BE1023991B9

BE1023991B9 - Cooling or heating of buildings with great inertia

Info

Publication number: BE1023991B9
Application number: BE20165161A
Authority: BE
Inventors: Frank Vancauwenberghe
Original assignee: Officeline Bvba
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2017-12-04
Also published as: BE1023991A9; BE1023991B1; BE1023991A1

Abstract

Een systeem (100), voor het afkoelen of opwarmen van een gebouw. Het systeem (100) omvat een mengbuffer (120), minstens twee accumulatoren (110) een verwarmings- en/of koelingsinstallatie (140) en een regeleenheid (170). De uitgang van de accumulatoren (110) is aangesloten op de mengbuffer (120), de uitgang van de mengbuffer (120) is aangesloten op de verwarmings- en/of koelingsinstallatie (140) en de uitgang van de verwarmings- en/of koelingsinstallatie (140) is rechtstreeks of onrechtstreeks aangesloten op de accumulatoren (110). De regeleenheid (170) is aangepast om de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer (120) te meten en om de vloeistof op te warmen en/of af te koelen zodat de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer binnen een vooraf ingestelde eerste referentietemperatuur en een vooraf ingestelde tweede referentietemperatuur blijft.A system (100), for cooling or heating up a building. The system (100) comprises a mixing buffer (120), at least two accumulators (110), a heating and / or cooling installation (140) and a control unit (170). The output of the accumulators (110) is connected to the mixing buffer (120), the output of the mixing buffer (120) is connected to the heating and / or cooling installation (140) and the output of the heating and / or cooling installation ( 140) is directly or indirectly connected to the accumulators (110). The control unit (170) is adapted to measure the temperature of the liquid in the mixing buffer (120) and to heat and / or cool the liquid so that the temperature of the liquid in the mixing buffer is within a preset first reference temperature and a preset second reference temperature remains.

Description

Koelen of verwarmen van gebouwen met grote inertie. Toepassingsgebied van de uitvindingCooling or heating of buildings with great inertia. Field of application of the invention

Deze uitvinding heeft in het algemeen betrekking op verwarmingssystemen. De uitvinding betreft een alternatieve uitvoering van een verwarmingssysteem en een methode om dit systeem aan te sturen.This invention relates generally to heating systems. The invention relates to an alternative embodiment of a heating system and a method for controlling this system.

Achtergrond van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION

Verwarmingsinstallaties die gebruik maken van accumulatoren worden heden ten dage gebruikt om energie te besparen in de verwarming van nieuwe gebouwen. Een voorbeeld hiervan is betonkernactivering. Bij betonkernactivering wordt de massa van bepaalde betonlagen in een ruimte in een gebouw opgewarmd of afgekoeld. Door de calorische inertie van deze massa behoudt deze massa over langere tijd zijn temperatuur, ook bij wisselende buitentemperaturen.Heating installations that use accumulators are used today to save energy in heating new buildings. An example of this is concrete core activation. With concrete core activation, the mass of certain concrete layers in a room in a building is heated or cooled. Due to the calorific inertia of this mass, this mass retains its temperature over a longer period of time, even with changing outside temperatures.

In vergelijkingen met vroegere systemen zoals bijvoorbeeld radiatoren of convectoren die aan de muur bevestigd worden hebben systemen met accumulatoren waarbij een grote massa verwarmd/afgekoeld wordt (zoals bijvoorbeeld in het geval van betonkernactivering) een grote calorische inertie. Deze nieuwe accumulatoren vragen dan ook nieuwe manieren om aangestuurd te worden en nieuwe manieren om geïntegreerd te worden in een verwarmingssysteem.In comparisons with earlier systems such as, for example, radiators or convectors mounted on the wall, systems with accumulators in which a large mass is heated / cooled (such as, for example, in the case of concrete core activation) have a large calorific inertia. These new accumulators therefore require new ways to be controlled and new ways to be integrated into a heating system.

Er is bijgevolg ruimte voor meer efficiënte verwarmingssystemen en voor een meer efficiënte aansturing ervan wanneer gebruik gemaakt wordt van accumulatoren zoals bijvoorbeeld accumuleerbare betonnen platen.Consequently, there is room for more efficient heating systems and for more efficient control thereof when use is made of accumulators such as, for example, accumulable concrete plates.

Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention

Het is een doelstelling van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een verbeterd verwarmingssysteem te voorzien. Het is tevens een doelstelling van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een methode te voorzien om dit verwarmingssysteem aan te sturen.It is an object of embodiments of the present invention to provide an improved heating system. It is also an object of embodiments of the present invention to provide a method for controlling this heating system.

De bovengenoemde doelstelling wordt verwezenlijkt door een apparaat, inrichting en/of methode volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.The above object is achieved by an apparatus, device and / or method according to embodiments of the present invention.

In een eerste aspect voorziet de huidige uitvinding in een systeem voor het afkoelen of opwarmen van een gebouw. Het systeem omvat een mengbuffer, minstens twee accumulatoren, een verwarmings- en/of koelingsinstallatie en een regeleenheid. De uitgang van de accumulatoren is aangesloten op de mengbuffer, de uitgang van de mengbuffer is aangesloten op de verwarmings- en/of koelingsinstallatie, en de uitgang van de verwarmings- en/of koelingsinstallatie is rechtstreeks of onrechtstreeks aangesloten op de accumulatoren. De regeleenheid is aangepast om de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer te meten en om de vloeistof op te warmen en/of af te koelen zodat de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer tussen een vooraf ingestelde eerste referentietemperatuur en een vooraf ingestelde tweede referentietemperatuur blijft.In a first aspect, the present invention provides a system for cooling or heating a building. The system comprises a mixing buffer, at least two accumulators, a heating and / or cooling installation and a control unit. The output of the accumulators is connected to the mixing buffer, the output of the mixing buffer is connected to the heating and / or cooling installation, and the output of the heating and / or cooling installation is directly or indirectly connected to the accumulators. The control unit is adapted to measure the temperature of the liquid in the mixing buffer and to heat and / or cool the liquid so that the temperature of the liquid in the mixing buffer remains between a preset first reference temperature and a preset second reference temperature .

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de temperatuur in de mengbuffer tussen een vooraf ingestelde eerste temperatuur en een vooraf ingestelde tweede temperatuur gehouden wordt. Hierdoor geven de accumulatoren (bijvoorbeeld accumuleerbare betonnen platen) een homogene warmte af doorheen het ganse gebouw. Doordat de verschillende accumulatoren op een zelfde temperatuur gehouden worden is het bijvoorbeeld mogelijk dat de ene accumulator warmte opneemt uit een bepaalde ruimte in het gebouw terwijl de andere accumulator deze warmte terug afgeeft in een andere ruimte. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn in de zomer wanneer de ene ruimte aan de zuidzijde van het gebouw gelegen is terwijl de andere ruimte aan de noordzijde van het gebouw gelegen is. Door deze warmte uitwisseling tussen ruimtes en door de regeleenheid, die de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer tussen een eerste en een tweede referentietemperatuur houdt, is er geen extra airco nodig om bepaalde ruimtes te koelen en kan toch een constante temperatuur in het gebouw gerealiseerd worden. Het medium waardoor de energie kan verdeeld worden is de vloeistof in de accumulatoren; de mengbuffer zorgt voor de herverdeling doordat hierin de vloeistof van de verschillende accumulatoren met elkaar vermengd wordt. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de vloeistof komende van de verschillende accumulatoren wordt vermengd in de mengbuffer. Dit laat een uitwisseling van warmte toe tussen verschillende ruimtes in het gebouw. Door deze uitwisseling is het energieverbruik van de verwarmings- en/of koelingsinstallatie lager. Bijvoorbeeld kan de af te koelen eerste kamer het energieverbruik van de op te warmen tweede kamer compenseren. Systemen volgens de huidige uitvinding zijn uitermate geschikt voor accumulatoren met een groot volume. Dergelijke accumulatoren zijn bijvoorbeeld accumuleerbare betonnen platen. Hoe groter het volume van de accumulatoren, hoe groter de stabiliteit van het systeem. De stabiliteit kan ook vergroot worden door het volume van de vloeistof in de accumulatoren te vergroten. Dit kan bijvoorbeeld door het volume van de mengbuffer te vergroten. Door een grotere mengbuffer te gebruiken zal ook de menging van de vloeistof komende van de accumulatoren in de mengbuffer beter zijn. Doordat in systemen volgens de huidige uitvinding de temperatuur in de mengbuffer en dus ook in de verschillende accumulatoren constant gehouden wordt en doordat de accumulatoren en de vloeistof in het systeem een groot volume innemen kan worden vermeden dat de verwarmings- en/of koelingsinstallatie geregeld aan en af slaat. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat de verwarmings- en/of koelingsinstallatie gedurende meer dan 60 min of zelfs meer dan 120 min continu draait vooraleer de vloeistof in de mengbuffer terug op de gewenste temperatuur is gebracht. Dit is interessant voor warmtepompen die het met meest efficiënt werken op vollast. Het systeem zal dus meer opereren tussen vollast en 0%. Wanneer op temperatuur, kan het zijn, afhankelijk van de warmtevraag, dat het systeem tussen 30 min en 60 min non-actief is vooraleer de verwarmings- en/of koelingsinstallatie terug aanslaat. Het is hierbij een voordeel dat naarmate de accumulatoren groter zijn ook deze periode zal verlengen.It is an advantage of embodiments of the present invention that the temperature in the mixing buffer is maintained between a preset first temperature and a preset second temperature. As a result, the accumulators (for example, accumulable concrete slabs) give off a homogeneous heat throughout the entire building. Because the different accumulators are kept at the same temperature, it is for example possible that one accumulator absorbs heat from a certain space in the building while the other accumulator releases this heat back into another space. This may, for example, be the case in the summer when one space is located on the south side of the building while the other space is on the north side of the building. Because of this heat exchange between rooms and by the control unit, which keeps the temperature of the liquid in the mixing buffer between a first and a second reference temperature, no additional air conditioning is needed to cool certain rooms and a constant temperature in the building can nevertheless be realized to become. The medium through which the energy can be distributed is the fluid in the accumulators; the mixing buffer ensures the redistribution because the liquid from the various accumulators is mixed together. It is an advantage of embodiments of the present invention that the liquid coming from the various accumulators is mixed in the mixing buffer. This allows an exchange of heat between different rooms in the building. Due to this exchange, the energy consumption of the heating and / or cooling installation is lower. For example, the first chamber to be cooled can compensate for the energy consumption of the second chamber to be heated. Systems according to the present invention are extremely suitable for accumulators with a large volume. Such accumulators are, for example, accumulable concrete plates. The greater the volume of the accumulators, the greater the stability of the system. The stability can also be increased by increasing the volume of the liquid in the accumulators. This is possible, for example, by increasing the volume of the mixing buffer. By using a larger mixing buffer, the mixing of the liquid coming from the accumulators in the mixing buffer will also be better. Because in systems according to the present invention the temperature in the mixing buffer and therefore also in the different accumulators is kept constant and because the accumulators and the liquid in the system occupy a large volume, it can be avoided that the heating and / or cooling installation is regularly switched on and off. turns off. For example, it is possible for the heating and / or cooling installation to run continuously for more than 60 minutes or even more than 120 minutes before the liquid in the mixing buffer has been brought back to the desired temperature. This is interesting for heat pumps that work most efficiently at full load. The system will therefore operate more between full load and 0%. When on temperature, depending on the heat demand, it may be that the system is inactive for between 30 minutes and 60 minutes before the heating and / or cooling system starts again. It is an advantage that as the accumulators become larger, this period will also be extended.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding omvat het systeem een regelklep, waarbij een eerste ingang van de regelklep is aangesloten op de uitgang van de verwarmings- en/of koelingsinstallatie, waarbij een tweede ingang van de regelklep is aangesloten op de uitgang van de mengbuffer en waarbij de uitgang van de regelklep rechtstreeks of onrechtstreeks is aangesloten op de accumulatoren, en waarbij de regeleenheid is aangepast om de regelklep te regelen in een eerste stand waarbij water van de eerste ingang van de regelklep naar de uitgang van de regelklep vloeit of in een tweede stand waarbij water van een tweede ingang van de regelklep naar de uitgang van de regelklep vloeit.In embodiments of the present invention, the system comprises a control valve, wherein a first input of the control valve is connected to the output of the heating and / or cooling installation, wherein a second input of the control valve is connected to the output of the mixing buffer and wherein the output of the control valve is directly or indirectly connected to the accumulators, and wherein the control unit is adapted to control the control valve in a first position where water flows from the first input of the control valve to the output of the control valve or in a second position wherein water flows from a second inlet of the control valve to the outlet of the control valve.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat door de regelklep die aangestuurd wordt door de regeleenheid, het systeem in 2 modes kan werken.It is an advantage of embodiments of the present invention that through the control valve controlled by the control unit, the system can operate in 2 modes.

In een eerste mode (opwarmen of afkoelen) vloeit de vloeistof van de eerste ingang van de regelklep naar de uitgang van de regelklep. In deze mode kan er door de verwarmings- en/of koelingsinstallatie warmte toegevoerd of onttrokken worden aan de vloeistof komende van de mengbuffer totdat een gewenste temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer bereikt is. Deze temperatuur kan bijvoorbeeld gemeten worden aan de uitgang van de mengbuffer.In a first mode (heating or cooling), the liquid flows from the first input of the control valve to the output of the control valve. In this mode, heat can be supplied or withdrawn from the liquid coming from the mixing buffer through the heating and / or cooling installation until a desired temperature of the liquid in the mixing buffer is reached. This temperature can, for example, be measured at the output of the mixing buffer.

In een tweede mode (stabilisatie) vloeit de vloeistof van de tweede ingang van de regelklep naar de uitgang van de regelklep. De verwarmings- en/of koelingsinstallatie is in deze mode losgekoppeld. In deze mode wordt de vloeistof rondgepompt doorheen de accumulatoren en de mengbuffer. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de verwarmings- en/of koelingsinstallatie in deze mode gebypassed is. Op die manier kan het debiet van de rondgepompte vloeistof nog vergroot worden. Hierdoor kan de herverdeling van warmte tussen de verschillende accumulatoren vergroot worden. Deze mode kan aangehouden worden zolang de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer tussen een vooraf ingestelde eerste referentietemperatuur en een vooraf ingestelde tweede referentietemperatuur ligt.In a second mode (stabilization), the liquid flows from the second input of the control valve to the output of the control valve. The heating and / or cooling installation is disconnected in this mode. In this mode, the liquid is pumped around through the accumulators and the mixing buffer. It is an advantage of embodiments of the present invention that the heating and / or cooling installation is bypassed in this mode. In this way the flow rate of the circulated liquid can be increased even further. As a result, the redistribution of heat between the various accumulators can be increased. This mode can be maintained as long as the temperature of the liquid in the mixing buffer is between a preset first reference temperature and a preset second reference temperature.

Het heen en weer schakelen tussen beide modes is een aspect van deze uitvinding en in het licht van deze uitvinding wordt hiernaar gerefereerd als wobbelen. Het is een voordeel van dit wobbelen dat een homogene temperatuur over de verschillende accumulatoren heen kan bereikt worden.Switching back and forth between both modes is an aspect of the present invention and, in the light of this invention, it is referred to as wobbling. It is an advantage of this wobbling that a homogeneous temperature can be achieved over the different accumulators.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding omvat het systeem een warmtebuffer, waarbij de warmtebuffer zich tussen verwarmings- en/of koelingsinstallatie en de accumulatoren bevindt. In het geval er een regelklep aanwezig is bevindt de warmtebuffer zich tussen de regelklep en de accumulatoren. Bij het opwarmen/afkoelen van de vloeistof kan dan bijvoorbeeld zolang opgewarmd/afgekoeld worden tot een gewenste temperatuur in de warmtebuffer bereikt is.In embodiments of the present invention, the system comprises a heat buffer, the heat buffer being located between heating and / or cooling installation and the accumulators. If a control valve is present, the heat buffer is located between the control valve and the accumulators. When heating / cooling the liquid, it is then possible, for example, to heat up / cool down until a desired temperature in the heat buffer is reached.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de warmtebuffer zorgt voor een stabiele en uniforme temperatuur aan de ingang van de accumulatoren. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de warmtebuffer een capaciteit vormt voor de opslag van warmte of koude waaruit de accumulatoren kunnen aftappen. Deze capaciteit is veel groter dan in het geval enkel de accumulatoren zouden aanwezig zijn. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat energie kan opgeslagen worden in de warmtebuffer waarna deze kan verbruikt worden door de accumulatoren aangesloten op de warmtebuffer.It is an advantage of embodiments of the present invention that the heat buffer provides a stable and uniform temperature at the input of the accumulators. It is an advantage of embodiments of the present invention that the heat buffer forms a capacity for storing heat or cold from which the accumulators can drain. This capacity is much greater than if only the accumulators were present. It is an advantage of embodiments of the present invention that energy can be stored in the heat buffer after which it can be consumed by the accumulators connected to the heat buffer.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is de mengbuffer en/of de warmtebuffer een verticaal opgesteld buffervat dat is uitgestrekt over tenminste twee verdiepingen van het gebouw.In embodiments of the present invention, the mixing buffer and / or the heat buffer is a vertically arranged buffer vessel that is extended over at least two floors of the building.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de mengbuffer en/of warmtebuffer toegankelijk is op verschillende plaatsen in het gebouw. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de benodigde grondoppervlakte van de mengbuffer en/of warmtebuffer verkleind wordt, bij een gelijk blijvend volume, door de hoogte ervan te vergroten tot meer dan twee verdiepen hoog.It is an advantage of embodiments of the present invention that the mixing buffer and / or heat buffer is accessible at different places in the building. It is an advantage of embodiments of the present invention that the required surface area of the mixing buffer and / or heat buffer is reduced, at a constant volume, by increasing its height to more than two levels high.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding strekt de mengbuffer en/of de warmtebuffer zich uit over meerdere verdiepen, bijvoorbeeld over de ganse hoogte van het gebouw.In embodiments of the present invention, the mixing buffer and / or the heat buffer extends over several floors, for example over the entire height of the building.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat op elke verdieping vloeistof kan afgetakt worden uit de mengbuffer en /of warmtebuffer. Dit kan bijvoorbeeld door buizen te lassen op het mengbuffer en/of warmtebuffer. Deze buizen vormen de verbinding tussen de mengbuffer en/of warmtebuffer en de accumulatoren.It is an advantage of embodiments of the present invention that liquid can be tapped from the mixing buffer and / or heat buffer on each floor. This can be done, for example, by welding pipes on the mixing buffer and / or heat buffer. These tubes form the connection between the mixing buffer and / or heat buffer and the accumulators.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is de mengbuffer en/of warmtebuffer over de gehele lengte thermisch geïsoleerd.In embodiments of the present invention, the mixing buffer and / or heat buffer is thermally insulated over the entire length.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat er minder warmte/koude verlies is via de wanden van de mengbuffer en/of warmtebuffer.It is an advantage of embodiments of the present invention that there is less heat / cold loss through the walls of the mixing buffer and / or heat buffer.

In een tweede aspect voorziet de huidige uitvinding in een werkwijze voor het afkoelen/verwarmen van een gebouw waarin verschillende accumulatoren aanwezig zijn waarvan de uitgang is aangesloten op een mengbuffer, die op zijn beurt is aangesloten op een verwarmings- en/of koelingsinstallatie die dan weer rechtstreeks of onrechtstreeks is aangesloten op de ingang van de accumulatoren de methode omvattend: - het meten van de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer, - het opwarmen of afkoelen van de vloeistof zodat de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer binnen een vooraf ingestelde eerste referentietemperatuur en een vooraf ingestelde tweede referentietemperatuur blijft.In a second aspect, the present invention provides a method for cooling / heating a building in which different accumulators are present whose output is connected to a mixing buffer, which in turn is connected to a heating and / or cooling installation which in turn is directly or indirectly connected to the input of the accumulators the method comprising: - measuring the temperature of the liquid in the mixing buffer, - heating or cooling the liquid so that the temperature of the liquid in the mixing buffer within a preset first reference temperature and a preset second reference temperature.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de temperatuur in de mengbuffer gebruikt wordt als parameter voor de controle van de verwarmings- en/of koelingsinstallatie. Deze temperatuur is een uitmiddeling van de temperaturen van het retourwater van de verschillende accumulatoren. In plaats van alle accumulatoren apart aan te sturen moet in deze uitvinding alleen de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer geregeld worden. Doordat de temperatuur in de verschillende accumulatoren niet apart wordt geregeld is er bijgevolg ook geen wisselende debietvraag door de accumulatoren in de verwarmingsinstallatie. De pompen die gebruikt worden om de vloeistof rond te pompen doorheen de mengbuffer (en eventueel bijkomend de warmtebuffer) en doorheen de accumulatoren kunnen dus aan een optimaal rendement werken gebaseerd op het gevraagde constante debiet. Bovendien zijn de dynamische vereisten, qua warmte- aanvoer en toevoer, minder groot indien er geen aparte temperatuurregeling is tussen de verschillende ruimtes.It is an advantage of embodiments of the present invention that the temperature in the mixing buffer is used as a parameter for the control of the heating and / or cooling installation. This temperature is an average of the temperatures of the return water of the various accumulators. Instead of controlling all the accumulators separately, in this invention only the temperature of the liquid in the mixing buffer must be controlled. Because the temperature in the various accumulators is not regulated separately, there is therefore no varying demand for flow from the accumulators in the heating installation. The pumps used to pump the liquid through the mixing buffer (and possibly also the heat buffer) and through the accumulators can thus work towards an optimum efficiency based on the required constant flow. Moreover, the dynamic requirements in terms of heat supply and supply are less high if there is no separate temperature control between the different rooms.

In uitvoeringsvormen van het tweede aspect voorziet de huidige uitvinding in een werkwijze waarbij de ruimtes van het gebouw op een constante temperatuur gehouden worden.In embodiments of the second aspect, the present invention provides a method in which the spaces of the building are kept at a constant temperature.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de warmte-/koudevraag gespreid is over de tijd. Door het gebouw continu op een zelfde temperatuur te houden zijn geen abrupte warmtevragen/koudevragen nodig die wel nodig zijn wanneer het gebouw bijvoorbeeld 10 graden moet worden opgewarmd/afgekoeld. Hierdoor kan het temperatuurverschil tussen de temperatuur in de warmtebuffer en de te verwarmen/af te koelen ruimtes laag gehouden worden. Door dit kleine temperatuurverschil kan de vloeistof in de warmtebuffer tegelijkertijd dienen voor het afkoelen van de ene ruimte (bv. aan de zuidzijde) als voor het opwarmen van de andere ruimte (bv. aan de noordzijde). Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de accumulatoren (e.g. de accumuleerbare betonnen platen), en bijgevolg ook de ruimtes die moeten afgekoeld/verwarmd worden, een nagenoeg constante temperatuur hebben. In het geval van accumuleerbare betonen platen is het een voordeel van de nagenoeg constante temperatuur dat de temperatuur hierdoor homogeen verdeeld is over de volle accumuleerbare betonnen plaat. Het continu op temperatuur houden van de verschillende ruimtes in het gebouw resulteert in een beter rendement dan het volledig laten afkoelen en opnieuw opwarmen van het gebouw of omgekeerd.It is an advantage of embodiments of the present invention that the heat / cold demand is spread over time. By constantly keeping the building at the same temperature, no abrupt heat questions / cold questions are needed that are necessary when, for example, the building needs to be heated / cooled by 10 degrees. As a result, the temperature difference between the temperature in the heat buffer and the spaces to be heated / cooled can be kept low. Due to this small temperature difference, the liquid in the heat buffer can simultaneously serve to cool one room (for example on the south side) and to heat up the other room (for example on the north side). It is an advantage of embodiments of the present invention that the accumulators (e.g., the accumulable concrete slabs), and therefore also the spaces to be cooled / heated, have a substantially constant temperature. In the case of accumulable concrete slabs, it is an advantage of the virtually constant temperature that the temperature is thereby homogeneously distributed over the full accumulable concrete slab. Keeping the various rooms in the building constantly at the right temperature results in a better return than allowing the building to cool down completely and re-heat it up or vice versa.

Specifieke en voorkeursdragende aspecten van de uitvinding zijn opgenomen in de aangehechte onafhankelijke en afhankelijke conclusies. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen worden gecombineerd met kenmerken van de onafhankelijke conclusies en met kenmerken van andere afhankelijke conclusies zoals aangewezen en niet enkel zoals uitdrukkelijk in de conclusies naar voor gebracht.Specific and preferred aspects of the invention are included in the appended independent and dependent claims. Features of the dependent claims can be combined with features of the independent claims and with features of other dependent claims as appropriate and not merely as explicitly stated in the claims.

Bovenstaande en andere aspecten van de uitvinding zullen duidelijk worden uit en verhelderd worden met verwijzing naar de hiernavolgende beschreven uitvoeringsvorm(en).The above and other aspects of the invention will be apparent from and elucidated with reference to the embodiment (s) described below.

Korte beschrijving van de figuren FIG. 1 is een schematische voorstelling van een verwarmingssysteem dat een regeleenheid en een mengbuffer omvat in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding. FIG. 2 is een grafiek waarin verschillende temperaturen voor het verwarmingssysteem, in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding, over de periode van ongeveer 10 maanden uitgezet zijn. FIG. 3 toont het aangeleverde vermogen en het vermogenverbruik over de periode van een jaar van een verwarmingssysteem in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding. FIG. 4 is een grafiek waarin verschillende temperaturen voor het verwarmingssysteem, in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding, over de periode van ongeveer 24 uur uitgezet zijn. FIG. 5 is een uitvergroting van een deel van een grafiek zoals in FIG. 4.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a schematic representation of a heating system that includes a control unit and a mixing buffer in accordance with embodiments of the present invention. FIG. 2 is a graph in which different temperatures for the heating system, in accordance with embodiments of the present invention, are plotted over the period of about 10 months. FIG. 3 shows the power supplied and power consumption over a one-year period of a heating system in accordance with embodiments of the present invention. FIG. 4 is a graph in which different temperatures for the heating system, in accordance with embodiments of the present invention, are plotted over the period of about 24 hours. FIG. 5 is an enlargement of a portion of a graph as in FIG. 4.

De figuren zijn enkel schematisch en niet limiterend. In de figuren kunnen de afmetingen van sommige onderdelen overdreven en niet op schaal zijn voorgesteld voor illustratieve doeleinden.The figures are only schematic and non-limiting. In the figures, the dimensions of some parts may be exaggerated and not represented to scale for illustrative purposes.

Referentienummers in de conclusies mogen niet worden geïnterpreteerd om de beschermingsomvang te beperken. In de verschillende figuren verwijzen dezelfde referentienummers naar dezelfde of gelijkaardige elementen.Reference numbers in the claims may not be interpreted to limit the scope of protection. In the various figures, the same reference numbers refer to the same or similar elements.

Gedetailleerde beschrijving van illustratieve uitvoeringsvormenDetailed description of illustrative embodiments

De huidige uitvinding zal beschreven worden met betrekking tot bijzondere uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, echter de uitvinding wordt daartoe niet beperkt maar is enkel beperkt door de conclusies. De beschreven tekeningen zijn slechts schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kunnen voor illustratieve doeleinden de afmetingen van sommige elementen vergroot en niet op schaal getekend zijn. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen soms niet overeen met de actuele praktische uitvoering van de uitvinding.The present invention will be described with reference to particular embodiments and with reference to certain drawings, however, the invention is not limited thereto but is only limited by the claims. The described drawings are only schematic and not restrictive. In the drawings, the dimensions of some elements may be increased for illustrative purposes and not drawn to scale. The dimensions and the relative dimensions sometimes do not correspond to the current practical embodiment of the invention.

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor het onderscheiden van gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een volgorde, noch in de tijd, noch spatiaal, noch in rangorde of op enige andere wijze. Het dient te worden begrepen dat de termen op die manier gebruikt onder geschikte omstandigheden verwisselbaar zijn en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven geschikt zijn om in andere volgorde te werken dan hierin beschreven of weergegeven.Furthermore, the terms first, second, third and the like in the description and in the claims are used to distinguish similar elements and not necessarily for describing a sequence, neither in time, nor spatially, nor in ranking, or in any other manner. It is to be understood that the terms used in this way are suitable under interchangeable conditions and that the embodiments of the invention described herein are capable of operating in a different order than described or depicted herein.

Het dient opgemerkt te worden dat de term "omvat", zoals gebruikt in de conclusies, niet als beperkt tot de erna beschreven middelen dient geïnterpreteerd te worden; deze term sluit geen andere elementen of stappen uit. Hij is zodoende te interpreteren als het specificeren van de aanwezigheid van de vermelde kenmerken, waarden, stappen of componenten waarnaar verwezen wordt, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging van één of meerdere andere kenmerken, waarden, stappen of componenten, of groepen daarvan niet uit. Dus, de omvang van de uitdrukking "een inrichting omvattende middelen A en B" dient niet beperkt te worden tot inrichtingen die slechts uit componenten A en B bestaan. Het betekent dat met betrekking tot de huidige uitvinding, A en B de enige relevante componenten van de inrichting zijn.It is to be noted that the term "comprises", as used in the claims, is not to be interpreted as being limited to the means described thereafter; this term does not exclude other elements or steps. It can therefore be interpreted as specifying the presence of the listed features, values, steps or components referred to, but does not exclude the presence or addition of one or more other features, values, steps or components, or groups thereof. Thus, the scope of the expression "a device comprising means A and B" should not be limited to devices that consist only of components A and B. It means that with regard to the present invention, A and B are the only relevant components of the device.

Verwijzing doorheen deze specificatie naar "één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" betekent dat een specifiek kenmerk, structuur of karakteristiek beschreven in verband met de uitvoeringsvorm is opgenomen in ten minste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Dus, het voorkomen van de uitdrukkingen "in één uitvoeringsvorm" of "in een uitvoeringsvorm" op diverse plaatsen doorheen deze specificatie hoeft niet noodzakelijk telkens naar dezelfde uitvoeringsvorm te refereren, maar kan dit wel doen. Voorts, de specifieke kenmerken, structuren of karakteristieken kunnen gecombineerd worden op eender welke geschikte manier, zoals duidelijk zou zijn voor een gemiddelde vakman op basis van deze bekendmaking, in één of meerdere uitvoeringsvormen.Reference throughout this specification to "one embodiment" or "an embodiment" means that a specific feature, structure or characteristic described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Thus, the occurrence of the expressions "in one embodiment" or "in an embodiment" at various places throughout this specification need not necessarily refer to the same embodiment in each case, but it can do so. Furthermore, the specific features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner, as would be apparent to those skilled in the art based on this disclosure, in one or more embodiments.

Vergelijkbaar dient het geapprecieerd te worden dat in de beschrijving van voorbeeldmatige uitvoeringsvormen van de uitvinding verscheidene kenmerken van de uitvinding soms samen gegroepeerd worden in één enkele uitvoeringsvorm, figuur of beschrijving daarvan met als doel het stroomlijnen van de openbaarmaking en het helpen in het begrijpen van één of meerdere van de verscheidene inventieve aspecten. Deze werkwijze van openbaarmaking dient hoe dan ook niet geïnterpreteerd te worden als een weerspiegeling van een intentie dat de uitvinding meer kenmerken vereist dan expliciet vernoemd in iedere conclusie. Eerder, zoals de volgende conclusies weerspiegelen, liggen inventieve aspecten in minder dan alle kenmerken van één enkele voorafgaande openbaar gemaakte uitvoeringsvorm. Dus, de conclusies volgend op de gedetailleerde beschrijving zijn hierbij expliciet opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, met iedere op zichzelf staande conclusie als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.Similarly, it should be appreciated that in the description of exemplary embodiments of the invention, various features of the invention are sometimes grouped together into a single embodiment, figure, or description thereof for the purpose of streamlining disclosure and assisting in understanding one or several of the various inventive aspects. This method of disclosure should not be interpreted in any way as a reflection of an intention that the invention requires more features than explicitly mentioned in any claim. Rather, as the following claims reflect, inventive aspects lie in less than all the features of a single prior disclosed embodiment. Thus, the claims following the detailed description are hereby explicitly included in this detailed description, with each independent claim as a separate embodiment of the present invention.

Voorts, terwijl sommige hierin beschreven uitvoeringsvormen sommige, maar niet andere, in andere uitvoeringsvormen inbegrepen kenmerken bevatten, zijn combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld als gelegen binnen de reikwijdte van de uitvinding, en vormen deze verschillende uitvoeringsvormen, zoals zou begrepen worden door de vakman. Bijvoorbeeld, in de volgende conclusies kunnen eender welke van de beschreven uitvoeringsvormen gebruikt worden in eender welke combinatie.Furthermore, while some embodiments described herein include some, but not other, features included in other embodiments, combinations of features of different embodiments are intended to be within the scope of the invention, and constitute different embodiments, as would be understood by those skilled in the art . For example, in the following claims, any of the described embodiments can be used in any combination.

In de hier voorziene beschrijving worden talrijke specifieke details naar voren gebracht. Het is hoe dan ook te begrijpen dat uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen uitgevoerd worden zonder deze specifieke details. In andere gevallen zijn welgekende werkwijzen, structuren en technieken niet in detail getoond om deze beschrijving helder te houden.Numerous specific details are set forth in the description provided here. It is, however, understood that embodiments of the invention can be practiced without these specific details. In other cases, well-known methods, structures and techniques have not been shown in detail to keep this description clear.

Waar in uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding gesproken wordt over "accumulatoren" worden verwarmings-/koelingselementen bedoeld die een grote massa behelzen. Dit kunnen bijvoorbeeld accumuleerbare betonnen platen zijn. In het geval van accumuleerbare betonnen platen, zijn deze bij voorkeur 30 cm dik of zelfs dikker. Bij voorkeur bestaat meer dan 5%, of zelfs ongeveer 15% van het bouwvolume uit accumuleerbare betonnen platen. Accumuleerbare betonnen platen worden gebruikt bij gebouwen die opgewarmd/afgekoeld worden door middel van betonkernactivering. Bij betonkernactivering wordt de massa van het gebouw aangewend om het gebouw te verwarmen. Hiervoor worden leidingen aangebracht in de vloerplaten (en plafonds) en eventueel ook in de muren van het gebouw. Dit resulteert in de accumuleerbare betonnen platen. Het water in de buizen van de accumuleerbare betonnen platen wordt, afhankelijk van de vereisten, gekoeld of opgewarmd. Hierdoor kan de ruimte omgeven door de accumuleerbare betonnen platen respectievelijk worden gekoeld of opgewarmd.Where "accumulators" are used in embodiments of the present invention, heating / cooling elements are meant that comprise a large mass. These can for example be accumulated concrete plates. In the case of accumulable concrete slabs, they are preferably 30 cm thick or even thicker. Preferably more than 5%, or even about 15% of the building volume consists of accumulated concrete plates. Accumulable concrete slabs are used in buildings that are heated / cooled by concrete core activation. With concrete core activation, the mass of the building is used to heat the building. For this, pipes are installed in the floor slabs (and ceilings) and possibly also in the walls of the building. This results in the accumulable concrete plates. The water in the tubes of the accumulable concrete slabs is, depending on the requirements, cooled or heated. As a result, the space surrounded by the accumulable concrete plates can be cooled or heated respectively.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding worden de uitgangen van de accumulatoren aangesloten op een mengbuffer. Eventueel kan het ook zijn dat de ingangen van de accumulatoren aangesloten op een warmtebuffer. Deze laatste is niet noodzakelijk aanwezig. Waar in uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding over een buffervat gesproken wordt kan dit zowel een mengbuffer als een warmtebuffer zijn.In embodiments of the present invention, the outputs of the accumulators are connected to a mixing buffer. It is also possible that the inputs of the accumulators are connected to a heat buffer. The latter is not necessarily present. Where in embodiments of the present invention a buffer vessel is mentioned, this can be both a mixing buffer and a heat buffer.

In een eerste aspect voorziet de huidige uitvinding in een systeem 100 voor het afkoelen of opwarmen van een gebouw. Het systeem 100 omvat minstens twee accumulatoren 110, een mengbuffer 120, een verwarmings- en/of koelingsinstallatie 140 en een regeleenheid 170. Eventueel is er ook een regelklep aanwezig met aan de ingangszijdes de verwarmings- en/of koelingsinstallatie en de mengbuffer en aan de uitgangszijde de accumulatoren (rechtstreeks of onrechtstreeks aangesloten). Deze regelklep 150 kan worden aangestuurd door de regeleenheid 170. Een mogelijke configuratie van een dergelijk systeem 100 wordt getoond in FIG. 1. De uitgangen van de accumulatoren 110 zijn aangesloten aan de mengbuffer 120. De uitgang van de mengbuffer is aangesloten met een verwarmings- en/of afkoelingsinstallatie 140. In FIG. 1 is de verwarmings- en/of afkoelingsinstallatie verbonden met een regelklep 150, die op zijn beurt verbonden is met een warmtebuffer 130. De warmtebuffer 130 is dan weer aangesloten met de ingang van de accumulatoren. De regeleenheid 170 is aangepast om de regelklep 150 te regelen in een eerste stand waarbij vloeistof van de eerste ingang van de regelklep 150 naar de uitgang van de regelklep 150 vloeit of in een tweede stand waarbij vloeistof van een tweede ingang van de regelklep 150 naar de uitgang van de regelklep 150 vloeit.In a first aspect, the present invention provides a system 100 for cooling or heating a building. The system 100 comprises at least two accumulators 110, a mixing buffer 120, a heating and / or cooling installation 140 and a control unit 170. Optionally, there is also a control valve with on the input sides the heating and / or cooling installation and the mixing buffer and on the mixing buffer. output side the accumulators (directly or indirectly connected). This control valve 150 can be controlled by the control unit 170. A possible configuration of such a system 100 is shown in FIG. 1. The outputs of the accumulators 110 are connected to the mixing buffer 120. The output of the mixing buffer is connected to a heating and / or cooling installation 140. In FIG. 1, the heating and / or cooling installation is connected to a control valve 150, which in turn is connected to a heat buffer 130. The heat buffer 130 is then connected to the input of the accumulators. The control unit 170 is adapted to control the control valve 150 in a first position where liquid flows from the first input of the control valve 150 to the output of the control valve 150 or in a second position in which liquid flows from a second input of the control valve 150 to the output of the control valve 150 flows.

In de eerste stand (mode 1 - opwarmen of afkoelen), wordt de vloeistof komende van de mengbuffer opgewarmd of afgekoeld. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding omvat de regeleenheid een PID regelaar die de regelklep en de verwarmings- en/of koelingsinstallatie aanstuurt zodat in de warmtebuffer een gewenste temperatuur bereikt wordt. Naarmate het volume van deze warmtebuffer groter is zal de PID regeling eenvoudiger worden.In the first position (mode 1 - heating or cooling), the liquid coming from the mixing buffer is heated or cooled. In embodiments of the present invention, the control unit comprises a PID controller which controls the control valve and the heating and / or cooling installation so that a desired temperature is reached in the heat buffer. As the volume of this heat buffer is larger, the PID control will become simpler.

Wanneer de gewenste temperatuur bereikt is kan de regeleenheid (bv. de PID regelaar in de regeleenheid) de regelklep in een tweede stand (mode 2 - stabilisatie) zetten. In deze mode is de verwarmings- en/of koelingsinstallatie afgekoppeld van de warmtebuffer en de mengbuffer. De vloeistof in het systeem wordt rond gepompt, op een gepaste snelheid, bij voorkeur op maximale snelheid, en een energie-overdracht vindt plaats tussen warmere en koudere ruimtes. Op die manier worden alle ruimtes in het gebouw op een gelijke temperatuur gebracht.When the desired temperature is reached, the control unit (eg the PID controller in the control unit) can move the control valve to a second position (mode 2 - stabilization). In this mode, the heating and / or cooling installation is disconnected from the heat buffer and the mixing buffer. The liquid in the system is pumped around, at an appropriate speed, preferably at maximum speed, and an energy transfer takes place between warmer and colder rooms. In this way, all rooms in the building are brought to the same temperature.

In uitvoerginsvormen van de huidige uitvinding is het ook mogelijk dat de regeleenheid de regelklep zo aanstuurt dat de vloeistof in de uitgang een mengverhouding van de vloeistof van de eerste en de tweede ingang is. De verwarmings- en/of afkoelingsinstallatie 140 kan bijvoorbeeld een warmtepomp zijn. In het voorbeeld getoond in FIG. 1 volstaat één pomp 160 om de vloeistof rond te pompen doorheen het systeem 100. In de configuratie van FIG. 1 is de verwarmings-en/of koelingsinstallatie een warmtepomp. Andere verwarmings- en/of koelingsinstallaties zijn echter ook mogelijk en de uitgang ervan kan rechtstreeks of onrechtstreeks verbonden zijn met de ingang van accumulatoren 110.In embodiments of the present invention, it is also possible for the control unit to control the control valve so that the fluid in the outlet is a mixing ratio of the fluid from the first and the second inlet. The heating and / or cooling installation 140 may, for example, be a heat pump. In the example shown in FIG. 1, one pump 160 is sufficient to pump the liquid through the system 100. In the configuration of FIG. 1, the heating and / or cooling installation is a heat pump. However, other heating and / or cooling installations are also possible and their output can be directly or indirectly connected to the input of accumulators 110.

De mengbuffer 120 en/of de warmtebuffer 130 kunnen bijvoorbeeld verticale stalen buizen zijn. De buffervaten kunnen een lengte hebben die overeenkomt met de hoogte van ongeveer het ganse gebouw, bijvoorbeeld minstens 50% van de hoogte, of minstens 70% van de hoogte, of minstens 80% van de hoogte. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding worden de mengbuffer 120 en/of de warmtebuffer 130 bij voorkeur aan de buitenzijde geïsoleerd met een geschikt isolatiemateriaal (bv. met polyurethaan) en hebben ze een binnendiameter gelegen tussen 200 mm en 400 mm, bij voorkeur tussen 300 mm en 500 mm. Doordat, in uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding, de mengbuffer 120 en/of de warmtebuffer 130 op elke verdieping aanwezig zijn kan er op eenvoudige wijze van worden afgetakt met aanvoer- en afvoerbuizen die de mengbuffer 120 en/of de warmtebuffer 130 verbinden met de accumulatoren 110. Een voorbeeld hiervan is getoond in FIG. 1. In uitvoeringsvormen volgens de huidige uitvinding zijn deze accumulatoren 110, accumuleerbare betonnen platen 110. Dit kunnen bijvoorbeeld vloerelementen of wanden, zijn.The mixing buffer 120 and / or the heat buffer 130 can be, for example, vertical steel pipes. The buffer vessels can have a length corresponding to the height of approximately the entire building, for example at least 50% of the height, or at least 70% of the height, or at least 80% of the height. In embodiments of the present invention, the mixing buffer 120 and / or the heat buffer 130 are preferably insulated on the outside with a suitable insulation material (e.g. with polyurethane) and have an inner diameter between 200 mm and 400 mm, preferably between 300 mm and 500 mm. Because, in embodiments of the present invention, the mixing buffer 120 and / or the heat buffer 130 are present on each floor, it can be easily branched off with supply and discharge pipes connecting the mixing buffer 120 and / or the heat buffer 130 to the accumulators 110. An example of this is shown in FIG. 1. In embodiments according to the present invention, these accumulators 110 are accumulable concrete plates 110. These may be, for example, floor elements or walls.

De aanvoer- en afvoerbuizen naar de accumulatoren 130 kunnen op elke geschikte wijze met de mengbuffer 120 en/of de warmtebuffer 130 verbinding maken; ze kunnen bijvoorbeeld aan de buffervaten 120, 130 gelast zijn. Bovendien is de druk op elke plaats in de buffervaten 120,130 even groot (bv. 1 a 2 bar net zoals in een conventioneel verwarmingssysteem met klassieke radiatoren of vloerverwarming). In het geval van een warmtebuffer aan de ene zijde en een mengbuffer aan de andere zijde van de accumulator betekent dit dat het drukverschil tussen ingang en uitgang van een accumulator hetzelfde is voor de verschillende accumulatoren. Hierdoor zal er dus door elke buis naar de accumulatoren 110 (bv. accumuleerbare betonnen platen) een zelfde debiet stromen. Het is bijgevolg een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat er geen ventielen zoals bijvoorbeeld wurgventielen nodig zijn om het debiet bij te regelen. Door het grote volume van de warmtebuffer 130 en/of de mengbuffer 120 heeft de pomp die water naar de warmtebuffer 130 stuurt een minimale tegendruk resulterend in een betere efficiëntie.The supply and discharge tubes to the accumulators 130 can connect to the mixing buffer 120 and / or the heat buffer 130 in any suitable manner; for example, they may be welded to buffer vessels 120, 130. In addition, the pressure at every location in the buffer tanks 120,130 is the same (eg 1 to 2 bar, just like in a conventional heating system with traditional radiators or underfloor heating). In the case of a heat buffer on one side and a mixing buffer on the other side of the accumulator, this means that the pressure difference between the input and output of an accumulator is the same for the different accumulators. As a result, therefore, the same flow will flow through each tube to the accumulators 110 (e.g., accumulable concrete plates). It is therefore an advantage of embodiments of the present invention that no valves such as, for example, strangle valves, are required to adjust the flow. Due to the large volume of the heat buffer 130 and / or the mixing buffer 120, the pump that sends water to the heat buffer 130 has a minimum back pressure resulting in a better efficiency.

In uitvoeringsvormen volgens de huidige uitvinding kan de verwarmings- en/of koelingsinstallatie 140 een warmtepomp zijn die water verwarmt tot bijvoorbeeld tussen 40°C en 50°C, bijvoorbeeld 45°C, voor het verwarmen van het water in de warmtebuffer 130 of water afkoelt tot bijvoorbeeld tussen 5°C en 12°C, bijvoorbeeld 7°C voor het afkoelen van het water in de warmtebuffer 130. Door de temperatuur van de warmtebuffer 130 substantieel stabiel te houden, (bv. binnen een marge van 0.1 °C), wordt er voor gezorgd dat ook de temperatuur van de accumuleerbare betonnen platen 110 stabiel blijft en dat de temperatuur in de mengbuffer binnen een vooraf ingestelde eerste referentietemperatuur en een vooraf ingestelde tweede referentietemperatuur blijft.In embodiments according to the present invention, the heating and / or cooling installation 140 may be a heat pump that heats water to, for example, between 40 ° C and 50 ° C, for example 45 ° C, for heating the water in the heat buffer 130 or cooling water. up to, for example, between 5 ° C and 12 ° C, for example 7 ° C for cooling the water in the heat buffer 130. By keeping the temperature of the heat buffer 130 substantially stable, (e.g. within a margin of 0.1 ° C), it is ensured that also the temperature of the accumulable concrete slabs 110 remains stable and that the temperature in the mixing buffer remains within a preset first reference temperature and a preset second reference temperature.

Systemen 100 volgens de huidige uitvinding worden bij voorkeur geplaatst in gebouwen met een goede isolatie. De isolatie in de muren kan bijvoorbeeld gemaakt zijn van polyurethaan en een dikte hebben van 15 cm of meer. De glaspartijen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit driedubbel glas en/of glas waarvan de U-waarde 0,8 is of minder. Deze gebouwen in combinatie met een systeem 100, in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding, hebben bijvoorbeeld een gemeten verbruik dat lager is dan 100 Kwh per m2 per jaar, koeling en verwarming gecumuleerd. De isolatie heeft bijvoorbeeld een berekende EPC waarde van 50 Kwh/m2 of minder.Systems 100 according to the present invention are preferably placed in buildings with good insulation. The insulation in the walls can for example be made of polyurethane and have a thickness of 15 cm or more. The glass sections may, for example, consist of triple glass and / or glass whose U value is 0.8 or less. These buildings in combination with a system 100, in accordance with embodiments of the present invention, have, for example, accumulated a measured consumption lower than 100 Kwh per m2 per year, cooling and heating. The insulation has, for example, a calculated EPC value of 50 Kwh / m2 or less.

In een tweede aspect voorziet de uitvinding in een methode voor het afkoelen/verwarmen van een gebouw waarin verschillende accumulatoren aanwezig zijn waarvan de uitgang is aangesloten op een mengbuffer, die op zijn beurt is aangesloten op een verwarmings- en/of koelingsinstallatie die dan weer is aangesloten op de ingang van de accumulatoren. De methode omvat een stap waarin de temperatuur van de vloeistof (bv. water) in de mengbuffer wordt gemeten. In een volgende stap wordt de vloeistof komende van de mengbuffer opgewarmd of afgekoeld zodat de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer binnen een vooraf ingestelde eerste referentietemperatuur en een vooraf ingestelde tweede referentietemperatuur blijft.In a second aspect, the invention provides a method for cooling / heating a building in which different accumulators are present, the output of which is connected to a mixing buffer, which in turn is connected to a heating and / or cooling installation which is then again connected to the input of the accumulators. The method comprises a step in which the temperature of the liquid (e.g. water) in the mixing buffer is measured. In a next step, the liquid coming from the mixing buffer is heated or cooled so that the temperature of the liquid in the mixing buffer remains within a preset first reference temperature and a preset second reference temperature.

De temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer kan bijvoorbeeld binnen deze referentietemperaturen gehouden worden door de temperatuur van de vloeistof in een warmtebuffer, die is aangesloten voor de accumulatoren, binnen bepaalde grenswaarden te houden en bij te warmen of af te koelen indien nodig.The temperature of the liquid in the mixing buffer can, for example, be kept within these reference temperatures by keeping the temperature of the liquid in a heat buffer connected to the accumulators within certain limits and heating or cooling if necessary.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is het temperatuurverschil tussen de temperatuur van de vloeistof aan de ingang van de accumulatoren (bv. de temperatuur van de vloeistof in de warmtebuffer) en de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer slechts enkele graden, bijvoorbeeld minder dan 5°C, bijvoorbeeld niet meer dan 3°C. De temperatuur van de vloeistof in de accumulatoren verschilt bij voorkeur slechts enkele graden (bv. 2°C) met de gewenste temperatuur van de verschillende ruimtes. Ruimtes die te warm zijn (bv. ruimtes aan de zuidzijde verwarmd door zonlicht) zullen warmte afgeven aan de accumulatoren 110, terwijl andere ruimtes warmte zullen opnemen uit de accumulatoren 110. Deze warmte wordt opgenomen van/afgegeven aan de vloeistof die door de accumulatoren 110 stroomt, en de vloeistof komende van de verschillende accumulatoren 110 wordt nadien vermengd in de mengbuffer 120. Door de gemeenschappelijke mengbuffer 120 is er met andere woorden een uitwisseling van warmte tussen de verschillende ruimtes. Dit energieverschil (afkoelen eerste ruimte, verwarmen tweede ruimte) moet niet gegenereerd worden door de verwarmings- en/of koelingsinstallatie 140.In embodiments of the present invention, the temperature difference between the temperature of the fluid at the input of the accumulators (e.g., the temperature of the fluid in the heat buffer) and the temperature of the fluid in the mixing buffer is only a few degrees, e.g., less than 5 ° C, for example no more than 3 ° C. The temperature of the liquid in the accumulators preferably differs only a few degrees (e.g. 2 ° C) with the desired temperature of the different spaces. Spaces that are too warm (e.g., south-facing spaces heated by sunlight) will transfer heat to the accumulators 110, while other spaces will absorb heat from the accumulators 110. This heat is absorbed from / delivered to the fluid supplied by the accumulators 110 flows, and the liquid coming from the different accumulators 110 is subsequently mixed in the mixing buffer 120. In other words, through the common mixing buffer 120 there is an exchange of heat between the different spaces. This energy difference (first room cooling, second room heating) must not be generated by the heating and / or cooling system 140.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is het temperatuurverschil tussen de vooraf ingestelde eerste temperatuur en de vooraf ingestelde tweede temperatuur kleiner dan 8°C, bij voorkeur kleiner dan 5°C, bij voorkeur kleiner dan 5°C, of zelfs kleiner dan 3°C. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is de temperatuur van de vloeistof in het buffervat gelegen tussen 21,5°C (de eerste vooraf ingestelde temperatuur) en 22,5 °C (de tweede vooraf ingestelde temperatuur). Deze temperatuur kan gevarieerd worden afhankelijk van het seizoen (kouder in de zomer, warmer in de winter).In embodiments of the present invention, the temperature difference between the preset first temperature and the preset second temperature is less than 8 ° C, preferably less than 5 ° C, preferably less than 5 ° C, or even less than 3 ° C . In embodiments of the present invention, the temperature of the liquid in the buffer tank is between 21.5 ° C (the first preset temperature) and 22.5 ° C (the second preset temperature). This temperature can be varied depending on the season (colder in the summer, warmer in the winter).

De vloeistof komende van de accumulatoren komt samen in de mengbuffer 120 en de uiteindelijke temperatuur in de mengbuffer 120 is een gemiddelde van de temperaturen van de vloeistoffen aan de uitgang van de verschillende accumulatoren 110. Om te vermijden dat de verwarmingsinstallatie continu aanslaat, is de gewenste temperatuur in de mengbuffer gedefinieerd tussen een eerste referentietemperatuur en een tweede referentietemperatuur. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding wordt de gewenste temperatuur van het de mengbuffer 120 en de aansturing van de verwarmings- en/of koelingsinstallatie 140 door middel van de regeleenheid 170 bepaald door een (lineaire) combinatie van verschillende parameters. Deze kunnen bijvoorbeeld zijn: de gemiddelde buitentemperatuur van de vorige dag, de verwachte buitentemperatuur van vandaag, de verwachte buitentemperatuur van morgen, de verwachte buitentemperatuur van overmorgen.The liquid coming from the accumulators comes together in the mixing buffer 120 and the final temperature in the mixing buffer 120 is an average of the temperatures of the liquids at the output of the different accumulators 110. To prevent the heating system from starting continuously, the desired temperature in the mixing buffer defined between a first reference temperature and a second reference temperature. In embodiments of the present invention, the desired temperature of the mixing buffer 120 and the control of the heating and / or cooling installation 140 by means of the control unit 170 is determined by a (linear) combination of different parameters. These can be for example: the average outside temperature of the previous day, the expected outside temperature of today, the expected outside temperature of tomorrow, the expected outside temperature of the day after tomorrow.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding wordt een gewogen gemiddelde genomen van deze parameters, met geschikt gekozen wegingsparameters, om de gewenste temperatuur van de mengbuffer 120 te berekenen (bv. 40% voor de buitentemperatuur van gisteren, 30% voor de verwachtte temperatuur van vandaag, 20% voor de verwachtte temperatuur van morgen, 10% voor de verwachtte temperatuur van overmorgen; in dit voorbeeld wordt de temperatuur uitgedrukt in °C). Het is daarbij een voordeel dat reeds rekening gehouden wordt met de verwachte buitentemperatuur van overmorgen bij het berekenen van de gewenste temperatuur van de mengbuffer 120 zodat rekening kan gehouden worden met de dynamiek van het systeem 100 bij het berekenen de gewenste temperatuur van de mengbuffer 120. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding kunnen op bepaalde momenten (bv. wanneer de warmtevraag groot is) bijkomende radiatoren ingeschakeld worden (bv. luchtventilatie). Hierdoor wordt het dynamisch bereik van het systeem 100 vergroot.In embodiments of the present invention, a weighted average of these parameters, with appropriately selected weighting parameters, is taken to calculate the desired temperature of the mixing buffer 120 (e.g. 40% for the outside temperature of yesterday, 30% for the expected temperature of today, 20% for the expected temperature of tomorrow, 10% for the expected temperature of the day after tomorrow, in this example the temperature is expressed in ° C). It is thereby an advantage that the expected outside temperature of the day after tomorrow is already taken into account when calculating the desired temperature of the mixing buffer 120 so that account can be taken of the dynamics of the system 100 when calculating the desired temperature of the mixing buffer 120. In embodiments of the present invention, additional radiators can be switched on at certain times (e.g. when the heat demand is high) (e.g., air ventilation). This increases the dynamic range of the system 100.

Voor de regeling van de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer 120 in functie van de gemeten temperatuur van de mengbuffer en eventueel in functie van andere gemeten temperaturen zoals de buitentemperatuur kan een geschikte regeling, bijvoorbeeld een PID regeling, aangewend worden. In het voorbeeld van FIG. 2 worden verschillende opgemeten temperaturen (in °C) over de tijdspanne van een jaar getoond. Curve 210 toont de temperatuur van de vloeistof in de warmtebuffer 130. Curve 220 toont de temperatuur van de vloeistof in de mengbuffer 120. Curve 230 toont de primaire temperatuur of de geothermische temperatuur van de omgeving. Curve 240 toont de geselecteerde buitentemperatuur en curve 250 toont de buitentemperatuur. Curve 230 is de temperatuur van de grond die opgewarmd of afgekoeld is door de warmtepomp, 250 is de reële gemeten buitentemperatuur en 240 is de afgevlakte of gewogen buitentemperatuur door een algoritme van de verschillende dagen te nemen. Curves 210 en 220 tonen het constante verloop van de temperatuur van de vloeistof in de warmtebuffer 130 en de vloeistof in de mengbuffer 120 en het geringe temperatuurverschil tussen beide (rond de 2°C). Doordat het gebouw continu op een constante temperatuur gehouden wordt en door de goede isolatie van het gebouw volstaat een klein temperatuurverschil (bv. tussen 2°C en 5°C) tussen kamertemperatuur en temperatuur van de accumulatoren 110 om het gebouw op te warmen/af te koelen. Door het geringe temperatuurverschil tussen de kamertemperatuur en de temperatuur van de accumulatoren kan de vloeistof in de accumulatoren in één ruimte gebruikt worden om deze ruimte af te koelen, en in de ander ruimte om deze ruimte op te warmen. FIG. 3 toont een voorbeeld van het energieverbruik en het geleverde vermogen van een systeem 100 aangedreven door een warmtepomp 140. De warmtepomp zorgt daarbij voor de opwarming of afkoeling van de vloeistof in de warmtebuffer 130. Het geleverde vermogen in de zomer en in de winter, evenals het elektrisch verbruik, worden in deze figuur getoond. Het elektrisch verbruik wordt aangegeven door de curve 310. Op de horizontale as worden tijdstippen aangegeven (1 januari, 1 april, 1 juli, 1 oktober) en de verticale as is uitgedrukt in kWh. In zone A wordt warmte afgegeven aan het gebouw, in zone B wordt het gebouw actief gekoeld en in zone C wordt het gebouw rechtstreeks gekoeld waarbij koude uit de grond wordt gehaald door middel van het primair circuit van de warmtepomp zonder dat hiervoor gebruik gemaakt wordt van de compressor van de warmtepomp. In dit voorbeeld wordt gedurende de winter (zone A) door de warmtepomp een totaal vermogen van 158.910 kWh geleverd. Gedurende de zomer (zone B) wordt een totaal vermogen van 163.210 kWh geleverd. In de tussenperiode (zone C) wordt er een vermogen van 17.400 kWh aan "free cooling" geleverd (geen compressor nodig). "Free cooling" betekent dat het water afgekoeld wordt door doorheen het primair circuit te stromen. Het enige verbruik komt dan van de pompen die nodig zijn om het water te circuleren doorheen het gebouw en doorheen het primair circuit. In dit voorbeeld is de totale verwarmde/afgekoelde oppervlakte 4500m2.For controlling the temperature of the liquid in the mixing buffer 120 as a function of the measured temperature of the mixing buffer and optionally as a function of other measured temperatures such as the outside temperature, a suitable control, for example a PID control, can be used. In the example of FIG. 2 different measured temperatures (in ° C) are displayed over the time span of a year. Curve 210 shows the temperature of the liquid in the heat buffer 130. Curve 220 shows the temperature of the liquid in the mixing buffer 120. Curve 230 shows the primary temperature or the geothermal temperature of the environment. Curve 240 shows the selected outside temperature and curve 250 shows the outside temperature. Curve 230 is the temperature of the ground that has been heated or cooled by the heat pump, 250 is the actual measured outside temperature and 240 is the smoothed or weighted outside temperature by taking an algorithm of the different days. Curves 210 and 220 show the constant variation of the temperature of the liquid in the heat buffer 130 and the liquid in the mixing buffer 120 and the small temperature difference between the two (around 2 ° C). Because the building is continuously kept at a constant temperature and due to the good insulation of the building, a small temperature difference (e.g. between 2 ° C and 5 ° C) between room temperature and the temperature of the accumulators 110 is sufficient to heat / off the building to cool. Due to the small temperature difference between the room temperature and the temperature of the accumulators, the liquid in the accumulators can be used in one space to cool this space, and in the other space to heat this space. FIG. 3 shows an example of the energy consumption and the supplied power of a system 100 driven by a heat pump 140. The heat pump thereby ensures the heating or cooling of the liquid in the heat buffer 130. The supplied power in the summer and in the winter, as well as the electrical consumption are shown in this figure. The electrical consumption is indicated by the curve 310. On the horizontal axis times are indicated (January 1, April 1, July 1, October 1) and the vertical axis is expressed in kWh. In zone A heat is delivered to the building, in zone B the building is actively cooled and in zone C the building is directly cooled whereby cold is extracted from the ground by means of the primary circuit of the heat pump without the use of the heat pump compressor. In this example, the heat pump supplies a total power of 158,910 kWh during the winter (zone A). During the summer (zone B), a total capacity of 163,210 kWh is supplied. In the intermediate period (zone C), a power of 17,400 kWh is supplied to "free cooling" (no compressor required). "Free cooling" means that the water is cooled by flowing through the primary circuit. The only consumption then comes from the pumps that are needed to circulate the water through the building and through the primary circuit. In this example, the total heated / cooled surface area is 4500 m2.

Een typisch temperatuurpatroon over de periode van 24 uur wordt getoond in FIG. 4 en FIG. 5. Curve 410 toont de temperatuur van de vloeistof in de warmtebuffer 130. De pieken van curve 410 tonen de momenten waarop de vloeistof komende van de mengbuffer 120 opgewarmd wordt. Curve 420 toont de uitgemiddelde temperatuur in de mengbuffer 120 in functie van de tijd. Curve 430 toont de primaire temperatuur, curve 450 toont de buitentemperatuur 450 en curve 440 toont de geselecteerde buitentemperatuur. Curve 460 toont de toestand van het systeem 100. Deze toestand kan bijvoorbeeld: gedeactiveerd, zomerstand, "free cooling", of "free heating" zijn. FIG. 5 toont een uitvergroting van een deel van FIG. 4. Op deze figuur is het schommelend verloop van de temperatuur van de vloeistof in de warmtebuffer 130 goed te zien. Deze schommeling heeft een amplitude gelegen tussen 0,1 °C en 4 °C, bij voorkeur gelegen tussen 0,1 °C en 0,5 °C, en een periode groter dan 5 min of liever nog groter dan 10 min, of liever nog groter dan 30 min, of liever nog groter dan 60 min. Door het vergroten van het volume van de warmtebuffer en/of de mengbuffer, kan ook de lengte van deze periode vergroot worden.A typical temperature pattern over the 24-hour period is shown in FIG. 4 and FIG. 5. Curve 410 shows the temperature of the liquid in the heat buffer 130. The peaks of curve 410 show the moments at which the liquid coming from the mixing buffer 120 is heated. Curve 420 shows the average temperature in the mixing buffer 120 as a function of time. Curve 430 shows the primary temperature, curve 450 shows the outside temperature 450 and curve 440 shows the selected outside temperature. Curve 460 shows the state of the system 100. This state can be, for example: deactivated, summer mode, "free cooling", or "free heating". FIG. 5 shows an enlargement of a part of FIG. 4. The fluctuating temperature of the liquid in the heat buffer 130 can be clearly seen in this figure. This fluctuation has an amplitude between 0.1 ° C and 4 ° C, preferably between 0.1 ° C and 0.5 ° C, and a period greater than 5 minutes or more preferably greater than 10 minutes, or more preferably even longer than 30 minutes, or more preferably more than 60 minutes. By increasing the volume of the heat buffer and / or the mixing buffer, the length of this period can also be increased.

Een methode volgens uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding omvat het aansturen van een regelklep waarvan een eerste ingang is aangesloten op de uitgang van de verwarmings- en/of koelingsinstallatie, waarvan een tweede ingang van de regelklep is aangesloten op de uitgang van de mengbuffer en waarvan de uitgang van de regelklep rechtstreeks of onrechtstreeks is aangesloten op de accumulatoren, waarbij de regelklep zo wordt aangestuurd dat indien de vloeistof moet afgekoeld/opgewarmd wordt de eerste ingang van de regelklep is doorverbonden met de uitgang van de regelklep en indien geen opwarming/afkoeling nodig is, de tweede ingang van de regelklep is doorverbonden met de uitgang van de regelklep.A method according to embodiments of the present invention comprises controlling a control valve of which a first input is connected to the output of the heating and / or cooling installation, of which a second input of the control valve is connected to the output of the mixing buffer and whose output of the control valve is directly or indirectly connected to the accumulators, the control valve being controlled in such a way that if the liquid is to be cooled / warmed up, the first input of the control valve is connected to the output of the control valve and if no heating / cooling is required , the second input of the control valve is connected to the output of the control valve.

In een methode volgens uitvoeringsvormen van de huidig uitvinding wordt de toevoer van energie met warm of koud water gestopt wanneer de gewenste temperatuur in de mengbuffer bereikt is (de maximum of minimum referentietemperatuur naargelang verwarmen/koelen).In a method according to embodiments of the present invention, the supply of energy with hot or cold water is stopped when the desired temperature in the mixing buffer is reached (the maximum or minimum reference temperature according to heating / cooling).

Hierna wordt overgeschakeld naar mode 2 in dewelke vloeistof rondgepompt wordt doorheen de mengbuffer, accumulatoren en eventueel ook de warmtebuffer (maar niet doorheen de verwarmings- en/of koelingsinstallatie die gebypassed is). Dit zal er toe leiden dat de accumulatoren een homogene temperatuur krijgen en de temperatuur in de mengbuffer geleidelijk daalt (of stijgt wanneer het gebouw gekoeld wordt) tot de minimum referentie temperatuur (of tot de maximum referentietemperatuur indien het gebouw gekoeld wordt). Gedurende deze periode worden de pompen op een zo groot mogelijk en efficiënt debiet geregeld zodat er een goede transfert van energie kan gebeuren van de ene ruimte naar de andere ruimte. Dit resulteert in een wobbel effect waarbij de beton temperatuur schommelt tussen een minimum en maximum temperatuur.After this, the system switches to mode 2 in which liquid is pumped around through the mixing buffer, accumulators and possibly also the heat buffer (but not through the heating and / or cooling installation that is bypassed). This will cause the accumulators to get a homogeneous temperature and the temperature in the mixing buffer will gradually fall (or rise when the building is cooled) to the minimum reference temperature (or to the maximum reference temperature if the building is cooled). During this period, the pumps are controlled at the largest possible and efficient flow so that a good transfer of energy can take place from one room to another. This results in a wobble effect where the concrete temperature fluctuates between a minimum and maximum temperature.

De verschillende aspecten kunnen eenvoudig met elkaar worden gecombineerd, en de combinaties corresponderen aldus eveneens met uitvoeringsvormen volgens de huidige uitvinding.The various aspects can be easily combined with each other, and the combinations thus also correspond to embodiments according to the present invention.

Claims

Conclusions

A system (100), for cooling or heating a building, comprising the system (100), a mixing buffer (120), at least two accumulators (110), a heating and / or cooling installation (140) and a control unit (170), the output of the accumulators (110) being connected to the mixing buffer (120), the output of the mixing buffer (120) connected to the heating and / or cooling installation (140), the output of the heating and / or cooling installation (140) is directly or indirectly connected to the accumulators (110), and wherein the control unit (170) is adapted to measure the temperature of the liquid in the mixing buffer (120) and to heat up the liquid and / or cooling so that the temperature of the liquid in the mixing buffer is between a preset first reference temperature and a preset second reference temperature, the mixing buffer (120) being a vertically arranged buffer vessel extended over at least two floors and of the building.

A system (100) according to claim 1, the system comprising a control valve (150), wherein a first input of the control valve (150) is connected to the output of the heating and / or cooling installation (140), wherein a second input of the control valve (150) is connected to the output of the mixing buffer (120) and wherein the output of the control valve (150) is directly or indirectly connected to the accumulators (110), and wherein the control unit (170) is adapted to control the control valve (150) in a first position where liquid flows from the first input of the control valve (150) to the output of the control valve (150) or in a second position where liquid flows from a second input of the control valve (150) ) flows to the output of the control valve (150).

A system (100) according to any one of the preceding claims, comprising a heat buffer (130), wherein the heat buffer (130) is located between the heating and / or cooling installation (140) and the accumulators (110) and wherein the heat buffer is located between the control valve (150) and the accumulators (110) if a control valve (150) is present.

A system (100) according to any one of the preceding claims, wherein the heat buffer (130) is a vertically arranged buffer vessel that is extended over at least two floors of the building.

A system (100) according to claim 4, wherein the mixing buffer (120) and / or the heat buffer (130) extends the entire height of the building.

A system (100) according to any one of the preceding claims, wherein the mixing buffer (120) and / or heat buffer (130) is thermally insulated over the entire length.

7. - A method for cooling / heating a building in which various accumulators are present, the output of which is connected to a mixing buffer, which in turn is connected to a heating and / or cooling installation which is then directly or indirectly connected to the input of the accumulators, the method comprising: - measuring the temperature of the liquid in the mixing buffer, - heating or cooling the liquid so that the temperature of the liquid in the mixing buffer is between a preset first reference temperature and a preset second reference temperature remains, the method comprising controlling a control valve of which a first input is connected to the output of the heating and / or cooling installation, of which a second input of the control valve is connected to the output of the mixing buffer and whose output of the control valve is directly or indirectly connected to the accumulators, wherein the control valve is controlled in such a way that if the liquid is to be cooled / warmed up, the first input of the control valve is connected to the output of the control valve and if no heating / cooling is required, the second input of the control valve is connected to the output of the control valve control valve.

8.- A method for cooling / heating a building, according to method 7, whereby the spaces of the building are kept at a constant temperature.