"W armtepomp" .
De uitvinding heeft betrekking op een warmtepomp die
een gesloten leiding voor het warmteoverdragend fluïdum bevat en ten minste een compressor, ten minste een condensor, ten minste een smoorklep en ten minste een verdamper die na elkaar in de leiding gemonteerd zijn en door het fluïdum
<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
door de leiding gestuurd waarbij dit flutdum, ter plaatse van
de condensor, door de condensatie vrijgekomen warmte afgeeft,
en dit fluïdum, ter plaatse van de verdamper,warmte,nodig voor de verdamping,opneemt. De verdamper onttrekt dus
warmte aan zijn omgeving. Zijn omgeving kan lucht�ijn. Een
in de lucht opgestelde�verdamper heeft evenwel het nadeel dat
de luchttemperatuur niet constant is en vooral juist het
laagst is wanneer de warmtepomp het meest werkt en de verdamper dus het meest warmte moet onttrekken. Dit nadeel w ordt
wel verholpen wanneer de verdamper in water opgesteld is. Oppervlaktewater is evenwel slechts in zeldzame gevallen voorhanden en b.v. praktisch nooit voorhanden wanneer de warmte- pomp in een woning opgesteld is. Wel is het bekend het grondwater te gebruiken dat men dan uit de grond pompt, over
de verdamper laat stromen en dan terug in een tweede put in de grond laat wegvloeien. Deze waterpompen vergen evenwel een afzonderlijke pomp voor het op- enwegpompen van het grondwater hetgeen ook veel energie verbruikt. Men moet ook over voldoende grondwater beschikken,terwijl het uit- en terugpompen van
het grondwater de grondwaterstand kan beïnvloeden en er gevaar
<EMI ID=3.1>
worden verholpen door de verdamper in de grond op te stellen.
Bij bekende,waterpompen waarbij de verdamper in de grond opgesteld is, is deze verdamper gevormd door een netwerk van kunststofbuizen die onder het bodemoppervlak, op geringe diepte, namelijk tussen 1 en 2 meter, ingegraven worden. Om voor voldoende warmtewisseling te zorgen, moet het netwerk een relatief groot oppervlak beslaan. Zo blijkt voor een warmtepomp,die een woning van 150 m<2> kan verwarmen,een grond-
<EMI ID=4.1>
Het aanbrengen van de verdamper in de grond zal dan ook in vele gevallen onmogelijk zijn wegens plaatsgebrek. Bestaande plantengroei zal daar waar de verdamper moet aangebracht worden vernietigd worden of zal het aanbrengen van de verdamper
<EMI ID=5.1>
van de weliswaar niet diepe maar relatief grote put welke
moet gegraven worden. Verder is niet uitgesloten dat, bij werking van de warmtepomp, door de afkoeling van het bodemoppervlak dat door de verdamper veroorzaakt wordt, schade aan de plantengroei boven of rond de verdamper aangebracht wordt. Ook moet rekening gehouden worden met het feit dat de temperatuur van het aardoppervlak, dit is dus rond de verdamper, weliswaar minder schommelt dan de buitenlucht maar toch nog relatief veel, namelijk tussen 4 en 16[deg.], varieert naar ge-
lang het seizoen. De warmte van het bodemoppervlak is immers afkomstig van de stralingswarmte van de zon.
De uitvinding heeft tot doel deze nadelen te verhelpen
en een warmtepomp te verschaffen waarvan de verdamper eveneens in de grond opgesteld is.waarbij de warmtewisseling gans het jaar
<EMI ID=6.1>
verdamper slechts een klein grondoppervlak vergt zodat hij praktisch altijd kan aangebracht worden en de beschadiging van de plantengroei minimaal is, terwijl ook bij werking een beschadiging van de plantengroei uitgesloten is.
Tot dit doel strekt de verdamper zich in hoofdzaak in
<EMI ID=7.1>
5 m in de grond.
De verdamper onttrekt dus warmte van de grond in plaats van door het grondoppervlak in warmte omgezette zonneenergie te gebruiken. Een boorput met beperkte diameter volstaat
voor het aanbrengen van de verdamper.
In een merkwaardige uitvoeringsvorm van de uitvinding
<EMI ID=8.1>
Het is bekend dat hoe dieper men in de grond gaat, hoe
! <EMI ID=9.1>
In een doelmatige uitvoeringsvorm van de uitvinding
reikt de verdamper tot in een laag grondwater. Dit grondwater ! zelf wordt dus niet uitgepompt. Wel zal door de afkoeling
van dit grondwater in de omgeving van de verdamper een natuurlijke stroming in het grondwater plaatsvinden zodat
het water in de omgeving van de verdamper een evenwichtstemperatuur zal bereiken.
In een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van
de uitvinding is de verdamper opgesteld in een verticale
in de grond geboorde put welke na het plaatsen van de verdamper terug gevuld werd.
Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiervolgende beschrijving van een warmtepomp volgens de uitvinding? deze beschrijving wordt
enkel als voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet;
de verwijzingscijfers betreffen de hieraan toegevoegde tekening .
De figuur is een schematische voorstelling van een
<EMI ID=10.1>
De warmtepomp volgens de figuur bevat op de gebruigelijke manier een in gesloten kring lopende leiding 1 waarin, na elkaar, een compressor 2, een condensor 3, een smoorklep 4 en een verdamper 5 gemonteerd zijn.
De compressor 2 , de condensor 3 en de smoorklep 4
zijn in het huis 6 gemonteerd dat boven de grond 7, b.v. rechtstreeks op de grond, opgesteld is. De verdamper 5 daarentegen ligt buiten het huis 6 en is in hoofdzaak in
de grond 7 gelegen.
Deze verdamper 5 is gevormd door een soepele slang
van kunststof, b.v. polyvinylchloride, die tussen de smoorklep 4 en de compressor 2 in de leiding 1 gemonteerd is. Deze verdamper strekt zich in hoofdzaak in de diepterichting uit
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
grondwater 9.
Om de verdamper in de grond aan te brengen, boort men eerst een verticale put tot de gewenste diepte. Men brengt dan de soepele slang die de verdamper 5 vormt in deze put 8 . Onderaan de put kan de slang,die de verdamper 5 vormt, in verschillende windingen op elkaar liggen. Na het plaatsen van de verdamper 5 wordt de put 8 terug gevuld.
Het plaatsen van de verdamper vergt dus slechts een verticale boorput 8 met zeer beperkte diameter zodat hiervoor weinig plaats nodig is en de beschadiging aan de bestaande
<EMI ID=13.1>
geen afkoeling van het bodemoppervlak zodat het beschadigen van plantengroei in de omgeving van de put 8 uitgesloten
is. De temperatuur van de grond onderaan de verdamper 5 is relatief hoog en zeer constant,ongeacht de seizoenen. Een constante temperatuur wordt zeker bekomen indien de verdamper 5 in het grondwater steekt. In de omgeving van de verdamper 5 koelt het grondwater af maar daardoor zal een convectie van het grondwater ontstaan zodat steeds warmer. grondwater aangevoerd wordt en de temperatuur in de omgeving van de verdamper 5 een relátief hoge en vrij constante evenwichtswaarde inneemt.
De verdamper 5 onttrekt dus geothermische warmte welke praktisch onbeperkt voorhanden is, en is volledig onafhankelijk van de seizoengebonden zonneënergie.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm en binnen het raam van de octrooiaanvrage kunnen aan de beschreven uitvoeringsvorm vele veranderingen aangebracht worden, onder meer wat betreft de vorm, de samenste lling, de schikking en het aantal van de onderdelen die voor het verwezenlijken van de uitvinding gebruikt worden.
In het bijzonder moet de warmtepomp niet noodzakelijk één verdamper bezitten. Bij grote vermogens van de warmtepomp kan deze twee of meer verdampers bevatten die in serie met elkaar verbonden zijn en naast elkaar in de grond op-
<EMI ID=14.1>
of bij voorkeur in verschillende putten opgesteld zijn.
De warmtepomp kan ook twee compressoren bevatten om verschillende vermogens te leveren.
De verdamper moet ook niet noodzakelijk gevormd zijn door een soepele slang van kunststof. Ook andere tegen corrosie bestande materialen kunnen voor de verdamper gebruikt worden. Deze verdamper moet overigens niet noodzakelijk
een slang zijn,op voorwaarde dat hij zich in de diepterichting tot op grote diepte in de grond kan uitstrekken.
<EMI ID=15.1>
minste een condensor, een smoorklep en ten minste een verdamper die na elkaar in de leiding gemonteerd zijn en door
<EMI ID=16.1>
opgesteld is, met het kenmerk dat de verdamper zich in hoofdzaak in de diepte uitstrekt en tot op een diepte van
ten minste 5 meter in de grond reikt.
2. Warmtepomp volgens vorige conclusie, met het kenmerk dat de verdamper tot op een diepte van ten minste 100 meter reikt.
3. Warmtepomp volgens vorige conclusie, met het kenmerk dat de verdamper tot op een diepte gelegen tussen 160 en
170 meter reikt.
4. Warmtepomp volgens een van de vorige conclusie, met het kenmerk dat de verdamper tot in een laag grondwater reikt.
"Heat pump" .
The invention relates to a heat pump which
a closed conduit for the heat transfer fluid and at least one compressor, at least one condenser, at least one throttle valve and at least one evaporator mounted one after the other in the conduit and through the fluid
<EMI ID = 1.1>
<EMI ID = 2.1>
steered by the pipeline with this flutdum at the site of
the condenser gives off heat released by the condensation,
and this fluid, at the location of the evaporator, absorbs heat necessary for the evaporation. The evaporator thus extracts
warmth to its environment. Its environment can be air. A
air-mounted evaporator has the drawback, however
the air temperature is not constant and especially it
is lowest when the heat pump works the most and therefore the evaporator has to extract the most heat. This disadvantage w ill
solved when the evaporator is installed in water. Surface water is only available in rare cases and e.g. practically never available when the heat pump is installed in a house. It is known to use the groundwater that is then pumped out of the ground
allow the evaporator to flow and then drain back into the ground in a second well. These water pumps, however, require a separate pump for pumping up groundwater, which also consumes a lot of energy. Sufficient groundwater must also be available, while pumping out and pumping back
the groundwater can affect the groundwater level and there is danger
<EMI ID = 3.1>
be remedied by installing the evaporator in the ground.
In known water pumps in which the evaporator is arranged in the ground, this evaporator is formed by a network of plastic pipes that are buried under the bottom surface, at a small depth, namely between 1 and 2 meters. In order to ensure sufficient heat exchange, the network must cover a relatively large area. For example, for a heat pump, which can heat a house of 150 m <2>, a basic
<EMI ID = 4.1>
The installation of the evaporator in the ground will therefore in many cases be impossible due to lack of space. Existing plant growth will be destroyed where the evaporator is to be applied or the application of the evaporator will be
<EMI ID = 5.1>
of the admittedly not deep but relatively large well which
must be dug. Furthermore, it cannot be excluded that, during operation of the heat pump, damage to the plant growth above or around the evaporator is caused by the cooling of the bottom surface caused by the evaporator. It should also be taken into account that the temperature of the earth's surface, i.e. around the evaporator, although fluctuating less than the outside air, still varies relatively much, namely between 4 and 16 [deg.], Depending on
long the season. After all, the heat of the soil surface comes from the radiant heat of the sun.
The object of the invention is to overcome these drawbacks
and to provide a heat pump, the evaporator of which is also located in the ground, with the heat exchange all year round
<EMI ID = 6.1>
evaporator requires only a small surface area so that it can practically always be applied and the damage to the plant growth is minimal, while damage to the plant growth is also impossible during operation.
The evaporator mainly extends for this purpose
<EMI ID = 7.1>
5 m into the ground.
The evaporator thus extracts heat from the ground instead of using solar energy converted into heat by the ground surface. A borehole of limited diameter is sufficient
before applying the evaporator.
In a curious embodiment of the invention
<EMI ID = 8.1>
It is known that the deeper one goes into the ground, the how
! <EMI ID = 9.1>
In an effective embodiment of the invention
the evaporator reaches into a low groundwater. This groundwater! itself is therefore not pumped out. However, it will cool down
of this groundwater in the vicinity of the evaporator a natural flow in the groundwater takes place so that
the water in the vicinity of the evaporator will reach equilibrium temperature.
In a preferred embodiment of
the invention, the evaporator is arranged in a vertical
well drilled in the ground, which was filled back after the evaporator had been placed.
Other details and advantages of the invention will become apparent from the following description of a heat pump according to the invention? this description becomes
given by way of example only and does not limit the invention;
the reference numbers refer to the accompanying drawing.
The figure is a schematic representation of one
<EMI ID = 10.1>
The heat pump according to the figure conventionally comprises a closed circuit conduit 1 in which, in succession, a compressor 2, a condenser 3, a throttle valve 4 and an evaporator 5 are mounted.
The compressor 2, the condenser 3 and the throttle valve 4
are mounted in the housing 6 which is above ground 7, e.g. directly on the ground. The evaporator 5, on the other hand, lies outside the housing 6 and is substantially in
located on the ground 7.
This evaporator 5 is formed by a flexible hose
of plastic, e.g. polyvinyl chloride, which is mounted in line 1 between the throttle valve 4 and the compressor 2. This evaporator mainly extends in the depth direction
<EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1>
groundwater 9.
To install the evaporator in the ground, first drill a vertical well to the desired depth. The flexible hose that forms the evaporator 5 is then introduced into this well 8. At the bottom of the well, the hose, which forms the evaporator 5, can lie on top of each other in different turns. After placing the evaporator 5, the well 8 is filled again.
Placing the evaporator therefore only requires a vertical well 8 with a very limited diameter, so that little space is required for this and the damage to the existing one
<EMI ID = 13.1>
no cooling of the soil surface, so that damage to plant growth in the vicinity of the well 8 is excluded
is. The temperature of the soil at the bottom of evaporator 5 is relatively high and very constant regardless of the seasons. A constant temperature is certainly obtained if the evaporator 5 is placed in the groundwater. In the vicinity of the evaporator 5, the groundwater cools down, but this will cause a convection of the groundwater so that it gets warmer. groundwater is supplied and the temperature in the vicinity of the evaporator 5 occupies a relatively high and fairly constant equilibrium value.
The evaporator 5 thus extracts geothermal heat, which is available practically indefinitely, and is completely independent of the seasonal solar energy.
The invention is by no means limited to the above-described embodiment and within the scope of the patent application many changes can be made to the described embodiment, including as regards the shape, the composition, the arrangement and the number of the parts which are to be realized. of the invention.
In particular, the heat pump does not necessarily have to have one evaporator. At high heat pump capacities, it may contain two or more evaporators connected in series and placed side by side in the ground.
<EMI ID = 14.1>
or preferably arranged in different wells.
The heat pump can also include two compressors to provide different power ratings.
The evaporator should not necessarily be formed by a flexible plastic hose. Other corrosion resistant materials can also be used for the evaporator. This evaporator should not be necessary
be a hose, provided that it can extend into the ground to a great depth in the depth direction.
<EMI ID = 15.1>
at least one condenser, one throttle valve and at least one evaporator mounted one after the other in the pipe and through
<EMI ID = 16.1>
is arranged, characterized in that the evaporator extends substantially in depth and to a depth of
reach at least 5 meters into the ground.
Heat pump according to the preceding claim, characterized in that the evaporator reaches to a depth of at least 100 meters.
Heat pump according to the preceding claim, characterized in that the evaporator lies at a depth between 160 and
170 meters.
Heat pump according to one of the preceding claim, characterized in that the evaporator extends into a layer of groundwater.