NL1013802C2

NL1013802C2 - Werkwijze en inrichting voor het benutten van zonne-energie.

Info

Publication number: NL1013802C2
Application number: NL1013802A
Authority: NL
Inventors: Nicolaas Arie Van Staveren
Original assignee: Legerlede Holding B V
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-12

Description

«

Korte aanduiding: Werkwijze voor en inrichting voor het benutten van zonne-energie.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 werkwijze voor het benutten van zonne-energie waarbij een zo groot moge! ijk gedeelte van het zonnestralingsspectrum wordt omgezet in thermische energie, chemische absorptie-energie en elektrische energie, waardoor de vinding gelijktijdig kan worden gebruikt voor het opwekken van een elektrische stroom, het koelen van een ruimte en het produceren van 10 proceswarmte te benutten voor bijvoorbeeld warmwaterbereiding.

Het kenmerk van de vinding is een hoge benuttingsgraad van de ingestraalde zonne-energie en gezien het gegeven dat met name in de tropische en subtropische gebieden een groot deel van de op de traditionele manier opgewekte energie wordt benut voor de koeling van 15 woningen en bedrijfsruimte kan door middel van deze vinding zonne-energie direct worden omgezet in koude en zo een grote bijdrage leveren aan het beperken van het verbranden van fossiele brandstoffen en de koolzuuruit-stoot.

Een dergelijke werkwijze is wel bekend en in de vorm 20 van zonnecollectoren voor de opwekking van elektrische energie of in de vorm van een werkwijze voor de productie van thermische energie en in een combinatie van beide.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze waar de volgende functies zijn samengevoegd: een absorptiekoeler (fig. 1, 2 25 en 3) waarbij de zonne-energie in de vorm van thermische energie als de drijvende kracht functioneert en daarbij als koel inrichting kan worden toegepast, een condensor (fig. 1 en 2, nr. 8) welke als verwarmingsbron kan dienen en een al of niet toe te passen foto-voltaïsch werkende bekleding (fig. 1 en 2, nr. 1) van het naar de zon gerichte oppervlak van 30 de collector en daarbij een elektrisch stroom kan leveren.

De inrichting bestaat uit een kookreactor (fig. 1, 2 en 3, nr. 2), een lucht- of water- of een lucht- en watergekoelde condensor, een verdampingsreactor (fig. 1, 2 en 3, nr. 5), een absorptie-reactor (fig. 1, 2 en 3, nr. 3) en een koelelement (fig. 1, 2 en 3, nr. 6). 35 Verder kan de kookreactoroppervlakte bekleed zijn met een zogenaamde foto-voltaïsche laag (fig. 1 en 2, nr. 1). In deze laag wordt het ingestraalde 1013802

J

2 ) zonlicht omgezet in warmte en wordt een elektrische stroom opgewekt, de in warmte omgezette energie wordt aan het kookmengsel in de kookreactor afgegeven.

Door het koken van het absorptievloeistofmengsel wordt 5 het absorptiegas vrijgemaakt. Dit gas wordt toegevoerd aan een condensor. Door de afkoeling van het gas in deze condensor wordt het absorptiegas weer vloeibaar gemaakt. De condensatiewarmte kan aan de omgevingslucht worden afgegeven, maar kan ook worden benut voor de productie van warm water al dan niet in combinatie met een opslag- of accumulatietank.

10 Dit vloeibaar gemaakte absorptiegas wordt toegevoerd aan de verdampingsreactor. In deze ruimte wordt de absorptievloeistof verdampt met behulp van onder andere een hulpgas. De voor de verdamping noodzakelijke thermische energie kan worden onttrokken aan de omgeving waarin de verdampingsreactor is geplaatst of met behulp van een in de 15 verdampingsreactor geplaatste vloeistof-gekoelde warmtewisselaar waarbij de gekoelde vloeistof als koelmedium dienst kan doen. Het ontstane koelgas of absorptiegas wordt teruggevoerd naar de absorptiereactor en opgelost in de absorptievloeistof die zich in deze reactor bevindt.

Via een warmtewisselaar (fig. 1, 2 en 3, nr. 4) wordt 20 deze vloeistof voorverwarmd en naar de kookreactor teruggevoerd.

Door deze werkwijze ontstaat een zogenaamde meervoudig functionele zonnecollector, waarbij zowel in de behoefte aan gekoelde lucht of vloeistof kan worden voldaan en er warmte beschikbaar komt voor de bereiding van warm water of verwarming van een vloeistof.

25 Het kenmerk van het systeem is verder dat bij een stijgende zon!ichtstralingsintensiteit het koelvermogen ook toeneemt, waardoor een gunstige verhouding ontstaat tussen enerzijds de toenemende koelbehoefte bij een stijgende stralingsintensiteit van de zon in de loop van de dagcyclus en anderzijds de toenemende koelcapaciteit bij deze 30 toenemende zonstralingsintensiteit.

Bij vloei stofkoeling kan een overschot aan gekoelde vloeistof worden opgeslagen in een accumulatietank (fig. 1, nr. 17) en als reserve-koelcapaciteit bij verminderde zonlichtintensiteit of in de nacht worden benut. Ook kan een deel van de koelcapaciteit worden benut 35 voor de vorming van ijs in een daarvoor geschikte accumulatietank en door in tijden van een verminderde koelcapaciteit dit ijs te benutten als 1013802 ' » 3 koelmedium kan men over koelcapaciteit blijven beschikken.

Warmteafvoer: daar de condensor gekoeld dient te worden, kan men dit doen door koeling met omgevingslucht en met behulp van eventueel een ventilator om dit koel effect te vergroten. De elektrische 5 energie voor een ventilator kan men aan het foto-voltaïsche deel van de collector onttrekken. Een andere mogelijkheid is om de condensor met vloeistof, bijvoorbeeld water, te koelen en deze energie op te slaan in een buffer (fig. 1, nr. 14).

De uitvinding als warmtepomp: de vinding kan ook worden 10 toegepast als warmtepomp voor verwarmingsdoeleinden tijdens periodes waarbij de omgevingstemperatuur zodanig is dat bijvoorbeeld verwarming van de leefruimte of woning of kamer waarin men verblijft noodzakelijk is om een aangenaam leefklimaat te verkrijgen.

Bij de toepassing als warmtepomp wordt de verdampingsre-15 actor met omgevingslucht gekoeld. Deze wordt van buiten de te verwarmen omgeving onttrokken.

Op deze wijze zal het drijfgas van vloeibare staat in gasvormig overgaan en in de absorptievl oei stof worden opgenomen. Vervolgens zal deze absorptievloei stof met daarin opgelost het drijfgas naar de 20 kookreactor worden gevoerd. Door middel van zonne-energie zal het drijfgas verdampen en naar de condensor worden gevoerd. De condensatiewarmte, welke vrijkomt bij het vloeibaar worden van het drijfgas, zal worden toegevoerd aan een verwarmingslichaam in de ruimte of vloeistof welke men wil verwarmen.

25 De vinding kan ook uitgevoerd worden met een membraan (fig. 3, nr. 10) tussen de verdampingsreactor en de absorptiereactor, met dien verstande dat wel het drijfgas van het absorptieproces het membraan kan passeren, maar niet de absorptievloei stof. In de kookreactor kan een metalen of keramisch membraan worden toegepast met als doel het bevorderen 30 van de warmteoverdracht naar het absorptiemediurn met het daarin opgeloste drijfgas. Het voordeel is dat men een betere en snellere scheiding tussen het absorptiemediurn en het drijfgas kan verkrijgen, waarbij het drijfgas van verschil lende samenstelling kan zijn (nr.7 in de figuren 1 en 2 is een intermediaire gasstroom tussen de absorptiereactor en de verdamper). 35 De uitvoering van de uitvinding, de kookreactor, de verdampingsreactor, de absorptiereactor en de koeler zijn samengebouwd 1013802 ¥ 4 in gesloten kast en deze kan worden geplaatst op of voor een gebouw al of niet vrijstaand en al of niet op of in een dakvlak waarbij het van groot belang is de uitvinding op een zodanige wijze te plaatsen dat een optimale instraling van de zon wordt verkregen. Het is mogelijk de stand, hoek en 5 richting van het het zonlicht ontvangende deel van de vinding zodanig tijdens de standsverandering van de zon tijdens het dagverloop te volgen dat gedurende de volledige dagperiode een optimale zonlichtinvalshoek wordt verkregen.

Het koelvlak van de uitvinding kan bij plaatsing in 10 het dakvlak als directe koel inrichting worden benut, dus zonder hulpsystemen en ondersteunende energievoorziening.

1013802

Claims

1. Werkwijze voor het koelen van een gasvormig, vloeibaar of vast medium met behulp van zonne-energie en met behulp van een 5 absorptiekoelsysteem en gebruikmakend van de eigenschappen van een absorptievloeistof, een te absorberen drijfgas als koelgas en met al of niet gebruikmaking van een hulpgas om de verdampingseigenschappen van het drijfgas te verbeteren.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10 de door het condenserende drijfgas afgegeven energie voor verwarming van een gasvormig, vloeibaar en/of vast medium kan worden benut.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het het zonlicht opnemende deel van de vinding de kook- en scheidingsreac-tor voor de absorptievloeistof en het drijfgas is.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 en 3, met het kenmerk, dat de bekleding van de kook- en scheidingsreactor kan bestaan uit een foto-selectieve laag met als kenmerk dat daarmee een elektrische stroom kan worden opgewekt. 1013802