NL1039010C2

NL1039010C2 - Installatie om zonne-energie te collecteren en zonder hulp energie op te slaan in de bodem.

Info

Publication number: NL1039010C2
Application number: NL1039010A
Authority: NL
Inventors: jacob Karsten
Original assignee: jacob Karsten
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-03-04

Description

Titel:

Installatie om zonne-energie te collecteren en zonder hulp energie op te slaan in de bodem.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de bekende warmtepomp installatie en de bekende zonnecollector en de bekende zonnecel.

De onderhavige uitvinding berust op het principe dat de zonne-energie opgeslagen wordt in de bodem en met de "wet op het behoud van energie" bewaard wordt totdat een warmtepomp 5 de opgeslagen energie terug haalt uit de bodem.

Bijkomend voordeel is dat de capaciteit van de zonnecel niet omlaag gaat omdat de zonnecel grondwatergekoeld is. De uitvinding is dus ook een erondwatereekoelde zonnecel (1+2)

De onderhavige uitvinding werkt alleen bij aanbod van zonne-energie op de collector (1) en bij aanbod van zonlicht op de zonnecel (2) tegelijk. Wanneer er geen aanbod is van zonne-energie 10 dan wordt geen warmte verzameld en geen stroom opgewekt zodat de 12V gelijkstroompomp (3+4) stopt en er geen warmte naar de bodem (6) wordt gepompt. Er is geen regeling nodig die de pomp aanstuurt, de 12V pomp (3+4) gaat uit bij nacht en gaat aan bij voldoende zonlicht. De 12V pomp (3+4) werkt puur op het aanbod van zonlicht zonder hulp van het elektriciteitsnet. Een nadraaitijd van de pomp (3+4) kan eenvoudig gemaakt worden met een 15 simpele 12V accu en een buitenthermostaat. De zonnecel (2) wordt in de buurt van de zonnecollector (l)geplaatst, een combinatie is ook mogelijk in één apparaat (1+2).

Een gecombineerde zonnecollector (1+2) met zonnecel bestaat al.

Het circuit van de collector is waterzijdig door middel van een warmtewisselaar (5) gescheiden van het circuit van de aardwarmtebron (6).

20 De duurzame 12V gelijkstroompomp (3+4) in een CV circuit bestaat wereldwijd nog niet.

De zonnecel (2) is simpel met een omvormer van 12V= naar 230V geschikt te maken vooreen standaard CV pomp (3+4). Een keerklep (11) verhindert terugstromen naar de warmtepomp. Een standaard CV pomp (3+4) kan met een schemerschakelaar op het elektriciteitsnet aangesloten worden maar de installatie werkt dan niet zonder hulpenergie.

25 De werking en techniek van de warmtepomp (9) is traditioneel en bekend.

De werking en techniek van de zonnecollector (1) is traditioneel en bekend.

De werking en techniek van de zonnecel (2) is traditioneel en bekend.

De werking en techniek van een wisselaar (5) is traditioneel en bekend.

Winter: 30 Wanneer verwarming gevraagd wordt (10) dan maakt de compressor in de warmtepomp (9) warmte.

Door middel van een circulatiepomp (7) wordt water uit de bodem naar de warmtepomp (9) 1039010 2 gepompt. Door middel van een circulatiepomp (8) wordt het water met een hogere temperatuur naar de warmtevrager (10) gepompt. De vrager (10) wordt warmer en de gever(6) wordt kouder.

Zomer: 5 Wanneer koeling gevraagd wordt (10) dan verplaatst de pomp(8) het water in de warmtepomp (9) koud water. Door middel van een circulatiepomp (7) wordt water uit de bodem naar de warmtepomp (9) gepompt. Door middel van een circulatiepomp (8) wordt het koude water naar de koudevrager gepompt. De vrager (10) wordt kouder en de gever(6) wordt warmer.

10 Dit is een energiebesparende zomer/winter cyclus. De gecollecteerde zonnewarmte wordt in de winter gebruikt.

3

Extra energievoordeel:

Omdat de collector (l)continu grondwatergekoeld (6) is zal er meer warmte absorptie uit de zonnewarmte zijn dan het zelfde systeem van bijvoorbeeld het bekende zonneboilersysteem met een veel hogere water temperatuur.

5 Het rendement van de grondwatergekoelde collector (6) is ongeveer 225% hoger dan een zonnecollector met zonneboiler.

Voorbeeld van een zonnecollectorsysteem:

De berekening van een zonnecollectorsysteem naar NEN 5125, 2005 toont aan dat er4.1GJ (=1139 kWh) wordt verzameld per jaar. Dit naar het TNO rapport 2001-DEG-R124,19-11-2001. 10 Voorbeeld van de grondwatergekoelde collector:

De getoonde grondwatergekoelde collector (1) heeft een oppervlak van 2.37m2. Meer collectoren (1) zijn koppelbaar en hebben dus recht evenredig meer opbrengst.

De collector (1) absorbeert al zonne-energie bij lichte bewolking en vorst vanwege de lage watertemperaturen.

15 Onderhavige uitvinding heeft met een oppervlak van 2.37m2 een empirisch bewezen resultaat van 2600 kWh per jaar. (2009/2010 was een koude winter en zomer)

De bewijzen zijn geregistreerd met een simpele warmtemeter. Bewijzen zijn voorhanden.

Zelfs bij een lage buitentemperatuur verzamelt de collector (1) zonnewarmte.

De onderhavige uitvinding is zelfvoorzienend qua energie, de 12 gelijkstroompomp (3+4) draait 20 op de stroom van de zonnecel (2).

De energie wordt in de bodem (6) opgeslagen.

De natuurkundige wet op het behoud van energie zegt dat de energie niet kan verdwijnen.

De horizontale watersnelheid in de bodem is maximaal 1 meter per jaar in Nederland.

In onderstaande tabel bij figuur 1 zijn de empirisch gemeten temperaturen vastgelegd .

25 Toelichting op de tabel bij figuur 1:

De bron (6) temperaturen aan het eind van de zomer zijn hoger geworden, de energie wordt bewaard tot de winter.

De zonnecollector (1) is grondwatergekoeld en geeft de gecollecteerde zonnewarmte af aan de warmtewisselaar(5).

30 De temperatuur in de collector is maximaal 43.9 graden bij 38.9°C buiten in de zon.

4

Figu u rbesch ri jving:

In figuur 1 is de situatie in schema gebracht met de bijbehorende temperaturen. Verklaring van letters en cijfers: 1: zonnecollector 5 2: zonnecel 3: 12V= gelijkstroompomp 4: 12V= gelijkstroompomp 5: warmtewisselaar 6: aardwarmtebron als buffer 10 7: CV installatiepomp 8: bronpomp 9: warmtepomp 10: installatie 11: keerklep 15 Letter Functie Datum Jaar Tijd Winter Zomer

A: Toevoer CV 26-01 2010 09.45 26.2°C

A: Toevoer CV 09-07 2010 13.00 17.8°C

B: Retour CV 26-01 2010 09.45 20.2°C

B: Retour CV 09-07 2010 13.00 15.1°C

20 C: Toevoer Wpomp 26-01 2010 09.45 5.8°C

C: Toevoer Wpomp 09-07 2010 13.00 18.6°C

D: Retour Wpomp 26-01 2010 09.45 6.7”C

D: Retour Wpomp 09-07 2010 13.00 14.9°C

E: Toevoer bron 26-01 2010 09.45 7.5°C

25 E: Toevoer bron 09-07 2010 13.00 18.8°C

F: Retour Collector 26-01 2010 09.45 13.4°C

F: Retour Collector 09-07 2010 13.00 19.8°C

G: Toevoer Collector 26-01 2010 09.45 17.1°C

G: Toevoer Collector 09-07 2010 13.00 21.4°C

30 H: Ruimtetemperatuur 26-01 2010 09.45 20.5°C

H: Ruimtetemperatuur 09-07 2010 13.00 23.6°C

I: Buitentemp. Schaduw 26-01 2010 09.45 -10.5°C

I: Buitentemp. Schaduw 09-07 2010 13.00 25.0°C

J: Buitentemp. Zonkant 26-01 2010 09.45 -8.2°C

35 J: Buitentemp. Zonkant 09-07 2010 13.00 38.9°C

K: Temp. in collector 26-01 2010 09.45 9.0°C

K: Temp. in collector 09-07 2010 13.00 43.9°C

1 0 3 9 0 1 0

Claims

6

1. Warmtepompinstallatie (figuur 1) omvattende een zonnecollector (1) voor het verwarmen van een vloeistof, een warmtebuffer (6) en met een warmtepomp (9), waarbij: - Een collectorcircuit (1,3,5) samen met een pomp (3)en een warmtewisselaar^) een circuit omvat,

2. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1, waarbij deze een zonnecel (2) omvat voor het verschaffen van elektrische energie aan de circulatiepomp (3,4) in tenminste het collectorcircuit (1,3,5) en het hoofdcircuit (9,7,6,4).

3. warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1 en 2 waarbij het gebruikscircuit (10,8,9) minstens een pomp (8) en een wisselaar (10) voor een gebruiksruimte omvat.

4. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1 en 2 waarbij de zonnewarmte naar de warmtebuffer (6) wordt gevoerd.

5. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1 en 2 waarbij de zonnewarmte 20 bewaard wordt in de warmtebuffer (6).

5. Het hoofdcircuit (9,7,6,4)een warmtepomp (9) een warmtewisselaar (5) een terugslagklep en een warmtebuffer (6) omvat, - Een eebruikscircuit (10,8,9) middels een warmtepomp (9) in wisselend contact staat met het hoofdcircuit. Waarbij elk van de 3 genoemde circuits tenminste een pomp met verbindingdelen omvat.

6. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1 en 2 waarbij de gebufferde zonnewarmte met een warmtepomp (9) aan de buffer (6) onttrokken wordt.

7. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1 en 2 waarbij de onttrokken warmte aan het gebruikscircuit (10) afgestaan wordt.

8. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1.2 en3 waarbij de gecollecteerde zonne-energie (1) met behulp van opgewekte elektrische energie (2) de pompen (3,4) aandrijft.

9. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1.2 en 3 waarbij de gecollecteerde zonne-energie (1) zonder hulpenergie bewaard wordt in de buffer (6).

10. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1.2 en 3 waarbij de gecollecteerde Zonne-energie(l) de buffer warmer heeft gemaakt. Zie figuur 2.

10 Een circuit is een vloeistofleiding bestaande uit een aanvoerbuis, retourbuis aftakkingen, appendages en aansluitingen.

11. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1.2 en 3 waarbij de opgewarmde buffer (6) meedraagt aan minder draaiuren van de warmtepomp (9)

12. Warmtepompinstallatie (figuur 1) volgens conclusie 1.2 en 3 waarbij de gereduceerde 35 draaiuren voor minder energiekosten zorgen. 1039010