NL1006399C2

NL1006399C2 - Inrichting voor het absorberen van warmte uit natuurlijke bronnen.

Info

Publication number: NL1006399C2
Application number: NL1006399A
Authority: NL
Inventors: Paulus Jacobus Vloon
Original assignee: Fasto Nefit Bv
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1998-12-29

Description

975070/Me/kfa

Korte aanduiding: Inrichting voor het absorberen van warmte uit natuurlijke bronnen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het absorberen van warmte uit natuurlijke bronnen, omvattende een warmtewisselaar met een schuin op te stellen oppervlak.

5 Een dergelijke inrichting maakt bijvoorbeeld deel uit van een warmtepomp, waarbij de warmtewisselaar warmte opneemt uit de langsstromende buitenlucht, wanneer deze een hogere temperatuur heeft dan het medium dat zich in de warmtewisselaar bevindt. Indien de warmtewis-10 selaar echter een hogere temperatuur heeft dan de buitenlucht, welke situatie bijvoorbeeld kan optreden wanneer de warmtewisselaar is voorzien van een coating die stralingsenergie afkomstig van de zon gemakkelijk absorbeert, dan zal de langsstromende lucht de warmtewisse-15 laar af koelen, waardoor de effectiviteit van de warmtewisselaar wordt verminderd, hetgeen ongewenst is.

De uitvinding beoogt de effectiviteit van de in de aanhef genoemde inrichting te verbeteren, in het bijzonder in het geval waarin de temperatuur van de buiten-20 lucht lager is dan die van de warmtewisselaar.

Volgens de uitvinding is de inrichting daartoe daardoor gekenmerkt, dat over het oppervlak een in hoofdzaak transparante kap is aangebracht welke een ruimte begrenst die rondom genoemd oppervlak gesloten 25 is, met uitzondering van een opening nabij de laagst gelegen rand van genoemd oppervlak, waarbij in genoemde ruimte op afstand van genoemd oppervlak een in hoofdzaak transparante scheidingswand is aangebracht welke—een eerste compartiment tussen genoemd oppervlak en genoemde 30 scheidingswand definieert, en een tweede compartiment tussen genoemde kap en genoemde scheidingswand definieert, waarbij is voorzien in een doorgang tussen het 100 6399 -2- eerste en het tweede compartiment nabij de hoogst gelegen rand van genoemd oppervlak, en waarbij genoemde opening in verbinding staat met zowel het eerste als het tweede compartiment.

5 Wanneer bij een dergelijke inrichting de tempera tuur van de warmtewisselaar hoger is dan die van de buitenlucht, bijvoorbeeld omdat de warmtewisselaar door zonnestraling wordt verwarmd, zal de lucht in het eerste compartiment tevens opwarmen en zich ophopen onder de 10 kap in zowel het eerste als het tweede compartiment. De zich ophopende lucht isoleert de warmtewisselaar, die hierdoor een zeer hoog rendement heeft.

Wanneer de temperatuur van de warmtewisselaar lager is dan die van de buitenlucht, zal de zich in het eerste 15 compartiment bevindende lucht worden afgekoeld en uit de opening van de kap stromen. Hierdoor zal vanuit het tweede compartiment via de doorgang tussen het tweede en het eerste compartiment warme lucht naar het eerste compartiment stromen, welke aldaar wordt afgekoeld en 20 door de opening uit de kap stroomt. De uit het tweede compartiment naar het eerste compartiment stromende lucht wordt via de opening aangevuld met warme lucht. Aldus komt een stroming van warme lucht door de kap opgang, welke lucht de warmtewisselaar verwarmt.

25 In een voorkeursuitvoeringsvorm loopt de schei dingswand aan de laagst gelegen zijde daarvan door voorbij de laagst gelegen rand van de warmtewisselaar om te voorkomen dat in het geval waarin de temperatuur van de warmtewisselaar lager is dan die van de buitenlucht, de 30 in het eerste compartiment afgekoelde lucht via de opening in de kap in het tweede compartiment terecht kan komen, waardoor de stroming van de lucht in de beide compartimenten zou worden verstoord.

In een doelmatige, eenvoudig en goedkoop te ver-35 vaardigen uitvoeringsvorm bestaat de scheidingswand uit een folie of uit een glazen of kunststof plaat.

1006399 -3-

Bij voorkeur is het oppervlak van de warmtewisselaar voorzien van een spectraal selektieve laag, die in het bijzonder zwart is, voor een zo hoog mogelijke absorptie van zonnestraling.

5 Wanneer de temperatuur van de warmtewisselaar lager is dan die van de buitenlucht, is de warmtewisselaar bij voorkeur ingericht voor een stroming van een medium daarin van het gebied van de laagst gelegen rand naar het gebied van de hoogst gelegen rand van de warmtewis-10 selaar, zodat de meest effectieve warmte-overdracht tussen het medium in de warmtewisselaar en de langs de warmtewisselaar stromende lucht plaatsvindt.

De uitvinding wordt in het navolgende meer in detail toegelicht aan de hand van de bijgaande enkele 15 figuur, waarin een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding schematisch in dwarsdoorsnede is weergegeven.

Aan de buitenzijde van een dak 3 van een niet nader getoond gebouw is een warmtewisselaar 4 aangebracht, 20 waaraan via een toevoer leiding 2 een medium, zoals een water/glycol-mengsel, wordt toegevoerd, welk medium via een afvoerleiding 1 wordt afgevoerd. Het oppervlak 10 is zwart voor een zo hoog mogelijke absorptie van zonnestraling 9. Boven de warmtewisselaar 4 is een in hoofd-25 zaak transparante kap 6 opgesteld die de warmtewisselaar 4 geheel omhult, met uitzondering van een nabij de onderrand 4a van de warmtewisselaar 4 aanwezige opening 6a. Onder de kap 6 strekt zich op afstand van het oppervlak 10 van de warmtewisselaar 4 een in hoofdzaak trans-30 parante glazen of kunststof scheidingswand 5 uit, die de ruimte onder de kap 6 verdeelt in een eerste compartiment I en een tweede compartiment II, waarbij is voorzien in een uit een of meer gaten of spleten bestaande doorgang 11 tussen het eerste compartiment I en het 35 tweede compartiment II nabij de hoogst gelegen rand 4b van de warmtewisselaar 4.

1006399 -4-

De werking van de inrichting is als volgt: bij voldoende zonnestraling 9 wordt de temperatuur van de warmtewisselaar 4 hoger dan de temperatuur van de lucht in het eerste compartiment I. De hierdoor opgewarmde 5 lucht stijgt naar het hoogst gelegen gedeelte van de kap 6 en blokkeert een verdere luchtstroming door de compartimenten I en II. Aldus wordt de warmtewisselaar 4 effectief geïsoleerd door de zich onder de kap 6 bevindende , verwarmde lucht.

10 Indien de hoeveelheid zonnestraling 9 zodanig laag is, dat de temperatuur van de warmtewisselaar 4 lager is dan die van de lucht in het eerste compartiment I, dan zal de warmtewisselaar 4 warmte opnemen uit deze lucht. De hierdoor afgekoelde lucht stroomt in de richting van 15 pijl 8 uit het eerste compartiment I, waardoor zich een luchtstroming door het tweede compartiment II in de richting van pijl 7 en, via de doorgang 11, door het eerste compartiment I in de richting van de pijl 8 instelt. De warmtewisselaar 4 neemt warmte uit de langs-20 stromende lucht op. De scheidingswand 5 zorgt er aan de laagst gelegen zijde daarvan voor, dat de luchtstroom 7 gescheiden blijft van de luchtstroom 8, doordat de scheidingswand 5 aan de laagst gelegen zijde daarvan doorloopt voorbij de laagst gelegen rand 4a van de warm-25 tewisselaar 4.

1006399

Claims

1. Inrichting voor het absorberen van warmte uit na-5 tuurlijke bronnen, omvattende een warmtewisselaar met een schuin op te stellen oppervlak, met het kenmerk, dat over het oppervlak (10) een in hoofdzaak transparante kap (6) is aangebracht welke een ruimte begrenst die rondom genoemd oppervlak (10) gesloten is, met uitzonde-10 ring van een opening (6a) nabij de laagst gelegen rand (4a) van genoemd oppervlak (10), waarbij in genoemde ruimte op afstand van genoemd oppervlak (10) een in hoofdzaak transparante scheidingswand (5) is aangebracht welke een eerste compartiment (I) tussen genoemd opper-15 vlak (10) en genoemde scheidingswand (5) definieert, en een tweede compartiment (II) tussen genoemde kap (6) en genoemde scheidingswand (5) definieert, waarbij is voorzien in een doorgang (11) tussen het eerste compartiment (I) en het tweede compartiment (II) nabij de hoogst 20 gelegen rand (4b) van genoemd oppervlak, en waarbij genoemde opening (6a) in verbinding staat met zowel het eerste compartiment (I) als het tweede compartiment (II) .

2. Inrichting volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de scheidingswand (5) aan de laagst gelegen zijde daarvan doorloopt voorbij de laagst gelegen rand (4a) van de warmtewisselaar (4).

3. Inrichting volgens conclusie l of 2, met het ken merk, dat de scheidingswand (5) bestaat uit een folie.

4. Inrichting volgens conclusie l of 2, met het kenmerk, dat de scheidingswand (5) bestaat uit een glazen 35 of kunststof plaat. 1006399 -6-

5. Inrichting volgens een van de conclusies 1-4, net het kenmerk, dat genoemd oppervlak (10) van de warmtewisselaar (4) is voorzien van een spectraal selectieve laag. 5

6. Inrichting volgens een van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar (4) is ingericht voor een stroming van een medium daarin van het gebied van de laagst gelegen rand (4a) naar het gebied van de 10 hoogst gelegen rand (4b) van de warmtewisselaar (4). 1006399