BE1030011B1 - BUILDING AND HEATING SYSTEM AND HOW TO OPERATE HEATING SYSTEM - Google Patents

BUILDING AND HEATING SYSTEM AND HOW TO OPERATE HEATING SYSTEM Download PDF

Info

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

Links

Classifications

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

Landscapes

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

Abstract

Verwarmingssysteem (1) om warmte te verdelen naar een veelheid van ontvangers (20) binnen een gebouw (100). Het systeem omvat een bron (2) en een hoofdwarmteopslag (3) die in thermische warmteuitwisseling zijn met een primair circulatiecircuit (10) dat een eerste warmtedrager (C1) circuleert, en een veelheid van warmtebuffers (4-1,4-2), die elk in thermische warmteuitwisseling zijn met één van een veelheid van warmte- extractie circuits (15) ingericht om warmte te verdelen onder een deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Elke warmtebuffer is ingericht langs één respectieve van een veelheid van verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10) tussen twee interconnectieleden (12,13). Het systeem omvat een controlesysteem (30) ingericht om de stroom (F) van de eerste warmtedrager (C1) dynamisch te verdelen over de in parallel verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10).Heating system (1) to distribute heat to a plurality of receivers (20) within a building (100). The system comprises a source (2) and a main heat store (3) that are in thermal heat exchange with a primary circulation circuit (10) that circulates a first heat carrier (C1), and a plurality of heat buffers (4-1,4-2), each in thermal heat exchange with one of a plurality of heat extraction circuits (15) arranged to distribute heat to a subset of the plurality of receivers. Each heat buffer is arranged along one respective of a plurality of connected sections (11) of the primary circulation circuit (10) between two interconnection members (12,13). The system comprises a control system (30) adapted to dynamically distribute the flow (F) of the first heat transfer medium (C1) over the parallel connected sections (11) of the primary circulation circuit (10).

Description

1 BE2021/59771 BE2021/5977

GEBOUW EN VERWARMINGSSYSTEEM EN WERKWIJZE OMBUILDING AND HEATING SYSTEM AND METHOD TO

VERWARMINGSSYSTEEM TE BEDRIJVENHEATING SYSTEM TO OPERATE

TECHNISCH DOMEIN EN ACHTERGRONDTECHNICAL DOMAIN AND BACKGROUND

De huidige bekendmaking heeft betrekking op een verwarmingssysteem, in het bijzonder een residentieel verwarmingssysteem, en een gebouw omvattende een residentieel verwarmingssysteem. De huidige uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze om het residentiële verwarmingssysteem te bedrijven.The present disclosure relates to a heating system, in particular a residential heating system, and a building comprising a residential heating system. The present invention further relates to a method of operating the residential heating system.

Conventionele residentiële verwarmingssystemen omvatten een enkele gecentraliseerde warmtebuffer waaruit warmte wordt geleverd aan een aantal ontvangers binnen het gebouw. Deze systemen zijn relatief laag in efficiëntie vanwege significante verliezen die geïntroduceerd worden door het transporteren van warmte over een grote afstand door het gebouw telkens wanneer een ontvanger een warmtevraag initieert.Conventional residential heating systems comprise a single centralized heat store from which heat is supplied to a number of receivers within the building. These systems are relatively low in efficiency due to significant losses introduced by transporting heat a great distance through the building each time a receiver initiates a heat demand.

Meer recentelijk, zijn ecologische aspecten een essentiële overweging geworden in residentiële verwarmingssysteem toepassingen. Dit resulteert in een shift richting het gebruiken van groene energiebronnen, het minimaliseren van gasconsumptie en het reduceren van uitstoot van schadelijke stoffen, zoals CO». Over het algemeen, heeft het verlagen van energieverbruik en belangrijker, energieverliezen, een centrale rol ingenomen in verwarmingssysteem ontwerp. Verwarmingsontwerpen die het gebruik van groene energiebronnen implementeren zijn bekend.More recently, environmental aspects have become an essential consideration in residential heating system applications. This results in a shift towards using green energy sources, minimizing gas consumption and reducing emissions of harmful substances, such as CO. In general, reducing energy consumption and more importantly, energy losses, has taken a central role in heating system design. Heating designs implementing the use of green energy sources are known.

Bijvoorbeeld, een residentieel verwarmingssysteem dat warmte haalt uit groene energiebronnen zowel als niet-groene energiebronnen is bekend.For example, a residential heating system that draws heat from green energy sources as well as non-green energy sources is known.

Zulk een systeem is gebaseerd op een centrale lus met een verbinding naar elke residentiële unit. Elke residentiële unit omvat zijn eigen _verwarmingsinstallatie voor complementaire lokale verwarming.Such a system is based on a central loop with a connection to each residential unit. Each residential unit includes its own _heating installation for complementary local heating.

Overeenkomstig rest er een nood aan verwarmingssystemen met verbeterdeAccordingly, there remains a need for heating systems with improved

9 BE2021/5977 thermodynamische efficiëntie en/of systemen die minder afhankelijk kunnen zijn van niet-groene energiebronnen.9 BE2021/5977 thermodynamic efficiency and/or systems that can be less dependent on non-green energy sources.

SAMENVATTINGRESUME

Aspecten van de huidige bekendmaking hebben betrekking op een systeem dat één of meer nadelen van gekende verwarmingssystemen beperkt en dat zich richt tot een algemene trend om ‘groenere’ verwarmingssystemen te voorzien door thermodynamische efficiëntie te verbeteren in het verdelen van warmte van hernieuwbare bronnen naar een veelheid van ontvangers binnen een gebouw. Op voordelige wijze draagt het bekendgemaakte systeem ten minste bij tot voorziening van een verwarmingssysteem dat zelfvoorzienend is met gebruik van enkel groene bronnen van energie.Aspects of the present disclosure relate to a system that mitigates one or more disadvantages of known heating systems and addresses a general trend to provide "greener" heating systems by improving thermodynamic efficiency in distributing heat from renewable sources to a multitude of of receivers within a building. Advantageously, the disclosed system at least contributes to the provision of a heating system that is self-sufficient using only green sources of energy.

Volgens een eerste aspect is er een systeem voorzien om warmte te verdelen naar een veelheid van ontvangers binnen een gebouw. Het systeem omvat ten minste één warmtebron en ten minste één hoofdwarmteopslag. De ten minste één warmtebron kan op voordelige wijze één of meer omvatten van: ten minste één zonnewarmtecollector en ten minste één thermische windturbine en middelen om restwarmte van compressor en/of grijswater te terug te winnen. De ten minste één warmtebron kan op voordelige wijze een geothermische warmtebron omvatten, bv. een warmtepomp die warmte onttrekt aan een geothermische warmtebron.According to a first aspect, a system is provided for distributing heat to a plurality of receivers within a building. The system includes at least one heat source and at least one main heat store. The at least one heat source can advantageously comprise one or more of: at least one solar heat collector and at least one thermal wind turbine and means to recover residual heat from the compressor and/or greywater. The at least one heat source may advantageously comprise a geothermal heat source, e.g. a heat pump extracting heat from a geothermal heat source.

De warmtebronnen en -opslagen zijn elk in thermische _warmteuitwisseling met een primair circulatiecircuit om warmte uit te wisselen met een eerste warmtedrager binnen het circuit. Over het algemeen wordt warmte uitgewisseld door een warmtepomp. Als alternatief of als aanvulling kunnen de bron(nen) en/of de opslag(en) deel zijn van, in directe fluïde verbinding staand, met het primaire circuit. Het circuit is ingericht, via een netwerk van verbonden leidingen, om in gebruik, eenThe heat sources and stores are each in thermal heat exchange with a primary circulation circuit to exchange heat with a first heat carrier within the circuit. In general, heat is exchanged by a heat pump. Alternatively or additionally, the source(s) and/or the storage(s) may be part of, in direct fluid communication with, the primary circuit. The circuit is arranged, through a network of connected pipes, to operate, a

3 BE2021/5977 stroom van de eerste warmtedrager te circuleren langs een traject voorbij de warmtebron en de hoofdwarmteopslag. Op voordelige wijze kan een overschot van warmte gegenereerd door de bronnen aldus bewaard worden in de buffer en omgekeerd. Op inventieve wijze, omvat het systeem een veelheid van warmtebuffers, gedecentraliseerde buffers, die elk in thermische warmteuitwisseling zijn met één van een veelheid van primaire circulatielussen omvat in het primaire circulatiecircuit. Elke buffer is aanvullend in thermische warmteuitwisseling met één van een veelheid van warmte-extractie circuits die zijn ingericht om warmte te verdelen onder een deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Het gebruik van een veelheid van gedecentraliseerde warmtebuffers om warmte te verdelen laat op voordelige wijze toe om een geoptimaliseerde hoeveelheid van warmte bij een gewenste temperatuur te houden in dichte nabijheid van een verzameling van ontvangers. Uitvinders vinden dat energieverliezen aldus geminimaliseerd kunnen worden, reeds omdat de gelokaliseerde warmtebuffers het minimaliseren toelaten van een maximum temperatuurvereiste van de drager binnen het systeem. In overeenstemming, realiseert het systeem een thermodynamisch voordeel, bv. tegenover systemen zonder een buffer of met een gecentraliseerde buffer.3 BE2021/5977 to circulate the flow of the first heat carrier along a path past the heat source and the main heat storage. Advantageously, excess heat generated by the sources can thus be stored in the buffer and vice versa. Inventively, the system includes a plurality of heat buffers, decentralized buffers, each of which is in thermal heat exchange with one of a plurality of primary circulation loops included in the primary circulation circuit. Each buffer is additional in thermal heat exchange with one of a plurality of heat extraction circuits arranged to distribute heat to a subset of the plurality of receivers. The use of a plurality of decentralized heat buffers to distribute heat advantageously allows to maintain an optimized amount of heat at a desired temperature in close proximity to a set of receivers. Inventors believe that energy losses can thus be minimized, already because the localized heat buffers allow minimizing a maximum temperature requirement of the carrier within the system. Accordingly, the system realizes a thermodynamic advantage, e.g. over systems without a buffer or with a centralized buffer.

Het verdelen van warmte van elke warmtebuffer naar een corresponderende deelverzameling van de veelheid van ontvangers optimaliseert thermodynamische efficiëntie van het systeem zelfs voorts door selectieve verwarming mogelijk te maken van individuele warmtebuffers die warmte leveren aan een deelverzameling van de veelheid van ontvangers, 1.e. afhankelijk van een gedetecteerde piek in warmtevraag van binnen een specifieke deelverzameling. Om efficiënte circulatie van de eerste warmtedrager te realiseren is elke van de veelheid van warmtebuffers ingericht langs één respectieve van een corresponderende veelheid van verbonden secties van het primaire circulatiecircuit, die elk over het algemeen in parallel zijn ingericht tussen een eerste interconnectielid enDistributing heat from each heat buffer to a corresponding subset of the plurality of receivers optimizes thermodynamic efficiency of the system even further by enabling selective heating of individual heat buffers that provide heat to a subset of the plurality of receivers, 1.e. depending on a detected peak in heat demand from within a specific subset. To realize efficient circulation of the first heat carrier, each of the plurality of heat buffers is arranged along one respective of a corresponding plurality of connected sections of the primary circulation circuit, each arranged generally in parallel between a first interconnection member and

4 BE2021/5977 een tweede interconnectielied waarbij elk van de parallel verbonden secties een sectie definieert van één van de veelheid van primaire circulatielussen.4 BE2021/5977 a second interconnection song where each of the sections connected in parallel defines a section of one of the plurality of primary circulation loops.

De configuratie van de verbonden secties in parallel tussen twee leden laat een symmetrisch leidingontwerp toe en een gebalanceerde verdeling van stroom, wat gemak van bedrijving en/of installatie faciliteert, en thermodynamische verliezen vermindert.The configuration of the connected sections in parallel between two members allows a symmetrical piping design and a balanced distribution of power, facilitating ease of operation and/or installation, and reducing thermodynamic losses.

De warmtebuffers omvatten typisch een tank omvattende een volume van een voorts of gelijkaardig warmteoverdrachtmedium, waarbij voornoemd warmteoverdrachtmedium in thermische warmteuitwisseling is met het corresponderende warmte-extractie circuit en met de corresponderende verbonden sectie. Het voorzien van de warmteuitwisseling met het extractiecircuit bij een bovenste sectie van de tank en het voorzien van warmteuitwisseling met de corresponderende verbonden sectie bij een onderste sectie binnen de tank laat op voordelige wijze vorming van een temperatuurgradiënt toe vanwege natuurlijke convectie tussen bovenste en onderste secties, waarbij warmteopname wordt geoptimaliseerd bij de relatief koelere onderste sectie en warmteafgifte bij de in vergelijking warmere bovenste sectie. Over het algemeen heeft de tank een verticale dimensie van meer dan 1 meter tot een hoogte van de verdieping van het gebouw. Typisch in een bereik van 2-3 meter. In een voorkeursbelichaming omvat de opslagtank een volume in overeenstemming met een maximaal verwachte dagelijkse warmtevraag van de corresponderende deelverzameling van de veelheid van ontvangers.The heat buffers typically comprise a tank containing a volume of a further or similar heat transfer medium, said heat transfer medium being in thermal heat exchange with the corresponding heat extraction circuit and with the corresponding connected section. Providing the heat exchange with the extraction circuit at an upper section of the tank and providing the heat exchange with the corresponding connected section at a lower section within the tank advantageously allows formation of a temperature gradient due to natural convection between upper and lower sections, optimizing heat absorption at the relatively cooler lower section and heat dissipation at the comparatively warmer upper section. In general, the tank has a vertical dimension of more than 1 meter to a height of the floor of the building. Typically in a range of 2-3 meters. In a preferred embodiment, the storage tank comprises a volume corresponding to a maximum expected daily heat demand of the corresponding subset of the plurality of receivers.

Om een gebalanceerde warmteverdeling te faciliteren, omvat het systeem ook een controlesysteem ingericht om de stroom van de eerste warmtedrager dynamisch te verdelen over de in parallel verbonden secties van het primaire circulatiecircuit afhankelijk van een verzameling van controleparameters, waarbij de verzameling ten minste een vooraf bepaalde en/of actuele warmtevraag van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers omvat. Het controlesysteem maakt een geautomatiseerde bedrijving mogelijk zowel als de mogelijkheid om interne en externe gegevens op te nemen in de bedrijvingscondities van het systeem. Zoals duidelijk zal worden uit het onderstaande kan de verzameling van controleparameters als aanvulling of als alternatief één of meer omvatten 5 van: weerparameters, zoals gemiddelde dagelijkse temperatuur, gemiddeld dagelijks aantal uren van daglicht, gemiddelde dagelijkse hoeveelheid van precipitatie en gemiddelde dagelijkse windsnelheden; gegevens met betrekking op een real-time levering van warmte van de warmtebronnen en/ of -buffer; een verschil tussen een actuele warmtevraag van de veelheid van ontvangers en de actuele warmtelevering; vooraf ingestelde condities betreffende warmtevraag, zoals een opgelegde beperking (vb. een maximum kamertemperatuur beperking) die warmtelevering naar ontvangers limiteert; condities van warmtetekort; falen en/of bedrijfbaarheidsinformatie van systeemcomponenten; en legionella warmtecyclus parameters.To facilitate balanced heat distribution, the system also includes a control system configured to dynamically distribute the flow of the first heat transfer medium to the parallel connected sections of the primary circulation circuit depending on a set of control parameters, the set of at least a predetermined and /or current heat demand of the subset of the plurality of receivers. The control system allows automated operation as well as the ability to incorporate internal and external data into the operating conditions of the system. As will become apparent below, the set of control parameters may additionally or alternatively include one or more of: weather parameters, such as average daily temperature, average daily daylight hours, average daily amount of precipitation and average daily wind speeds; data related to a real-time supply of heat from the heat sources and/or buffer; a difference between an actual heat demand from the plurality of receivers and the actual heat supply; preset conditions regarding heat demand, such as an imposed limitation (e.g. a maximum room temperature limitation) that limits heat supply to receivers; conditions of heat deficiency; failure and/or operability information of system components; and legionella heat cycle parameters.

Elke verbonden sectie kan in hoofdzaak verticaal ingericht zijn binnen het gebouw, en elk warmte-extractie circuit kan zijn ingericht in een lusconfiguratie, waarbij een stroom van een tweede warmtedrager wordt gecirculeerd tussen de corresponderende warmtebuffer en de corresponderende deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Op voordelige wijze kan het warmte-extractie circuit in hoofdzaak horizontaal zijn ingericht binnen het gebouw, bv. binnen een verdieping van het gebouw. Door de verbonden secties te voorzien in een veelal verticale opstelling en door de warmte-extractie circuits te voorzien in een veelal horizontale opstelling, neemt het systeem een matrix-achtige configuratie aan, met warmteoverdracht in twee fasen. De eerste fase wordt overwegend verticaal overgebracht in de relevante verbonden sectie naar de relevante warmtebuffer. In een tweede fase, wordt warmte verdeeld van daar langs een overwegend horizontale richting van de relevante warmtebuffer naar de corresponderende deelverzameling van de veelheid van ontvangers. DezeEach connected section may be arranged substantially vertically within the building, and each heat extraction circuit may be arranged in a loop configuration in which a flow of a second heat carrier is circulated between the corresponding heat buffer and the corresponding subset of the plurality of receivers. Advantageously, the heat extraction circuit can be arranged substantially horizontally within the building, e.g. within a floor of the building. By providing the connected sections in a mostly vertical arrangement and by providing the heat extraction circuits in a mostly horizontal arrangement, the system adopts a matrix-like configuration, with heat transfer in two stages. The first phase is mainly transferred vertically in the relevant connected section to the relevant heat buffer. In a second stage, heat is distributed from there along a generally horizontal direction from the relevant heat buffer to the corresponding subset of the plurality of receivers. This

6 BE2021/5977 configuratie laat het systeem toe om een regelmatige opstelling op te nemen met geminimaliseerde lengte van leidingen (en bijhorende warmteverliezen) en dat resulteert ook in een verlaagde standaarddeviatie van responstijden van een warmtevraag van de ontvangers.6 BE2021/5977 configuration allows the system to incorporate a regular arrangement with minimized pipe lengths (and associated heat losses) which also results in a reduced standard deviation of response times of a heat demand from the receivers.

Praktisch, is het voordelig om de ten minste één warmtebron in te richten bij een bovenste gedeelte van het gebouw (bv. de bovenste verdieping, zolder, of op het dak) en de ten minste één hoofdwarmteopslagen in hoofdzaak bij of onder een onderste gedeelte van het gebouw (bv. een kelder). Groene energiebronnen, zoals zonnewarmtecollectoren en thermische windturbines worden idealiter gemonteerd op het dak en/of wandsecties van het gebouw. Verbindingen naar opslagen, bv. koud water buffers en andere opslagen zoals een geothermische eenheid, maar ook warmtewisselaars van compressoren en/of grijswater hulpbronnen, kunnen het gemakkelijkst in een kelder of een andere ruimte bij of onder het onderste van het gebouw gehouden worden.Practically, it is advantageous to arrange the at least one heat source at an upper part of the building (e.g. the top floor, attic, or on the roof) and the at least one main heat store located substantially at or below a lower part of the building. the building (e.g. a cellar). Green energy sources, such as solar thermal collectors and thermal wind turbines, are ideally mounted on the roof and/or wall sections of the building. Connections to storage, e.g. cold water buffers and other storage such as a geothermal unit, but also heat exchangers from compressors and/or greywater resources, are most conveniently kept in a basement or other room at or below the base of the building.

Het zal worden gewaardeerd dat het systeem toegepast kan worden met bijzonder voordeel in gebouwen met meerdere verdiepingen, bv. een hoogbouw met meerdere appartementen, waarbij elke ontvanger (bv. appartement of gemeenschappelijke ruimte) over het algemeen onvoldoende toegang (bv. wand- of dakruimte) heeft om energiebronnen te houden die in staat zijn om een individueel verwarmingscircuit te voorzien. In een in het bijzonder geprefereerde belichaming, wordt het systeem omvat in een gebouw met meerdere verdiepingen, waarbij elke verdieping een warmtebuffer van de veelheid van warmtebuffers omvat. Door ten minste één warmtebuffer in te richten per verdieping, worden de thermodynamische voordelen van het systeem optimaal benut, omdat de warmteverdeling naar de verschillende delen van het gebouw meer gelijk worden.It will be appreciated that the system can be applied to particular advantage in multi-storey buildings, e.g. a multi-apartment high-rise, where each recipient (e.g. apartment or common area) generally lacks access (e.g. wall or roof space) ) has to hold energy sources capable of supplying an individual heating circuit. In a particularly preferred embodiment, the system is included in a multi-storey building, each floor containing a heat buffer of the plurality of heat buffers. By setting up at least one heat buffer per floor, the thermodynamic advantages of the system are optimally utilized, because the heat distribution to the different parts of the building becomes more equal.

In een sterk geprefereerde belichaming, omvat het systeem een bypasscircuit omvattende een bypassleiding, tussen het eersteIn a highly preferred embodiment, the system includes a bypass circuit including a bypass line, between the first

7 BE2021/5977 interconnectielid en het tweede interconnectielid. De bypass is ingericht om de eerste warmtedrager toe te laten om de in parallel verbonden secties van het primaire circulatiecircuit te omzeilen (bypass). Daarbij, is het controlesysteem voorts ingericht om ten minste een gedeelte van de stroom van de eerste warmtedrager dynamisch om te leiden door de bypassleiding door een bypass pomp te controleren, afhankelijk van de verzameling van controleparameters. De bypass verbetert op voordelige wijze efficiënte opslag van een overschot thermische energie door een stroom van de eerste warmtedrager mogelijk te maken tussen bron en opslag zonder langs de buffertanks te gaan. Zoals hierbij onderstaand in meer detail zal worden uitgelegd maakt het bypasscircuit voorts op voordelige wijze het uitvoeren van een verwarmingsroutine mogelijk om deel van het systeem te verwarmen boven een minimum uitvoeringstemperatuur, bv. het mogelijk maken van ontvriezen van thermische zonnecollectoren.7 BE2021/5977 interconnection member and the second interconnection member. The bypass is arranged to allow the first heat carrier to bypass (bypass) the sections of the primary circulation circuit connected in parallel. Thereby, the control system is further arranged to dynamically divert at least a portion of the flow of the first heat carrier through the bypass conduit by a bypass pump, depending on the set of control parameters. The bypass advantageously improves efficient storage of surplus thermal energy by allowing a flow of the first heat carrier between source and storage without passing through the buffer tanks. Furthermore, as will be explained in more detail below, the bypass circuit advantageously allows a heating routine to be performed to heat part of the system above a minimum operating temperature, e.g. to enable defreezing of solar thermal collectors.

Aspecten van de huidige bekendmaking hebben voorts betrekking op een gebouw omvattende het systeem zoals hierbij bekendgemaakt en op een werkwijze om het systeem of gebouw te bedrijven.Aspects of the present disclosure further relate to a building comprising the system as disclosed herein and a method of operating the system or building.

KORTE BESCHRIJVING VAN TEKENINGENBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Deze en andere kenmerken, aspecten, en voordelen van de inrichting, systemen en werkwijzen van de huidige bekendmaking zullen beter begrepen worden uit de volgende beschrijving, bijgevoegde conclusies, en bijhorende tekeningen waarbij:These and other features, aspects, and advantages of the apparatus, systems, and methods of the present disclosure will be better understood from the following description, appended claims, and accompanying drawings wherein:

FIG 1 beeldt schematisch een belichamingssysteem af voor het verdelen van warmte naar een veelheid van ontvangers binnen een gebouwFIG 1 schematically depicts an embodiment system for distributing heat to a plurality of receivers within a building

FIG 2 beeldt schematisch aspecten af met betrekking op een verdelingslus;FIG 2 schematically depicts aspects related to a distribution loop;

FIG 3 illustreert aspecten gerelateerd aan systeem voor het verdelen van warmte in een gebouw; enFIG 3 illustrates aspects related to a heat distribution system in a building; and

8 BE2021/59778 BE2021/5977

FIG 4 en 4B, illustreren aspecten gerelateerd aan systeem voor het verdelen van warmte in een gebouw; enFIGS. 4 and 4B illustrate aspects related to a heat distribution system in a building; and

FIG 5 illustreert schematisch een werkwijze om het systeem te bedrijven.FIG 5 schematically illustrates a method of operating the system.

BESCHRIJVING VAN BELICHAMINGENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Terminologie gebruikt voor het beschrijven van bepaalde belichamingen 1s niet bedoeld limiterend te zijn voor de uitvinding. Zoals hierin gebruikt, worden de enkelvoudige vormen "een", "de" en "het" bedoeld om de meervoudige vormen ook te omvatten, tenzij de context duidelijk anders aangeeft. De term "en/of" omvat eender welke en alle combinaties van één of meer van de geassocieerde vermelde items. Het zal begrepen worden dat de termen "omvat" en/of "omvattende" de aanwezigheid van vernoemde kenmerken specifiëren maar niet de aanwezigheid of aanvulling van één of meer andere kenmerken uitsluiten. Het zal voorts begrepen worden dat wanneer naar een bepaalde stap van een werkwijze wordt verwezen als volgend op een andere stap, het voornoemde andere stap direct kan opvolgen of één of meer intermediaire stappen uitgevoerd kunnen worden vooraleer de bepaalde stap uit te voeren, tenzij anders gespecifieerd.Terminology used to describe certain embodiments is not intended to be limiting to the invention. As used herein, the singular forms "a", "the" and "the" are intended to include the plural forms unless the context clearly dictates otherwise. The term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items. It will be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" specify the presence of said features, but do not exclude the presence or addition of one or more other features. It will further be understood that when a particular step of a method is referred to as subsequent to another step, it may immediately follow said other step or one or more intermediate steps may be performed before performing the particular step, unless otherwise specified. .

Eveneens zal worden begrepen dat wanneer een verbinding tussen structuren of componenten wordt beschreven, deze verbinding direct kan worden opgericht of door intermediaire structuren of componenten tenzij anders gespecifieerd.It will also be understood that when a connection between structures or components is described, that connection may be established directly or through intermediate structures or components unless otherwise specified.

Zoals hierbij gebruikt geeft de term ‘groene energie’ over het algemeen energie weer die is verkregen van hernieuwbare bronnen direct beschikbaar aan het gebouw zoals zonnestraling, wind- en geothermische energie. Het systeem kan op voordelige wijze een gebruik van niet- hernieuwbare bronnen zoals kool, gas, olie, hout, etc. verminderen of zelfs elimineren voor verwarming. Elektrisch vermogen gebruikt door het systeem wordt bij voorkeur ook voorzien van groene bronnen, bij voorkeurAs used herein, the term "green energy" generally denotes energy obtained from renewable sources readily available to the building such as solar, wind and geothermal energy. The system can advantageously reduce or even eliminate a use of non-renewable resources such as coal, gas, oil, wood, etc. for heating. Electrical power used by the system is also preferably supplied from green sources, preferably

9 BE2021/5977 van bronnen zoals fotovoltaïsche panelen en/of batterijen voorzien aan het gebouw. In overeenstemming, kan het systeem ingericht zijn als een losstaand systeem dat onafhankelijk/ontkoppeld is van het net. Optioneel, kan het systeem verbonden worden met het net, bv. een stadswarmtenet of voedingsnet, om overschotten in het net te laden. Optioneel, kan restwarmte eerst worden omgezet naar elektrische energie.9 BE2021/5977 of sources such as photovoltaic panels and/or batteries provided to the building. Accordingly, the system may be arranged as a stand-alone system independent/decoupled from the mains. Optionally, the system can be connected to the grid, e.g. a district heating grid or power grid, to load surpluses into the grid. Optionally, residual heat can first be converted into electrical energy.

De uitvinding wordt hierna vollediger beschreven met verwijzing naar de bijhorende tekeningen, waarin belichamingen van de uitvinding worden getoond. In de tekeningen, kunnen de absolute en relatieve groottes van systemen, componenten, lagen en regio’s overdreven zijn voor duidelijkheid. Belichamingen kunnen zijn beschreven met verwijzing naar schematische en/of doorsnede illustraties van mogelijk geïdealiseerde belichamingen en intermediaire structuren van de uitvinding. In de beschrijving en tekeningen, verwijzen gelijke nummers overal naar gelijke elementen. Relatieve termen zowel als afgeleiden daarvan zouden opgevat moeten worden als verwijzend naar de oriëntatie zoals dan beschreven of zoals getoond in de tekening onder bespreking. Deze relatieve termen zijn voor gemak van beschrijving en vereisen niet dat het systeem geconstrueerd of bedreven wordt in een bepaalde oriëntatie tenzij anders vernoemd.The invention is described more fully below with reference to the accompanying drawings, in which embodiments of the invention are shown. In the drawings, the absolute and relative sizes of systems, components, layers, and regions may be exaggerated for clarity. Embodiments may be described with reference to schematic and/or sectional illustrations of possibly idealized embodiments and intermediate structures of the invention. Throughout the description and drawings, like numerals refer to like elements throughout. Relative terms as well as derivatives thereof should be understood as referring to the orientation as then described or as shown in the drawing under discussion. These relative terms are for ease of description and do not require the system to be constructed or operated in a particular orientation unless otherwise stated.

Het systeem en zijn bedrijving zullen nu in meer detail worden beschreven met verwijzing naar FIGn 1-5, waarbij FIGn 1 en 2 een voorbeeldbelichaming afbeelden van een systeem 1 voor het verdelen van warmte naar een veelheid van ontvangers 20. Fign 3 en 4 illustreren aspecten van een gebouw 100 omvattende een systeem voor het verdelen van warmte naar een veelheid van ontvangers binnen het gebouw; en FIG 5 illustreert meerdere aspecten gerelateerd aan een werkwijze om het systeem of een gebouw omvattende het systeem zoals hierbij bekendgemaakt te bedrijven.The system and its operation will now be described in more detail with reference to FIGS. 1-5, in which FIGS. 1 and 2 depict an exemplary embodiment of a system 1 for distributing heat to a plurality of receivers 20. FIGS. 3 and 4 illustrate aspects of a building 100 including a system for distributing heat to a plurality of receivers within the building; and FIG 5 illustrates several aspects related to a method of operating the system or a building containing the system as disclosed herein.

Over het algemeen omvat het systeem ten minste één warmtebron 2 en ten minste één hoofdwarmteopslag 3 die in thermischeIn general, the system includes at least one heat source 2 and at least one main heat store 3 operating in thermal

10 BE2021/5977 warmteuitwisseling zijn met een primair circulatiecircuit 10 ingericht om, in gebruik, een stroom F van een eerste warmtedrager C1 te circuleren langs een traject voorbij de hoofdwarmtebron en de hoofdwarmteopslag.BE2021/5977 heat exchangers are arranged with a primary circulation circuit 10 to circulate, in use, a flow F of a first heat carrier C1 along a path beyond the main heat source and the main heat store.

Zoals getoond omvat het systeem een veelheid van warmtebuffers 4, waarvan alleen 4-1 is getoond in detail. Warmtebuffer 4-1 is in thermische warmteuitwisseling met één L1 van een veelheid van primaire circulatielussen L1,L2,L3 omvat in het primaire circulatiecircuit 10. De buffer is ook in thermische warmteuitwisseling met één van een veelheid van warmte-extractie circuits 15 die zijn ingericht om warmte te verdelen over een deelverzameling van de veelheid van ontvangers.As shown, the system comprises a plurality of heat buffers 4, of which only 4-1 is shown in detail. Heat buffer 4-1 is in thermal heat exchange with one L1 of a plurality of primary circulation loops L1,L2,L3 included in the primary circulation circuit 10. The buffer is also in thermal heat exchange with one of a plurality of heat extraction circuits 15 arranged to distribute heat to a subset of the plurality of receivers.

Zoals getoond is elke van de veelheid van warmtebuffers ingericht langs één respectieve van een corresponderende veelheid van verbonden secties 11-1 van het primaire circulatiecircuit, welke in parallel zijn ingericht tussen een eerste interconnectielid 12 en een tweede interconnectielid 13. Zoals getoond, definieert elke van de parallel verbonden secties 11 een sectie van één van de veelheid van primaire circulatielussen in combinatie met de interconnectieleden 12,13 en een terugkeersectie 8. In één belichaming, bv. zoals getoond, is de terugkeersectie 8 gevormd door enkele leiding hebbende een capaciteit (doorsnedediameter) ten minste gelijk aan een gecombineerde capaciteit van de parallel verbonden secties. Optioneel kan het terugkeercircuit gevormd zijn van een veelheid van terugkeersecties. Een veelheid van stroom- regulatie leden is voorzien langs het circuit voor het controleren van een stroom F van de eerste warmtedrager C1 binnen specifieke secties van het circuit. Over het algemeen omvatten de leden één of meer pompen 7 of kleppen 7v.As shown, each of the plurality of heat buffers is arranged along one respective of a corresponding plurality of connected sections 11-1 of the primary circulation circuit arranged in parallel between a first interconnection member 12 and a second interconnection member 13. As shown, each of the parallel connected sections 11 a section of one of the plurality of primary circulation loops in combination with the interconnection members 12,13 and a return section 8. In one embodiment, e.g. as shown, the return section 8 is formed by single pipe having a capacity (cross-sectional diameter ) at least equal to a combined capacity of the sections connected in parallel. Optionally, the return circuit may be formed of a plurality of return sections. A plurality of flow control members are provided along the circuit for controlling a flow F of the first heat carrier C1 within specific sections of the circuit. Generally, the members include one or more pumps 7 or valves 7v.

Het systeem omvat voorts een controlesysteem 30 ingericht om de stroom F van de eerste warmtedrager C1 dynamisch te verdelen over de in parallel verbonden secties 11 van het primaire circulatiecircuit 10 afhankelijk van een verzameling van controleparameters, waarbij deThe system further comprises a control system 30 adapted to dynamically distribute the flow F of the first heat transfer medium C1 over the parallel connected sections 11 of the primary circulation circuit 10 depending on a set of control parameters, the

11 BE2021/5977 verzameling ten minste een vooraf bepaalde en/of actuele warmtevraag omvat van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Merk op dat voor duidelijkheidsredenen de belichamingen zoals getoond enkel drie van de interconnecties afbeeldt (voorgestelde streepjes-stippenlijnen) tussen het controlesysteem en de stroomregulatie leden.11 BE2021/5977 set includes at least a predetermined and/or current heat demand of the subset of the plurality of receivers. Note that for clarity, the embodiment as shown depicts only three of the interconnections (shown dash-dot lines) between the control system and the flow regulation members.

De warmtebron omvat typisch één of meer thermische zonnecollectoren 2-1 en/of thermische windturbines 2-2. Deze bronnen zijn bij voorkeur voorzien langs een bovenste gedeelte van het gebouw (typisch langs het dak, zie bv. FIG 3). Bij voorkeur, omvat het gebouw ook een losstaande elektrische voeding omvattende één of meer elektrische vermogen generatoren zoals fotovoltaïsche paneel generatoren en/of windturbines, en een elektrische vermogen opslagmodule zoals een batterij.The heat source typically comprises one or more thermal solar collectors 2-1 and/or thermal wind turbines 2-2. These sources are preferably provided along an upper part of the building (typically along the roof, see e.g. FIG 3). Preferably, the building also includes a separate electrical power supply comprising one or more electrical power generators such as photovoltaic panel generators and/or wind turbines, and an electrical power storage module such as a battery.

Bij voorkeur, is de elektrische voeding gedimensioneerd om de elektrische componenten van het systeem (controller, pomp, warmtepompen, etc.) te voeden zodat het systeem zelfvoorzienend kan zijn en zelfs losgekoppeld van een voedingsnet. De warmtebronnen en elektrische vermogen generatoren zijn typisch voorzien langs een dak gedeelte van het gebouw. Optioneel kan een gedeelte zijn voorzien langs een gevel van het gebouw en/of in gemeenschappelijke ruimtes (bv. tuin) die het gebouw omgeven. Bij voorkeur zijn de warmtebronnen en/of FV panelen georiënteerd in een configuratie, bv. zoals getoond in FIG 4A, of oriënteerbaar (bv. roteerbaar en/of draaibaar gemonteerd) om zo gebruik van zonnestraling te optimaliseren.Preferably, the electrical supply is sized to supply the electrical components of the system (controller, pump, heat pumps, etc.) so that the system can be self-sufficient and even disconnected from a mains supply. The heat sources and electrical power generators are typically provided along a roof portion of the building. Optionally, a section can be provided along a facade of the building and/or in common areas (e.g. garden) surrounding the building. Preferably, the heat sources and/or PV panels are oriented in a configuration, e.g., as shown in FIG 4A, or orientable (e.g., rotatably and/or rotatably mounted) so as to optimize solar radiation use.

De ten minste één hoofdwarmteopslag 3 kan op voordelige wijze één of meer omvatten van: een geothermische opslag 3-1 en een waterbuffer 3-2, bv. een koud water buffer 3-2, en een warmtewissel compressor 3-3. De koud water buffer kan een buffer omvatten die ijswater of grijswater omvat.The at least one main heat storage 3 can advantageously comprise one or more of: a geothermal storage 3-1 and a water buffer 3-2, e.g. a cold water buffer 3-2, and a heat exchange compressor 3-3. The cold water buffer may include a buffer comprising ice water or gray water.

Bij voorkeur, omvat de hoofdwarmteopslag een verbinding met een warmtewisselaar van een compressor (warmtewissel compressor 3-3). Een warmtewissel compressor 3-3, bv. een perslucht energieopslag (PLEO), kanPreferably, the main heat storage comprises a connection to a heat exchanger of a compressor (heat exchanger compressor 3-3). A heat exchange compressor 3-3, e.g. a compressed air energy store (PLEO), can

19 BE2021/5977 op voordelige wijze thermische energie omzetten door directe compressie/decompressie van lucht, om een warmtepomp aan te drijven. Op voordelige wijze, kan een PLEO aldus een overschot van thermische energie bewaren voor latere afgifte zonder een elektrische conversiestap zoals in een conventionele warmtepomp. Conversie van elektrische energie naar compressie zoals in reguliere warmtepompen, veroorzaakt significante thermische verliezen van tot ongeveer 90%. Warmteverliezen van compressoren kunnen gemakkelijk worden teruggewonnen tot ongeveer 85%. Zulk een terugwinning kan op voordelige wijze opnieuw teruggekoppeld worden in het verwarmingssysteem. Het systeem laat zeer efficiënte buffering toe van restwarmte van compressoren.19 BE2021/5977 economically convert thermal energy by direct compression/decompression of air to drive a heat pump. Advantageously, a PLEO can thus store excess thermal energy for later release without an electrical conversion step as in a conventional heat pump. Conversion of electrical energy to compression as in regular heat pumps causes significant thermal losses of up to about 90%. Heat losses from compressors can be easily recovered up to about 85%. Such recovery can advantageously be fed back into the heating system. The system allows very efficient buffering of residual heat from compressors.

De warmtebronnen en de hoofdwarmteopslagen zijn in thermische warmteuitwisseling met het circuit. Warmte kan worden uitgewisseld ofwel direct bv. door circulatie van de eerste warmtedrager en/of indirect bv. via een warmtewissel oppervlak zoals een radiator. In geprefereerde belichamingen, wordt warmteuitwisseling met ten minste deel van de hoofdwarmteopslagen voorzien door een warmtepomp, bv. een elektrisch gevoede warmtepomp die kan worden gevoed door de losstaande elektrische voeding.The heat sources and the main heat stores are in thermal heat exchange with the circuit. Heat can be exchanged either directly e.g. by circulation of the first heat carrier and/or indirectly e.g. via a heat exchange surface such as a radiator. In preferred embodiments, heat exchange with at least part of the main heat stores is provided by a heat pump, e.g. an electrically powered heat pump that can be powered by the remote electrical supply.

In een geprefereerde belichaming, zijn de warmtebuffers 4-1,4-2 essentieel omvat binnen een verdieping 101 van het gebouw. De veelheid van verbonden secties 11 is bij voorkeur essentieel verticaal georiënteerd over verdiepingen zoals geïllustreerd in FIG 3 en FIG 4B.In a preferred embodiment, the heat buffers 4-1,4-2 are essentially contained within a floor 101 of the building. The plurality of connected sections 11 are preferably essentially vertically oriented across floors as illustrated in FIG 3 and FIG 4B.

In een geprefereerde belichaming, bevindt het eerste — interconnectielid zich in hoofdzaak nabij de ten minste één warmtebron. Het tweede interconnectielid bevindt zich bij voorkeur in hoofdzaak nabij de ten minste één hoofdwarmteopslag. Op deze wijze, verbinden de verbonden secties elk de warmtebronnen en de warmteopslagen. Dit is gunstig omdat warmte voorbij de warmtebronnen en -opslagen kan stromen door elk van de verschillende verbonden secties, waarbij de matrix-achtige configuratieIn a preferred embodiment, the first interconnection member is located substantially proximate the at least one heat source. The second interconnection member is preferably located substantially adjacent the at least one main heat store. In this way, the connected sections each connect the heat sources and the heat stores. This is beneficial because heat can flow past the heat sources and stores through each of the various connected sections, where the matrix-like configuration

13 BE2021/5977 wordt benut om minimale en gelijke reisafstanden mogelijk te maken tussen bronnen en opslagen voor elk van de verbonden secties.13 BE2021/5977 is used to allow minimum and equal travel distances between sources and stores for each of the connected sections.

Bij voorkeur, is het systeem voorzien van één of meer evenwichtselementen die een temperatuurverdeling van de eerste warmtedrager homogeniseren binnen een sectie van het circuit voorafgaand aan het binnengaan en/of na het doorgaan van een verticale lus sectie. Het evenwichtselement kan zich bevinden, of zelfs gevormd zijn door, bij het respectieve eerste interconnectie en/of tweede evenwichtselement 12,13. De evenwichtselementen 12e, 13e kunnen op voordelige wijze ingericht zijn om temperatuurvariaties te verminderen, bv. van spatiaal verdeelde contributies van warmte van de warmtebronnen. In een geprefereerde belichaming, is temperatuur evenwichtscompensatie voorzien door een verlaging van een stroomsnelheid van de eerste warmtedrager. In de evenwichtselementen, wordt turbulentie verlaagd en temperatuur geëgaliseerd, welke beide effecten bijdragen tot een verlaging van energieverliezen doorheen het systeem. In een geprefereerde belichaming, omvat evenwichtselement een stroomvolume, bv. een tank, met een serie van ingangen en uitgangen die respectievelijk zijn verbonden met de warmtebronnen/-opslagen en (verticale) lus secties. Het stroomvolume heeft over het algemeen een doorsnede oppervlakte van ten minste twee keer, bij voorkeur 3x, een doorsnede in gemeenschappelijke (niet-vertakte) secties van het circuit om stroomsnelheid te verlagen. Evenwichtselementen kunnen als aanvulling andere technische maatregelen implementeren voor het verlagen van stroomsnelheid, zoals stroom-verminderend leidingmateriaal en stroom-verminderende onderdelen geïntroduceerd in zijn stroomvolume van het evenwichtselement. Als alternatief, of als aanvulling, kan het evenwichtselement actieve mengelementen omvatten, bv. roertoestellen.Preferably, the system is provided with one or more balancing elements that homogenize a temperature distribution of the first heat carrier within a section of the circuit before entering and/or after passing through a vertical loop section. The equilibrium element can be located, or even formed by, at the respective first interconnection and/or second equilibrium element 12,13. The balancing elements 12e, 13e may be advantageously arranged to reduce temperature variations, e.g. from spatially distributed contributions of heat from the heat sources. In a preferred embodiment, temperature equilibrium compensation is provided by a reduction in a flow rate of the first heat carrier. In the equilibrium elements, turbulence is reduced and temperature is equalized, both of which effects contribute to a reduction in energy losses across the system. In a preferred embodiment, equilibrium element comprises a flow volume, e.g. a tank, with a series of inputs and outputs respectively connected to the heat sources/stores and (vertical) loop sections. The flow volume generally has a cross-sectional area of at least twice, preferably 3x, a cross-section in common (non-branched) sections of the circuit to reduce flow rate. Balance elements can additionally implement other technical measures to reduce flow rate, such as flow-reducing piping material and flow-reducing components introduced into its flow volume of the balancing element. Alternatively, or in addition, the balancing element may comprise active mixing elements, e.g. agitators.

In een bijzonder geprefereerde belichaming omvat het systeem een bypasscircuit 18 omvattende een bypassleiding 19, tussen het eersteIn a particularly preferred embodiment, the system comprises a bypass circuit 18 comprising a bypass conduit 19, between the first

14 BE2021/5977 interconnectielid 12 en het tweede interconnectielid 13. De bypass omvat bij voorkeur ten minste één bedienbaar stroom regulatielid 7 zoals hierbij bekendgemaakt om ten minste een gedeelte van de stroom rond de warmtebuffers 4-1,4-2 om te leiden.14 BE2021/5977 interconnection member 12 and the second interconnection member 13. The bypass preferably comprises at least one operable flow regulation member 7 as hereby disclosed to divert at least part of the flow around the heat buffers 4-1,4-2.

De warmte-extractie circuits 15 zijn ingericht om warmte te verdelen over een deelverzameling van de veelheid van ontvangers. Elk warmte-extractie circuit 15 van de veelheid van warmte-extractie circuits omvat over het algemeen een hoofdcircuitdeel 15p-1 dat in thermische warmteuitwisseling is met de corresponderende warmtebuffer 4-1, en een veelheid van distributielussen 16,16-1,16-2 die in fluïde verbinding staan met het hoofdcircuitdeel en die ingericht zijn om warmte te leveren aan één respectieve van de veelheid van ontvangers 20. Het aantal verdelingslussen stemt over het algemeen overeen met het aantal ontvangers die bediend dienen te worden. Bij voorkeur, zijn de verdelingslussen verbonden met het hoofdcircuitdeel door een centraal (gemeenschappelijk) verbindingslid 17 dat ingangen/uitgangen heeft voor het hoofdcircuitdeel en elk van de verdelingslussen. Het verbinden van de verdelingslussen via een gemeenschappelijk verbindingslid 17 laat op voordelige wijze toe warmte te onttrekken aan de buffertank gebruik makende van een enkele verzameling warmte-extractie leidingen (hoofdcircuitdeel).The heat extraction circuits 15 are arranged to distribute heat to a subset of the plurality of receivers. Each heat extraction circuit 15 of the plurality of heat extraction circuits generally includes a main circuit portion 15p-1 which is in thermal heat exchange with the corresponding heat buffer 4-1, and a plurality of distribution loops 16,16-1,16-2 fluidly connected to the main circuit portion and arranged to provide heat to one respective one of the plurality of receivers 20. The number of distribution loops generally corresponds to the number of receivers to be served. Preferably, the distribution loops are connected to the main circuit portion by a central (common) connection member 17 which has inputs/outputs for the main circuit portion and each of the distribution loops. Connecting the distribution loops via a common connecting member 17 advantageously allows heat to be extracted from the buffer tank using a single set of heat extraction pipes (main circuit part).

Nu met referentie naar FIG 2, is elke verdelingslus 16-1 in thermische warmteuitwisseling met een ruimteverwarmingsinstallatie 21 bij de ontvanger en een ontvanger buffer 22. Over het algemeen is een verdelingslus 16-1,16-2,16-n voorzien voor elke ontvanger, bv. een appartement of gemeenschappelijke ruimte zoals een wasruimte of hallen, bij een bepaalde verdieping van het gebouw. De ruimteverwarmingsinstallatie 21 voorziet ruimteverwarming, over het algemeen vloerverwarming. De buffer 22 (opslagtank 22) houdt een volume vast van een voorts warmteoverdrachtmedium C4 en is in thermische warmteuitwisseling met een warm water verdelingscircuit 23 (bv. eenReferring now to FIG 2, each distribution loop 16-1 is in thermal heat exchange with a space heater 21 at the receiver and a receiver buffer 22. In general, a distribution loop 16-1,16-2,16-n is provided for each receiver , e.g. an apartment or common area such as a laundry room or halls, at a certain floor of the building. The space heating installation 21 provides space heating, generally floor heating. The buffer 22 (storage tank 22) holds a volume of a further heat transfer medium C4 and is in thermal heat exchange with a hot water distribution circuit 23 (e.g. a

15 BE2021/5977 tapwatercircuit hebbende een inlaat en uitlaat 23-1,23-1 voor warm/koud water. Het warmteoverdrachtmedium C4 en de verdelingslus 16-1 zijn in thermische warmteuitwisseling, bij voorkeur bij een onderste sectie van de tank. De buffertank is in thermische warmteuitwisseling met een tapwatercircuit, bij voorkeur bij een bovenste sectie van de tank.15 BE2021/5977 tap water circuit with an inlet and outlet 23-1,23-1 for hot/cold water. The heat transfer medium C4 and the distribution loop 16-1 are in thermal heat exchange, preferably at a lower section of the tank. The buffer tank is in thermal heat exchange with a tap water circuit, preferably at an upper section of the tank.

Gelijkaardig als voor de warmtebuffers 4 optimaliseert het inrichten van de warmtelevering bij een onderste sectie van de tank 22 en de warmte- extractie bij een onderste sectie energieoverdracht.Similar to the heat buffers 4, arranging the heat supply at a lower section of the tank 22 and the heat extraction at a lower section optimizes energy transfer.

In een geprefereerde belichaming, omvat de ontvanger buffer 22 een aanvullend verwarmingselement 24. Het aanvullende verwarmingselement kan worden gecontroleerd, door het controlesysteem 30, om aanvullende warmte te voorzien in het geval een onmiddellijke warmtelevering van de warmte-extractie circuits 15 onvoldoende is om aan een lokale vraag te voldoen, bv. een plotse schommeling in een warm water vraag van een eindgebruiker. Op voordelige wijze kan het aanvullende verwarmingselement 24 ingericht zijn om, ten minste tijdelijk de tank te verwarmen boven een sanitaire temperatuur, typisch > 60°C (bv. 60 of 70°C voor 1 uur) om ophoping van potentieel gevaarlijke micro-organismen (bv. legionella) te vermijden. Deze aanvullende verwarming kan elektrisch gevoed worden, bv. van de FV panelen en/of batterij. Bij voorkeur, is het aanvullende verwarmingselement 24 voorzien van een restenergie van binnen het gebouw. In overeenstemming, in een geprefereerde belichaming, is de verdelingslus in thermische warmteuitwisseling met een terugwinningscircuit 25. Het terugwinningscircuit 25 kan zijn ingericht om restwarmte terug te winnen van externe energiestromen. i.e. niet direct afkomstig van het verwarmingssysteem, binnen het gebouw. Bij voorkeur, is het terugwinningscircut ingericht om restwarmte terug te winnen van één of meer elektrisch aangedreven toestellen zoals wasmachines of droogkasten (bv. in een gemeenschappelijke wasruimte); en een luchtventilatiecircuit.In a preferred embodiment, the receiver buffer 22 includes a supplemental heating element 24. The supplemental heating element may be controlled, by the control system 30, to provide supplemental heat in the event that an instantaneous heat supply from the heat extraction circuits 15 is insufficient to meet a meet local demand, e.g. a sudden fluctuation in a hot water demand from an end user. Advantageously, the auxiliary heating element 24 may be arranged to, at least temporarily, heat the tank above a sanitary temperature, typically > 60°C (e.g. 60 or 70°C for 1 hour) to prevent accumulation of potentially hazardous microorganisms ( e.g. legionella). This additional heating can be electrically powered, e.g. from the PV panels and/or battery. Preferably, the additional heating element 24 is provided with residual energy from within the building. Accordingly, in a preferred embodiment, the distribution loop is in thermal heat exchange with a recovery circuit 25. The recovery circuit 25 may be arranged to recover waste heat from external energy streams. i.e. not directly from the heating system, within the building. Preferably, the recovery circuit is arranged to recover residual heat from one or more electrically driven appliances such as washing machines or dryers (e.g. in a common laundry room); and an air ventilation circuit.

Toestellen die warm water vrijgeven, zoals wasmachines, kunnen opAppliances that release hot water, such as washing machines, can run out

16 BE2021/5977 voordelige wijze direct verbonden worden met het systeem bij het warm water verdelingscircuit 23-1 om restwarmte terug te winnen van afvalwater.16 BE2021/5977 can be advantageously directly connected to the system at the hot water distribution circuit 23-1 to recover waste heat from waste water.

In sommige belichamingen, bv. zoals getoond, pompt een warmtepomp 26, warmte van een in vergelijking warme indoor luchtventilatiestroom 27-1 naar het terugwinningscircuit 25 waarbij een in vergelijking koelere luchtstroom wordt achtergelaten die uit het gebouw wordt uitgedreven.In some embodiments, e.g., as shown, a heat pump 26 pumps heat from a comparatively warm indoor air vent stream 27-1 to the recovery circuit 25 leaving a comparatively cooler air stream that is expelled from the building.

Als aanvulling, kan de wasruimte ook zijn ingericht om direct wasmachines daarin aanwezig te verbinden met het verwarmingssysteem om zo restwarmte terug te winnen.In addition, the laundry room may also be arranged to directly connect washing machines contained therein to the heating system in order to recover residual heat.

Het systeem kan een regenwater verzamelcircuit (niet getoond) omvatten, omvattende een regenwater buffer die voorverwarmd is met grijswater warmte, en kan voorts verwarmd worden door thermische warmteuitwisseling met het primaire circulatiecircuit. Door grijswater om te leiden voor herwinningsdoeleinden van regenwater, wordt een risico van contaminatie van een hoofd warm water circuit van het gebouw in geval van lekkage beperkt.The system may include a rainwater collection circuit (not shown), comprising a rainwater buffer preheated with gray water heat, and may further be heated by thermal heat exchange with the primary circulation circuit. By diverting greywater for rainwater recovery purposes, a risk of contamination of a building's main hot water circuit in the event of a leak is reduced.

Aspecten betreffende het gebouw dat het systeem omvat voor het verdelen van warmte naar een veelheid van ontvangers binnen het gebouw en naar de werkwijze van bedrijving zal nu worden uitgelegd met verdere referentie naar Fign 3-5, waarbij FIGn 3-4 aspecten illustreren gerelateerd aan systeem voor het verdelen van warmte in een gebouw; en FIG 5 illustreert schematisch een werkwijze om het systeem te bedrijven. voorziet een doorsnede zijaanzicht van een gebouw omvattende een systeem voor het verdelen van warmte aan een veelheid van ontvangers binnen een gebouw;Aspects regarding the building containing the system for distributing heat to a plurality of receivers within the building and the method of operation will now be explained with further reference to Figs 3-5, where FIGs 3-4 illustrate aspects related to system for distributing heat in a building; and FIG 5 schematically illustrates a method of operating the system. provides a sectional side view of a building including a system for distributing heat to a plurality of receivers within a building;

FIG 3-4 illustreren bepaalde aspecten van een gebouw 100 omvattende een systeem 1 zoals hierbij bekendgemaakt. Zoals getoond, in doorsnede zijaanzicht, omvat het gebouw een totaal van tien verdiepingen (vier aangeduid: 101-1,101-2,101-3,104-4) waarvan één kelder 101-4.FIGS. 3-4 illustrate certain aspects of a building 100 including a system 1 as disclosed herein. As shown, in sectional side view, the building comprises a total of ten floors (four designated: 101-1,101-2,101-3,104-4) including one basement 101-4.

Thermische zonnecollectoren 2-1, FV panelen 2-3, en thermischeSolar thermal collectors 2-1, PV panels 2-3, and thermal

17 BE2021/5977 windcollectoren 2-2 zijn voorzien langs het dak. Een geothermische opslag 3- 1 is voorzien onder het gebouw en koud water buffers 3-2 zijn voorzien bij het kelder niveau. Een warmtewisselaar compressor (PLEO) 3-3 en een grijswater warmtewisselaar 3-4 zijn voorzien in de kelder. De zonnewarmtecollectoren 2-1 zijn ingericht langs drie hoofdrichtingen, west, zuid, oost om opname van zonnestraling te optimaliseren. (FIG 4A). Elke verdieping met leefruimtes is voorzien van een warmtebuffer (4-1,4-2,4-3).17 BE2021/5977 wind collectors 2-2 are provided along the roof. A geothermal storage 3-1 is provided under the building and cold water buffers 3-2 are provided at the basement level. A heat exchanger compressor (PLEO) 3-3 and a gray water heat exchanger 3-4 are provided in the basement. The solar heat collectors 2-1 are arranged along three main directions, west, south, east to optimize solar radiation absorption. (FIG 4A). Each floor with living areas is equipped with a heat buffer (4-1.4-2.4-3).

De warmtebuffers 4-1,4-2,4-3 zijn verticaal boven elkaar gemonteerd en tussen eerste en tweede interconnectieleden zijn respectievelijk het kelder niveau en het dak niveau (verbindingsleden 12,13 en leidingen getoond inThe heat buffers 4-1,4-2,4-3 are mounted vertically one above the other and between the first and second interconnection members are the basement level and the roof level respectively (connecting members 12,13 and pipes shown in

FIG 1). Elke buffer is in thermische warmteuitwisseling met een aantal verdelingslussen 16 (één aangeduid) via respectieve warmte-extractie circuits bij de verdieping. De warmtebuffers zijn verticaal georiënteerd en hebben een hoogte van 2-3 m. Zoals aangeduid door de gradiëntschaduw (Fig 4B) bestaat een thermische gradiënt AT tussen bovenste en onderste secties van de tanks 4-1,4-2,4-3.FIG 1). Each buffer is in thermal heat exchange with a number of distribution loops 16 (one indicated) via respective heat extraction circuits at the well. The heat buffers are vertically oriented and have a height of 2-3 m. As indicated by the gradient shadow (Fig 4B), a thermal gradient ΔT exists between upper and lower sections of the tanks 4-1,4-2,4-3.

FIG 5 illustreert schematisch een werkwijze om het systeem te bedrijven. De werkwijze omvattende over het algemeen omvat ten minste: het uitvoeren van een laad 202 routine wanneer een bepaalde of geschatte actuele warmtelevering van de bron naar de drager een bepaalde of geschatte actuele warmtevraag van de verdelingslussen of in het gebouw overschrijdt; en het uitvoeren 202 van een ontlaadroutine wanneer bepaalde of geschatte actuele warmtevraag van de verdelingslussen een bepaalde of geschatte actuele warmtelevering van de bron overschrijdt. De combinatie van bovengenoemde condities optimaliseert een gebruik van warmte onder variërende condities zoals variaties in beschikbaarheid van groene energie. bv. vanwege seizoensgebonden en/of weersvariaties. Bijvoorbeeld, het bewaren van een overschot aan warmte tijdens een zonnige periode en het afgeven van bewaarde warmte wanneer actuele levering onvoldoende is om aan een vraag te voldoen. Het uitvoeren van de laadcyclus omvat: hetFIG 5 schematically illustrates a method of operating the system. The method generally includes at least: performing a load 202 routine when a determined or estimated actual heat supply from the source to the carrier exceeds a determined or estimated actual heat demand from the distribution loops or in the building; and performing 202 a discharge routine when a determined or estimated actual heat demand from the distribution loops exceeds a determined or estimated actual heat output from the source. The combination of the above conditions optimizes the use of heat under varying conditions, such as variations in the availability of green energy. e.g. due to seasonal and/or weather variations. For example, storing surplus heat during a sunny period and releasing stored heat when the current supply is insufficient to meet a demand. Running the charge cycle includes: the

18 BE2021/5977 onttrekken van warmte aan de eerste warmtedrager en het leveren van onttrokken warmte aan ten minste één hoofdopslag. Het uitvoeren van de ontlaadroutine omvat het onttrekken van warmte aan de hoofdopslag en het leveren van de onttrokken warmte aan de eerste warmtedrager. De laadroutine kan op voordelige wijze het verhogen van een stroomsnelheid omvatten van de drager in het bypasscircuit ten opzichte van de parallelle secties omvatten, en het uitvoeren van de ontlaadroutine omvat het verlagen van een stroomsnelheid, zelfs tot nul, in het bypasscircuit ten opzichte van de parallelle secties tijdens de ontlaadroutine.18 BE2021/5977 extracting heat from the first heat carrier and supplying extracted heat to at least one main storage. Performing the discharge routine includes extracting heat from the main storage and supplying the extracted heat to the first heat transfer medium. The loading routine may advantageously include increasing a flow rate of the carrier in the bypass circuit relative to the parallel sections, and performing the unloading routine includes decreasing a flow rate, even to zero, in the bypass circuit relative to the parallel sections. parallel sections during the unloading routine.

In verband daarmee is het controlesysteem 30 aanvullend ingericht om te bepalen 201 of een actuele warmtelevering van de bronnen naar de drager carrier een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt. In een geprefereerde belichaming, omvat de werkwijze het bepalen of een actuele warmtelevering van de bron naar de drager een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt. Middelen voor het bepalen van een levering en vraag kunnen gemakkelijk gemeten worden, vanwege de configuratie van het systeem in gescheiden distributie- en extractie-circuits die accurate bepaling toelaten van temperaturen binnen het systeem gebruik makende van een beperkt aantal temperatuursensoren, bv. door een gemeten temperatuurverschil een eerste sensor voorzien in één van de interconnectieleden en tweede sensoren voorzien in de warmte buffertanks en/of langs de warmte-extractie circuits.In connection therewith, the control system 30 is additionally arranged to determine 201 whether an actual heat supply from the sources to the carrier carrier exceeds an actual heat demand from the distribution loops. In a preferred embodiment, the method includes determining whether an actual heat supply from the source to the carrier exceeds an actual heat demand from the distribution loops. Means of determining a supply and demand can be easily measured, due to the configuration of the system in separate distribution and extraction circuits that allow accurate determination of temperatures within the system using a limited number of temperature sensors, e.g. by a measured temperature difference a first sensor provided in one of the interconnection members and second sensors provided in the heat buffer tanks and/or along the heat extraction circuits.

Als alternatief, of als aanvulling, kan de warmtelevering en/of -vragen ten minste gedeeltelijk gebaseerd zijn op modellering. Bijvoorbeeld, door warmteverliezen te modelleren bij verscheidene ontvangers en warmteleveringen voor onder specifieke weers- en/of seizoensgebonden condities.Alternatively, or in addition, the heat supply and/or demand can be at least partly based on modelling. For example, by modeling heat losses at various receivers and heat supplies under specific weather and/or seasonal conditions.

Om de verdeling van warmte naar deelverzamelingen van de ontvangers te verbeteren, omvat de werkwijze het dynamisch verdelen van een stroom van de eerste warmtedrager over de in parallel verbondenTo improve the distribution of heat to subsets of the receivers, the method includes dynamically distributing a stream of the first heat carrier over the parallel connected

19 BE2021/5977 secties van het primaire circulatiecircuit afhankelijk van een verzameling van controleparameters. Voornoemde verzameling omvat typisch ten minste een vooraf bepaalde (bv. gemodelleerde) en/of actuele warmtevraag van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers door het aansturen van de veelheid van pompen.19 BE2021/5977 sections of the primary circulation circuit depending on a set of control parameters. Said set typically includes at least a predetermined (e.g. modeled) and/or actual heat demand of the subset of the plurality of receivers by controlling the plurality of pumps.

De werkwijze kan op voordelige wijze voorts het verhogen van een stroomsnelheid van de drager in de bypass omvatten ten opzichte van de parallelle secties tijdens de laadroutine, en het verlagen van een stroomsnelheid naar nul in de bypass ten opzichte van de parallelle secties tijdens de ontlaadroutine.The method may advantageously further comprise increasing a flow rate of the carrier in the bypass relative to the parallel sections during the loading routine, and decreasing a flow rate to zero in the bypass relative to the parallel sections during the unloading routine.

Op voordelige wijze, kan de werkwijze voorts een verwarmingsroutine omvatten. De verwarmingsroutine laat op voordelige wijze het brengen van componenten van het systeem naar een werktemperatuur toe, bv. het ontvriezen van thermische zonnecollectoren na een koude nacht. De verwarmingsroutine wordt over het algemeen voorafgegaan door een stap om te bepalen of een actuele temperatuur bij een specifiek gedeelte van het systeem (bv. een thermische zonnecollector) onder een onderste temperatuurlimiet is. Indien het geval, wordt de verwarmingsroutine uitgevoerd waarbij de verwarmingsroutine omvat het onttrekken van warmte aan de ten minste één hoofdwarmteopslag om de eerste warmtedrager te verwarmen naar een temperatuur boven de onderste limiet gebruik makende; en het onttrekken van warmte aan de verwarmde eerste warmtedrager om het gedeelte van systeem (bv. de thermische zonnecollector) te verwarmen naar een temperatuur boven de onderste limiet. In een geprefereerde belichaming, omvat de warmteroutine het omleiden van ten minste een deel, bij voorkeur alles, van de stroom van de verwarmde eerste warmtedrager voorbij de parallelle secties via de bypassleiding. Aldus bereikt de verwarmde drager de koude sectie (bv. tijdens nacht) in een thermodynamisch geoptimaliseerde efficiënte route (minimaliseren of zelfs vermijden van warmteoverdracht naar de buffers.Advantageously, the method may further comprise a heating routine. The heating routine advantageously allows components of the system to be brought to an operating temperature, e.g. defreezing solar thermal collectors after a cold night. The heating routine is generally preceded by a step to determine whether an actual temperature at a specific part of the system (e.g. a solar thermal collector) is below a lower temperature limit. If so, the heating routine is performed wherein the heating routine includes extracting heat from the at least one main heat store to heat the first heat carrier to a temperature above the lower limit using; and extracting heat from the heated first heat carrier to heat the portion of the system (e.g., the solar thermal collector) to a temperature above the lower limit. In a preferred embodiment, the heat routine includes diverting at least a portion, preferably all, of the flow of the heated first heat carrier past the parallel sections via the bypass line. Thus, the heated carrier reaches the cold section (e.g. at night) in a thermodynamically optimized efficient route (minimizing or even avoiding heat transfer to the buffers.

20 BE2021/597720 BE2021/5977

Tot het doel van duidelijkheid en een gevatte beschrijving, zijn kenmerken hierbij beschreven als deel van dezelfde of gescheiden belichamingen, hoewel, het zal worden gewaardeerd dat de omvang van de utvinding belichamingen kan omvatten die combinaties hebben van alle of sommige van de beschreven kenmerken. Natuurlijk, dient het te worden gewaardeerd dat eender welke van de bovenstaande belichamingen of processen gecombineerd kunnen worden met één of meer andere belichamingen of processen om zelfs verdere verbeteringen te voorzien in het vinden en koppelen van ontwerpen en voordelen.For purposes of clarity and concise description, features are hereby described as part of the same or separate embodiments, however, it will be appreciated that the scope of the invention may include embodiments having combinations of all or some of the features described. Of course, it should be appreciated that any of the above embodiments or processes can be combined with one or more other embodiments or processes to provide even further improvements in finding and linking designs and benefits.

Bij het interpreteren van de bijgevoegde conclusies, zou het begrepen moeten worden dat het woord "omvattende" niet de aanwezigheid uitsluit van andere elementen of acties dan diegene vermeld in een gegeven conclusie; het woord “een" voorafgaand aan een element sluit de aanwezigheid van een veelheid van zulke elementen niet uit; eender welke referentietekens in de conclusies limiteren hun omvang niet; meerdere "middelen" kunnen voorgesteld worden door hetzelfde of verschillende item(s) of geïmplementeerde structuur of functie; eender welke van de bekendgemaakte inrichtingen of delen daarvan kunnen samen gecombineerd worden of gescheiden in verdere delen tenzij specifiek anders vermeld. Waar één conclusie naar een andere conclusie verwijst, kan dit synergetisch voordeel aangeven bereikt door de combinatie van hun respectieve kenmerken. Maar het loutere feit dat bepaalde middelen worden voorgedragen in onderling verschillende conclusies toont niet aan dat een combinatie van die middelen niet ook tot voordeel gebruikt kan worden. De huidige belichamingen kunnen aldus alle werkende combinaties van de conclusies omvatten waarbij elke conclusie in principe kan verwijzen naar eender welke voorgaande conclusie tenzij duidelijk uitgesloten door context.In interpreting the appended claims, it should be understood that the word "comprising" does not exclude the presence of elements or actions other than those stated in any given claim; the word "a" before an element does not exclude the presence of a plurality of such elements; any reference characters in the claims do not limit their scope; multiple "means" may be represented by the same or different item(s) or implemented structure or function; any of the disclosed devices or parts thereof may be combined together or separated into further parts unless specifically stated otherwise. Where one claim refers to another claim, this may indicate synergistic benefit achieved by the combination of their respective features. But the mere fact that certain remedies are presented in mutually differing claims does not demonstrate that a combination of those remedies cannot also be used to advantage.The present embodiments may thus include all working combinations of the claims, each claim in principle being able to refer to any one any preceding conclusion unless clearly precluded by context.

Claims (20)

21 BE2021/5977 CONCLUSIES21 BE2021/5977 CONCLUSIONS 1. Een systeem (1) om warmte te verdelen naar een veelheid van ontvangers (20) binnen een gebouw (100), waarbij het systeem omvat ten minste één warmtebron (2) en ten minste één hoofdwarmteopslag (3) die in thermische warmteuitwisseling zijn met een primair circulatiecircuit (10) ingericht om, in gebruik, een stroom (F) van een eerste warmtedrager (C1) te circuleren; en een veelheid van warmtebuffers (4-1,4-2) die elk in thermische warmteuitwisseling zijn met het primaire circulatiecircuit (10) en met één van een veelheid van warmte-extractie circuits (15) ingericht om warmte te verdelen onder een deelverzameling van de veelheid van ontvangers; waarbij elk van de veelheid van warmtebuffers is ingericht langs één respectieve van een veelheid van verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10), die elk in parallel zijn ingericht tussen een eerste interconnectielid (12) en een tweede interconnectielid (13), en waarbij het systeem een controlesysteem (30) omvat ingericht om de stroom (F) van de eerste warmtedrager (C1) dynamisch te verdelen over de in parallel verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10) afhankelijk van een verzameling van controleparameters, waarbij de verzameling ten minste een vooraf bepaalde en/of actuele warmtevraag van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers (20) omvat.A system (1) for distributing heat to a plurality of receivers (20) within a building (100), the system comprising at least one heat source (2) and at least one main heat store (3) that are in thermal heat exchange having a primary circulation circuit (10) arranged, in use, to circulate a flow (F) of a first heat carrier (C1); and a plurality of heat buffers (4-1,4-2) each in thermal heat exchange with the primary circulation circuit (10) and with one of a plurality of heat extraction circuits (15) arranged to distribute heat to a subset of the multiplicity of recipients; wherein each of the plurality of heat buffers is arranged along one respective of a plurality of connected sections (11) of the primary circulation circuit (10), each arranged in parallel between a first interconnection member (12) and a second interconnection member (13), and wherein the system comprises a control system (30) arranged to dynamically distribute the flow (F) of the first heat transfer medium (C1) over the parallel connected sections (11) of the primary circulation circuit (10) depending on a set of control parameters, wherein the set includes at least a predetermined and/or current heat demand of the subset of the plurality of receivers (20). 2. Het systeem volgens conclusie 1, waarbij elke verbonden sectie in hoofdzaak verticaal is ingericht binnen het gebouw, en waarbij elk warmte- extractie circuit is ingericht in een lusconfiguratie, waarbij een stroom van een tweede warmtedrager (C2) wordt gecirculeerd tussen de corresponderende warmtebuffer en de corresponderende deelverzamelingThe system according to claim 1, wherein each connected section is arranged substantially vertically within the building, and wherein each heat extraction circuit is arranged in a loop configuration, with a flow of a second heat carrier (C2) being circulated between the corresponding heat buffer and the corresponding subset 29 BE2021/5977 van de veelheid van ontvangers, en waarbij elk warmte-extractie circuit in hoofdzaak horizontaal is ingericht binnen het gebouw.29 BE2021/5977 of the plurality of receivers, and wherein each heat extraction circuit is arranged substantially horizontally within the building. 3. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een eerste evenwichtselement (12e) zich bij het eerste interconnectielid (12) bevindt en waarbij een tweede evenwichtselement (13e) zich bij het tweede interconnectielid (13) bevindt, waarbij de evenwichtselementen zijn ingericht om temperatuurvariaties daarin te verminderen door een stroomsnelheid van de eerste warmtedrager (C1) te verlagen.The system according to any one of the preceding claims, wherein a first balancing element (12e) is located at the first interconnection member (12) and wherein a second balancing element (13e) is located at the second interconnection member (13), the balancing elements being arranged to reduce temperature variations therein by decreasing a flow rate of the first heat carrier (C1). 4. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het eerste interconnectielid (12) zich in hoofdzaak ter plaatse van een bovenste sectie van het gebouw bevindt nabij de ten minste één warmtebron en waarbij het tweede interconnectielid zich in hoofdzaak ter plaatse van of onder een onderste sectie van het gebouw bevindt nabij de ten minste één hoofdwarmteopslag.The system of any preceding claim, wherein the first interconnection member (12) is located substantially at an upper section of the building adjacent the at least one heat source and wherein the second interconnection member is located substantially at or below a lower section of the building is located near the at least one main heat store. 5. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het gebouw een gebouw met meerdere verdiepingen is, en waarbij elke verdieping (101) een warmtebuffer van de veelheid van warmtebuffers omvat.The system according to any of the preceding claims, wherein the building is a multi-storey building, and each floor (101) includes a heat buffer of the plurality of heat buffers. 6. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij elk warmte-extractie circuit (15) van de veelheid van warmte-extractie circuits een hoofdcircuitdeel (15p) omvat in thermische warmteuitwisseling met de corresponderende warmtebuffer, en een veelheid van verdelingslussen (16-1,16-2) die in fluïde staan met het hoofdcircuitdeel bij een verbindingslid (17), waarbij elke verdelingslus is ingericht om warmte te leveren aan één respectieve van de veelheid van ontvangers.The system according to any of the preceding claims, wherein each heat extraction circuit (15) of the plurality of heat extraction circuits comprises a main circuit portion (15p) in thermal heat exchange with the corresponding heat buffer, and a plurality of distribution loops (16- 1,16-2) in fluidity with the main circuit portion at a connecting member (17), each distribution loop being arranged to provide heat to one respective one of the plurality of receivers. 7. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij elk warmte-extractie circuit (15) voorts een evenwichtselement (17e) omvat bij het corresponderende verbindingslid, waarbij het evenwichtselement is ingericht om temperatuurvariaties daarin te verminderen door een stroomsnelheid van de tweede warmtedrager (C2) te verminderen.The system according to any of the preceding claims, wherein each heat extraction circuit (15) further comprises a balancing element (17e) at the corresponding connecting member, the balancing element being adapted to reduce temperature variations therein by a flow rate of the second heat carrier ( C2). 23 BE2021/597723 BE2021/5977 8. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het systeem voorts een bypasscircuit (18) omvat dat een bypassleiding (19) omvat, tussen het eerste interconnectielid (12) en het tweede interconnectielid (13) voor het omzeilen van de in parallel verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit (10), waarbij het controlesysteem (30) voorts is ingericht om ten minste een deel van de stroom van de eerste warmtedrager (C1) dynamisch om te leiden door de bypassleiding afhankelijk van de verzameling van controleparameters.The system according to any of the preceding claims, wherein the system further comprises a bypass circuit (18) comprising a bypass conduit (19) between the first interconnection member (12) and the second interconnection member (13) for bypassing the parallel connected sections (11) of the primary circulation circuit (10), wherein the control system (30) is further adapted to dynamically divert at least part of the flow of the first heat carrier (C1) through the bypass line depending on the set of control parameters . 9. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste één warmtebron (2) één of meer omvat van: ten minste één zonnewarmtecollector (2-1) en ten minste één thermische windturbine (2-2).The system according to any of the preceding claims, wherein the at least one heat source (2) comprises one or more of: at least one solar thermal collector (2-1) and at least one thermal wind turbine (2-2). 10. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste één hoofdwarmteopslag (3) één of meer omvat van: een geothermische opslag (3-1) en een waterbuffer (3-2).The system according to any of the preceding claims, wherein the at least one main heat storage (3) comprises one or more of: a geothermal storage (3-1) and a water buffer (3-2). 11. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één van de veelheid van verbonden secties (11), elk hoofdcircuitdeel (15p) van de veelheid van warmte-extractie circuits, en elke verdelingslus van de warmte-extractie circuits (15-1,15-2), is geassocieerd met ten minste één van een veelheid van pompen (7) die gecontroleerd worden door het controlesysteem om de warmtestroom in het systeem te reguleren.The system according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the plurality of connected sections (11), each main circuit portion (15p) of the plurality of heat extraction circuits, and each distribution loop of the heat extraction circuits (15 -1,15-2), is associated with at least one of a plurality of pumps (7) controlled by the control system to regulate the heat flow in the system. 12. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het systeem één of meer fotovoltaïsche panelen (2-3) omvat, en bij voorkeur een batterij, om ten minste deel van het vermogen te leveren voor het bedienen van één of meer elektrisch aangedreven componenten van het systeem.The system according to any of the preceding claims, wherein the system comprises one or more photovoltaic panels (2-3), and preferably a battery, to provide at least part of the power to operate one or more electrically powered components of the system. 13. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij elke verdelingslus (16) in thermische warmteuitwisseling is met een ruimteverwarmingsinstallatie (21) bij de ontvanger en een ontvanger buffer (22), omvattende een volume van een warmteoverdrachtmedium (C4),The system according to any of the preceding claims, wherein each distribution loop (16) is in thermal heat exchange with a space heater (21) at the receiver and a receiver buffer (22) comprising a volume of a heat transfer medium (C4), 24 BE2021/5977 waarbij het warmteoverdrachtmedium en de verdelingslus bij een onderste sectie van de tank in thermische warmteuitwisseling zijn, en waarbij de buffertank in thermische warmteuitwisseling is met een tapwatercircuit (23) bij een bovenste sectie van de tank.24 BE2021/5977 where the heat transfer medium and the distribution loop are in thermal heat exchange at a lower section of the tank, and where the buffer tank is in thermal heat exchange with a tap water circuit (23) at an upper section of the tank. 14. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ontvanger buffer (22) een aanvullend verwarmingselement (24) omvat om het warmteoverdrachtmedium (C4) te verwarmen boven een minimale temperatuur.The system according to any of the preceding claims, wherein the receiver buffer (22) comprises an additional heating element (24) to heat the heat transfer medium (C4) above a minimum temperature. 15. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de verdelingslus in thermische warmteuitwisseling is met een terugwinningscircuit (25) ingericht om restwarmte van een externe energiestroom binnen het gebouw terug te winnen.The system according to any of the preceding claims, wherein the distribution loop is in thermal heat exchange with a recovery circuit (25) arranged to recover waste heat from an external energy flow within the building. 16. Een gebouw (100) omvattende het systeem (1) volgens een van de voorgaande conclusies.A building (100) comprising the system (1) according to any one of the preceding claims. 17. Een werkwijze (200) voor het bedrijven van het systeem volgens een van de conclusies 1-15, waarbij de werkwijze omvat: het bepalen (201) of een actuele warmtelevering van de bron een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt het bedienen van een laadroutine (202) wanneer een actuele warmtelevering van de bron een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt; en het uitvoeren van een ontlaadroutine (203) wanneer een actuele warmtevraag van de verdelingslussen een actuele warmtelevering van de bron overschrijdt waarbij het uitvoeren van de laadcyclus omvat: warmte onttrekken aan de eerste heat warmtedrager (C1) en onttrokken warmte leveren aan ten minste één hoofdopslag, en waarbij het uitvoeren van de ontlaadroutine omvat het onttrekken van warmte aan de hoofdopslag en de onttrokken warmte leveren aan de eerste warmtedrager (C1).A method (200) for operating the system according to any one of claims 1-15, the method comprising: determining (201) whether an actual heat supply from the source exceeds an actual heat demand from the distribution loops operating a load routine (202) when an actual heat supply from the source exceeds an actual heat demand from the distribution loops; and performing a discharge routine (203) when an actual heat demand from the distribution loops exceeds an actual heat output from the source wherein performing the charge cycle includes: extracting heat from the first heat carrier (C1) and supplying extracted heat to at least one main store , and wherein performing the discharge routine includes extracting heat from the main store and supplying the extracted heat to the first heat carrier (C1). 95 BE2021/597795 BE2021/5977 18. De werkwijze volgens conclusie 17, waarbij de werkwijze omvat het dynamisch verdelen van de stroom van de eerste warmtedrager over de in parallel verbonden secties (11) van het primaire circulatiecircuit afhankelijk van de verzameling van controleparameters, waarbij de verzameling ten minste een vooraf bepaalde en/of actuele warmtevraag van de deelverzameling van de veelheid van ontvangers omvat.The method according to claim 17, wherein the method comprises dynamically distributing the flow of the first heat carrier to the parallel connected sections (11) of the primary circulation circuit in dependence on the set of control parameters, the set being at least a predetermined and/or actual heat demand of the subset of the plurality of receivers. 19. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 17-18, waarbij het uitvoeren van de laadroutine het verhogen van een stroomsnelheid omvat in het bypasscircuit (18) ten opzichte van een gecombineerde stroom in de parallelle secties (11), en het uitvoeren van de ontlaadroutine het verlagen van een stroomsnelheid omvat in het bypasscircuit (18) ten opzichte van de gecombineerde stroom in de parallelle secties tijdens de ontlaadroutine.The method according to any one of the preceding claims 17-18, wherein performing the charging routine comprises increasing a flow rate in the bypass circuit (18) relative to a combined flow in the parallel sections (11), and performing the discharge routine includes decreasing a flow rate in the bypass circuit (18) relative to the combined flow in the parallel sections during the discharge routine. 20. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 17-19, voorts omvattende het bepalen (204) of een actuele warmtelevering van de bron een actuele warmtevraag van de verdelingslussen overschrijdt; en het uitvoeren van een verwarmingsroutine (205) wanneer een gemeten temperatuur bij de ten minste één warmtebron, bij voorkeur een zonnewarmtecollector, onder een ondergrens is, waarbij de verwarmingsroutine omvat: - het onttrekken van warmte uit de ten minste één hoofdwarmteopslag om de eerste warmtedrager te verwarmen tot een temperatuur boven de ondergrens; en - het omleiden van ten minste een deel van de stroom van de verwarmde eerste warmtedrager door de bypassleiding; - en het onttrekken van warmte uit de verwarmde eerste warmtedrager (C1) om de ten minste één warmtebron (2) te verwarmen.The method of any of the preceding claims 17-19, further comprising determining (204) whether an actual heat supply from the source exceeds an actual heat demand from the distribution loops; and performing a heating routine (205) when a measured temperature at the at least one heat source, preferably a solar heat collector, is below a lower limit, the heating routine comprising: - extracting heat from the at least one main heat store to convert the first heat carrier to heat to a temperature above the lower limit; and - diverting at least part of the flow of the heated first heat carrier through the bypass conduit; - and extracting heat from the heated first heat carrier (C1) to heat the at least one heat source (2).
BE20215977A 2021-12-13 2021-12-13 BUILDING AND HEATING SYSTEM AND HOW TO OPERATE HEATING SYSTEM BE1030011B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20215977A BE1030011B1 (en) 2021-12-13 2021-12-13 BUILDING AND HEATING SYSTEM AND HOW TO OPERATE HEATING SYSTEM
PCT/EP2022/085459 WO2023110782A1 (en) 2021-12-13 2022-12-12 Building and heating system and method of operating heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20215977A BE1030011B1 (en) 2021-12-13 2021-12-13 BUILDING AND HEATING SYSTEM AND HOW TO OPERATE HEATING SYSTEM

Publications (2)

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

Family

ID=80735393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20215977A BE1030011B1 (en) 2021-12-13 2021-12-13 BUILDING AND HEATING SYSTEM AND HOW TO OPERATE HEATING SYSTEM

Country Status (2)

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

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0317475A (en) * 1989-06-13 1991-01-25 Matsushita Refrig Co Ltd Multicompartiment type air conditioner
US5435380A (en) * 1993-01-12 1995-07-25 Hitachi, Ltd. Heat storage apparatus and method
EP2503251A2 (en) * 2011-03-21 2012-09-26 Robert Egg Storage heat exchanger device
US20150292810A1 (en) * 2012-11-01 2015-10-15 Skanska Sverige Ab Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system
US10054372B2 (en) * 2013-12-20 2018-08-21 David VENDEIRINHO Thermal energy storage system

Family Cites Families (1)

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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0317475A (en) * 1989-06-13 1991-01-25 Matsushita Refrig Co Ltd Multicompartiment type air conditioner
US5435380A (en) * 1993-01-12 1995-07-25 Hitachi, Ltd. Heat storage apparatus and method
EP2503251A2 (en) * 2011-03-21 2012-09-26 Robert Egg Storage heat exchanger device
US20150292810A1 (en) * 2012-11-01 2015-10-15 Skanska Sverige Ab Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system
US10054372B2 (en) * 2013-12-20 2018-08-21 David VENDEIRINHO Thermal energy storage system

Also Published As

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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11371720B2 (en) Thermal energy network and methods of providing thermal energy
Calise et al. A solar-driven 5th generation district heating and cooling network with ground-source heat pumps: a thermo-economic analysis
RU2350847C1 (en) System for independent supply of heat to consumers relying on usage of low-potential heat source and powered from renewable electric energy sources
AU2010262686B2 (en) District energy sharing system
EP2914918B1 (en) Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system
CN105402940B (en) A kind of modularization integrates control piper solar energy earth-source hot-pump system
US20210116159A1 (en) A hybrid heat pump
Burch et al. Zero energy communities with central solar plants using liquid desiccants and local storage
CN106369872A (en) Solar-ground source heat pump coupled energy supply system and operating method thereof
Kakaza et al. Effect of solar water heating system in reducing household energy consumption
Kuosa et al. Mass flow controlled district heating with an extract air heat pump in apartment buildings: A practical concept study
BE1030011B1 (en) BUILDING AND HEATING SYSTEM AND HOW TO OPERATE HEATING SYSTEM
Meggers et al. The missing link for low exergy buildings: Low temperature-lift, ultra-high COP heat pumps
CN216693690U (en) Seasonal energy storage system with combination of solar energy and ground source heat pump
RU128702U1 (en) CONSUMER ENERGY SUPPLY SYSTEM BASED ON THE COMPLEX USE OF CLASSICAL AND RENEWABLE ENERGY SOURCES
Marguerite et al. IEA Heat Pumping Technologies Annex 47
Wang et al. Build-up and long-term performance prediction of a hybrid solar ground source heat pump system for office building in cold climate
Suciu et al. Solar thermal and geothermal integration with low temperature CO2 DENs
Liu Systematic Renovation Design of Surface Water Source Heat Pump for a Hot Spring Center Based on Thermodynamic Analysis.
Adihou et al. Temperature level optimization for low-grade thermal networks using the exergy method
Komerska et al. Heat pumps for building energy flexibility
Khosravy Recent Progress in district heating with emphasis on low-temperature systems
Im et al. Energy performance evaluation of a recycled water heat pump system in cool and dry climate zone
Stoyanov et al. System of Integrated Energy Supply of Separate Facilities from Renewable Energy Sources
TAMASAUSKAS et al. The Potential of Liquid-based BIPVT and Ice Storage for High Performance Housing in Canada

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20230710

MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20231231