NL1014146C2

NL1014146C2 - Inrichting voor het aan het grondwater toevoeren of onttrekken van thermische energie.

Info

Publication number: NL1014146C2
Application number: NL1014146A
Authority: NL
Inventors: Gerrit Willem Kamphuis
Original assignee: Installect B V
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2001-07-25

Description

5

INRICHTING VOOR HET AAN HET GRONDWATER TOEVOEREN OF ONTTREKKEN VAN THERMISCHE ENERGIE

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het aan het grondwater toevoeren of onttrekken van thermische energie, omvattende: - een eerste grondwateraansluiting op een 10 eerste locatie; - een tweede grondwateraansluiting op een tweede locatie; - een primair circuit voor het van de eerste locatie naar de tweede locatie transporteren van grond- 15 water; - een secundair circuit voor het aan gebruiks-toestellen toevoeren van thermische energie; en - een warmtewisselaar voor het uitwisselen van warmte tussen binnen het primaire circuit circulerend 20 water en binnen het secundaire circuit circulerend water, waarbij de warmtewisselaar onder het niveau van het grondwater bij de eerste of tweede locatie is opgesteld Een dergelijke inrichting is bekend uit JP-A-581 930 53.

25 Een dergelijke inrichting wordt gebruikt voor het in de winter onttrekken van warmte aan het grondwater. Een dergelijke inrichting kan dan worden gebruikt voor het verwarmen van ruimten of voor het verwarmen van bijvoorbeeld tapwater.

30 Bij deze tot de stand van techniek behorende inrichting is het slechts mogelijk warmte aan de aarde te onttrekken. In veel gevallen is het ook gewenst warmte aan de aarde toe te voeren, oftewel ermee te koelen.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen 35 van een dergelijke inrichting waarmee dit mogelijk is.

Dit doel wordt bereikt, doordat het primaire circuit is ingericht voor het ook van de tweede locatie naar de eerste locatie transporteren van grondwater, en 101 4146 2 dat het secundaire circuit is ingericht voor het onttrekken van thermische energie.

De uitvinding maakt gebruik van het feit dat grondwater een grote warmtecapaciteit heeft. Dit betekent 5 dat, zoals hierboven genoemd is, het mogelijk is in de winter warmte te onttrekken aan het grondwater en in de zomer aan het grondwater warmte toe te voeren. Om op langere termijn de temperatuurhuishouding van het grondwater niet te verstoren, is het van belang dat de 10 hoeveelheden onttrokken en toegevoerde warmte over lange perioden gelijk zijn.

Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van grondwater op verschillende locaties. Hiermee wordt immers bereikt dat het afgevoerde grondwater, waarvan de 15 temperatuur veranderd is, de temperatuur van het toe te voeren grondwater niet verstoort.

Bij voorkeur wordt dan gebruik gemaakt van in het grondwater aanwezige temperatuurgradiënten. Hiermee wordt het mogelijk in de winter water te onttrekken aan 20 een locatie, waar de watertemperatuur relatief hoog is, en het water toe te voeren aan het grondwater op een locatie, waar de temperatuur relatief laag is. In de zomer vindt bij voorkeur het omgekeerde plaats. Dit verhoogt de effectiviteit van de totale inrichting.

25 Volgens een eerste voorkeursuitvoeringsvorm is de warmtewisselaar op de locatie van een van de grond-wateraansluitingen aangebracht.

Deze maatregel heeft het gevolg dat de warmtewisselaar kan worden aangebracht op een locatie, waar in 30 elk geval al grondwerkzaamheden moeten worden verricht, namelijk die voor het maken van een grondwateraan-sluiting. Hiermee worden de civieltechnische kosten verkleind.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm 35 zijn beide grondwateraansluitingen samengevoegd op een enkele locatie in het horizontale vlak en zijn de eerste grondwateraansluiting en de tweede grondwateraansluiting op een verschillend niveau aangebracht. Ook deze maat- 1 014146 3 regel leidt tot een verkleining van de hoeveelheid civieltechnisch werk; er behoeven slechts op één locatie grondwerkzaamheden te worden uitgevoerd.

Een bijzonder aantrekkelijke voorkeursuit-5 voeringsvorm ontstaat wanneer de warmtewisselaar tezamen met een pomp tot een eenheid is samengevoegd.

Ook dit leidt tot een eenvoudige constructie; de pomp voor het laten circuleren van het water in het eerste circuit, welke gezien de hierboven genoemde maat-10 regelen, eveneens onder het niveau van het grondwater moet worden aangebracht, kan in dit geval compact samengevoegd worden met de warmtewisselaar.

Er onstaat verder een beter thermisch rendement, wanneer de pomp aan de zijde van de warme grondaan-15 sluiting is geplaatst. Verliezen van de pomp komen dan automatisch het thermisch systeem ten goede.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen, waarin voorstellen: 20 figuur 1: een schematisch doorsnedeaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding; en figuur 2: een schematische weergave van een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de 25 onderhavige uitvinding.

De in figuur 1 weergegeven inrichting omvat een eerste put 1 en een tweede put 2. De eerste put l is aan zijn bovenzijde verwijd tot een kelder 3, welke tenminste voor een deel onder het grondwaterpeil is aangebracht. In 30 de put 1 is een buis 4 aangebracht, welke via de primaire zijde van een warmtewisselaar 5 verbonden is met een verbindingsbuis 6, welke uitmondt in een zich in de tweede put 2 uitstrekkende buis 7. De buizen 4, 6 en 7, tezamen met de primaire zijde van de warmtewisselaar 5, 35 vormen het primaire circuit.

Hierbij wordt er op gewezen dat bij het onderhavige voorbeeld beide putten 1,2 zich op geruime afstand van elkaar bevinden om te voorkomen dat het via een van 101 41 46 4 de buizen aan het grondwater toegevoerde water terugvloeit naar de plaats, waar het water aan het grondwater wordt onttrokken.

Om, zoals in de beschrijvingsinleiding genoemd 5 is, het grondwater niet tot boven zijn hoogste niveau te verplaatsen, hetgeen volgens de wet zou kunnen worden beschouwd als onttrekking, is de warmtewisselaar 5 tezamen met de verbindingsbuis 6 onder het grondwaterniveau aangebracht. Tevens is hierbij een pomp 8 in genoemd 10 primair circuit opgenomen. Verder blijft door het onder water houden van de warmtewisselaar het grondwatersysteem steeds onder druk, waardoor geen drukhöudinstallatie nodig is om ontgassing tegen te gaan.

De andere secundaire zijde van de warmtewisse-15 laar 5 is verbonden met afnemers, dan wel gebruikers van thermische energie. Hiertoe is in figuur 1 een warmtepomp 9 getoond. Deze is met de warmtewisselaar verbonden door het secundaire circuit 10. Tevens kan gebruik gemaakt worden van een luchtbehandelingsinstallatie 11, welke 20 warmte toevoert in de zomer en koude toevoert in de winter.

Ook kan gebruik gemaakt worden van een koeltoren 12. Deze is in het bijzonder van belang in situaties, waarin over een lange periode genomen de 25 energiebalans van het grondwater niet neutraal is. In het algemeen zal in de winter minder warmte worden afgenomen dan dat er warmte in de zomer wordt toegevoegd. Om de warmtebalans te vereffenen kan dan gebruik gemaakt worden van een koeltoren.

30 In figuur 2 is een voorkeursuitvoeringsvorm afgebeeld, waarbij de tweede put 2 vervallen is. De tweede buis 7 is dan ook geplaatst in de eerste put 1. Hiermee wordt een sterke verlaging van de civieltechnische werkzaamheden verkregen, zodat een dergelijke 35 put tegen geringere kosten kan worden aangebracht. Essentieel is hierbij wel dat de beide grondwateraansluitingen op verschillend niveau zijn geplaatst om vermenging tegen 1014146 5 te gaan. Tevens moet tussen beide niveaus een voor water slecht doordringbare laag aanwezig zijn.

Het zal duidelijk zijn dat er diverse variaties in de getoonde configuratie kunnen worden uitgevoerd.

« 101 41 48

Claims

1. Inrichting voor het aan het grondwater 5 toevoeren of onttrekken van thermische energie, omvattende : - een eerste grondwateraansluiting op een eerste locatie; - een tweede grondwateraansluiting op een 10 tweede locatie; - een primair circuit voor het van de eerste locatie naar de tweede locatie transporteren van grondwater; - een secundair circuit voor het aan gebruiks-15 toestellen toevoeren van thermische energie; en - een warmtewisselaar voor het uitwisselen van warmte tussen binnen het primaire circuit circulerend water en binnen het secundaire circuit circulerend water, waarbij de warmtewisselaar onder het niveau van het 20 grondwater bij de eerste of tweede locatie is opgesteld, met het kenmerk, dat het primaire circuit is ingericht voor het ook van de tweede locatie naar de eerste locatie transporteren van grondwater, en dat het secundaire circuit is ingericht voor het onttrekken van thermische 25 energie.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar tesamen met een pomp tot een eenheid is samengevoegd, en dat de pomp is ingericht om in twee richtingen te pompen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar op de locatie van een van de grondwateraansluitingen is aangebracht.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat beide grondwateraansluitingen zijn 35 samengevoegd tot een bron op een enkele locatie in het horizontale vlak, en dat de eerste grondwateraansluiting en de tweede grondwateraansluiting op een verschillend niveau zijn aangebracht. 1014146

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de pomp aan de zijde van de grondwateraan-sluiting met de hoogste watertemperatuur is geplaatst. .1014146