NL1043096B1

NL1043096B1 - Device for de-gasifying ground-bound homes.

Info

Publication number: NL1043096B1
Application number: NL1043096A
Authority: NL
Inventors: Johannes Eduard Maria Van Herpt Ir
Original assignee: Jan E M Van Herpt
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-07-02

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op het efficiënt benutten van de warmte- en koude opslagcapaciteit van de bodem met behulp van twee eenvoudig in het grondwater aan te brengen holle, flexibele en dunwandige buizen voorzien van vloeistof-voerende kanaaltjes en absorptie elementen aangebracht onder zonnepanelen op het dak of gevel. De uitvinding is bedoeld voor het verwarmen en koelen van grondbonden ééngezinswoningen en kleine bedrijfsgebouwen zonder ruimtebeslag voor de installatie. Het systeem best~at uit een bodembron en een dakbron. De bodem bron omvat de warmtewisselaars, een warmtepomp met buffervat, een kleppensectie ten behoeve van de sturing van warmtestromen en een infiltratiekraag ten behoeve van het infiltreren van overtollig hemelwater. De dakbron zorgt voor aanvullende warmte en electricteit voor de warmtepomp en naverwarming. Bij dimensionering van de bodembron wordt gebruik gemaakt van de bijdrage in de vorm van latente warmte als gevolg van faseverandering van het water. Door het grote contactoppervlak wordt een efficiënte warmtewisseling verkregen met het grondwater. Hierdoor kan ijsvorming ontstaan, die door de grondwaterstroming, het regenwater en externe warmtebronnen weer ontdooit. Dit proces vindt simultaan plaats en wordt door een mini-computer geregeld.The invention relates to the efficient use of the heat and cold storage capacity of the soil by means of two hollow, flexible and thin-walled pipes, which are easy to install in the groundwater and are provided with liquid-carrying channels and absorption elements placed under solar panels on the roof. or facade. The invention is intended for heating and cooling ground-level single-family houses and small commercial buildings without taking up space for the installation. The system consists of a soil source and a roof source. The soil source comprises the heat exchangers, a heat pump with buffer tank, a valve section for the control of heat flows and an infiltration collar for the infiltration of excess rainwater. The roof source provides additional heat and electricity for the heat pump and post-heating. When dimensioning the soil source, use is made of the contribution in the form of latent heat as a result of the phase change of the water. The large contact area ensures efficient heat exchange with the groundwater. This can cause icing, which thaws again due to the groundwater flow, rainwater and external heat sources. This process takes place simultaneously and is controlled by a mini computer.

Description

x inrichting voor het gasioos maken van grondgebonden woningen, De uitvinding heeft betrekking op het voorzien In sen systeem van onttrekken en toevoegen van warmte en koude ten behoeve van het gaslons maken van bestaande grondgebonden wargen.The invention relates to the provision of a system of extracting and adding heat and cold for the purpose of gas-making existing ground-bound warrants.

Hetsystesm hastast uit twee hoofdbesanddslen:Hetsystesm hastast from two main files:

A} ven ondiepe, gesioten hodembron, die verticaal aangebracht wordt In de bodem. onder het gemiddelde niveau van het grondwater.A} shallow, closed ground source, which is placed vertically in the bottom. below the average groundwater level.

De bodembron bestaat ui zen stelsel van verschillende modules zoalsa. sen warminwizselaar, waarvan ze per schacht iwes worden ingebracht ia b. een gelsoleerd bufferval met warmtewisselaar ten behoeve van warm tapwater €. de warmtepomp d. een kleppensectie ten behoeve van de bediening van de verschillende stromen &. ean infiltratickraag ten behoeve van het infiltreren van hemelwater Bl een dakbron met solarabsorbers aangebracht onder de zonmepanslen.The soil source consists of a system of different modules such as a. a heat exchanger, of which they are introduced per shaft ia b. a insulated buffer trap with heat exchanger for hot tap water €. the heat pump d. a valve section for the operation of the various flows &. an infiltration collar for the infiltration of rainwater Bl a roof source with solar absorbers mounted under the solar panels.

Deze solarabsorbers worden opgewarmg door strafing en convectie veroorzaakt door de zonnepanelen en lengsvoerende lucht, Het systeem wordt gevuld met een glycol oplossing en zorgt tevens voorgedeeltelijke regeneratie vande hodembran.These solar absorbers are heated by punishment and convection caused by the solar panels and longitudinal air. The system is filled with a glycol solution and also ensures partial regeneration of the Hodembran.

De bodembron maakt deel uk van cernsysteem dat het doelmatig verwarmen en matig koslen van bestaande grondgebonden woningen en kleine bedrijfsgebouwen beoogt.The soil source is part of a core system that aims at efficient heating and moderate costing of existing ground-level homes and small commercial buildings.

Het systeem bevindt zich geheel aan de buitenzijde var hel gebouw toet uitzondering van de sansiuitingen voor watervoerende leringen, elekivicitelt en remote control functies.The system is entirely on the outside of the building except for the sanitary utilities for water-bearing teachings, electrical and remote control functions.

De schacht waarin de bodembron wordt geplaatst heeft sen diepte van 20 m, Er is geen ruimebeslag voor het plaatsen van het systeem, waardoor de beschikbare ruimte bij grondgebonden woningen niet beperkt wordt, Het interieur wordt, op kleine aanpassingen na, niel geroerd, De aansiulting van het systeem vindt plaats op de locatie van de centrale warmtebron.The shaft in which the soil source is placed has a depth of 20 m, There is no space requirement for the installation of the system, so that the available space in ground-level homes is not limited, The interior is not stirred, except for minor adjustments, The advice of the system takes place at the location of the central heat source.

Bij ééngerinswoningen bevindt de ow-ketel zich doorgaans op de zolderverdieping.In single-family homes, the ow boiler is usually located in the attic.

De warmtewisselaar van de bodembron is een flexibels kunsistofbuis mel zen diameter van 300 mm en een lengte van 6000 ram.The heat source exchanger is a flexible plastic tube with a diameter of 300 mm and a length of 6000 ram.

De wand van de huis bextaat uit kanaaltjes en Is vipgistofvoerend.The wall of the house consists of channels and is VIP-yeast-carrying.

Deze hauls is met aen octrooi beschermd EP 2 9R5546A2 { MERA Befestigungs- und Montagesysteme GmbH} Perschacht worden twee vermiewisselaars toegepast, die worden aangesloten op een warmtepomp, die zowel warms ganvoert als onttrekt, De verkregen warmte word! gebufferd inhetgeholeerde bufferval met een inhoud van 700 1. DIt buffervat bevat tevens cen warmtewisselaar ten behoeve van het bereiden van warm tapwater. Het buffervat wordt eventueel voorzien van zogenaamde fase veranderende matsralen {PCM} om de warmte op hogere lemperatuur langer vast te kunnen houden.This hauls is protected by a patent. Two heat exchangers are used, which are connected to a heat pump, which both conducts and extracts heat. The heat obtained! buffered in the hollowed buffer trap with a volume of 700 1. This buffer vessel also contains a heat exchanger for preparing hot tap water. The buffer tank is optionally provided with so-called phase-changing mat radiators {PCM} in order to retain the heat at a higher temperature for longer.

De warmtewisselaar kan bij het onttrekken van warmte licht bevriezen, Het systeem is prima gericht op het omtrekken van warmte uit het grondwater en secundair benutten van latente warmte dievrijkomt bij ijsvorming. De ijsvorming wordt opgeheven middels passieve regeneratie door warmte aan te voeren op sen natuurlijke wijze door stomend grondwater an door regenwater of döòr axterne JuIzame wanmsbronmen ide vorm van solarsbsorbers, zangebracht onder de 19 zonnepanelen, Deze sclarsbsorbers laten de temperatuur van het grondwater licht stijgen waarvan de warmtepomp profiteert en het rendement verbetert { TOP: coefficience of performance).The heat exchanger can freeze light when heat is extracted. The system is perfectly focused on transferring heat from the groundwater and secondary utilization of latent heat that is released during ice formation. Ice formation is eliminated by passive regeneration by supplying heat in a natural way by steaming groundwater and by rainwater or by means of axial Juicy sources of the form of solar absorbers, brought under the 19 solar panels. These scrubbers allow the temperature of the groundwater to rise slightly. heat pump benefits and improves efficiency {TOP: coefficience of performance).

Het systeem functioneert optimaal indien de bodemtemperstuur in balans a er word! op jaarbasis gvenveel warmte toegevoegd als onttrokken aan de bodem. De flexibiliteit van de kunststof warmtewisselaar maakt het mogelijk dat deze zich aahpast san zettingen in de grond, vormverandering als gevolg van ijsvorming en bewegingen in de bodem, Ue uitvinding richt zich op het realiseren van eenvoudige, gesloten bodembronnen voor de warmie- en koudevraag ten behoeve van ruimteverwarming en koeling en warn tapwater van vrijstaande en geschakelde déngezinswoningen en bedrijfsgebouwen voorzien van een lzag4tamperstuur verwarmingssysteem, Kwlien dat niet het geval lv moeien er maatregelen getroffen worden.The system functions optimally if the soil temperature control is balanced a er! Annually, a lot of heat is added as extracted from the soil. The flexibility of the plastic heat exchanger allows it to adapt to settlements in the ground, changes in shape as a result of ice formation and movements in the soil. of space heating and cooling and warn tap water of detached and semi-detached family homes and commercial buildings equipped with a lzag4 tamper-controlled heating system, which is not the case if measures are to be taken.

Door zen ondiepe, gesloten bron tos te passen wordt er geen schade toegebracht gan de bodem. Er vinden geen doorboringen plaats van de waterscheldende kleilagen, dis het grondwater schelden van het drinkwater, De Toegepaste materialen zijn niet-toxisch en Het systeem wordt gevuld met wropylsengvrol.By applying zen shallow, closed source toss, no damage is done to the soil. There are no punctures of the water-scrapping clay layers, the groundwater scolds of the drinking water, The materials used are non-toxic and The system is filled with wropylsengfrol.

De schacht beval twee alronderlijk functionerende wamtewissekars. Daarbij kanzen warmtewisselaar benut worden voor koel- en de andere voor verwarmingsdosleinden en voorde bereiding van warm Iapwater. De benodigde warmte of koude wordt verkregen door met behulp van sen kleppensectie de verschillende stromen Ie regelen, Bij een hogere warmtevraag worden meerdere bronnen geplaatst. De onderlinge afstand bedraagt minstens 5000 mvs.The shaft ordered two wonderfully functioning heat exchanger cars. The heat exchanger can be used for cooling and the others for heating dosing ends and for the preparation of warm tap water. The required heat or cold is obtained by regulating the various flows with the help of a valve section. With a higher heat demand, multiple sources are placed. The distance between them is at least 5000 mvs.

Er zijn verschillende soorten ondiepe bodembronnen in de handel, Deze bronnen kenmerken zich doordetzij horzomaal aanpgelwachy worden met behulp van een graafmachine, dicht onder het maaiveld. De onderhavige ultvinding kan echter alleen met zen grondboonmachine van hel type zulgboring aangelnach: worden.There are various types of shallow soil sources on the market. These sources are characterized by being horzomaal appgelwachy using an excavator, close to ground level. The present invention can, however, only be solved with a Zen soil bean machine of the type Zingboring.

De hodembron wordt aangebracht met behulp van een grondboor mel een diameter van 530 mm, so zen diepte van ongeveer 20m, Deze instalatie wordt ook benut voor het Inbrengen van de verschillende modules in de schacht, De installatie-diepte is afhankelijk van de gemiddelde grandwaterstand, Bij het plaatsingspraces wordt er geen grondenter onttrokken uit de bodem.The ground source is installed using a ground drill with a diameter of 530 mm, szen depth of about 20m, This installation is also used for the insertion of the different modules in the shaft, The installation depth depends on the average grand water level, In the placement traces, no soil graft is extracted from the soil.

Be tussenruimte tussen warmiswisselaar en schacht en de ruimte In de warmtewisselaar wordt gevuld met fijn grind en is waterdoorsatbaar. De infiliratickrasg wordt als manchet om de warmtsgamp aangebracht, heeft een geperforgerde bodem, voorzien van sen filter en heeft een vrije uiloop in de schacht, De kraag wordt sangesioten op de hemehssterafvoer, De instatintie wordt in de woning aangesloten In de nabijheid van de centrale serwarmingsbron. Om te voorzien in het a-water met zen hogere tempershan wordt een electrisch verwarmingselement sangebracht als uverwarmer, In geval van het ontbreken van een bagtemperataaversamingssysisen worden de beslaands radistorgn voorzien van kigine ventifatores teneinde de luchtcirculatie te forceren. Het wermiapwater wordt aangevoerd op een temperatuur van maximaal 35°C, leder tappum wordt voorzien van een doorstoonmiessiel tsneinde hal tapwater op de gevraagde tamperatuur 8 brengen, De benodigde slede! wordt verkregen met behuip van zonnepanelen, aangebracht op dak of gevel. De pgevelen dienen tevens als afdekking van de solarabsorbers, De verkregen slekivinifeit hop basis van saldering dekkend voor de behoefte san sisktrijctst voor de aandrijving van de 25 warnnepomp en de benodigde slecrkitelt voor naverwarmer en doorsiroomnestsilen, Tekeningen {zie pagina 7} Fig loom sey overzicht van de Instalatie. Fig 2 toon de warmtewisselaar Fig 3 toont de geïselzerde mantel voor de aan-en ahvoerleiding thy centrale verwarming ei wan 25 ispwater Fig 4 toont het geisoleerde hulfervat met warmtewisselaar thy warm tapwater Fig 5 toont de infiltratiekraag voor het invoeren van hemelwater De aanduidingen in de tekeningen;The space between the heat exchanger and shaft and the space The heat exchanger is filled with fine gravel and is water-permeable. The infiliratickrasg is placed as a cuff around the heat gamp, has a perforated bottom, equipped with a filter and has a free owl in the shaft, The collar is connected to the hemehsster drain, The installation is connected in the house Near the central heating source . To provide the α-water with zen higher tempershan, an electric heating element is provided as uheater. In the absence of a bag temperature data system, the fogging radiators are provided with kigine ventilators to force the air circulation. The wermiap water is supplied at a temperature of a maximum of 35 ° C, each tappum is provided with a weather-proof membrane at the end of the tap water, bringing the required temperature to 8. The required slide! is obtained using solar panels, mounted on the roof or facade. The façades also serve as a cover for the solar absorbers. The slekivini life hop obtained on the basis of netting covering the need for the sisktrijctst for the drive of the 25 warning pump and the required sleitkitelt for postheater and through-room nesting, Drawings {see page 7} Fig loom sey overview of the Instalation. Fig 2 shows the heat exchanger Fig 3 shows the insulated jacket for the supply and supply pipe thy central heating egg of 25 isp water Fig 4 shows the insulated sleeve vessel with heat exchanger thy hot tap water Fig 5 shows the infiltration collar for entering rainwater The indications in the drawings ;

1 de doorsnede over de grondgebonden sengszinnworning 2 de centrale verwarmingsketel 3 de mechanischs vertijaliekox 4 de zommepansien § 5 de sufarabsurber1 the cross-section over the ground-bound sengszinnworning 2 the central heating boiler 3 the mechanisch vertijaliekox 4 de zommepansien § 5 the sufarabsurber

& de hemelwateralvoer 7 de electtische naverwarmer 8 de standaard radiator voorzien van fan 3 .de mantelbuis {Hg 3}& the rainwater supply 7 the electrical re-heater 8 the standard radiator with fan 3 .the jacket pipe {Hg 3}

ide nfiltratickeaag {fig 5} 11 de warmtepomp 12 het buffervat 13 de warmiewisselaribv warm tapwater 14 de warmtewisselaaris 15 het maaiveld 16 de grondwaterstand 17 buiswand opgebouwd uit kanasitjes 18 de agnvoerisiding 19 de afvoerieidingideal filtration tank {fig 5} 11 the heat pump 12 the buffer tank 13 the heat exchanger with hot tap water 14 the heat exchanger is 15 the ground level 16 the groundwater level 17 pipe wall built of canoe nits 18 the aggregate pipe 19 the drain pipe

24 20 de geïsoleerde mantel 21 de aan — enafvoerkeidngen 32 het bufferval is geïsoleerd aan de binnenzijde 23 dn warmtewisselaar thy warm lapwater 24 de infiltratichrang24 20 the insulated jacket 21 the inlet and outlet connections 32 the buffer trap is insulated on the inside 23 the heat exchanger thy hot water 24 the infiltratichrang

Claims

Conclusions 4 Determination for hell extractor and addition of bottom soil warms from a shallow Hexibel and closed bottom bran, making balanced use of latent heat as a result of ice formation in the groundwater.

5 2. The ericht is used for the extraction of cold for the cooling of the interior spaces of houses and small commercial buildings.

3, Coupling several heat exchangers makes it possible to provide a larger capacity by desl to meet the heat or cooling demand of a specific home or business building, & The device is used to obtain heat or cold with the help of a heat pump .

5. The purpose of the facility is to heat and moderately cool the ground-level home or commercial building. The installed solar cells meet the need for the heat pump drive and the energy required for the flow-through appliances,