the semi-transparent metal layer is not on the inside of the inside glass, but on the outside of the inside glass. This gives a much lesser appearance of the now heated interior window to the outside.
Berekening leert, dat deze woning 1 slechts 15 verwarming nodig heeft van begin november tot half februari. Een pompje van 30 W, in de handel als CV-circulatiepomp, kan zowel de buitendoorstroming als de binnendoorstroming van alle woningwanden verzorgen.Calculation shows that this house 1 only needs 15 heating from the beginning of November to mid-February. A 30 W pump, commercially available as a central heating circulation pump, can take care of both the outside flow and the inside flow of all house walls.
In de grafiek volgens figuur 7 is te zien, dat 20 er veel meer warmte geoogst kan worden dan er warmte nodig is om het huis 1 te verwarmen. Het oogsten zal in de praktijk met circa 50% rendement plaatsvinden, en ook in de grond 3 zal een deel verloren gaan. Maar ook dan is het huis 1 qua koeling en verwarming uitgerust met 25 slechts enige tientallen Watts voor de circulatie.The graph according to Figure 7 shows that much more heat can be harvested than heat is required to heat the housing 1. In practice, harvesting will take place with a yield of approximately 50%, and part of the soil 3 will also be lost. But even then the house 1 in terms of cooling and heating is equipped with 25 only a few tens of Watts for circulation.
Het gebouw 1 volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld een broeikas zijn, die geheel bestaat uit meervoudige glaspanelen van het hiervoor gespecificeerde type met de bijbehorende thermische middelen. Ook kan, 30 zoals beschreven, een woonhuis zijn voorzien meerlagige translucente wandpanelen en/of dakpanelen.The building 1 according to the invention can, for example, be a greenhouse that consists entirely of multiple glass panels of the type specified above with the associated thermal means. As described, a residential house can also be provided with multi-layered translucent wall panels and / or roof panels.
Hierbij wordt aangetekend, dat onder "translucent" de optische eigenschap van een materiaal of element wordt verstaan, dat elektromagnetische straling, 35 in het bijzonder zichtbaar licht, infrarode straling en/of eventueel ultraviolette straling het materiaal respectievelijk het daarvan vervaardigde element kan passeren zonder in substantiële mate te worden geabsorbeerd of gereflecteerd. Ook matglas, opalen 40 kunststoffen of dergelijke kwalificeren derhalve onder de 12 gebruikte terminologie "translucent". Het meest extreme voorbeeld van de kwalificatie "translucent" is "transparant", overeenkomende met 100 % transmissie.It is noted here that "translucent" means the optical property of a material or element, that electromagnetic radiation, in particular visible light, infrared radiation and / or possibly ultraviolet radiation can pass through the material or the element produced therefrom without substantial extent to be absorbed or reflected. Frosted glass, opal 40 plastics or the like therefore also qualify as "translucent" under the 12 terminology used. The most extreme example of the "translucent" qualification is "transparent", corresponding to 100% transmission.
De kas als energiebron is uit diverse 5 publicaties ten name van de onderhavige aanvraagster bekend. Bij een dergelijke techniek, die bijvoorbeeld bekend is uit NL-C-1031498, wordt de kas geheel gesloten gehouden, worden met name op zichzelf bekende en gebruikelijke kasramen niet geopend en wordt de warmte 10 uit de kaslucht geoogst bij circa 30 °C en een relatieve vochtigheid in de orde van 90% RH. Met een dunnedraad-warmtewisselaar volgens de onderhavige aanvraagster (zie ook NL-C-1031498) is dat zeer goed mogelijk, omdat enig lawaai in een broeikas toelaatbaar is. De warmte wordt 15 ingebracht in een aquifer. Na een half jaar resteert daarin in de praktijk nog een temperatuur van 23 °C, waarmee in de winter en ' s nachts de kas op 18 °C kan worden gestookt, opnieuw met gebruik van de dunnedraad-warmtewisselaar. Met een gebruikelijke warmtewisselaar is 20 dit niet mogelijk, althans het systeem wordt onbetaalbaar en daarmee economisch volledig oninteressant.The greenhouse as an energy source is known from various publications in the name of the present applicant. With such a technique, which is for instance known from NL-C-1031498, the greenhouse is kept completely closed, in particular known and usual greenhouse windows are not opened and the heat is harvested from the greenhouse air at approximately 30 ° C and a relative humidity on the order of 90% RH. With a thin-wire heat exchanger according to the present applicant (see also NL-C-1031498) that is very well possible, because some noise in a greenhouse is permissible. The heat is introduced into an aquifer. After half a year, a temperature of 23 ° C remains in this case, with which the greenhouse can be fired at 18 ° C in winter and at night, again using the thin-wire heat exchanger. This is not possible with a conventional heat exchanger, at least the system becomes unaffordable and therefore economically completely uninteresting.
In een woning, een kantoorgebouw of dergelijke kan dit niet op deze wijze. In een woning mag het geen 30 °C worden en mag ook geen vochtigheid heersen van 90% RH. 25 Ook in de winter moet er sprake zijn van een temperatuur van circa 21 °C en het geluidsniveau moet onder een genormeerde waarde van circa 38 dB(A) blijven. In een experiment worden momenteel woningen, ook gestapelde woningen met meerdere woonlagen, als het ware "ingepakt" 30 in een glazen kas, die geheel gesloten is. Al die woningen beschikken dan over een wintertuin. Er wordt gekoeld met de dunnedraad-warmtewisselaar volgens de onderhavige aanvraagster, zij het wel met een driemaal zo groot glasoppervlak als bij tuinbouwkassen, omdat de 35 temperatuur en de relatieve vochtigheid beperkt moeten blijven, en er moet tot heden wel een warmtepomp worden gebruikt om de woning in de winter, bijvoorbeeld als de temperatuur -10 °C bedraagt, toch op 21 °C te houden, want het aquifer-water bereikt nog niet de vereiste 40 temperatuur.This is not possible in a home, an office building or the like. In a home it should not be 30 ° C and no humidity should prevail at 90% RH. 25 Also in the winter there must be a temperature of approximately 21 ° C and the noise level must remain below a standard value of approximately 38 dB (A). In an experiment, homes, also stacked multi-storey homes, are currently being "packed" in a glass greenhouse that is completely closed. All those houses then have a winter garden. Cooling is carried out with the thin wire heat exchanger according to the present applicant, albeit with a glass surface three times as large as in horticultural greenhouses, because the temperature and the relative humidity must be limited, and a heat pump must be used to house in the winter, for example if the temperature is -10 ° C, nevertheless to be kept at 21 ° C, because the aquifer water does not yet reach the required 40 temperature.
1313
Volgens de uitvinding wordt er bijvoorbeeld een tweevoudige of drievoudige kaswand of paneel gemaakt. Dit paneel volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld een verticale stand hebben.According to the invention, for example, a double or triple greenhouse wall or panel is made. This panel according to the invention can for instance have a vertical position.
5 De glazen platen van de wanden worden voorzien van warmtewisselende buizen waardoorheen water, bijvoorbeeld grondwater, stroomt door er glasroeden op te hechten met een zwart PE buisje daarin. PE heeft het voordeel UV-bestendig en goedkoop te zijn. Het blijkt dat 10 men elke 10 of 20 cm een dergelijk buisje nodig heeft (in het geval van een viervoudige polycarbonaat kanalenplaat elke 3 cm) om de warmte op de wijze volgens de uitvinding te oogsten.The glass plates of the walls are provided with heat-exchanging tubes through which water, for example groundwater, flows by attaching glass rods with a black PE tube therein. PE has the advantage of being UV-resistant and inexpensive. It appears that one needs such a tube every 10 or 20 cm (in the case of a quadruple polycarbonate channel plate every 3 cm) to harvest the heat in the manner according to the invention.
De oogst kan worden vergroot door de 15 binnenplaat of de middenplaat op een van de oppervlakken van een infrarode straling reflecterende deklaag te voorzien. Een dergelijke glassoort is op zichzelf algemeen bekend en gebruikelijk en staat bekend als HR+ of HR++ glas.The harvest can be increased by providing the inner plate or the middle plate on one of the surfaces with an infrared radiation reflecting coating. Such a glass type is per se generally known and customary and is known as HR + or HR ++ glass.
20 De oogst kan nog verder worden verbeterd door ten minste een van beide oppervlakken van de binnenplaat te voorzien van een zichtbaar licht absorberende coating te voorzien.The harvest can be further improved by providing at least one of the two surfaces of the inner plate with a visible light-absorbing coating.
Verder gaat men in de zomer overdag met het 25 12°C koude grondwater eerst door de binnenroeden, totdat het water is opgewarmd tot een temperatuur van circa 20°C. Vervolgens doorstroomt de water de middenruit, totdat bij circa 30°C de warmte wordt geoogst. Zakt nu de temperatuur in de woning tot onder een temperatuur van 30 20°C, dan wordt het relatief warme water, dat na enkele maanden nog een temperatuur van 23°C bezit, weer omhoog gepompt en men stuurt het dan door de binnenruit met de roeden met slangetjes, waardoor het huis van binnen uit een wand van 20°C "ziet". De overal aanwezige 35 grondwatertemperatuur heeft de waarde van de gemiddelde jaartemperatuur en die is aanmerkelijk hoger dan de minimale temperatuur, zeker in een landklimaat. Vriest het of is de buitentemperatuur althans beneden 12°C, dan is de koude-bron, die een temperatuur van 12°C, goed 40 bruikbaar om de buitenwand op het temperatuur van 14 bijvoorbeeld 10°C te houden. Daardoor wordt er veel minder warmte van de binnenruit via de buitenruit naar de omgeving verloren. Bij doorrekenen blijkt dat men, zelfs bij een volledig vrijstaande woning, meer warmte kan 5 oogsten dan men nodig heeft om de woning, ook in de vrieskou, op temperatuur te houden.Furthermore, in the summer during the day with the 12 ° C cold groundwater, the water is first passed through the inner rods, until the water is heated to a temperature of approximately 20 ° C. The water then flows through the central pane until the heat is harvested at approximately 30 ° C. If the temperature in the home drops below a temperature of 30 20 ° C, the relatively warm water, which after a few months still has a temperature of 23 ° C, is pumped up again and it is then sent through the inner window with the rods with tubes, through which the house "sees" from inside a wall of 20 ° C. The everywhere present groundwater temperature has the value of the average annual temperature and that is considerably higher than the minimum temperature, certainly in a continental climate. If it freezes or if the outside temperature is at least below 12 ° C, then the cold source, which is a temperature of 12 ° C, can be used to keep the outer wall at the temperature of 14, for example, 10 ° C. As a result, much less heat is lost from the inner window through the outer window to the environment. Calculations show that, even with a fully detached house, more heat can be harvested than one needs to keep the house at the right temperature, even in the freezing cold.
Het is van belang hierbij aan te tekenen, dat een dergelijke glaswand zeker niet duurder is dan bijvoorbeeld een gebruikelijke bakstenen spouwmuur.It is important to note here that such a glass wall is certainly no more expensive than, for example, a conventional brick cavity wall.
10 De buitenwand van het gebouw volgens de uitvinding kan derhalve op de grondwatertemperatuur worden gehouden als het buiten aanzienlijk kouder is.The outer wall of the building according to the invention can therefore be kept at the groundwater temperature if it is considerably colder outside.
Het gebouw volgens de uitvinding kan in de zomer worden gekoeld door de water voerende binnenwand 15 met relatief koud grondwater te doorstromen.The building according to the invention can be cooled in the summer by flowing through the water-carrying inner wall 15 with relatively cold ground water.
Figuur 8 toont een blokschematische weergave van het warmteuitwisselingssysteem van een gebouw volgens de uitvinding. De drie warmtebronnen 10, 11 en 12, die bijvoorbeeld temperaturen bezitten van respectievelijk 20 22°C, 17°C en 10°C, zijn via respectieve pompen PI, P2 en P3 verbonden met twee warmtewisselaars 25, 26. Met de pompen PI en P3 zijn kleppen VI en V2 in serie geschakeld. Dit is niet het geval bij de pomp P2. Uit een nadere analyse van het systeem volgens figuur 8 blijkt 25 namelijk, dat onder alle omstandigheden, dat wil zeggen koelen in de zomer, warmte oogsten in de zomer, verwarmen in de winter en koude oogsten in de winter, een in serie met de pomp P2 geschakelde klep onder alle omstandigheden open zou moeten staan. Ergo: het is niet zinvol om daar 30 een klep op te nemen.Figure 8 shows a block diagram of the heat exchange system of a building according to the invention. The three heat sources 10, 11 and 12, which for example have temperatures of 22 ° C, 17 ° C and 10 ° C, respectively, are connected via two pumps P1, P2 and P3 to two heat exchangers 25, 26. With the pumps P1 and P3, valves VI and V2 are connected in series. This is not the case with the P2 pump. A further analysis of the system according to Figure 8 shows that under all circumstances, i.e. cooling in the summer, heat harvesting in the summer, heating in the winter and cold harvesting in the winter, a series with the pump P2 switched valve should be open under all circumstances. Ergo: it is not useful to include a valve there.
De warmtewisselaars 25, 26 zijn van het type met hoog rendement, bijvoorbeeld van het type fwx van de onderhavige aanvraagster.The heat exchangers 25, 26 are of the high efficiency type, for example of the fwx type of the present applicant.
Opgemerkt wordt, dat in principe ook afgezien 35 zou kunnen worden van deze warmtewisselaars. Ze hebben echter het voordeel, dat de primaire en secundaire zijden weliswaar thermisch in innig contact met elkaar verkeren, maar dat de secundaire zijde uitsluitend door "schoon" warmtetransportmedium wordt doorstroomd. Onder 40 omstandigheden kan dit storingen door vervuiling 15 effectief voorkomen.It is noted that these heat exchangers could in principle also be dispensed with. However, they have the advantage that the primary and secondary sides are in close thermal contact with each other, but that the secondary side is only flowed through by "clean" heat transfer medium. Under 40 circumstances, this can effectively prevent malfunctions due to contamination.
Aan de secundaire zijden zijn, als het ware in serie geschakeld met de pompen PI, P2 en P3, corresponderende pompen P4, P5 en P6 opgenomen. In serie 5 met de pompen P4 en P6 zijn respectieve kleppen V3 en V4 opgenomen. Volgens het in figuur 8 getekende schema wordt via een klep V5 de buis 9 van de binnenplaat 6 doorstroomd. Via een klep V6 wordt de buis 8 van de binnenplaat 5 doorstroomd en via een klep V7 wordt de 10 buis 7 van de buitenplaat 4 doorstroomd. Verder geeft de figuur een fwx 27, die zijn warmte respectievelijk kou ontvangt via een klep V8. Een dergelijke fwx 27 is een warmtewisselaar met zeer hoog rendement van het roterende type, zoals die is beschreven in een aantal oudere 15 octrooien van aanvraagster. Deze fwx 27 kan effectief dienen voor het verwarmen van de lucht in de ruimte 22.Corresponding pumps P4, P5 and P6 are included on the secondary sides, as it were connected in series with the pumps P1, P2 and P3. In series 5 with the pumps P4 and P6, respective valves V3 and V4 are included. According to the diagram shown in Figure 8, the tube 9 of the inner plate 6 is flowed through a valve V5. The tube 8 of the inner plate 5 is flowed through a valve V6 and the tube 7 of the outer plate 4 is flowed through a valve V7. The figure also shows a fwx 27, which receives its heat or cold via a valve V8. Such a fwx 27 is a heat exchanger with very high efficiency of the rotating type, as described in a number of older patents of the applicant. This fwx 27 can effectively serve to heat the air in the room 22.
De aandacht wordt erop gevestigd, dat het niet onder alle omstandigheden noodzakelijk is om deze ruimte te verwarmen. Bovendien zouden ook bepaalde in de ruimte 20 aanwezige oppervlakken kunnen worden verwarmd of gekoeld, bijvoorbeeld vloeren, wanden en/of plafonds. Aldus moet de fwx 27 slechts als voorbeeld worden beschouwd.Attention is drawn to the fact that it is not necessary under all circumstances to heat this space. Moreover, certain surfaces present in the space 20 could also be heated or cooled, for example floors, walls and / or ceilings. Thus, the fwx 27 should only be considered as an example.
Als het gebouw 1 slechts één verdieping bezit en er ook geen zuurstofdoorlatend PE wordt gebruikt maar 25 slechts metalen holle roeden op de glasplaten, zodat er geen zuurstof in het grondwater kan doordringen, zijn de warmtewisselaars 25 en 26 niet noodzakelijk. In het andere geval zijn ze wel nodig. Ze zijn nodig om zuurstof uit te sluiten, die herinjectie op den duur onmogelijk 30 maakt door ijzerneerslag, zowel als voor het terugwinnen van de pompenergie per verdieping. Hierbij moet bedacht worden, dat het grondwater een open systeem is, waarvan de druk niet veranderd kan worden.If the building 1 has only one floor and no oxygen-permeable PE is used but only metal hollow rods on the glass plates, so that no oxygen can penetrate into the groundwater, the heat exchangers 25 and 26 are not necessary. In the other case they are needed. They are needed to exclude oxygen, which in the long run makes re-injection impossible due to iron precipitation, as well as for recovering the pump energy per floor. It must be borne in mind that the groundwater is an open system, the pressure of which cannot be changed.
Aan elke woningwand zijn drie circuits 35 toegevoegd volgens het schema figuur 8, omdat de oriëntatie op de zon, die tijdens het verloop van de dag verandert, verschillend is. Bovendien is er een fwx-circuit 27 per verdieping aanwezig. Het boven de water-warmtewisselaars 25, 26 getekende deel is derhalve per 40 verdieping verschillend, terwijl het onderste deel 16 slechts één maal nodig is.Three circuits 35 are added to each house wall according to the diagram in Figure 8, because the orientation towards the sun, which changes during the course of the day, is different. In addition, there is a fwx circuit 27 per floor. The part drawn above the water heat exchangers 25, 26 is therefore different per 40 floors, while the lower part 16 is only needed once.
De pompen PI, P2, P3, P4, P5, P6 en de bijbehorende kleppen VI, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 worden op basis van de relevante temperaturen bestuurd 5 door een centrale processor. Deze werkt op basis van de tabel volgens figuur 9.The pumps P1, P2, P3, P4, P5, P6 and the associated valves VI, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 are controlled by a central processor on the basis of the relevant temperatures. This works on the basis of the table according to figure 9.
Het moge duidelijk zijn, dat het hier een voorbeeld betreft.It will be clear that this is an example.
In het algemeen wordt opgemerkt, dat binnen het 10 kader van de uitvinding vele wijzigingen mogelijk zijn.It is generally noted that many modifications are possible within the scope of the invention.
***** 2002276***** 2002276
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2002276A NL2002276C2 (en) | 2007-12-02 | 2008-12-02 | Building, has thermal unit utilized for heating or cooling space and comprising two translucent panels and boards that receive sunlight directly or indirectly, and two heat exchanger plates contacting with two thermal sources |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2001043 | 2007-12-02 | ||
| NL2001043 | 2007-12-02 | ||
| NL2002276 | 2008-12-02 | ||
| NL2002276A NL2002276C2 (en) | 2007-12-02 | 2008-12-02 | Building, has thermal unit utilized for heating or cooling space and comprising two translucent panels and boards that receive sunlight directly or indirectly, and two heat exchanger plates contacting with two thermal sources |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2002276A1 NL2002276A1 (en) | 2009-06-03 |
| NL2002276C2 true NL2002276C2 (en) | 2010-02-05 |
Family
ID=40908307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2002276A NL2002276C2 (en) | 2007-12-02 | 2008-12-02 | Building, has thermal unit utilized for heating or cooling space and comprising two translucent panels and boards that receive sunlight directly or indirectly, and two heat exchanger plates contacting with two thermal sources |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2002276C2 (en) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3387602A (en) * | 1965-10-22 | 1968-06-11 | Harry E. Thomason | Solar heater |
| US3965972A (en) * | 1974-11-04 | 1976-06-29 | Petersen Ross K | Heating and cooling system |
| GB1446721A (en) * | 1973-08-15 | 1976-08-18 | Harris W B Davison R R | Method for cellecting and storing heat or cold |
| DE2853975A1 (en) * | 1978-12-14 | 1980-07-03 | Kassens Karl A | House facade solar energy collector panel - has protective curtain movable between inner and outer transparent sheets |
| US4273098A (en) * | 1979-01-02 | 1981-06-16 | General Electric Company | Transparent composite laminar structure, solar collector and method |
| US4324289A (en) * | 1978-07-12 | 1982-04-13 | Lahti Raymond L | Environmental heating and cooling apparatus |
| DE3216358A1 (en) * | 1982-05-03 | 1983-11-03 | Karl-Gerd 4044 Kaarst Compes | Heat exchange and heat storage installation for a greenhouse |
| US4517958A (en) * | 1980-09-25 | 1985-05-21 | Worf Douglas L | Heat exchange system |
| DE3602167A1 (en) * | 1986-01-22 | 1987-07-23 | Juergen Bublitz | System for utilizing solar energy, in particular for roof structures (roof skin) of greenhouses and dwelling houses |
| DE3835284A1 (en) * | 1988-10-15 | 1990-04-19 | Gallon Georg Dr Rer Pol | Apparatus for heating a greenhouse |
| US6220339B1 (en) * | 1995-09-12 | 2001-04-24 | Edmond D. Krecke | Energy system for buildings |
| NL1023012C2 (en) * | 2003-03-25 | 2004-09-30 | Econcern B V | Method for storing and extracting heat and cold in a reservoir, respectively. |
| NL1031498C2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-09-06 | Fiwihex B V | Heat exchanger and applications thereof. |
-
2008
- 2008-12-02 NL NL2002276A patent/NL2002276C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3387602A (en) * | 1965-10-22 | 1968-06-11 | Harry E. Thomason | Solar heater |
| GB1446721A (en) * | 1973-08-15 | 1976-08-18 | Harris W B Davison R R | Method for cellecting and storing heat or cold |
| US3965972A (en) * | 1974-11-04 | 1976-06-29 | Petersen Ross K | Heating and cooling system |
| US4324289A (en) * | 1978-07-12 | 1982-04-13 | Lahti Raymond L | Environmental heating and cooling apparatus |
| DE2853975A1 (en) * | 1978-12-14 | 1980-07-03 | Kassens Karl A | House facade solar energy collector panel - has protective curtain movable between inner and outer transparent sheets |
| US4273098A (en) * | 1979-01-02 | 1981-06-16 | General Electric Company | Transparent composite laminar structure, solar collector and method |
| US4517958A (en) * | 1980-09-25 | 1985-05-21 | Worf Douglas L | Heat exchange system |
| DE3216358A1 (en) * | 1982-05-03 | 1983-11-03 | Karl-Gerd 4044 Kaarst Compes | Heat exchange and heat storage installation for a greenhouse |
| DE3602167A1 (en) * | 1986-01-22 | 1987-07-23 | Juergen Bublitz | System for utilizing solar energy, in particular for roof structures (roof skin) of greenhouses and dwelling houses |
| DE3835284A1 (en) * | 1988-10-15 | 1990-04-19 | Gallon Georg Dr Rer Pol | Apparatus for heating a greenhouse |
| US6220339B1 (en) * | 1995-09-12 | 2001-04-24 | Edmond D. Krecke | Energy system for buildings |
| NL1023012C2 (en) * | 2003-03-25 | 2004-09-30 | Econcern B V | Method for storing and extracting heat and cold in a reservoir, respectively. |
| NL1031498C2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-09-06 | Fiwihex B V | Heat exchanger and applications thereof. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL2002276A1 (en) | 2009-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cabeza et al. | Technological options and strategies towards zero energy buildings contributing to climate change mitigation: A systematic review | |
| Bhamare et al. | Passive cooling techniques for building and their applicability in different climatic zones—The state of art | |
| Ahamed et al. | Energy saving techniques for reducing the heating cost of conventional greenhouses | |
| Zhang et al. | Resilient cooling strategies–A critical review and qualitative assessment | |
| Chel et al. | Renewable energy technologies for sustainable development of energy efficient building | |
| EP0650320B1 (en) | Solar heated building designs for cloudy winters | |
| Song et al. | A review on conventional passive cooling methods applicable to arid and warm climates considering economic cost and efficiency analysis in resource-based cities | |
| Fernandez et al. | Energy savings potential of radiative cooling technologies | |
| Juanico | A new design of roof-integrated water solar collector for domestic heating and cooling | |
| WO2007058576A1 (en) | Heat pump system | |
| US10024550B2 (en) | Energy efficient thermally dynamic building design and method | |
| EP2146150A2 (en) | Method for controlling the climate in a building, and respective building | |
| Miao et al. | Experimental study of a newly developed dual-purpose solar thermal collector for heat and cold collection | |
| CN203891495U (en) | Solar heating structure of building | |
| Vukadinović et al. | Sunspaces as passive design elements for energy efficient and environmentally sustainable housing | |
| NL2002276C2 (en) | Building, has thermal unit utilized for heating or cooling space and comprising two translucent panels and boards that receive sunlight directly or indirectly, and two heat exchanger plates contacting with two thermal sources | |
| Duraković et al. | Passive solar heating/cooling strategies | |
| Tolba | Wind towers “Wind Catchers” a perfect example of sustainable architecture in Egypt | |
| Haggag et al. | Integrating passive cooling techniques for sustainable building performance in hot climates with reference to the UAE | |
| Perminov et al. | Energy-efficient multi-comfort group of buildings in Svetlorechenskiy estate | |
| J Feria Díaz et al. | Passive Cooling in Sustainable Constructions: A Review for Latin America | |
| Gantulga | A Study on Greenhouse Heating System with Air Source Heat Pump | |
| Baghel et al. | Bioclimatic Architecture: A Sustainable Approach to Meet Emerging Energy Demands of Jodhpur, India | |
| Kononova et al. | Energy-Saving Methods and Principles of Energy-Efficient Concept Design in the Northern Hemisphere | |
| Santra et al. | NEW INDIA PUBLISHING AGENCY |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
| RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20091202 |
|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20210101 |