BE1020728A3

BE1020728A3 - RESERVOIR FOR THERMAL ENERGY STORAGE, INSTALLATION PROVIDED WITH SUCH RESERVOIR FOR LOW TEMPERATURE HEATING AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH SYSTEM.

Info

Publication number: BE1020728A3
Application number: BE201200785A
Authority: BE
Inventors: Bernardus Abbeel
Original assignee: Proactive House Nv
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-04-01
Also published as: BE1020328A3

Description

Reservoir voor thermische energieopslag, installatie voorzien van zulk reservoir voor benutting van warmte op lage temperatuur en werkwijze voor het vervaardigen van zulk systeem .Reservoir for thermal energy storage, installation provided with such a reservoir for utilizing heat at low temperature and method for manufacturing such a system.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een reservoir voor thermische energieopslag gekoppeld aan een systeem met warmtepomp voor benutting van warmte op lage temperatuur.The present invention relates to a thermal energy storage reservoir coupled to a heat pump system for utilizing low temperature heat.

Meer speciaal een reservoir dat een thermisch geïsoleerd en vloeistofdicht vat omvat voor de opslag van een buffervloeistof waarvan de warmte kan worden aangewend in een verwarmingsinstallatie van een gebouw en dat hiertoe is voorzien van een warmtewisselaar in het voornoemde vat, welke warmtewisselaar is verbonden met een inlaat- en uitlaatopening voor een vloeistof.More specifically, a reservoir comprising a thermally insulated and liquid-tight vessel for storing a buffer liquid whose heat can be used in a heating installation of a building and which is provided for this purpose with a heat exchanger in the aforementioned vessel, which heat exchanger is connected to an inlet - and outlet opening for a liquid.

Men kent reeds tal van technologieën voor het nuttig aanwenden van natuurlijke warmtebronnen voor het verwarmen van gebouwen, zoals bijvoorbeeld de aanwending van geothermische energie door middel van een warmtepomp of het gebruik van de stralingswarmte van de zon door middel van een zonnecollector.Numerous technologies are already known for the useful use of natural heat sources for heating buildings, such as, for example, the use of geothermal energy by means of a heat pump or the use of radiant heat from the sun by means of a solar collector.

Deze uitvinding heeft tot doel om zulke warmte te kunnen opslaan in water en ijs als buf fervloeistof om op een gewenst tijdstip te worden aangewend voor het verwarmen.It is an object of the present invention to be able to store such heat in water and ice as a buffering liquid to be used for heating at a desired time.

De huidige uitvinding beoogt aldus een reservoir dat geschikt is om te worden toegepast in een installatie voor het verwarmen van een gebouw, waarbij minimale thermische verliezen doorheen de wand van het reservoir en minimale materiaal- en constructiekosten worden nagestreefd.The present invention thus contemplates a reservoir which is suitable for use in an installation for heating a building, wherein minimal thermal losses through the wall of the reservoir and minimal material and construction costs are pursued.

Hiertoe betreft de uitvinding een reservoir dat een thermisch geïsoleerd en vloeistofdicht vat omvat voor de opslag van een buffervloeistof waarvan de warmte kan worden aangewend in een verwarmingsinstallatie van een gebouw en dat hiertoe is voorzien van een warmtewisselaar in het voornoemde vat, welke warmtewisselaar is verbonden met een inlaat- en uitlaatopening voor een vloeistof, waarbij, volgens het bijzonder kenmerk van de uitvinding, het reservoir verder een aluminium omhulsel omvat waarin het voornoemde vat is aangebracht en waarbij dit omhulsel eveneens binnen thermisch geïsoleerd is.To this end the invention relates to a reservoir which comprises a thermally insulated and liquid-tight vessel for storing a buffer liquid whose heat can be used in a heating installation of a building and which is for this purpose provided with a heat exchanger in the aforementioned vessel, which heat exchanger is connected to an inlet and outlet opening for a liquid, wherein, according to the particular feature of the invention, the reservoir further comprises an aluminum casing in which the aforementioned vessel is arranged and wherein this casing is also thermally insulated within.

De belangrijkste voordelen van een reservoir volgens de uitvinding voor thermische energieopslag is dat het eenvoudig en snel te vervaardigen is aan beperkte materiaal- en uurkosten, terwijl het, door de combinatie van een geïsoleerd vat in een geïsoleerde omhulsel , een uiterst goede thermische isolatie verzekert.The most important advantages of a reservoir according to the invention for thermal energy storage is that it can be manufactured simply and quickly at limited material and hour costs, while it ensures extremely good thermal insulation through the combination of an insulated vessel in an insulated casing.

Hierdoor is zulk reservoir volgens de uitvinding uiterst geschikt om te worden toegepast in verwarmingsinstallaties van bijvoorbeeld particuliere woningen of gebouwen om daarbij de functie te vervullen van opslagtank van een vloeistof en waarbij de in deze vloeistof aanwezig warmte bijvoorbeeld in de woning kan worden aangewend voor klimatisatiedoeleinden. De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot toepassing in een woning, doch, kan evenzeer worden toegepast in grote gebouwen zoals flatgebouwen, bedrijfsgebouwen en dergelijke.As a result, such a reservoir according to the invention is extremely suitable for use in heating installations of, for example, private homes or buildings, thereby fulfilling the function of a storage tank of a liquid and wherein the heat present in this liquid can be used, for example, in the house for climatization purposes. The invention is of course not limited to use in a home, but can also be applied in large buildings such as apartment buildings, commercial buildings and the like.

Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding is tussen het voornoemde geïsoleerde vat en het omhulsel een ruimte voorzien die is opgevuld met een thermisch isolerend vulmiddel, bijvoorbeeld lucht, bolletjes polystyreenschuim, en polyurethaanplaten .According to a preferred feature of the invention, a space is provided between the aforementioned insulated vessel and the enclosure that is filled with a thermally insulating filler, for example air, balls of polystyrene foam, and polyurethane plates.

Zulk thermische isolerend vulmiddel zorgt er enerzijds voor dat de isolatiewaarde van de ganse wand van het reservoir verder geoptimaliseerd wordt, terwijl eveneens een mechanische bufferzone wordt verkregen voor het opvangen van uitzetting en/of inkrimping van het vat ten opzichte van de kuip.Such a thermal insulating filler ensures on the one hand that the insulation value of the entire wall of the reservoir is further optimized, while also a mechanical buffer zone is obtained for absorbing expansion and / or contraction of the vessel relative to the tub.

De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een installatie die is voorzien van een reservoir zoals hiervoor beschreven, en waarbij deze installatie tevens voorzien is van een warmtepomp die door middel van een extra warmtewisselaar thermisch gekoppeld is met een gesloten vloeistofcircuit waarin de voornoemde warmtewisselaar van het reservoir, evenals een circulâtiepomp zijn opgenomen.The present invention also relates to an installation which is provided with a reservoir as described above, and wherein this installation is also provided with a heat pump which is thermally coupled by means of an additional heat exchanger to a closed liquid circuit in which the aforementioned heat exchanger of the reservoir , as well as a circulation pump.

Op deze wijze wordt er, door de thermische koppeling tussen het vat en de warmtepomp, voor gezorgd dat de warmtepomp bijvoorbeeld tijdens de winter, via de voornoemde extra warmtewisselaar, warmte kan onttrekken van de vloeistof die vanuit het reservoir wordt aangevoerd, om aldus te worden aangewend voor de opwarming van bijvoorbeeld een tapwaterboiler, een vloerverwarmingsnet of dergelijke. Omwille van de rechtstreekse koppeling van de warmtepomp aan het buffervat wordt het buffervat als bron gebruikt door de warmtepomp en kan de warmte tussen ongeveer 20 en -5 graden in het buffervat rechtstreeks aangewend wordenIn this way, due to the thermal coupling between the vessel and the heat pump, it is ensured that, for example during the winter, the heat pump can extract heat from the liquid supplied from the reservoir via the aforementioned additional heat exchanger, so as to be thus used for heating, for example, a tap water boiler, a floor heating network or the like. Because of the direct coupling of the heat pump to the buffer vessel, the buffer vessel is used as a source by the heat pump and the heat between approximately 20 and -5 degrees in the buffer vessel can be used directly

De zonnepanelen hebben ook in de winter overdag steeds temperaturen die 20 graden overstijgen waardoor er een continue opvulling van warmte in het buffervat en afname uit het buffervat tussen ongeveer -5 en 20 graden plaatsvindt.Even in winter, the solar panels always have temperatures that exceed 20 degrees during the day, so that there is a continuous filling of heat in the buffer tank and a decrease from the buffer tank between approximately -5 and 20 degrees.

Volgens een sterk voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding is het reservoir verder voorzien van een tweede warmtewisselaar met een tweede inlaatopening en uitlaatopening en is deze tweede inlaatopening verbonden met een zonnecollector voor de aanvoer van een in de zonnecollector opgewarmd medium.According to a highly preferred feature of the invention, the reservoir is further provided with a second heat exchanger with a second inlet opening and outlet opening and this second inlet opening is connected to a solar collector for supplying a medium heated in the solar collector.

De warmte die bijvoorbeeld tijdens de wintermaanden aan het voornoemde vat wordt onttrokken door de warmtepomp, kan aldus voortdurend worden aangevuld met warmte die door de zonnecollector wordt geabsorbeerd.The heat, for example, extracted from the aforementioned vessel during the winter months by the heat pump, can thus be constantly supplemented with heat absorbed by the solar collector.

Tenslotte heeft de uitvinding ook nog betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een reservoir, waarbij deze werkwijze de volgende stappen omvat: het voorzien van een thermisch geïsoleerd en vloeistofdicht vat voor de opslag van een buffervloeistof waarvan de warmte kan worden aangewend in een verwarmingsinstallatie van een gebouw; - het voorzien van een thermisch geïsoleerde omhulsel - het omhulsel aanbrengen rond het voornoemde vat; - het voorzien van een flexibele warmtewisselaar in het voornoemde vat, welke warmtewisselaar is verbonden met een inlaat- en uitlaatopening aan het reservoir.Finally, the invention also relates to a method for manufacturing a reservoir, which method comprises the following steps: providing a thermally insulated and liquid-tight vessel for storing a buffer liquid whose heat can be used in a heating installation of a building; - providing a thermally insulated casing; - arranging the casing around said vessel; - providing a flexible heat exchanger in the aforementioned vessel, which heat exchanger is connected to an inlet and outlet opening on the reservoir.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een reservoir volgens de uitvinding voor thermische energieopslag beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een doorsnede van een reservoir volgens de uitvinding weergeeft; en i figuur 2 een installatie weergeeft die een reservoir volgens de uitvinding omvat.With the insight to better demonstrate the features of the invention, a few preferred embodiments of a reservoir according to the invention for thermal energy storage are described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows diagrammatically a represents a cross-section of a reservoir according to the invention; and figure 2 represents an installation comprising a reservoir according to the invention.

In figuur 1 is een reservoir 1 volgens de uitvinding weergegeven dat is voorzien van een aluminium omhulsel 2 die een bodemwand en zijwanden bevat.Figure 1 shows a reservoir 1 according to the invention which is provided with an aluminum casing 2 which contains a bottom wall and side walls.

Het voornoemde omhulsel 2 is volgens de uitvinding thermisch geïsoleerd, bijvoorbeeld, doch niet noodzakelijk, door middel van polyurethaan panelen (PUR) 5 die tegen de voornoemde wanden zijn aangebracht.According to the invention, the aforementioned casing 2 is thermally insulated, for example, but not necessarily, by means of polyurethane panels (PUR) 5 which are arranged against the aforementioned walls.

Verder omvat het reservoir 1 volgens de uitvinding een vloeistofdicht vat 6 dat in dit geval is voorzien van poten 7. Het betreffende vat 6 is bij voorkeur vervaardigd uit staal of een elastisch materiaal, doch, de uitvinding is niet als dusdanig beperkt vermits hiertoe tevens andere geschikte materialen kunnen worden aangewend.Furthermore, the reservoir 1 according to the invention comprises a liquid-tight vessel 6, which in this case is provided with legs 7. The relevant vessel 6 is preferably made of steel or an elastic material, but, the invention is not limited as such, since this also involves other suitable materials can be used.

Het vat 6 is bij voorkeur behandeld met een temperatuur bestendige primer of coating die het eventuele staal beschermt tegen roestvorming.The vessel 6 is preferably treated with a temperature-resistant primer or coating that protects any steel from rusting.

Het betreffende vat 6 is, in dit geval langs zijn buitenzijde, eveneens voorzien van een thermische isolatie, bij voorkeur polyurethaan spray (PUR) met een dikte van bijvoorbeeld nagenoeg 20 centimeter. De voornoemde primer zorgt tegelijkertijd voor een goede hechting van het polyurethaanschuim met het vat 6.The relevant vessel 6, in this case on its outside, is also provided with a thermal insulation, preferably polyurethane spray (PUR) with a thickness of, for example, nearly 20 centimeters. The aforementioned primer simultaneously ensures good adhesion of the polyurethane foam with the vessel 6.

Het gebruik van polyurethaan spray als isolatielaag van het vat 6 vertoont het belangrijke voordeel dat zulke isolatielaag lucht- en waterdicht is, waardoor het eventuele roesten van het vat 6 wordt vermeden.The use of polyurethane spray as the insulating layer of the vessel 6 has the important advantage that such an insulating layer is airtight and watertight, whereby the possible rusting of the vessel 6 is avoided.

Volgens het specifieke kenmerk van de uitvinding is het voornoemde vat 6 aangebracht in het voornoemde omhulsel 2.According to the specific feature of the invention, the aforementioned vessel 6 is arranged in the aforementioned casing 2.

Hiertoe zijn in dit geval op de bodemwand van het omhulsel 2 thermisch geïsoleerde balken voorzien die het gewicht van het vat 6 kunnen dragen . Alternatief of in aanvulling daarop zijn de poten 7 voorzien van een gepaste thermische onderbreking.To this end, thermally insulated beams are provided on the bottom wall of the casing 2 that can support the weight of the vessel 6. Alternatively or additionally, the legs 7 are provided with an appropriate thermal break.

Tussen het voornoemde vat 6 en het omhulsel 2 is bij voorkeur een ruimte voorzien die is opgevuld met een thermisch isolerend vulmiddel 10 dat bijvoorbeeld één of meer van de volgende en/of andere materialen kan omvatten: lucht, bolletjes polystyreenschuim , polyurethaan en/of glaswol.Between the aforementioned vessel 6 and the casing 2, a space is preferably provided which is filled with a thermally insulating filler 10, which may for instance comprise one or more of the following and / or other materials: air, balls of polystyrene foam, polyurethane and / or glass wool .

Volgens de uitvinding is het reservoir 1 verder voorzien van een eerste flexibele warmtewisselaar 11 in het voornoemde vat 6 die is verbonden met een eerste inlaatopening 12 en een eerste uitlaatopening 13 voor een vloeistof.According to the invention, the reservoir 1 is further provided with a first flexible heat exchanger 11 in the aforementioned vessel 6 which is connected to a first inlet opening 12 and a first outlet opening 13 for a liquid.

In het vat 6 is tevens een tweede flexibele warmtewisselaar 14 voorzien die in dit geval is aangesloten op een tweede inlaatopening 15 en een tweede uitlaatopening 16.A second flexible heat exchanger 14 is also provided in the vessel 6, which in this case is connected to a second inlet opening 15 and a second outlet opening 16.

De voornoemde warmtewisselaars 11 en 14 zijn vervaardigd uit warmtegeleidend en vorstbestendig materiaal.The aforementioned heat exchangers 11 and 14 are made of heat-conducting and frost-resistant material.

Als buffervloeistof wordt bij voorkeur zuiver water aangewend, vermits dit eventuele problemen omtrent kalkafzetting op de warmtewisselaars 11 en 14 kan voorkomenPure water is preferably used as buffer liquid, since this can prevent any problems with regard to scale deposition on heat exchangers 11 and 14

De grootte van het vat 6 kan vanzelfsprekend velerlei verschillende proporties aannemen. In één mogelijke uitvoeringsvorm van zulke reservoir zal het vat bijvoorbeeld een capaciteit hebben van nagenoeg vijf duizend liter, doch, de uitvinding is geenszins als dusdanig beperkt.The size of the vessel 6 can of course assume many different proportions. For example, in one possible embodiment of such a reservoir, the vessel will have a capacity of nearly five thousand liters, but the invention is by no means limited as such.

In figuur 2 is schematisch een hydraulisch schema weergegeven van een installatie 18 die een reservoir 1 volgens de uitvinding omvat. Voor de eenvoud van de figuur en van de beschrijving is niet alle randapparatuur zoals alle mogelijke kleppen, ventielen, pompen, sensoren, expansievaten en/of dergelijke op de figuren weergegeven. Enkel de onderdelen die strikt nodig zijn om de werking van de installatie 18 te verduidelijken zijn opgenomen.Figure 2 schematically shows a hydraulic diagram of an installation 18 which comprises a reservoir 1 according to the invention. For the sake of simplicity of the figure and of the description, not all peripheral equipment such as all possible valves, valves, pumps, sensors, expansion vessels and / or the like is shown in the figures. Only the parts that are strictly necessary to clarify the operation of the installation 18 are included.

\\

In dit voorbeeld bevat de voornoemde installatie 18 twee aparte systemen die gebruik maken van in de natuur beschikbare warmte, met stralingswarmte van de zon en in uitzonderlijke omstandigheden geothermische energie.In this example, the aforementioned installation 18 comprises two separate systems which make use of heat available in nature, with radiant heat from the sun and, in exceptional circumstances, geothermal energy.

Hiertoe beschikt de installatie 18 over een zonnecollector 19 die op bekende wijze is opgebouwd en deel uitmaakt van een circuit waarin tevens een zonneboiler 20 en een pomp 21 zijn opgenomen.For this purpose the installation 18 has a solar collector 19 which is constructed in a known manner and forms part of a circuit in which a solar boiler 20 and a pump 21 are also included.

Zowel de toevoerleiding 22 als de afvoerleiding 23 van de zonnecollector 19 zijn voorzien van een aftakleiding 24, respectievelijk 25, die aansluiten op de tweede uitlaatopening 16, respectievelijk tweede inlaatopening 15 van het vat 6.Both the supply line 22 and the discharge line 23 of the solar collector 19 are provided with a branch line 24, 25, respectively, which connect to the second outlet opening 16 and second inlet opening 15 of the vessel 6, respectively.

Verder is de installatie 18 voorzien van een warmtepomp 26 die op klassieke wijze is. opgebouwd met een verdamper, een compressor, een condensor en expansiemiddelen.The installation 18 is furthermore provided with a heat pump 26 which is in the traditional manner. built with an evaporator, a compressor, a condenser and expansion means.

De verdamper vertoont, zoals bekend, een primaire zijde waar doorheen het koelmedium van het gesloten circuit van de warmtepomp stroomt, en een secundaire zijde die deel uitmaakt van een apart circuit.The evaporator has, as is known, a primary side through which the cooling medium of the closed circuit of the heat pump flows, and a secondary side that forms part of a separate circuit.

Eventueel kan als reservesysteem een horizontale grondwarmtewisselaar 27 toegevoegd worden. Deze wordt op een diepte van 2 meter geïnstalleerd om te voorkomen dat grond en drinkwaterlagen verstoord worden.A horizontal ground heat exchanger 27 can optionally be added as a backup system. This is installed at a depth of 2 meters to prevent disturbance of soil and drinking water layers.

De verdamper van de warmtepomp 26 zorgt voor de thermische voeding van een tapwaterboiler 28 en een verwarmingsnet 29, bijvoorbeeld een vloerverwarming van een gebouw.The evaporator of the heat pump 26 provides the thermal supply of a tap water boiler 28 and a heating network 29, for example a floor heating of a building.

De eerste inlaatopening 12 en de eerste uitlaatopening 13 van het reservoir 1 sluiten aan op de uitlaatzijde, respectievelijk inlaatzijde van de primaire zijde van een derde warmtewisselaar 30.The first inlet opening 12 and the first outlet opening 13 of the reservoir 1 connect to the outlet side and inlet side of the primary side of a third heat exchanger 30, respectively.

De secundaire zijde van de betreffende derde warmtewisselaar 30 sluit via twee aftakleidingen 31, respectievelijk 32 aan op de respectievelijke verbindingsleidingen 33 en 34 tussen de warmtepomp 26 en de eventuele grondwarmtewisselaar 27.The secondary side of the relevant third heat exchanger 30 connects via two branch pipes 31, 32 respectively to the respective connecting pipes 33 and 34 between the heat pump 26 and any ground heat exchanger 27.

Tevens is een vierde warmtewisselaar 35 voorzien met, enerzijds, een primaire zijde die wordt gevoed door vers tapwater en die uitmondt in de zoneboiler 20, en anderzijds, een secundaire zijde die is verbonden met de respectievelijke eerste. inlaatopening 12 en eerste uitlaatopening 13 van het reservoir 1.A fourth heat exchanger 35 is also provided with, on the one hand, a primary side which is fed by fresh tap water and which flows into the zone boiler 20, and, on the other hand, a secondary side which is connected to the respective first. inlet opening 12 and first outlet opening 13 of the reservoir 1.

De zonneboiler 20 is voorzien van een tapwateruitlaat die in verbinding staat met de tapwaterboiler 28 van de warmtepomp 26.The solar boiler 20 is provided with a tap water outlet which is connected to the tap water boiler 28 of the heat pump 26.

De werking van de installatie 18 is eenvoudig en als volgt.The operation of the installation 18 is simple and as follows.

Door inwerking van zonlicht op de zonnecollector 19 wordt een warm medium vanuit deze zonnecollector 19, via de afvoerleiding 23, naar de zonneboiler 20 gevoerd voor de opwarming daarvan, bijvoorbeeld tot een vooraf bepaalde minimumtemperatuur van bijvoorbeeld nagenoeg vijftig graden Celsius.By the action of sunlight on the solar collector 19, a warm medium is fed from this solar collector 19, via the discharge line 23, to the solar boiler 20 for heating it up, for example to a predetermined minimum temperature of, for example, substantially fifty degrees Celsius.

Van zodra de voornoemde vooraf bepaalde minimumtemperatuur bereikt is in de zonneboiler 20, wordt het warm medium vanuit de zonnecollector 19, via de aftakleiding 25 naar de tweede warmtewisselaar 14 in het vat 6 gevoerd voor de opwarming van de in dit vat 6 aanwezige buffervloeistof die bijvoorbeeld kan bestaan uit water.As soon as the aforementioned predetermined minimum temperature has been reached in the solar boiler 20, the warm medium is fed from the solar collector 19 via the branch line 25 to the second heat exchanger 14 in the vessel 6 for heating up the buffer liquid present in this vessel 6 which, for example, can consist of water.

De temperatuur van de buffervloeistof in het vat 6 kan op deze manier bijvoorbeeld tot een temperatuur van vijfennegentig graden Celsius worden opgewarmd.The temperature of the buffer liquid in the vessel 6 can in this way be heated, for example, to a temperature of ninety-five degrees Celsius.

Wanneer het zonlicht verdwijnt, bijvoorbeeld 's nachts, kan de toevoer van warm medium van de zonnecollector 19 naar de zonneboiler 20 of naar de tweede warmtewisselaar 14, op bekende wijze worden afgesloten, bijvoorbeeld door het sluiten van een klep, het stoppen van een circulatiepomp, of dergelijke.When the sunlight disappears, for example at night, the supply of warm medium from the solar collector 19 to the solar boiler 20 or to the second heat exchanger 14 can be shut off in a known manner, for example by closing a valve, stopping a circulation pump , or similar.

Teneinde de voornoemde regeling van de kringen met de zonnecollector 19 te kunnen verwezenlijken zijn bij voorkeur in het vat 6, aan de uitlaatzijde van de zonnecollector 19 en in de zonneboiler 20 niet in de figuren weergegeven temperatuursensoren aangebracht.In order to be able to realize the aforementioned control of the circuits with the solar collector 19, temperature sensors are not preferably provided in the vessel 6, on the outlet side of the solar collector 19 and in the solar boiler 20.

De warmte die via de zonnecollector 19 in het vat 6 wordt gebracht, wordt aldaar door de buffervloeistof gestockeerd en wordt door de hoge isolatiewaarde die wordt verkregen door de specifieke opstelling van het thermisch geïsoleerd vat 6 in het thermisch geïsoleerd omhulsel, gedurende een zeer lange periode bewaard.The heat that is introduced into the vessel 6 via the solar collector 19 is stored there by the buffer liquid and is stored for a very long period by the high insulation value obtained by the specific arrangement of the thermally insulated vessel 6 in the thermally insulated envelope. saved.

Des te groter de volume-inhoud van het vat 6, des te langer de gevangen thermische energie bewaard kan blijven in het vat 6.The greater the volume content of the vessel 6, the longer the captured thermal energy can be stored in the vessel 6.

In het geval de zonnecollector 19 niet voldoende warmte kan vergaren om de temperatuur in de zonneboiler 20 tot boven de minimumtemperatuur van bijvoorbeeld 40 graden Celsius te verwarmen, kan warmte worden aangevoerd vanaf het vat 6, hetzij via de warmtepomp 2 6 indien de temperatuur in het vat 6 tussen 20 en -5 graden Celsius ( het water kan bevroren worden tot gemiddeld - 2 graden zodat een reusachtige hoeveelheid warmte wordt geabsorbeerd.) waarbij het buffervat als bron voor de warmtepomp functioneert.In the event that the solar collector 19 cannot gather sufficient heat to heat the temperature in the solar boiler 20 above the minimum temperature of, for example, 40 degrees Celsius, heat can be supplied from the vessel 6 or via the heat pump 26 if the temperature in the tank 6 between 20 and -5 degrees Celsius (the water can be frozen to an average of - 2 degrees so that a huge amount of heat is absorbed.) whereby the buffer tank functions as a source for the heat pump.

Wanneer de temperatuur in het vat 6 lager is dan bvb - 5 graden Celsius, en er geen rechtstreekse toevoer is van warmte uit de zonnepanelen kan warmte worden aangevoerd via de warmtepomp 26 vanaf de eventuele grondwarmtewisselaar 27.When the temperature in the vessel 6 is lower than, for example, - 5 degrees Celsius, and there is no direct supply of heat from the solar panels, heat can be supplied via the heat pump 26 from the possible ground heat exchanger 27.

Deze koppeling zorgt er aldus voor dat het hele jaar door sanitair warm water en water voor verwarming beschikbaar is, opgewarmd door de zon.This connection thus ensures that sanitary hot water and water are available for heating throughout the year, heated by the sun.

Door de thermische koppeling tussen het vat 6 en de warmtepomp 26, wordt ervoor gezorgd dat de warmtepomp 26 bijvoorbeeld tijdens de winter, via de voornoemde derde warmtewisselaar 30, warmte kan onttrekken van de vloeistof die vanuit het reservoir 1 wordt aangevoerd, om aldus te worden aangewend voor de opwarming van bijvoorbeeld het vloerverwarmingsnet 29, de tapwaterboiler 28 of dergelijke.Due to the thermal coupling between the vessel 6 and the heat pump 26, it is ensured that, for example, during the winter, via the aforementioned third heat exchanger 30, the heat pump 26 can extract heat from the liquid supplied from the reservoir 1, so as to be used for heating, for example, the underfloor heating network 29, the tap water boiler 28 or the like.

De warmte die bijvoorbeeld tijdens de wintermaanden aan het voornoemde vat 6 wordt onttrokken door de warmtepomp 26, kan volgens de uitvinding voortdurend worden aangevuld met warmte die door de zonnecollector 19 wordt geabsorbeerd. Immers de zonnecollectoren, indien in serie geplaatst hebben bijna het ganse jaar door een temperatuur boven de 20 graden.According to the invention, the heat which is extracted from the aforementioned vessel 6 during the winter months by the heat pump 26 can be constantly supplemented with heat absorbed by the solar collector 19. After all, the solar collectors, if placed in series, have a temperature above 20 degrees for almost the entire year.

De warmtepomp 26 onttrekt tijdens de wintermaanden warmte uit het vat 6, tot de temperatuur van de daarin aanwezige buffervloeistof ( water tot 0 graden en ijs tot - 5 graden ) bijvoorbeeld nagenoeg -5 0 Celsius bedraagt. Bij die temperatuur is er namelijk nagenoeg gedurende een gans jaar warmte-instroming vanaf de zonnecollector 19 in het vat 6 mogelij k.The heat pump 26 extracts heat from the vessel 6 during the winter months, until the temperature of the buffer liquid contained therein (water to 0 degrees and ice to -5 degrees) is, for example, substantially -5 Celsius. Namely, at that temperature, heat inflow from the solar collector 19 into the vessel 6 is possible for almost a whole year.

Tapwater dat doorheen de zonneboiler 20 wordt gevoerd om te worden voorverwarmd, wordt vervolgens doorheen de tapwaterboiler 28 geleid voor eventuele verdere opwarming.Tap water which is passed through the solar boiler 20 to be pre-heated, is then passed through the tap water boiler 28 for possible further heating.

De eventuele grondwarmtewisselaar 27 kan worden voorzien in een installatie 18 volgens de uitvinding, als thermische noodvoeding, bijvoorbeeld in extreme klimaatsituaties waarbij de omgevingstemperatuur gedurende een relatief lange periode van bijvoorbeeld tien dagen -20 °C bedraagt of minder.The optional ground heat exchanger 27 can be provided in an installation 18 according to the invention, as an emergency thermal feed, for example in extreme climatic situations in which the ambient temperature during a relatively long period of, for example, ten days is -20 ° C or less.

Zo kan de eventuele grondwarmtewisselaar 27 bijvoorbeeld worden aangewend als thermische voeding van de warmtepomp 26 wanneer de temperatuur in het vat 6 bijvoorbeeld zakt tot een waarde van minder dan -5 graden Celsius. Aangezien de zonnecollector 19 echter gedurende meer dan driehonderd dertig dagen per jaar in staat is om de temperatuur in het vat 6 tot 20 graden Celsius te verwarmen, kan de aanwending van geothermische warmte tot een absoluut minimum worden beperkt of zelfs overbodig worden .For example, the possible ground heat exchanger 27 can be used, for example, as a thermal feed for the heat pump 26 when the temperature in the vessel 6 drops, for example, to a value of less than -5 degrees Celsius. However, since the solar collector 19 is capable of heating the temperature in the vessel 6 to 20 degrees Celsius for more than three hundred and thirty days per year, the use of geothermal heat can be reduced to an absolute minimum or even become superfluous.

Een nagenoeg analoge regeling als hiervoor beschreven met betrekking tot de zonneboiler 20, kan worden aangewend voor de temperatuurregeling van het verwarmingsnet 29 waarvan de minimumtemperatuur bij voorkeur nagenoeg dertig graden Celsius bedraagt.A substantially analogous control as described above with regard to the solar boiler 20 can be used for the temperature control of the heating network 29, the minimum temperature of which is preferably approximately thirty degrees Celsius.

In het geval de temperatuur in het vat 6 hoger ligt dan 27 graden Celsius, kan warmte rechtstreeks vanaf dit vat 6 naar het verwarmingsnet 29 worden gevoerd via een pomp.In case the temperature in the vessel 6 is higher than 27 degrees Celsius, heat can be supplied directly from this vessel 6 to the heating network 29 via a pump.

Indien de temperatuur in het vat 6 tussen -5 en twintig graden Celsius ligt, gebeurt de overdracht van warmte vanaf het vat 6 naar het verwarmingsnet 29 via de warmtepomp 26.If the temperature in the vessel 6 is between -5 and twenty degrees Celsius, the heat is transferred from the vessel 6 to the heating network 29 via the heat pump 26.

Wanneer de temperatuur in het vat 6 lager is dan -5 graden Celsius, kan warmte worden aangevoerd naar het verwarmingsnet 29 vanaf de eventuele grondwarmtewisselaar 27, via de warmtepomp 26.When the temperature in the vessel 6 is lower than -5 degrees Celsius, heat can be supplied to the heating network 29 from the possible ground heat exchanger 27, via the heat pump 26.

Merk op dat de opbrengst van de actieve valorisatie van de in het vat 6 opgeslagen energie, i.e. wanneer de de buffervloeistof permanent tussen -5 en twintig graden Celsius wordt opgewarmd en afgekoeld, tot tien keer hoger kan zijn dan de energie-inhoud van het vat 6 zelf.Note that the yield of the active valorization of the energy stored in the vessel 6, ie when the buffer liquid is permanently heated and cooled between -5 and twenty degrees Celsius, can be up to ten times higher than the energy content of the vessel 6 itself.

Het vat 6 is volgens een sterk voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding niet enkel voorzien van voornoemde temperatuursensoren voor het kunnen verwezenlijken van de hiervoor beschreven regeling, doch, omvat tevens een druksensor bij wijze van beveiliging.According to a highly preferred feature of the invention, the vessel 6 is not only provided with the aforementioned temperature sensors for being able to implement the above-described control, but also comprises a pressure sensor as protection.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuur weergegeven uitvoeringvormen, doch, een reservoir 1 volgens de uitvinding voor thermische energieopslag en een installatie met warmtepomp voor benuttiging van warmte op lage temperatuur, kunnen in velerlei vormen en afmetingen worden uitgevoerd, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the exemplary embodiments described and shown in the figure, but, a reservoir 1 according to the invention for thermal energy storage and an installation with heat pump for utilizing heat at low temperature can be designed in various shapes and sizes without departing from the scope of the invention.

Claims

A reservoir comprising a thermally insulated and liquid-tight vessel (6) for storing a buffer liquid whose heat can be used in a heating installation of a building and which is at least provided for this purpose with a first heat exchanger (11) in said vessel ( 6), which first heat exchanger (11) is connected to a first inlet and outlet opening (12, 13, respectively) for a liquid, characterized in that the reservoir (1) further comprises an aluminum casing (2) in which the aforementioned vessel (6) ) is arranged and wherein this aluminum casing (2) is also thermally insulated on the inside.

A reservoir according to claim 1, characterized in that a space is provided between the aforementioned vessel (6) and the casing (2) that is filled with a thermally insulating filler (10).

The reservoir according to claim 2, characterized in that said thermal insulating filler (10) comprises one or more of the following materials: air, spheres of polystyrene foam and / or glass wool and polyurethane foam.

Reservoir according to one of the preceding claims, characterized in that the above-mentioned vessel (6) is thermally insulated by means of a layer of polyurethane spray (5 and / or 8).

A reservoir according to claim 4, characterized in that the aforementioned layer of polyurethane spray is substantially 20 centimeters thick. Reservoir that according to description has sufficient elasticity and strength to allow the water to freeze.

Reservoir according to one of the preceding claims, characterized in that the aforementioned vessel (6) is placed on thermally insulated beams (9) on the bottom (3) of the aforementioned casing (2).

A reservoir according to any one of the preceding claims, characterized in that it is provided with a second heat exchanger (14) with a second inlet opening (15) and outlet opening (16).

Reservoir according to one of the preceding claims, characterized in that the above-mentioned envelope (2) is thermally insulated.

The reservoir according to claim 8, characterized in that the aforementioned casing (2) is thermally insulated with polyurethane.

Installation characterized in that it is provided with a reservoir (1) according to one of the preceding claims; and that it is also provided with a heat pump (26) which is thermally coupled by means of an additional heat exchanger (30) to a closed liquid circuit in which the aforementioned first heat exchanger (12) of the reservoir (1) is accommodated.

Installation according to claim 10, characterized in that the reservoir (1) is provided with a second heat exchanger (14) with a second inlet opening (15) and outlet opening (16); and the inlet opening (15) of this second heat exchanger (14) is connected to a solar collector (19) for supplying a medium heated in the solar collector (19).

A method for manufacturing a reservoir (1), characterized in that this method comprises the following steps: providing a thermally insulated and liquid-tight vessel (6) for storing a buffer liquid whose heat can be used in a heating installation of a building; - providing a thermally insulating envelope (2); - arranging (2) around said vessel (6) of the casing (2); - providing at least a first heat exchanger (11) in the aforementioned vessel (6), which first heat exchanger (11) is connected to an inlet and outlet opening (12, 13, respectively) on the reservoir (1).

Method according to claim 12, characterized in that this method also comprises the step of filling the space formed between said vessel (6) and the casing (2) with a thermally insulating filler (10).

Method according to claim 13, characterized in that one or more of the following materials are used for the above-mentioned thermally insulating filler (10): air, balls of polystyrene foam, glass wool, or polyurethane foam

Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that it comprises the step of thermally insulating said vessel (6) by means of a polyurethane spray.

Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that it comprises the step of providing a second heat exchanger (14) in the vessel (6) with a second inlet opening (15) and outlet opening (16).

Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that it comprises the step of thermally insulating the casing (2).

Method according to claim 17, characterized in that the tub (2) is thermally insulated by means of polyurethane.

19 .- Method in which a thermal hydraulic system is connected to the buffer vessel that makes it possible to use the buffer vessel as a source of the heat pump at temperatures between -5 and 20 degrees Celsius.

20. Method in which the solar collectors are so connected to the buffer tank and heat pump that they continuously supply the heat to the buffer tank at low temperatures