NL1024007C1

NL1024007C1 - Muurelement en eventueel dakelement alsmede bouwkundige constructie voorzien van een dergelijk element.

Info

Publication number: NL1024007C1
Application number: NL1024007A
Authority: NL
Inventors: Leonardus Wouter Koot
Original assignee: Leonardus Wouter Koot
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-01-26

Description

Muurelement en eventueel dakelement alsmede bouwkundige constructie voorzien van een dereeliik element

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een muurelement voor het 1 5 vervaardigen van een bouwkundige constructie. Dergelijke elementen van een bouwkundige constructie zijn in de strnd der techniek algemeen bekend.

In toenemende mate on 'Iaat energiebewustzijn en worden de mogelijkheden om energie te winnen uit zonnewarmte en omgevingslucht bomt Een algemeen bekende toepassing is het aanbrengen van warmtewisselaars op daken van gebouwen. Door het 10 daardoor circuleren van een fluïdum zoals water zal dit fluïdum met name bij opvallende zonnestraling aanzienlijk verwarmd worden. Het is mogelijk het zo verwarmde fluïdum hetzij rechtstreeks voor verwarming van een gebouw te gebruiken, hetzij via een warmtepomp op te waarderen voor ruimteverwarming of voor warm tapwatervoorziening in een gebouw.

15 Om met name in koudere gebieden optimaal gebruik te kunnen maken van zonnewarmte en van de warmteinhoud van de omgevingslucht is er een verhoudingsgewijs groot oppervlak noodzakelijk. Bijzondere bouwkundige constructies zijn noodzakelijk om warmtewisselaars op het dak mogelijk te maken.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding dergelijke warmtewisselaars meer 20 in de opbouw van een bouwkundige constructie te integreren. Dat wil zeggen bij het oprichten van een gebouw worden reeds dadelijk maatregelen genomen waarmee het mogelijk is in een later stadium warmte te winnen zonder dat dit aanzienlijk effect heeft op het uiterlijk van het gebouw. Dit in tegenstelling tot de thans bekende op een dak van een gebouw aan te brengen warmtewisselaars.

25 Dit doel wordt volgens onderhavige uitvinding verwezenlijkt met een muurelement voor het vervaardigen van een bouwkundige constructie omvattende een betonmateriaal voorzien van een wapening, alsmede van een door het beton omsloten, als warmtewisselaar uitgevoerde leidingnet voorzien van een door de eindbegrenzing van het beton uitstekende inlaat en uitlaat.

30 Volgens de onderhavige uitvinding wordt een muurelement op eenvoudige wijze aangepast om tevens te functioneren als collector voor zonne-energie en voor thermische energie in de omgevingslucht. Door het aanbrengen van een eenvoudige warmtewisselaar in het muurelement zoals een in beton opgesloten leiding of slang kan ">2400?·" I 2 I de in het muurelement door opvallende zonnestraling en/of convectief vanuit de I omgevingslucht overgedragen thermische energie de opgenomen warmte eenvoudig I afgevoerd worden en nuttig vader gebruikt worden. Een toepassingsmogelijkheid is I verwarming van hetzelfde gebouw al dan niet met tussenschakeling van een 5 warmtepomp.

I Het muurelement kan uit enig uit de stand der techniek bekend materiaal vervaardigd zijn. Een bijzonder eenvoudige constructie omvat het toepassen van licht- beton, dat wil zeggen beton met een soortelijke massa minder dan 2.000 kg/ms. Indien I het muurelement niet-dragend is kan beton met een verhoudingsgewijs lage drukstcrkte I 10 gebruikt worden, dat wil zeggen met een druksterkte tot 12 kN/mm2. Voor dragende I muren dient een hogere druksterkte toegepast te worden, bijvoorbeeld van 25-35 I kN/mm2.

De onderhavige uitvinding heeft eveneens betrekking op een bouwkundige I constructie omvattende een spouwmuur met een binnenblad en buitenblad, waarbij dat 15 buitenblad een muurelement zoals hierboven beschreven omvat Daarbij kan het I binnenblad de dragende functie uitvoeren en dient het buitenblad dat van de warmtewisselaar voorzien is vooral voor bescherming van de bouwkundige constructie ten opzichte van de omgeving. Het binnenblad kan op gebruikelijke wijze van een isolatie voorzien zijn, alsmede van een spouw tussen de isolatie ai het buitenblad.

H 20 Bij voorkeur worden de muurelementen volgens de onderhavige uitvinding in geprefabriceerde toestand aangeleverd. Eventueel kunnen openingen voor vensters en deuren aanwezig zijn. De afmetingen van de elementen worden in een dergelijk geval bepaald door de bij transport over de weg acceptabele maximale afmetingen.

De onderhavige uitvinding heeft eveneens betrekking op een verwarmings- 25 /koelinstallatie aan te brengen in een gebouw omvattende een leidingstelsel met een verwanningsinrichting en een wannteafgifteinrichting, waarbij die verwarmings- inrichting het muurelement zoals hierboven beschreven omvat Bij het gebruik als H koelinstallatie keren de functies van de installatie-elementen om, dat wil zeggen het muurelement geeft de warmte aan de omgevingslucht af en de warmte wordt aan de 30 binnenruimten onttrokken via de slangen in de wanden en/of vloeren. Een dergelijke

verwarmings-/koelinstallatie kan gecombineerd worden met een zogenaamde PVT

(photo voltaische thermische) module. Met een PVT-module kan op een oppervlak enerzijds warmte opgewekt worden, maar anderzijds electricitcit die bijvoorbeeld voor I 1024007 3 het aandrijven van een eventueel aanwezige warmtepomp kan dienen. In een dergelijk stelsel kan bovendien een opslag van thermische energie aanwezig zijn.

Verwarming van het betreffende gebouw vindt bij voorkeur met een fluïdum op een zo laag mogelijke temperatuur plaats. Dit betekent in de meeste gevallen dat een zo 5 groot mogelijk oppervlak nodig is voor de vereiste capaciteit Wand- en plafondverwarming eventueel in combinatie met vloerverwarming zijn voorbeelden daarvan.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij toont 10 . Fig. 1 schematisch afgebeeld een gebouw voorzien van een verwarmings-installatie volgens de uitvinding;

Fig. 2 in detail een wandelement van dat gebouw; en

Fig. 3a-c een PVT-element van het dak van het gebouw in verschillende aanzichten/doorsnede.

15 In fig. 1 is met 1 een gebouw aangegeven. Dit is voorzien van een plat of hellend dak 2 en voorzien van een aantal wanden 3. Vanwege de duidelijkheid zijn geen deuren of ramen getekend, maar begrepen zal worden dat deze vanzelfsprekend aanwezig zijn.

De vloer 4 is van een daarin aangebracht bodem- of vloerverwarming 5 voorzien. Deze vloer 4 is aan de onderzijde voorzien van een extra deel bronmateriaal 6 dat als 20 buffer dient en daarin warmte op kan nonen. Tussen de lagen 5 en 6 is om warmte overdracht tussen laag 5 en bodemplaat of buffer 6 te voorkomen warmteisolatie aangebracht Tussen buffer 6 en de bodem is geen warmteisolatie aanwezig.

Op het dak is een PVT-module 7 aangebracht (zie fig. 3). Dit is een photo voltaische thermische module waarbij een deel van de daarop vallende zonne-energie 25 omgezet wordt in electrische energie en een deel samen met de uit de omgevingslucht overgedragen warmte opgenomen wordt in het doorstromende medium. De wanden 3 zijn meer in detail in fig. 2 afgebeeld. Deze wanden 3 zijn als spouwmuur uitgevoerd. Het binnenblad 21 daarvan is voorzien van een zich daar door uitstrekkende verwarmingsspiraal 25. Daarop is een isolatielaag 13 aangebracht. Vervolgens is een 30 spouw of tussenruimte 22 aanwezig en daarop sluiten muurelementen 15 aan volgens de uitvinding. Elk muurelement bestaat uit beton met een verhoudingsgewijs lage soortelijke massa voorzien van een schematisch aangegeven wapening 16 en daardoor strekt zich een leiding 10 uit met inlaat 17 en uitlaat 18. Elk wandelement is bij 1024007 I 4

I voorkeur op dezelfde wijze gevormd en kan dom* eenvoudig stapelen op een volgend I

I wandelement geplaatst worden. Eventueel zijn steunblokken 14 aanwezig om dit I

I stapelen te vergemakkelijken en om ventilatie-openingen voor de spouw open te laten. I

I De warmtevoerende leidingen afkomstig uit het PVT-element 7 en de inlaat 17 en I

I 5 uitlaat 18 van elk van de muurelementen 15 zijn verbonden via een pomp 12 met een I

I warmtepomp 11. De daarin opgewaardeerde warmte wordt via een pomp 8 aan de vloer I

I toegevoerd via leiding 5 en/of aan de wand via leiding 25. Op deze wijze kan in een I

I groot warmteafgevend oppervlak met een verhoudingsgewijs lage temperatuur van het I

I verwarmingswater voorzien worden waardoor het rendement van de warmtepomp I

I 10 aanzienlijk toe kan nemen. I

I Begrepen zal worden dat met name in de leidingcircuits die aan vorst onderhevig I

I zijn uitsluitend vloeistoffen gebruikt worden die niet kunnen bevriezen zoals water I

I voorzien van glycol of andere toevoeging. I

I Door een kleine aanpassing is het mogelijk het systeem precies omgekeerd te I

15 laten werken, dat wil zeggen dat via de slangen in de vloeren en/of wandal warmte aan I

I de binnenruimte wordt onttrokken en na temperatuurveihoging door de warmtepomp I

I via het buitenblad aan de omgevingslucht wordt afgegeven. Ineen dagelijk geval is I

I sprake van ruimtekoeling. Eveneens zal begrepen worden dat combinatie met I

I aardwarmte en dergelijke warmtewinsystemen mogelijk is. I

I 20 De hierboven beschreven muurelementen 15 kunnen op bijzonder eenvoudige I

I wijze in een fabriek vervaardigd worden. Eventueel kunnen dampdichte bekledingen pp I

I het betonmateriaal aangebracht worden om kapotvriezen door ingedrongen water of I

I sublimerende waterdamp te voorkomen. Voor het overige kunnen de muurelementen I

I op gebruikelijke in de stand der techniek bekende wijze vervaardigd worden. De I

I 25 ingegoten slangen of buizen kunnen enig materiaal omvatten. Bij voorkeur wordt I

I echter een materiaal gebruikt met goede warmtegeleidende eigenschappen zoals aluflex I

I bestaande uit een samenstelling van kunststof met een aluminium voering. De afmeting I

I van de slangen 25 is afhankelijk van de gewenste stromingsweerstand, het op te nemen I

warmtevermogen en de doorstroomsnelheid. Als voorbeeld worden waarden van 16-22 I

I 30 mm genoemd. Op enig in de stand der techniek bekende wijze kunnen de slangen I

I vooraf in positie gefixeerd worden alvorens het beton gestort wordt. Begrepen dient te I

worden dat ook op andere wijze warmtewisselaars in het betonmateriaal aangebracht I

I kunnenworden. I

I 1024007 v I

5

In fig. 3 is het PVT-element afgebeeld.

In fig. 3a-c is een voorbeeld van een PVT-module 7 weergegeven. Daarbij is fig. 3a een bovenaanzicht, 3b een onderaanzicht en fig. 3c een dwarsdoorsnede volgens de lijn fflc-IIIc uit fig. 3b.

5 Deze bestaat uit een beschermlijst 25, waarbinnen een laag 26 photo voltaisch materiaal aangebracht is. Directe of indirecte zonnestraling die op het photo voltaisch materiaal valt, wordt deels omgezet naar electrische stroom. Daaronder is een kanalenplaat 27 aangebracht, bestaande uit twee op afstand liggende wanden 28 en 29 en verbindingswanden 30, waartussen kanalen 31 begrensd worden. Deze kanalen 31 10 zijn via verzamelruimten 32 en 33 met elkaar gekoppeld. Met 34 is een inlaat aangegeven en met 35 een uitlaat

Volgens de onderhavige uitvinding is het hierbovenbeschreven photo voltaische thermische élement zodanig uitgevoerd, dat een wezenlijk deel van de straling die op het photo voltaische element 26 valt onbelemmerd doorgegeven wordt naar het 15 thermischeelement Door vloeistof door dekanalen 30 te laten circuleren wordt verwarming van de vloeistof verkregen. Bovendien kan bij lagere vloeistof-temperatuur, via convectie, thermische energie aan de omgevingslucht onttrokken worden.

Bij voorkeur is de hoogte van de kanalen 30 verhoudingsgewijs klein, waardoor 20 het verwarmingsrendement zo hoog mogelijk is.

Het photo voltaische thermische element werkt zowel met behulp van zonnestraling, o.a. licht uit de omgeving als omgevingswarmte. Het PV-element van de PVT-combinatie zet een deel van de zonnestraling om in electrische energie. Het thermische element van de PVT-combintatie zet het andere deel van de zonnestraling 25 samen met de opgenomen omgevingswarmte om in bruikbare thermische energie.

De hierboven beschreven installatie is vanzelfsprekend van gebruikelijke beveiligingen voorzien tegen overbelasting, bevriezingsgevaar, en dergélijke.

Na het lezen van het bovenstaande zullen bij degenen die bekwaam zijn in de stand der techniek dadelijk varianten opkomen die liggen binnen het bereik van de 30 bijgaande conclusies en voor de hand liggend zijn al deze niet meer zijnde combinaties van bekende technieken en hetgeen hier beschreven is.

1024007

Claims

1. Muurelement (15) voor het vervaardigen van een bouwkundige constructie I I 5 (1) omvattende een betonmateriaal voorzien van een wapening (16), I I alsmede van een door het beton omsloten, als warmtewisselaar uitgevoerd I I leidingnet (10) voorzien van een door de emdbegrenzing van het beton I I uitstekende inlaat (17) en uitlaat (18). I I 10

2. Muurelement volgens conclusie 1, waarbij dat leidingnet omvat een I meandervormig of spiraalsgewijze gelegde kunststof slang (10). I

3. Muurelement volgens conclusie 2, waarbij dat beton een lichtbeton omvat I I met een soortelijke massa kleiner dan 2.000 kg/m3. I I 15 I

4. Bouwkundige constructie omvattende een spouwmuur (3) met een I I binnenblad (21) en buitenblad, waarbij dat buitenblad een muurelement I I (15) volgens een van de voorgaande conclusies omvat I

5 PVT-module (7).

5. Muurelement volgens conclusie 4, waarbij op de naar het buitenblad I I gerichte zijde van het binnenblad isolatie (13) is aangebracht. I

6. Muurelement volgens conclusie 5, waarbij tussen de isolatie en dat I I buitenblad een vrije ruimte (22) van tenminste drie cm is aangebracht. I I 25 I

7. Verwannings-Tkoelinstallatie aan te brengen in een gebouw (1) omvattende I I een leidingstelsel met een vemarmingsinrichting en een I I warmteafgifteinrichting, waarbij die verwanningsimichting het I I muurelement volgens een van de conclusies 1-3 omvat. I

30 I

8. Verwannings-Tkoelinstallatie aan te brengen in een gebouw (1) omvattende I I een leidingstelsel met een verwarmingsimichting en een I I 1024007 * ψ warmteafgifteinrichting, waarbij die wannteafgifteinrichting het muurelement volgens een van de conclusies 1-3 omvat

9. Verwarmings-/koelinstallatie volgaas conclusie 7 of 8, omvattende een

10. Verwannings-/koelinstallatie volgens een van de conclusies 7-9, omvattende een warmteopslag (6).

11. Verwarmings-/koelinstallatie volgens een van de conclusies 7-10, waarbij die verwarmingsinrichting een warmtepomp (11) omvat met bijbehorend verder leidingstelsel en waarbij de warmtewisselaar (10) van het muurelement (15) in dat verdere leidingstelsel is opgenomen.

12. Verwarmingsinstallatie volgens een van de conclusies 7-11, waarbij die warmteafgifteinrichting een verwarmd begrenzingsvlak (21) van die te verwarmen ruimte omvat. 1024007