NL1035438C2 - Air treatment system for room in building, has heat exchanger provided for heating air introduced into building, where heat exchanger is connected to cold-storage in floor of building - Google Patents
Air treatment system for room in building, has heat exchanger provided for heating air introduced into building, where heat exchanger is connected to cold-storage in floor of building Download PDFInfo
- Publication number
- NL1035438C2 NL1035438C2 NL1035438A NL1035438A NL1035438C2 NL 1035438 C2 NL1035438 C2 NL 1035438C2 NL 1035438 A NL1035438 A NL 1035438A NL 1035438 A NL1035438 A NL 1035438A NL 1035438 C2 NL1035438 C2 NL 1035438C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- air
- heat
- building
- heat exchanger
- cold
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/56—Heat recovery units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
Description
LUCHTBEHANDELSYSTEEMAIR TREATMENT SYSTEM
De onderhavige uitvinding betreft een luchtbehandelsysteem in een gebouw met afzonderlijke ruimtes, 5 omvattende: een invoer voor het in het gebouw invoeren van buitenlucht; een uitvoer voor het uitstoten van lucht uit het gebouw; en luchtbehandelelementen in de ruimtes, via welke de buitenlucht in de afzonderlijke ruimtes binnenkomt.The present invention relates to an air treatment system in a building with separate rooms, comprising: an inlet for introducing outside air into the building; an outlet for ejecting air from the building; and air treatment elements in the rooms, through which the outside air enters the individual rooms.
Dergelijke systemen zijn algemeen bekend, zoals ook aan de 10 hand van figuur 1 is weergegeven.Such systems are generally known, as is also shown with reference to figure 1.
Het is bekend en gebruikelijk, zoals in figuur 1 is weergegeven, om een gewenste temperatuur in verschillende ruimtes 1, 2 van een gebouw te bewerkstelligen door verse lucht 4, welke in een gebouw wordt ingevoerd, en de lucht, 15 welke reeds in de ruimten aanwezig is, te verwarmen en/of te koelen. In moderne gebouwen is er dan ook veelal sprake van zowel een of meerdere centrale luchtbehandelingskasten 3, waarin aangezogen verse buitenlucht 4 centraal wordt gekoeld of verwarmd, en als decentrale units 5, 6 weergegeven 20 luchtbehandelelementen in de afzonderlijke ruimtes 1, 2, waarbij de lucht per ruimte 1, 2 kan worden nagekoeld, zoals in ruimte 1 in figuur 1, en/of worden na-verwarmd, zoals in ruimte 2 in figuur 1. De ruimte 1 bevat veel warmtebronnen, zoals de verlichting 7 en computers 8, en veel instraling van 25 de zon 9 door ramen 10 heen. Dientengevolge moet de eerste ruimte 1 worden gekoeld middels de decentrale unit 5. Daarentegen bevat ruimte 2 weinig warmtebronnen, in het bijzonder geen computers 8, en er staat geen zon 9 op, maar er stroomt warmte weg door de gevel en de ramen 10 van ruimte 30 2 heen. De decentrale unit 6 dient hier voor verwarming van de lucht, die de ruimte 2 in wordt gevoerd.It is known and usual, as shown in Figure 1, to achieve a desired temperature in different rooms 1, 2 of a building by fresh air 4, which is introduced into a building, and the air, which is already in the rooms present, to be heated and / or cooled. In modern buildings, therefore, there is often both one or more central air handling units 3, in which fresh fresh air 4 sucked in is centrally cooled or heated, and air handling elements shown in the individual rooms 1, 2 as decentralized units 5, 6, wherein the air cooling per room 1, 2, such as in room 1 in figure 1, and / or post-heating, such as in room 2 in figure 1. Room 1 contains many heat sources, such as lighting 7 and computers 8, and many irradiation of the sun 9 through windows 10. Consequently, the first space 1 must be cooled by means of the decentralized unit 5. In contrast, space 2 contains few heat sources, in particular no computers 8, and there is no sun 9 on it, but heat flows away through the facade and the windows 10 of space. 30 2 out. The decentralized unit 6 serves here to heat the air, which is fed into the room 2.
In een veel voorkomende situatie wordt verse buitenlucht (bijv. 5°) aangezogen in de luchtbehandelingskast 3. De lucht 1035438 2 wordt middels een systeem 11 van warmteterugwinning door de uit het gebouw afgezogen warme retourlucht opgewarmd tot bijv. 16,5°. Door de motorwarmte van de toegepaste ventilator 12 wordt de lucht verder opgewarmd tot ca. 18°. Deze verse 5 aanvoerlucht van ca. 18° wordt ingeblazen in de ruimtes 1, 2.In a common situation, fresh outside air (e.g. 5 °) is sucked into the air handling unit 3. The air 1035438 2 is heated by means of a heat recovery system 11 by the warm return air extracted from the building to, for example, 16.5 °. Due to the motor heat of the fan 12 used, the air is further heated to approximately 18 °. This fresh supply air of approximately 18 ° is blown into rooms 1, 2.
In de eerste ruimte 1 stroomt warmte als gevolg van diverse omstandigheden, zoals: instraling van zonnewarmte 9 via de ramen 10, de warmteproductie door verlichting 7, de warmteproductie van apparatuur (o.a. computers 8) en mensen 10 (niet getoond). Voor ruimte 2 met minder warmtebronnen en geen direct zonlicht overheerst warmteverlies als gevolg van transmissie door de ramen 10 in de gevel heen, alsmede mogelijk ook andere invloeden.Heat flows in the first space 1 as a result of various circumstances, such as: irradiation of solar heat 9 through the windows 10, the heat production through lighting 7, the heat production of equipment (including computers 8) and people 10 (not shown). For room 2 with fewer heat sources and no direct sunlight, heat loss as a result of transmission through the windows 10 in the facade predominates, as well as possibly other influences.
Omdat de bovengenoemde warmtestromen verschillen per 15 ruimte 1, 2, is het volgens de bekende techniek noodzakelijk om de lucht in de diverse ruimten na te koelen, danwel te verwarmen middels de decentrale units 5, 6, welke aan te merken zijn als luchtbehandelelementen.Because the above-mentioned heat flows differ per room 1, 2, it is necessary according to the known technique to post-cool the air in the various rooms, or to heat it by means of the decentralized units 5, 6, which can be regarded as air treatment elements.
Zo zal in ruimte 1 met veel instraling en warmteproductie 20 de lucht moeten worden nagekoeld, terwijl in ruimte 2 met weinig interne warmteproductie en zonder instraling de lucht zal moeten worden naverwarmd. Hierdoor is in veel gevallen sprake van een gelijktijdige vraag naar koude en warmte in het gebouw.For example, in room 1 with much irradiation and heat production 20, the air will have to be post-cooled, while in room 2 with little internal heat production and without irradiation, the air will have to be reheated. As a result, in many cases there is a simultaneous demand for cold and heat in the building.
25 Het nadeel van een aldus vormgegeven, bekend systeem is dat het energiegebruik onnodig hoog is. Dat heeft diverse oorzaken, waaronder het gegeven dat de aan het gebouw toegevoerde lucht eerst wordt opgewarmd met onder meer de warmteterugwinning in de luchtbehandelingskast en daarna moet 30 worden afgekoeld in de diverse ruimten met een hoge warmtebelasting, hetgeen onnodige koelenergie kost, bijvoorbeeld in het geval van de eerste ruimte 1 in figuur 1. Ook kan dit resulteren uit de omstandigheid, dat de aan het 3 gebouw toegevoerde lucht met de warmteterugwinning 11 in de luchtbehandelingskast 3 slechts beperkt wordt opgewarmd, ofwel het warmteterugwinrendement wordt beperkt om een te hoge inblaastemperatuur en een hieruit resulterende, te hoge 5 koudevraag voor het nakoelen in de ruimten, in het bijzonder ruimte 1, te voorkomen. Als gevolg moet wel in ruimte 2, waar een lage warmtebelasting en een hoger warmteverlies voorkomen, extra verwarmingsenergie worden toegevoerd via het luchtbehandelelement 6 in die ruimte 2.The drawback of a known system designed in this way is that the energy consumption is unnecessarily high. This has various causes, including the fact that the air supplied to the building is first heated with, among other things, the heat recovery in the air treatment cabinet and then cooled in the various rooms with a high heat load, which costs unnecessary cooling energy, for example in the case of the first space 1 in Fig. 1. This can also result from the fact that the air supplied to the building 3 is only heated to a limited extent with the heat recovery 11 in the air treatment cabinet 3, or the heat recovery efficiency is limited to a too high an inlet temperature. prevent a too high cold demand resulting therefrom for cooling afterwards in the spaces, in particular space 1. As a result, in space 2, where a low heat load and a higher heat loss occur, additional heating energy must be supplied via the air treatment element 6 in that space 2.
10 De bovengenoemde verschillende situaties treden veelal in of voor afzonderlijke ruimtes 1, 2 in het gebouw, zodat gelijktijdig warmte geproduceerd dient te worden door een verwarmingsysteem, bijvoorbeeld een met de aanduiding CV in figuur 1 aangeduide ketel, om de lucht voor ruimte 2 in 15 figuur 1 te verwarmen, en tevens koude geproduceerd moet worden door een koude-opwekker, bijvoorbeeld een met de aanduiding GKW in figuur 1 aangeduide koelmachine, om de lucht bedoeld voor ruimte 1 te koelen.The aforementioned different situations often occur in or for individual rooms 1, 2 in the building, so that heat must be produced simultaneously by a heating system, for example a boiler indicated by the designation CV in Figure 1, around the air for room 2. 1, and also cold must be produced by a cold generator, for example a cooling machine designated GKW in FIG. 1, to cool the air intended for room 1.
Met de uitvinding is beoogd de nadelen van de bekende 20 systemen te verhelpen. Hiertoe is een systeem verschaft dat zich van de bekende techniek onderscheidt door een warmtewisselaar in de invoer 4 voor het uit de buitenlucht winnen van koude; en transportmiddelen, welke zijn verbonden met de warmtewisselaar en voeren naar de 25 luchtbehandelelementen in de ruimtes voor het aldaar ten minste verschaffen van koeling.The invention has for its object to remedy the disadvantages of the known systems. To this end, a system is provided that differs from the prior art by a heat exchanger in the inlet 4 for extracting cold from the outside air; and transport means, which are connected to the heat exchanger and convey to the air treatment elements in the spaces for at least providing cooling there.
Met de uitvinding is het beoogd om het energiegebruik voor het opwarmen en koelen van de lucht voor de verschillende ruimtes in een gebouw te minimaliseren. Dit 30 wordt bewerkstelligd door een nieuwe wijze van het (terug)winnen en verdelen van warmte en koude over het gebouw.The invention has for its object to minimize the energy consumption for heating and cooling the air for the various rooms in a building. This is achieved by a new method of (recovering) recovering and distributing heat and cold over the building.
44
Hiertoe wordt gebruik gemaakt van het direct winnen van koude uit de buitenlucht. In een specifieke uitvoeringsvorm wordt een water lucht-water warmtewisselaar toegepast om de koude te winnen en beschikbaar te maken voor koeling van de 5 naar de ruimtes vloeiende lucht, waarbij gekoeld water door de leidingen kan worden getransporteerd naar de luchtbehandelelementen.For this purpose use is made of the direct extraction of cold from the outside air. In a specific embodiment, a water-to-water heat exchanger is used to recover the cold and make it available for cooling the air flowing to the rooms, wherein cooled water can be transported through the pipes to the air treatment elements.
Het is hierbij een doel om gelijktijdig de lucht in de invoer maximaal voor te verwarmen. Eventueel kan het gunstig 10 zijn om daarbij ook maximaal de warmte uit de lucht in de uitvoer terug te winnen. Beide doelen kunnen bij wijze van voorbeeld met behulp van een bijvoorbeeld als luchtbehandelingskast voorgegeven warmte-overdrachtssysteem worden bereikt. De luchtbehandelingskast kan daarbij in 15 verbinding staan met de invoer en met de uitvoer om warmte aan de lucht in de uitvoer te onttrekken aan toe te voegen aan de lucht in de invoer.It is a goal here to simultaneously pre-heat the air in the inlet to the maximum. It may possibly be favorable to thereby also recover the heat from the air in the outlet to a maximum. Both objectives can be achieved, for example, with the aid of a heat transfer system, for example, provided as an air treatment unit. The air treatment cabinet can thereby be in communication with the inlet and with the outlet to extract heat from the air in the outlet and to add it to the air in the inlet.
Het centrale doel van de uitvinding is dan het gebruik van de als hierboven genoemde gewonnen koude voor het naar 20 een lagere temperatuur koelen van alleen de lucht bestemd voor die verschillende ruimtes in het gebouw met een hoge warmtelast.The central aim of the invention is then to use the extracted cold as mentioned above for cooling to a lower temperature only the air intended for those different rooms in the building with a high heat load.
Als resultaat van de uitvinding is de warmtebehoefte voor het in de centrale luchtbehandelingskast naverwarmen van de 25 voor alle ruimtes bestemde lucht sterk verminderd of geheel geëlimineerd. De benodigde koude voor het koelen met de decentraal in de ruimte(s) aanwezige luchtbehandelelementen wordt "gratis" geproduceerd of eigenlijk gewonnen uit koude(re) buitenlucht.As a result of the invention, the heat requirement for reheating the air intended for all rooms in the central air treatment cabinet is greatly reduced or completely eliminated. The cold required for cooling with the air treatment elements that are decentralized in the room (s) is produced "free" or actually extracted from cold (er) outside air.
30 Aldus is de onderhavige uitvinding gebaseerd op een geheel nieuw concept, om gelijktijdig zo veel mogelijk warmte "gratis" terug te winnen en tevens zoveel mogelijk "gratis" koude te winnen en de aldus beschikbaar gekomen koude en 5 warmte naar behoefte te verdelen over de ruimyes. Met "gratis"wordt in dit verband bedoeld dat er voor (terug)winning geen energie-opwekkers hoeven te worden benut, zoals ketels en koelmachines, waarbij het enige 5 energieverbruik toe te schrijven is aan pompen en ventilatoren. Voor de ruimtes met een lage(re) warmtebelasting hoeft dan geen of weinig koeling te worden toegepast.The present invention is thus based on a completely new concept, in order to simultaneously recover as much heat as possible "free" and at the same time to recover as much "free" cold as possible and to distribute the cold and heat thus made available as required. Ruimyes. By "free" in this context it is meant that energy generators, such as boilers and cooling machines, do not have to be used for recovery or recovery, the only energy consumption being due to pumps and fans. For the rooms with a low (er) heat load, no or little cooling needs to be applied.
In een uitvoeringsvorm met een lucht-warmte wisselaar 10 voor het winnen van koude en een warmte-overdrachtssysteem is het voor het bereiken van een hoog rendement van het winnen van koude gunstig als de lucht-water warmtewisselaar is geplaatst in de stroom lucht in de invoer voorafgaand aan het warmte-overdrachtssysteem.In an embodiment with an air-heat exchanger 10 for cold recovery and a heat transfer system, it is advantageous for achieving a high efficiency of recovery of cold if the air-water heat exchanger is placed in the air stream in the inlet prior to the heat transfer system.
15 In een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding kan echter ook worden afgezien van een warmte-overdrachtssysteem, bijvoorbeeld bij toepassing van de uitvinding in een warmer klimaat.In another embodiment according to the invention, however, it is also possible to dispense with a heat transfer system, for instance when the invention is used in a warmer climate.
In een uitvoeringsvorm mét een warmte-overdrachtssysteem 20 kan deze onder inwerking van een besturing zijn gesteld, en dan is die besturing bij voorkeur ingericht om de temperatuur van de het gebouw in stromende lucht zo ver mogelijk op te voeren en de uit te stoten lucht daartoe zo ver mogelijk af te koelen.In an embodiment with a heat transfer system 20, it can be placed under the control of a control, and then that control is preferably adapted to raise the temperature of the air flowing into the building as far as possible and the air to be discharged therefor to cool as far as possible.
25 Het systeem volgens de uitvinding is op diverse wijzen uit te breiden, zoals wel blijkt uit de hieronder in samenhang met de tekeningen beschreven uitvoeringsvormen, welke bij wijze van voorbeeld en niet als limitatieve uitvoeringsvormen worden gepresenteerd, waarbij in de diverse 30 uitvoeringsvormen gelijke of gelijksoortige componenten, elementen en aspecten zijn aangeduid met telkens dezelfde referentienummers, en waarin:The system according to the invention can be expanded in various ways, as is apparent from the embodiments described below in connection with the drawings, which are presented by way of example and not as limitative embodiments, wherein in the various embodiments identical or similar components, elements and aspects are indicated with the same reference numbers, and in which:
Figuur 1 een systeem volgens de bekende techniek toont; 6Figure 1 shows a system according to the known art; 6
Figuur 2 een uitvoeringsvorm van de uitvinding toont;Figure 2 shows an embodiment of the invention;
Figuur 3 een t.o.v. figuur 2 met een koude-opslag uitgebreide uitvoeringsvorm toont;Figure 3 shows an embodiment relative to Figure 2 with a cold storage extended;
Figuur 4, 5, 6 en 7 een met figuur 3 overeenkomende 5 uitvoeringsvorm tonen met daarin een lange termijn koude-opslag;Figures 4, 5, 6 and 7 show an embodiment corresponding to Figure 3 with a long-term cold storage therein;
Figuur 8 een uitvoeringsvorm als die van figuur 3 toont, met daarbij een aanvullende koeling;Figure 8 shows an embodiment such as that of Figure 3, with additional cooling;
Figuur 9 een uitvoeringsvorm toont met extra 10 warmtewinning uit de lucht in de uitvoer;Figure 9 shows an embodiment with additional heat extraction from the air in the outlet;
Figuur 10 een verdere uitvoeringsvorm toont;Figure 10 shows a further embodiment;
Figuur 11 een uitvoeringsvorm met een warmtepomp toont;Figure 11 shows an embodiment with a heat pump;
Figuur 12 een uitvoeringsvorm toont met meer dan één luchtbehandelkast of warmte-overdrachtssysteem; 15 Figuur 13 een uitvoeringsvorm toont zonder warmteterugwinning uit de lucht in de uitvoer; enFigure 12 shows an embodiment with more than one air handling unit or heat transfer system; Figure 13 shows an embodiment without heat recovery from the air in the outlet; and
Figuur 14 een uitvoeringsvorm toont om de voor regelsystemen geldende principes weer te geven.Figure 14 shows an embodiment to represent the principles applicable to control systems.
In de uitvoeringsvorm van figuur 2 is een lucht-water 20 warmtewisselaar 13 geplaatst in de invoer van aangezogen buitenlucht, als aanvulling op de in figuur 1 getoonde bekende configuratie. De verse buitenlucht, met een temperatuur van bijv. 5°, wordt aangezogen in de luchtbehandelingskast 3. De lucht stroomt over de lucht-water 25 warmtewisselaar en wordt hierdoor voorverwarmd, bijv. tot een temperatuur van 13°. Tegelijk wordt het water, dat door deze lucht-water warmtewisselaar 13 als deel van een koelinstallatie GKW stroomt, afgekoeld van bijv. 18° naar 10°. De voorverwarmde lucht wordt middels een systeem van 30 warmteterugwinning met het warmte-overdrachtssysteem 11, door de uit het gebouw afgezogen warme lucht, die door de uitvoer stroomt, opgewarmd tot bijv. 23°. Door de motorwarmte van de toegepaste ventilator 12 wordt de lucht verder opgewarmd tot 7 ca. 24,5°. Deze verse aanvoerlucht van ca. 24,5° wordt ingeblazen in de ruimte 1 en 2.In the embodiment of Figure 2, an air-to-water heat exchanger 13 is placed in the inlet of sucked-in outside air, in addition to the known configuration shown in Figure 1. The fresh outside air, with a temperature of e.g. 5 °, is sucked into the air treatment cabinet 3. The air flows over the air-water heat exchanger and is thereby preheated, e.g. to a temperature of 13 °. At the same time, the water that flows through this air-water heat exchanger 13 as part of a GKW cooling installation is cooled from e.g. 18 ° to 10 °. The preheated air is heated by means of a heat recovery system with the heat transfer system 11, by the hot air extracted from the building, which flows through the outlet, to e.g. 23 °. Due to the engine heat of the fan 12 used, the air is further heated to 7 around 24.5 °. This fresh supply air of approx. 24.5 ° is blown into rooms 1 and 2.
Doordat de verse lucht met een hogere temperatuur de ruimtes 1, 2 in stroomt dan bij een conventionele installatie 5 (24,5° i.p.v. 18°) is er minder of geen energie nodig om deze via de invoer 4 in de ruimtes 1, 2 ingebrachte lucht op te warmen. Doordat de temperatuur van deze lucht uit de invoer veelal hoger is dan de gewenste ruimtetemperatuur (24,5° t.o.v. 22°) draagt de lucht uit de invoer 4 zelfs bij aan het 10 verwarmen van de ruimte, zonder dat hiervoor extra CV-warmte uit bijv. een ketel CV dient te worden toegevoerd.Because the fresh air flows into rooms 1, 2 with a higher temperature than with a conventional installation 5 (24.5 ° instead of 18 °), less or no energy is required to be introduced into rooms 1, 2 via the input 4 heat up the air. Because the temperature of this air from the inlet is often higher than the desired room temperature (24.5 ° to 22 °), the air from the inlet 4 even contributes to heating the room, without requiring additional heating heat from this. for example, a boiler CV must be supplied.
Door de hogere temperatuur van de verse lucht uit de invoer 4 neemt de koelbehoefte in de ruimtes 1, 2 echter wel toe. De hiervoor benodigde koude wordt aangevoerd middels het 15 gekoeld water systeem (GKW). Het water in het GKW systeem wordt afgekoeld in de lucht-water warmtewisselaar 13, welke in de stroom van aangezogen lucht in de luchtbehandelingskast 3 is geplaatst.However, due to the higher temperature of the fresh air from the inlet 4, the cooling requirement in the rooms 1, 2 does increase. The cold required for this is supplied by means of the cooled water system (GKW). The water in the GKW system is cooled in the air-to-water heat exchanger 13, which is placed in the air treatment box 3 in the stream of sucked-in air.
Door de uitvinding in de aldus vormgegeven 20 uitvoeringsvorm wordt de benodigde verwarmingsenergie voor het naverwarmen van lucht in de ruimten verminderd of geheel voorkomen en wordt de benodigde koude-energie voor het nakoelen van de lucht in de ruimte 1, 2 met behulp van de luchtbehandelelementen 5, 6, zonder inzet van een 25 koelmachine, "gratis" gewonnen uit de via de invoer 4 aangezogen buitenlucht.By the invention in the embodiment thus designed, the heating energy required for reheating air in the spaces is reduced or completely prevented and the cooling energy required for cooling the air in the space 1, 2 with the aid of the air treatment elements 5 is reduced. , 6, without the use of a cooling machine, "free" extracted from the outside air drawn in via the input 4.
In de uitvoeringsvorm van figuur 3 is een opslagsysteem 14 toegevoegd voor tijdelijke opslag van koude uit de via de invoer 4 aangezogen lucht. Ook kan hier warmte worden 30 opgeslagen die dan afkomstig kan zijn uit het koelen met de decentrale luchtbehandelingselementen 5 van de ruimte 1. De hoeveelheid koude, die benodigd is voor de nakoeling tbv de ruimtes 1, 2, en de bij de lucht-water warmtewisselaar 13 in 8 te vangen koude zijn niet altijd gelijk en kunnen gedurende de dag variëren. Om deze onbalans op te vangen kan een opslagsysteem 14 worden toegepast, zoals in figuur 3 is getoond. In deze situatie kan een opslag 14 worden toegevoegd 5 om een overschot aan de met de lucht-water wisselaar 13 gewonnen koude en de bij het koelen van de lucht voor de ruimtes 1, 2 vrijgekomen warmte tijdelijk op te slaan en op een later tijdstip te benutten. Als de opslag kortstonduig van aard kan of mag zijn, kan een (niet getoonde) watertank 10 of -reservoir worden benut.In the embodiment of Figure 3, a storage system 14 is added for temporary storage of cold from the air drawn in via the inlet 4. Heat can also be stored here, which can then come from cooling with the decentralized air treatment elements 5 of the room 1. The amount of cold required for the after-cooling for the rooms 1, 2, and the air-to-water heat exchanger 13 cold to be caught in 8 are not always the same and can vary during the day. To compensate for this imbalance, a storage system 14 can be used, as shown in Figure 3. In this situation, a storage 14 can be added to temporarily store a surplus of the cold obtained with the air-water exchanger 13 and the heat released during cooling of the air for the rooms 1, 2 and to store it at a later time. utilize. If the storage can or may be of short-term nature, a water tank 10 or reservoir (not shown) can be used.
In figuur 4 is een uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond, waarin een lange(re) termijn opslag 15 is verwezenlijkt. Het opslagsysteem 15 heeft de volgende configuratie: 15 In de optimale uitvoeringsvorm wordt de opslag 15 gerealiseerd m.b.v. twee (of meerdere) bronnen 16, 17, welke zijn gevormd in waterbevattende of watervoerende bodemlagen, zoals in figuur 4 is getoond.Figure 4 shows an embodiment of the invention, in which a long (longer) term storage is realized. The storage system 15 has the following configuration: In the optimum embodiment, the storage 15 is realized by means of two (or more) sources 16, 17, which are formed in water-containing or water-bearing soil layers, as shown in Figure 4.
Tussen de bronnen 16, 17 wordt grondwater heen en weer 20 gepompt. Middels een warmtewisselaar 18 wordt warmte uitgewisseld met water van het koelsysteem van het gebouw, waarvan ook de lucht-water warmtewisselaar 13 deel uitmaakt.Groundwater is pumped back and forth between sources 16, 17. Heat is exchanged with water from the cooling system of the building by means of a heat exchanger 18, of which the air-water heat exchanger 13 is also part.
Het aldus gevormde systeem kan in diverse bedrijfstoestanden functioneren. Zo is in het winterbedrijf 25 de opslag van koude het hoofdzakelijke doel. Op die momenten, dat de warmtestroom naar de lucht-water warmtewisselaar 13 groter is dan de vrijkomende warmte bij de koeling in de ruimtes 1, 2, is er sprake van een tekort aan warmte en een overschot aan koude, zoals in figuur 5 is getoond. In deze 30 situatie wordt water uit de warme bron 17 onttrokken, door de warmtewisselaar 18 gepompt en geïnjecteerd in de koude bron 16. In de warmtewisselaar wordt het bronwater afgekoeld 9 (bijv. van 17 naar 11 graden), terwijl tegelijk het GKW water wordt opgewarmd (bijv. van 10 naar 16 graden).The system thus formed can function in various operating states. For example, in winter operation 25 the storage of cold is the main objective. At those moments that the heat flow to the air-to-water heat exchanger 13 is greater than the heat released during the cooling in the spaces 1, 2, there is a shortage of heat and a surplus of cold, as shown in Fig. 5 . In this situation, water is withdrawn from the hot source 17, pumped through the heat exchanger 18 and injected into the cold source 16. In the heat exchanger the spring water is cooled 9 (e.g. from 17 to 11 degrees), while at the same time the GKW water is warmed up (e.g. from 10 to 16 degrees).
Door de warmte die vanuit de warme bron 17 wordt geleverd is het mogelijk de lucht in de invoer 4 maximaal "gratis" op 5 te warmen, waardoor zo min mogelijk of geen additionele verwarmingsenergie m.b.v. bijv. een ketel behoeft te worden geproduceerd.Due to the heat supplied from the hot source 17, it is possible to heat the air in the inlet 4 to a maximum of "free" at 5, so that as little or no additional heating energy as possible is used. e.g. a boiler needs to be produced.
In het winterbedrijf kan ook opslag van warmte gewenst zijn. Op momenten dat de warmtestroom naar de lucht-water 10 warmtewisselaar 13 kleiner is dan de vrijkomende warmte bij de koeling in de ruimten 1, 2, is er sprake van een overschot aan warmte en een tekort aan koude, zoals in figuur 6 is getoond. In deze situatie wordt water uit de koude bron 16 onttrokken, door de warmtewisselaar 18 gepompt en 15 geïnjecteerd in de warme bron 17. In de warmtewisselaar 18 wordt het bronwater opgewarmd (bijv. van 11 naar 17 graden), terwijl tegelijkertijd het GKW water wordt afgekoeld (bijv. van 18 naar 12 graden).Storage of heat may also be desirable in winter operation. At times when the heat flow to the air-to-water heat exchanger 13 is smaller than the heat released during cooling in the spaces 1, 2, there is a surplus of heat and a shortage of cold, as shown in Figure 6. In this situation, water is withdrawn from the cold source 16, pumped through the heat exchanger 18 and injected into the hot source 17. In the heat exchanger 18, the spring water is heated (e.g. from 11 to 17 degrees), while at the same time the GKW water is cooled (e.g. from 18 to 12 degrees).
In het zomerbedrijf, kan het hoofdzakelijke doel de 20 opslag van warmte en levering van koude zijn. Tijdens zomerbedrijf dient er warmte te worden geleverd aan zowel een lucht-water warmtewisselaar 13 en aan de decentrale koelunits ofwel de luchtbehandelelementen 5, 6 in de ruimtes 1, 2. Op dit moment is er sprake van een overschot aan warmte en een 25 tekort aan koude, zoals in figuur 7 is getoond. In deze situatie wordt water uit de koude bron 16 onttrokken, door de warmtewisselaar 18 gepompt en geïnjecteerd in de warme bron 17. In de warmtewisselaar wordt het bronwater opgewarmd (bijv. van 11 naar 17 graden), terwijl tegelijk het GKW water 30 wordt afgekoeld (bijv. van 18 naar 12 graden) in de lucht-water warmtewisselaar 13.In the summer operation, the main objective can be the storage of heat and delivery of cold. During summer operation, heat must be supplied to both an air-to-water heat exchanger 13 and to the decentralized cooling units or the air handling elements 5, 6 in rooms 1, 2. There is currently a surplus of heat and a shortage of heat. cold, as shown in Figure 7. In this situation, water is withdrawn from the cold source 16, pumped through the heat exchanger 18 and injected into the warm source 17. In the heat exchanger, the spring water is heated (e.g. from 11 to 17 degrees), while at the same time the GKW water 30 is cooled (e.g. from 18 to 12 degrees) in the air-water heat exchanger 13.
De koude wordt in de lucht-water warmtewisselaar 13 gebruikt om de verse aanvoerlucht af te koelen (bijv. van 25 10 naar 16 graden) en te ontvochtigen. Het koude water wordt tevens gebruikt om decentraal in de ruimten de ruimtelucht na te koelen met behulp van de luchtbehandelelementen 5, 6. Effectief is dan geen warmteterugwinning WTW benodigd, zodat 5 van het warmte-overdrachtssysteem 11 in deze figuur slechts schematisch de contour in streeplijnen is weergegeven. Tevens is het mogelijk voor het koelen van de centrale toevoerlucht tijdens zomerbedrijf gebruik te maken van een (niet getoonde) extra lucht-water warmtewisselaar welke is geplaatst na het 10 warmteoverdrachtsysteem 11, zodat dit overdrachtsysteem in de zomer kan worden gebruikt voor het terugwinnen van koude uit de retourlucht, terwijl er nakoeling van de toevoerlucht plaats vind middels de extra warmtewisselaar.The cold is used in the air-to-water heat exchanger 13 to cool the fresh supply air (e.g. from 10 to 16 degrees) and dehumidify. The cold water is also used to cool the room air decentrally in the rooms using the air treatment elements 5, 6. Heat recovery heat recovery is then not required, so that 5 of the heat transfer system 11 in this figure only schematically shows the contour in broken lines has been displayed. It is also possible for cooling the central supply air during summer operation to make use of an additional air-water heat exchanger (not shown) which is placed after the heat transfer system 11, so that this transfer system can be used in the summer for recovering cold from the return air, while post-cooling of the supply air takes place through the additional heat exchanger.
Lange termijn opslag met bodemwisselaars is volgens de 15 uitvinding ook mogelijk. Daarbij kan, in plaats van bronnen voor het opslaan van koude en warmte, ook gebruik worden gemaakt van speciale warmtewisselaars welke warmte uitwisselen met de bodem.Long-term storage with soil exchangers is also possible according to the invention. In addition, instead of sources for storing cold and heat, use can also be made of special heat exchangers which exchange heat with the soil.
Als voorbeeld van een uitvoeringsvorm met korte termijn 20 opslag kan worden gewezen op de mogelijkheid om een of meerdere vaten (niet getoond) te benutten met daarin een medium dat in staat is warmte (en koude) op te slaan. In een typisch geval bestaat dit medium dan uit water. De opslag wordt bij voorkeur zo uitgevoerd, dat vermenging van koud en 25 warm water in het vat wordt tegengegaan, of dat twee of meer vaten worden toegepast op analoge wijze als getoond in figuren 4-7.As an example of an embodiment with short-term storage, reference can be made to the possibility of utilizing one or more vessels (not shown) containing a medium capable of storing heat (and cold). Typically this medium then consists of water. The storage is preferably carried out in such a way that mixing of cold and hot water in the vessel is prevented, or that two or more vessels are used in an analogous manner as shown in Figs. 4-7.
Als alternatief kan ook worden gekozen voor een of meerdere faseveranderende media. Door de faseverandering kan 30 de opslagcapaciteit van koude en warmte in een op vaten gebaseerde uitvoeringsvorm worden verhoogd.Alternatively, one or more phase-changing media can be chosen. Due to the phase change, the storage capacity of cold and heat can be increased in a vessel-based embodiment.
1111
De korte termijn opslag dient in een typisch geval voor het opslaan van een warmteoverschot, danwel een koudeoverschot gedurende enkele uren tot enkele dagen.The short-term storage typically serves to store a heat surplus or a cold surplus for a few hours to a few days.
In een verdere uitvoeringsvorm is een extra koeler 19 5 verschaft t.b.v. vrije koeling, zoals in figuur 8 is getoond. Indien de hoeveelheid koude, die benodigd is om de lucht in de ruimtes 1, 2 na te koelen, veel hoger is dan de hoeveelheid koude die door de lucht-water warmtewisselaar 13 wordt geproduceerd, kan een extra lucht-water warmtewisselaar 10 19 worden toegevoegd, welke kan worden geplaatst in de buitenlucht, zoals in figuur 8 is getoond.In a further embodiment, an additional cooler 19 is provided for free cooling, as shown in Figure 8. If the amount of cold required to cool down the air in the rooms 1, 2 is much higher than the amount of cold produced by the air-water heat exchanger 13, an additional air-water heat exchanger 19 can be added. which can be placed in the open air, as shown in Figure 8.
Bij een voldoende lage buitentemperatuur produceert de toegevoegde lucht-water warmtewisselaar 19, bijvoorbeeld een droge koeler of een natte koeltoren, koude t.b.v. de 15 nakoeling in de ruimtes 1, 2.At a sufficiently low outside temperature the added air-to-water heat exchanger 19, for example a dry cooler or a wet cooling tower, produces cold for aftercooling in the rooms 1, 2.
Verder is het mogelijke om extra warmte winnen uit de via de afvoer uit te stoten lucht. Indien de hoeveelheid warmte die op jaarbasis wordt opgeslagen in het opslagsysteem (veelal een bronnensysteem) veel kleiner is dan de 20 hoeveelheid warmte die aan het opslagsysteem 14, 15 wordt onttrokken, dient additionele warmte te worden opgeslagen om het opslagsysteem op langere termijn in balans te krijgen, zoals in figuur 9 is getoond. Hiertoe kan een extra lucht-water warmtewisselaar 20 worden toegevoegd, welke kan 25 worden geplaatst in de afvoer voor retourlucht. Doordat deze lucht in de zomer niet wordt benut voor directe warmteterugwinning, is het mogelijk de lucht met de extra lucht-water warmtewisselaar 20 af te koelen en de vrijkomende warmte op te slaan in het opslagsysteem.Furthermore, it is possible to gain extra heat from the air to be emitted via the outlet. If the amount of heat stored on an annual basis in the storage system (often a source system) is much smaller than the amount of heat extracted from the storage system 14, 15, additional heat must be stored to balance the storage system in the longer term. as shown in Figure 9. To this end, an additional air-water heat exchanger 20 can be added, which can be placed in the return air outlet. Because this air is not used in the summer for direct heat recovery, it is possible to cool the air with the additional air-water heat exchanger 20 and to store the heat released in the storage system.
30 Het koude water kan eerst door een lucht-water warmtewisselaar 21 stromen, welke is geplaatst in de invoer voor buitenlucht om op deze wijze deze ingevoerde lucht af te koelen. Vervolgens stroomt het water door de lucht-water 12 warmtewisselaar 20 in de retourlucht, waardoor dit water verder wordt opgewarmd en er meer warmte uit de lucht wordt gewonnen.The cold water can first flow through an air-to-water heat exchanger 21, which is placed in the inlet for outside air in order to cool this inlet air in this way. The water then flows through the air-water 12 heat exchanger 20 into the return air, whereby this water is further heated and more heat is extracted from the air.
Indien de buitentemperatuur dermate laag is dat de via de 5 invoer 4 aangevoerde lucht niet behoefd te worden gekoeld, kan het water uitsluitend over de lucht-water warmtewisselaar 20 in de retourlucht worden geleid, waardoor warmte wordt gewonnen voor het opslagsysteem 15, zonder dat de aanvoerlucht in de invoer 4 wordt gekoeld.If the outside temperature is so low that the air supplied via the inlet 4 does not have to be cooled, the water can only be conducted over the air-water heat exchanger 20 into the return air, whereby heat is recovered for the storage system 15, without the supply air in the inlet 4 is cooled.
10 In nog een verdere uitvoeringsvorm is voorzien in het gebruik van de lucht-water warmtewisselaar 13 voor voorverwarming en koeling. Het is niet noodzakelijk een separate lucht-water warmtewisselaar 21 te plaatsen voor het koelen van de verse aanvoerlucht in de zomer. De lucht-water 15 warmtewisselaar 13, welke is geplaatste voor de warmteterugwinning, en welke in de winter wordt benut voor het voorverwarmen van de ventilatielucht, kan in de zomer worden benut voor het koelen van de verse aanvoerlucht, zoals in figuur 10 is getoond. In de in figuur 10 getoonde 20 configuratie kan de warmteterugwinning tijdens zeer hoge buitentemperaturen echter niet worden gebruikt voor het terugwinnen van de koude uit de retourlucht.In yet a further embodiment, the use of the air-to-water heat exchanger 13 is provided for preheating and cooling. It is not necessary to place a separate air-water heat exchanger 21 for cooling the fresh supply air in the summer. The air-to-water heat exchanger 13, which is placed for heat recovery, and which is used in the winter for preheating the ventilation air, can be used in the summer for cooling the fresh supply air, as shown in Figure 10. In the configuration shown in figure 10, however, the heat recovery during very high outside temperatures cannot be used to recover the cold from the return air.
In weer een andere uitvoeringsvorm, zoals die in figuur 11 is getoond, is een warmtepomp 22 toegevoegd. Een 25 warmtepomp 22 kan zodanig aan het systeem worden toegevoegd, dat de verdamperzijde van de warmtepomp 22 is gekoppeld aan het GKW systeem, zoals in figuur 11 is getoond. Hierbij produceert de warmtepomp 22 een deel van de koude, welke geleverd wordt aan de decentrale koelunits ofwel de 30 luchtbehandelelementen 5, 6 in de diverse ruimtes 1, 2.In yet another embodiment, such as that shown in Figure 11, a heat pump 22 is added. A heat pump 22 can be added to the system such that the evaporator side of the heat pump 22 is coupled to the GKW system, as shown in Figure 11. The heat pump 22 herein produces part of the cold, which is supplied to the decentralized cooling units or the air treatment elements 5, 6 in the various rooms 1, 2.
De aan de condensorzijde van de warmtepomp 22 vrijgekomen warmte kan nuttig worden benut, bijvoorbeeld voor het leveren van warmte aan het CV systeem, welk dient om de lucht in 13 ruimtes 2 met een lage warmteproductie en een hoog warmteverlies na te verwarmen.The heat released on the condenser side of the heat pump 22 can be usefully utilized, for example for supplying heat to the central heating system, which serves to post-heat the air in 13 rooms 2 with a low heat production and a high heat loss.
De niet nuttig te gebruiken warmte kan naar de buitenlucht worden afgevoerd middels een lucht-water 5 warmtewisselaar 23 in de buitenlucht, zoals een droge koeler of natte koeltoren.The unusable heat can be dissipated to the outside air by means of an air-to-water heat exchanger 23 in the outside air, such as a dry cooler or wet cooling tower.
Niet direct nuttig te gebruiken warmte kan echter ook worden afgevoerd middels een lucht-water warmtewisselaar 24 in de stroom van retourlucht in de luchtbehandelkast 3.However, heat that is not directly useful for use can also be dissipated by means of an air-to-water heat exchanger 24 in the flow of return air in the air treatment cabinet 3.
10 De lucht-water warmtewisselaar 24 kan zowel voor als achter de warmteterugwinning 11 in de afvoer voor de retourlucht worden geplaatst. Tevens kan die worden geplaatst in een separate sectie waarover een deelstroom van de retourlucht kan worden geleid.The air-to-water heat exchanger 24 can be placed both before and after the heat recovery 11 in the return air outlet. It can also be placed in a separate section over which a partial flow of the return air can be conducted.
15 Volgens de uitvinding is een combinatie van meerdere luchtbehandelingskasten 3 mogelijk, zoals ook in figuur 12 is getoond. Wanneer meerdere luchtbehandelingskasten 3 in een gebouw worden toegepast, is het mogelijk om energiestromen tussen de kasten uit te wisselen.According to the invention, a combination of a plurality of air handling units 3 is possible, as is also shown in Figure 12. When several air conditioning units 3 are used in a building, it is possible to exchange energy flows between the units.
20 In een typisch geval wordt de in figuur 12 hoger gelegen kast 3 toegepast voor het conditioneren van de lucht in een bouwdeel met een hogere warmtelast, zoals een automatiseringsafdeling, en wordt een andere, in figuur 12 onder gelegen kast 3 benut voor het conditioneren van de 25 lucht in een ruimte met een lage warmtelast.In a typical case, the cabinet 3 located higher in Figure 12 is used for conditioning the air in a building component with a higher heat load, such as an automation department, and another cabinet 3 located below in Figure 12 is used for conditioning the air in a room with a low heat load.
Bij het bouwdeel met de hoge interne warmtelast kan warmte uit de lucht worden gewonnen door het koelen van de toevoerlucht en/of het koelen van de retourlucht. Dit systeem kan ook worden toegepast met meer dan twee 30 luchtbehandelingskasten 3. Eventueel is zelfs de gecombineerde toepassing van telkens één luchtbehandelingskast per ruimte 1, 2 mogelijk.With the component with the high internal heat load, heat can be extracted from the air by cooling the supply air and / or cooling the return air. This system can also be applied with more than two air treatment units 3. Optionally even the combined use of one air treatment unit per room 1, 2 is possible.
1414
Verder is een uitvoeringsvorm mogelijk zonder directe warmteterugwinning 11 uit de retourlucht, zoals in figuur 13 is getoond. In gebouwen met een beperkte ruimte voor luchtkanalen en in landen met een minder koud klimaat wordt 5 veelal geen warmteterugwinning 11 in de luchtbehandelingskast toegepast. De lucht-water warmtewisselaar 13, welke is geplaatst in de invoer voor aangezogen buitenlucht, kan dan worden gebruikt voor het voorverwarmen van de aangezogen buitenlucht en daarmee zorgen voor een energiebesparing.Furthermore, an embodiment is possible without direct heat recovery 11 from the return air, as shown in Figure 13. In buildings with limited space for air ducts and in countries with a less cold climate, often no heat recovery 11 is used in the air treatment cabinet. The air-to-water heat exchanger 13, which is placed in the inlet for sucked-in outside air, can then be used for pre-heating the sucked-in outside air and thereby ensure an energy saving.
10 De verse buitenlucht van bijv. 10 graden wordt aangezogen in de luchtbehandelingskast 3. De lucht stroomt over de lucht-water warmtewisselaar 13 en wordt hierdoor voorverwarmd (bijv. naar 15 graden). Tegelijk wordt het water, dat door deze lucht-water warmtewisselaar 13 stroomt afgekoeld van 15 bijv. 18 naar 13 graden.10 The fresh outside air of, for example, 10 degrees is sucked into the air handling unit 3. The air flows over the air-water heat exchanger 13 and is thereby preheated (e.g. to 15 degrees). At the same time, the water flowing through this air-to-water heat exchanger 13 is cooled from, for example, 18 to 13 degrees.
De voorverwarmde lucht wordt middels een verwarmingselement 25 opgewarmd tot bijv. 17 graden. Door de motorwarmte van de toegepaste ventilator 12 wordt de lucht verder opgewarmd tot ca. 18,50. Deze verse aanvoerlucht van 20 ca. 18,5 graden wordt ingeblazen in de ruimtes 1, 2. Er wordt dan een energiebesparing gerealiseerd, doordat de verse aanvoerlucht minder behoeft te worden opgewarmd en doordat de koude voor de diverse ruimtes 1, 2 niet behoeft te worden geproduceerd middels koelmachines.The preheated air is heated by means of a heating element 25 to, for example, 17 degrees. The air is further heated to approximately 18.50 by the engine heat of the fan 12 used. This fresh supply air of approximately 18.5 degrees is blown into rooms 1, 2. An energy saving is then realized because the fresh supply air does not have to be heated up as much and because the cold for the various rooms 1, 2 does not have to be heated. are produced by cooling machines.
2525
Een beginsel voor het vormen van een regelsysteem is in figuur 14 getoond. Daarbij zijn stooklijnregelingen voor de gewenste temperaturen in de toevoerlucht aangeduid.A principle for forming a control system is shown in Figure 14. Heating curve controls for the desired temperatures in the supply air are indicated.
Om daadwerkelijk een minimaal energiegebruik te realiseren, 30 kan een regelsysteem worden toegepast, dat het gebruik van CV-warmte minimaliseert tijdens het winterbedrijf door het regelen van de energieoverdracht in de lucht-water warmtewisselaar 13 in de toevoerlucht en de energieoverdracht 15 in de warmteterugwinning 11, zodanig, dat in volgorde de volgende doelstellingen worden bereikt: - dat de vraag naar CV warmte, welke geproduceerd dient te worden door de warmtepomp of externe warmtebron (in het 5 algemeen een CV-ketel), exact nul bedraagt of in ieder geval zo laag mogelijk is; - dat de hoeveelheid geproduceerde koude in de lucht water warmtewisselaar 13 indien mogelijk overeenkomt met de hoeveelheid gevraagde koude voor het met de afzonderlijke 10 luchtbehandelelementen 5, 6 nakoelen van de lucht in de decentrale ruimtes 1, 2; - dat het eventuele overschot aan vrijgekomen koude uit de lucht-water warmtewisselaar 13 en/of warmte uit het decentrale nakoeling tijdelijk kan worden opgeslagen in een 15 eventueel toe te passen opslagsysteem, zodanig dat dit overschot op een later moment nuttig gebruikt kan worden voor het leveren van warmte aan de lucht-water warmtewisselaar 13 of koude aan de decentrale nakoeling.In order to actually achieve a minimal energy consumption, a control system can be applied that minimizes the use of central heating heat during winter operation by controlling the energy transfer in the air-to-water heat exchanger 13 in the supply air and the energy transfer 15 in the heat recovery 11 , such that the following objectives are achieved in sequence: - that the demand for central heating, which must be produced by the heat pump or external heat source (in general a central heating boiler), is exactly zero or at least as low is possible; - that the amount of cold produced in the air-water heat exchanger 13 corresponds, if possible, to the amount of cold required for cooling the air in the decentralized spaces 1, 2 with the individual air treatment elements 5, 6; - that any excess of cold released from the air-to-water heat exchanger 13 and / or heat from the decentralized after-cooling can be temporarily stored in a storage system that may be used, such that this surplus can later be usefully used for the supplying heat to the air-to-water heat exchanger 13 or cold to the decentralized post-cooling.
- dat er eventueel additionele warmte middels een extra 20 warmtewisselaar uit de retourlucht wordt gewonnen en wordt opgeslagen in het opslagsysteem, zodanig dat op kortere of langere termijn een thermisch evenwicht in en met het opslagsysteem ontstaat, waarbij er op lange termijn geen sprake is van een overschot aan warmte of koude welke is 25 opgeslagen in het opslagsysteem.- that any additional heat is extracted from the return air by means of an additional heat exchanger and is stored in the storage system, such that a thermal equilibrium is created in and with the storage system in the shorter or longer term, whereby there is no question of a long-term surplus of heat or cold which is stored in the storage system.
Een relatief eenvoudige regeling om deze optimale situatie te benaderen omvat een instelling van het gewenste setpoint voor de temperatuur na de lucht-water warmtewisselaar 13 (Tvv). Verder dient bij voorkeur een 30 instelling te zijn verschaft voor het gewenste setpoint voor de temperatuur na de warmteterugwinning 11 (Twarmteterugwinning), en dient een instelling te zijn verschaft van het gewenste setpoint voor de temperatuur na de 16 warmtewinning 11 uit de retourlucht tijdens de zomer (Tuitblaas).A relatively simple control to approximate this optimum situation comprises an adjustment of the desired set point for the temperature after the air-water heat exchanger 13 (Tvv). Furthermore, a setting must preferably be provided for the desired set point for the temperature after the heat recovery 11 (Heat recovery), and a setting must be provided for the desired set point for the temperature after the 16 heat recovery 11 from the return air during the summer (Spout).
De voorgenoemde instellingen zijn afhankelijk van: - De buitenluchttemperatuur (Tbuiten).The aforementioned settings depend on: - The outside air temperature (T outside).
5 - De bedrijfsituatie van het gebouw (nacht- en/of dagbedrijf).5 - The operating situation of the building (night and / or day operation).
- Het niveau van instraling van zonne-energie in het gebouw (Qinstraling), gebaseerd op het gemeten stralingsniveau van de zon en het tijdstip op de dag en in het jaar in combinatie 10 met gegevens over de oriëntatie van het gebouw en het glasoppervlak in de gevel.- The level of solar radiation in the building (Q-radiation), based on the measured radiation level of the sun and the time of day and year in combination with data on the orientation of the building and the glass surface in the building facade.
- Het tijdstip op de dag en de dag in de week als indicator voor het in bedrijf zijn van het gebouw en, in combinatie met het opgestelde vermogen van de interne warmteproductie 15 (Qwarmteproductie), als basis voor de berekening van de intern in het gebouw geproduceerde warmte. Tevens kan een goede indicatie van de geproduceerde warmte in het gebou worden verkregen door meting van het afgenomen elektrisch vermogen van het geboud bij de elektrische aansluiting of 20 door middel van deelmetingen bij de diverse bouwdelen.- The time of day and day of the week as an indicator for the operation of the building and, in combination with the installed capacity of the internal heat production 15 (Q heat production), as a basis for the calculation of the internal in the building produced heat. A good indication of the heat produced in the building can also be obtained by measuring the decreased electrical power of the building at the electrical connection or by means of partial measurements at the various building components.
Deze parameters zijn schematisch in figuur 14 getoond. Verder is toevoeging mogelijk van modelvorming t.b.v. optimale stooklijnbepaling. Voor de warmtebalans van het gebouw en de diverse ruimten geldt de relatie: 25These parameters are shown schematically in Figure 14. Furthermore, addition of model formation for optimum heating curve determination is possible. The relationship applies to the heat balance of the building and the various rooms: 25
Qinstraling + Qinblaas - Qretour + Qwarmteproductie -Qwarmteverlies + Qcv - Qgkw = 0Q-radiation + Q-bladder - Q-return + Q-heat production - Q-heat loss + Qcv - Qgkw = 0
De variabelen voor Qinblaas, Qretour, Qcv en Qgkw zijn 30 direct te meten of te berekenen uit temperaturen en lucht- of water debieten.The variables for Qin bladder, Qretour, Qcv and Qgkw can be directly measured or calculated from temperatures and air or water flows.
1717
De werkelijk optredende waarden voor Qinstraling, Qwarmteproductie en Qwarmteverlies kunnen alleen worden geschat op basis van: - Theoretisch bepaalde overdrachtscoëfficiënten en 5 bijbehorende temperatuurverschillen (Qwarmteverlies); - Verschillen in instralingsniveaus afhankelijk van het stralingsniveau van de zon en de overdrachtscoëfficiënten welke bepaald worden door glasoppervlak en oriëntatie (Qinstraling); 10 - Verschillen in warmteproductie over de tijd (Qwarmteproductie)The actual occurring values for Q irradiation, Q heat production and Q heat loss can only be estimated based on: - Theoretically determined transfer coefficients and associated temperature differences (Q heat loss); - Differences in irradiation levels depending on the radiation level of the sun and the transfer coefficients that are determined by glass surface and orientation (Q-irradiation); 10 - Differences in heat production over time (Q heat production)
De temperatuurverschillen en het stralingsniveau van de zon kunnen direct worden gemeten. De overdrachtscoëfficiënten voor het warmteverlies en de instraling en de warmteproductie 15 per ruimte en afhankelijk in de tijd zijn zeer moeilijk direct te meten.The temperature differences and the radiation level of the sun can be measured directly. The transfer coefficients for heat loss and irradiation and heat production per space and depending on time are very difficult to measure directly.
Door de bovengenoemde waarden (Qinblaas, Qretour, Qcv, Qgkw, Tbuiten, Truimte en Stralingsniveau) gedurende een langere periode te meten, kunnen de voorgenoemde 20 overdrachtscoëfficiënten en warmteproductie worden geschat afhankelijk van de bezetting van het gebouw en het tijdstip op de dag en in het jaar.By measuring the aforementioned values (Qinblack, Qretour, Qcv, Qgkw, Tbuiten, Truimte and Radiation level) over a longer period, the aforementioned transfer coefficients and heat production can be estimated depending on the occupation of the building and the time of day and in the year.
Het hierdoor ontstane energiemodel voor het gebouw kan worden gebruikt voor het optimaal instellen van de 25 stooklijnen, hetgeen hierboven is beschreven.The resulting energy model for the building can be used to optimally adjust the heating lines, which has been described above.
Verder is ook toevoeging mogelijk van temperatuurintegratie door gebruik te maken van de warmtecapaciteit van de gebouwconstructie. Door de toepassing van het in deze aanvraag omschreven systeem kan de behoefte 30 aan warmte in praktijk veelal volledig worden geëlimineerd op de momenten dat het gebouw in gebruik is en er sprake is van interne warmteproductie. Op momenten dat het gebouw niet in gebruik is, en er derhalve zeer weinig interne 18 warmteproductie is, ontstaat er behoefte aan CV warmte om het gebouw op temperatuur te houden. Deze behoefte aan CV warmte kan worden voorkomen door de combinatie van de volgende maatregelen. Men kan de lucht in het gebouw gelijk laten 5 afkoelen met de massa van het gebouw, waarbij de temperatuurdaling beperkt blijft als gevolg van de hoge warmtecapaciteit van de massa van het gebouw, door het niet of beperkt toevoeren van CV warmte op het moment dat het gebouw niet of beperkt in gebruik is. Verder is het mogelijk 10 om de gebouwmassa en de binnenlucht van het gebouw pas weer op te warmen, wanneer weer sprake is van interne warmteproductie. Er kan gebruik worden of zijn gemaakt van een instelbare, additionele verhoging van de gewenste ruimtetemperatuur (Truimte) gedurende de eerste uren in de 15 ochtend, nadat het gebouw gedurende een periode, bijvoorbeeld 's nachts of tijdens week-ends of feestdagen, buiten gebruik is geweest en de lucht in het gebouw en daarmee de gebouwmassa zijn afgekoeld. Hierdoor wordt ondanks de afgekoelde gebouwmassa (zoals vooral wanden, plafonds en 20 vloeren) het comfort in de ruimten gehandhaafd.Furthermore, addition of temperature integration is also possible by making use of the heat capacity of the building construction. By applying the system described in this application, the need for heat can in practice often be completely eliminated at the moments that the building is in use and there is internal heat production. At times when the building is not in use, and therefore there is very little internal heat production, there is a need for central heating to keep the building at the right temperature. This need for central heating can be prevented by the combination of the following measures. The air in the building can be allowed to cool down with the mass of the building, whereby the temperature drop remains limited due to the high heat capacity of the mass of the building, due to the non-supply or limited supply of CV heat at the moment that the building is not or only partially used. Furthermore, it is possible to only heat up the building mass and the inside air of the building when internal heat production is again involved. Use can be made or made of an adjustable, additional increase of the desired room temperature (Truimte) during the first hours in the morning, after the building has been taken out of use for a period, for example at night or during weekends or holidays. and the air in the building and thus the building mass has cooled. As a result, despite the cooled building mass (such as in particular walls, ceilings and floors), comfort is maintained in the rooms.
Op bovengenoemde wijze kan gebruik worden gemaakt van de warmtecapaciteit van het gebouw om onnodige energievraag tijdens momenten met een lage interne warmteproductie te voorkomen. Gedurende de nacht, wanneer er geen of weinig 25 interne warmteproductie en of instraling is / zijn, wordt er geen of zeer beperkt warmte toegevoerd t.b.v. naverwarming, waardoor de massa van het gebouw bijv. maximaal twee graden afkoelt. Gedurende de dag, wanneer er wel sprake is van interne warmteproductie of instraling, wordt er enigszins 30 minder warmte afgevoerd uit de ruimtes door middel van de decentrale koelunits 5, 6, waardoor de ruimtetemperatuur tijdens deze periode met een nog koude gebouwconstructie iets hoger is en het comfort voor de gebruikers ondanks de 19 enigszins afgekoelde gebouwmassa gewaarborgd blijft en waardoor deze massa weer wordt opgewarmd.The heat capacity of the building can be used in the above-mentioned manner to prevent unnecessary energy demand during moments with low internal heat production. During the night, when there is little or no internal heat production and / or radiation, no or very limited heat is supplied for post-heating, as a result of which the mass of the building, for example, cools down by a maximum of two degrees. During the day, when there is internal heat production or radiation, slightly less heat is dissipated from the rooms by means of the decentralized cooling units 5, 6, so that the room temperature during this period with a still cold building construction is slightly higher and the comfort for the users remains guaranteed despite the 19 somewhat cooled building mass and as a result of which this mass is heated up again.
Er zijn nog vele alternatieve en aanvullende uitvoeringsvormen mogelijk, die zich zullen opdringen aan de 5 vakman na kennisneming van de voorgaande openbaarmaking van diverse uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, welke alle zijn gelegen binnen het bereik van de beschermingsomvang volgens de hierna volgende conclusies, tenzij dergelijke alternatieven en aanvullingen vallen buiten 10 de letter of de geest van die conclusies. Zo is het mogelijke allerlei componenten toe te voegen. Er kan gebruik worden gemaakt van een zonnecollector. Doordat daarbij al zeer efficiënt gebruik en hergebruik wordt gemaakt van de in het gebouw geproduceerde warmte, is er nog nauwelijks behoefte 15 aan verwarmingsenergie. Alleen wanneer het gebouw vrijwel niet meer bezet is, is er behoefte aan warmte om het gebouw gedurende de nacht zo goed mogelijk op temperatuur te houden. De hiervoor benodigde warmte kan worden geleverd m.b.v. een (niet in enige van de figuren weergegeven) zonnecollector, 20 welke overdag de vereiste warmte uit de omgeving opvangt en deze opslaat in een opslagsysteem, zodat de warmte vooral 's nachts kan worden benut voor het op temperatuur houden van het gebouw.Many alternative and additional embodiments are still possible, which will be imposed upon those skilled in the art after reading the foregoing disclosure of various embodiments of the present invention, all of which are within the scope of the scope of protection according to the following claims, unless such alternatives and additions fall outside the letter or spirit of those conclusions. This makes it possible to add all kinds of components. A solar collector can be used. Because the heat produced in the building is already being used very efficiently and reused, there is hardly any need for heating energy. Only when the building is practically unoccupied is there a need for heat to keep the building at the right temperature during the night. The heat required for this can be supplied by means of a solar collector (not shown in any of the figures), which collects the required heat from the environment during the day and stores it in a storage system, so that the heat can be used especially at night to keep the building at the right temperature.
Er kunnen andere media dan water worden toegepast.Media other than water can be used.
25 Hierboven zijn al fase-veranderende media genoemd.25 Phase-changing media have already been mentioned above.
In de plaats van een lucht-water warmtewisselaar 13 en een watersysteem voor het transporteren van de koude-energie door het gebouw heen, kan ook gebruik gemaakt worden van andere media, zoals: water met additieven, bijvoorbeeld 30 glycol, om bevriezing in de lucht-waterwisselaar bij lage buitentemperaturen te voorkomen. Binnen het kader van het gebruik van fase-veranderende media kan worden gewezen op de moglijkheid om verdampende en condenserende media te 20 benutten, zoals bijvoorbeeld NH3, R134a of C02 om de pompenergie, die benodigd is om de koude door het gebouw te transporteren, te verminderen en om de warmte-overdracht in de diverse warmtewisselaars te verbeteren. Hierbij 5 condenseert het medium in de lucht-medium warmtewisselaar in de luchtbehandelingskast 3, en verdampt het medium in de decentrale koelunits 5, 6 in de ruimtes 1, 2.Instead of an air-water heat exchanger 13 and a water system for transporting the cold energy through the building, use can also be made of other media, such as: water with additives, for example glycol, to freeze in the air -water exchanger at low outside temperatures. Within the context of the use of phase-changing media, reference can be made to the possibility of utilizing evaporating and condensing media, such as, for example, NH3, R134a or CO2 to transfer the pump energy required to transport the cold through the building and to improve heat transfer in the various heat exchangers. Here, the medium in the air-medium heat exchanger in the air treatment cabinet 3 condenses, and the medium in the decentralized cooling units 5, 6 in the rooms 1, 2 evaporates.
Er kan verder gebruik worden gemaakt van een additionele direct expansie warmtepomp. Wanneer een verdampend en 10 condenserend transportmedium wordt toegepast, zoals bijvoorbeeld NH3, R134a of C02 kan door gebruik van een pomp danwel compressor de druk van het medium in de lucht-medium warmtewisselaar in de luchtbehandelkast 3 hoger worden gemaakt dan de druk van het medium in de decentrale koelunits 15 5, 6 in de ruimtes 1, 2. Hierdoor kan de koeltemperatuur in de ruimtes 1, 2 enkele graden worden verlaagd, terwijl de verwarmingstemperatuur voor het voorverwarmen van de verse aanvoerlucht in de luchtbehandelkast 3 enkele graden kan worden verhoogd. Door het temperatuurverschil van slechts 20 enkele graden tussen de koelunits 5, 6 in de ruimtes 1, 2 en de voorverwarming in de luchtbehandelingskast, kan worden volstaan met een zeer klein drukverschil, waardoor er sprake is van een zeer hoog rendement en derhalve zeer laag energiegebruik van de pomp of de compressor.An additional direct expansion heat pump can also be used. When an evaporating and condensing transport medium is used, such as for example NH3, R134a or CO2, by using a pump or compressor the pressure of the medium in the air-medium heat exchanger in the air treatment cabinet 3 can be made higher than the pressure of the medium in the decentralized cooling units 5, 6 in rooms 1, 2. This allows the cooling temperature in rooms 1, 2 to be lowered a few degrees, while the heating temperature for preheating the fresh supply air in the air treatment cabinet 3 can be raised a few degrees. Due to the temperature difference of only a few degrees between the cooling units 5, 6 in the rooms 1, 2 and the preheating in the air treatment cabinet, a very small pressure difference will suffice, resulting in a very high efficiency and therefore very low energy consumption. of the pump or compressor.
25 103543825 1035438
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1035438A NL1035438C2 (en) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | Air treatment system for room in building, has heat exchanger provided for heating air introduced into building, where heat exchanger is connected to cold-storage in floor of building |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1035438A NL1035438C2 (en) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | Air treatment system for room in building, has heat exchanger provided for heating air introduced into building, where heat exchanger is connected to cold-storage in floor of building |
| NL1035438 | 2008-05-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1035438C2 true NL1035438C2 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=39768510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1035438A NL1035438C2 (en) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | Air treatment system for room in building, has heat exchanger provided for heating air introduced into building, where heat exchanger is connected to cold-storage in floor of building |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1035438C2 (en) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2363945A (en) * | 1939-08-12 | 1944-11-28 | Carrier Corp | Air conditioning system |
| US2363944A (en) * | 1939-08-12 | 1944-11-28 | Carrier Corp | Air conditioning system control arrangement |
| US3032323A (en) * | 1956-12-03 | 1962-05-01 | Carrier Corp | Air conditioning systems |
| US3041047A (en) * | 1956-01-13 | 1962-06-26 | Carrier Corp | Air conditioning systems |
| DE1274312B (en) * | 1965-07-28 | 1968-08-01 | Sulzer Ag | Process for air conditioning the individual rooms of a building |
| DE2316030A1 (en) * | 1973-03-30 | 1974-10-17 | Bahco Ventilation Ab | AIR CONDITIONER. ADDITIONAL TO 2212356 |
| US4024728A (en) * | 1975-02-18 | 1977-05-24 | Projectus Industriprodukter Ab | Method of and an installation for controlling the temperature of a plurality of rooms having mutually differing and varying heating requirements, among which rooms there is normally a cooling requirement |
| FR2395466A1 (en) * | 1977-06-24 | 1979-01-19 | Cophoc Sa | Air conditioning system for department store - has heat pump running at night with heat stored in body of water to supply system in daytime |
| DE2843813A1 (en) * | 1978-10-07 | 1980-04-10 | Reinhold Laroche | Central heating system with duct for preheated air - uses cooling circuit with underground coil connected to heat exchanger in duct |
| WO1997034112A1 (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-18 | Georges Bouvier | Air conditioning and/or heating method and device with a high energy efficiency ratio for multiple-unit buildings |
| WO2000034719A1 (en) * | 1998-12-09 | 2000-06-15 | Abb Installaatiot Oy | Method and arrangement for recovering heat and moisture |
| WO2004094921A1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Combined fluid-air evaporator and novel switching concept for a heat pump in a ventilating apparatus |
-
2008
- 2008-05-19 NL NL1035438A patent/NL1035438C2/en active Search and Examination
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2363945A (en) * | 1939-08-12 | 1944-11-28 | Carrier Corp | Air conditioning system |
| US2363944A (en) * | 1939-08-12 | 1944-11-28 | Carrier Corp | Air conditioning system control arrangement |
| US3041047A (en) * | 1956-01-13 | 1962-06-26 | Carrier Corp | Air conditioning systems |
| US3032323A (en) * | 1956-12-03 | 1962-05-01 | Carrier Corp | Air conditioning systems |
| DE1274312B (en) * | 1965-07-28 | 1968-08-01 | Sulzer Ag | Process for air conditioning the individual rooms of a building |
| DE2316030A1 (en) * | 1973-03-30 | 1974-10-17 | Bahco Ventilation Ab | AIR CONDITIONER. ADDITIONAL TO 2212356 |
| US4024728A (en) * | 1975-02-18 | 1977-05-24 | Projectus Industriprodukter Ab | Method of and an installation for controlling the temperature of a plurality of rooms having mutually differing and varying heating requirements, among which rooms there is normally a cooling requirement |
| FR2395466A1 (en) * | 1977-06-24 | 1979-01-19 | Cophoc Sa | Air conditioning system for department store - has heat pump running at night with heat stored in body of water to supply system in daytime |
| DE2843813A1 (en) * | 1978-10-07 | 1980-04-10 | Reinhold Laroche | Central heating system with duct for preheated air - uses cooling circuit with underground coil connected to heat exchanger in duct |
| WO1997034112A1 (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-18 | Georges Bouvier | Air conditioning and/or heating method and device with a high energy efficiency ratio for multiple-unit buildings |
| WO2000034719A1 (en) * | 1998-12-09 | 2000-06-15 | Abb Installaatiot Oy | Method and arrangement for recovering heat and moisture |
| WO2004094921A1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Combined fluid-air evaporator and novel switching concept for a heat pump in a ventilating apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7913501B2 (en) | Water-cooled air conditioning system using condenser water regeneration for precise air reheat in dehumidifying mode | |
| CN104024749B (en) | Air-conditioning system that adjusts temperature and humidity | |
| US20080023961A1 (en) | Co-generation and control method of the same | |
| CN108603668B (en) | Thermal management device and method of controlling a thermal management device | |
| CN102132111A (en) | Heat pump-type cooling/heating system | |
| CN101634499B (en) | Hot-water and heating-cooling room supply system | |
| US20080216821A1 (en) | Solar heating systems with integrated circulator control | |
| US10330355B2 (en) | Heat pump heating-cooling system using hybrid heat source and control method thereof | |
| KR102048192B1 (en) | A Seawater Desalination Load Bank System and Its Control Method for Ocean Thermal Energy Conversion System Test and Surplus Power Utilization for Grid Stabilization | |
| JP5180616B2 (en) | Energy-saving devices such as air conditioners | |
| SE1351400A1 (en) | Apparatus and method for heating air in an air treatment device | |
| JP2010085009A (en) | Air conditioning method, air conditioning system and method of controlling air conditioning system | |
| CA2181565A1 (en) | A method and system for transferring heating and/or cooling power | |
| NL1035438C2 (en) | Air treatment system for room in building, has heat exchanger provided for heating air introduced into building, where heat exchanger is connected to cold-storage in floor of building | |
| EP2310751B1 (en) | Thermal gradient fluid header for multiple heating and cooling systems | |
| KR20130115001A (en) | Apparatus for preheating of heat-source air in air heat-source heat pump | |
| JP2002039695A (en) | Liquefied gas vaporization system utilizing waste heat, and waste heat supply method | |
| CN104380010A (en) | Heat pump | |
| EP2885584B1 (en) | Apparatus and method for influencing the temperature in a building | |
| US8844516B2 (en) | Heating apparatus using solar energy and method of heating using solar energy | |
| JP2006308261A (en) | Heat pump type hot water supplier | |
| CN104180599B (en) | Refrigerator and hot cabinet heat recovery system for supermarket | |
| JP5721408B2 (en) | Hot spring water supply system and hot spring water supply method | |
| KR20090115627A (en) | Multy condensation Heating system | |
| FI88431C (en) | FOLLOWING OVERCHAIR FANGER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| PD | Change of ownership |
Owner name: ENERGIE TOTAAL PROJECTEN B.V.; NL Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), MERGE; FORMER OWNER NAME: KEA CONSULT B.V. Effective date: 20170818 |