NL2003587C2

NL2003587C2 - Thermisch paneel.

Info

Publication number: NL2003587C2
Application number: NL2003587A
Authority: NL
Inventors: Dirk Johannes Schellebeek; Maurits Alexander Boogaard
Original assignee: Ubbink Bv
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2011-04-04

Description

NLP185731A

Thermisch paneel

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft betrekking op een thermisch paneel voor verwarming van water door middel van zonlicht.

5 Een bekend thermisch paneel omvat een bak die is afgedekt met een glasplaat, een absorbeerplaat binnen de bak die opwarmt door middel van invallend zonlicht en een slingervormige absorbeerbuis onder de absorbeerplaat voor de overdracht van de warmte aan door de absorbeerbuis stromend 10 circulatiewater. De absorbeerplaat en de absorbeerbuis zijn ter isolatie gelegen in een laag steenwol. Tussen de glasplaat en de absorbeerplaat is een luchtspouw aanwezig.

Het bekende thermische paneel kan in een schuin pannendak worden opgenomen, waarbij de dakpannen rondom het 15 paneel worden gelegd om een verzonken ligging van het thermisch paneel in het pannendak te verkrijgen. Daarbij kunnen naast of rondom het thermische paneel tevens enkele fotovoltaïsche panelen worden opgenomen om elektrische energie op te wekken. Teneinde een fraai bovenaanzicht op 20 het gecombineerde panelenpakket te verkrijgen dient de inbouwdiepte van de thermische panelen slechts beperkt af te wijken van de inbouwdiepte van de fotovoltaïsche panelen. De inbouwdiepte van fotovoltaïsche panelen is door de geringe dikte van de actieve componenten reeds beperkt, waardoor de 2 behoefte bestaat de inbouwdiepte van de thermische panelen daarop aan te passen.

Een doel van de uitvinding is een thermisch paneel te verschaffen die geschikt is om fraai te kunnen worden 5 opgenomen in een gecombineerd panelenpakket.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

10 De uitvinding verschaft een thermisch paneel voor verwarming van water door middel van zonlicht, omvattend een bak met een bodemwand en een daarvan opstaande omtrekswand, een transparante plaat die de bak aan zijn van de bodemwand afgekeerde bovenzijde afdekt, een op de bodemwand gelegen 15 laag thermisch isolatiemateriaal en een zich daarboven uitstrekkende absorbeerinrichting die op afstand van de transparante plaat is gelegen om tussen de transparante plaat en de absorbeerinrichting een luchtspouw te vormen, waarbij de absorbeerinrichting is opgebouwd met een 20 aanvoerbuis en een afvoerbuis voor de aanvoer respectievelijk afvoer van water, ten minste één absorbeerbuis die aan de uiteinden in hoofdzaak dwars aansluit op de aanvoerbuis en de afvoerbuis, en een absorbeerplaat op de absorbeerbuis voor afgifte van warmte 25 aan de absorbeerbuis, waarbij de aanvoerbuis, de absorbeerbuis en de afvoerbuis zich in hoofdzaak evenwijdig aan de bodemwand uitstrekken, waarbij de hartlijn van de absorbeerbuis ter plaatse van de aansluiting op de aanvoerbuis en de afvoerbuis dichter bij de bodemwand 30 gelegen is dan de hartlijn van de aanvoerbuis en de afvoerbuis.

Van bovenaf dwars op de bodemwand beschouwd is de hartlijn van de absorbeerbuis lager gelegen dan de hartlijnen van de aanvoerbuis en de afvoerbuis, hetgeen de 35 mogelijkheid biedt de algehele inbouwdiepte van het thermisch paneel beperkt te houden met behoud van een werkzame luchtspouw tussen de transparante plaat en de 3 absorbeerplaat. Dit biedt de mogelijkheid een thermisch paneel te construeren waarvan de inbouwdiepte kan worden aangepast aan de inbouwdiepte van een fotovoltaïsch paneel.

In een uitvoeringsvorm daarvan bezit de 5 absorbeerbuis een kleinere diameter dan de aanvoerbuis en de afvoerbuis, waardoor in het bijzonder aan de naar de luchtspouw gerichte bovenzijde van de absorbeerbuis een verlaging kan worden bewerkstelligd ten gunste van de luchtspouw.

10 In een constructief eenvoudige uitvoeringsvorm bezitten de aanvoerbuis en de afvoerbuis hoofdzaak dezelfde diameter.

In een uitvoeringsvorm strekt de absorbeerbuis zich uit onder een recht of vlak gedeelte van de 15 absorbeerplaat. De absorbeerplaat kan zich dan met het rechte gedeelte evenwijdig aan de transparante plaat uitstrekken om licht om te zetten in aan de absorbeerbuis af te geven warmte.

In een uitvoeringsvorm strekt de absorbeerplaat 2 0 zich boven de aanvoerbuis en de afvoerbuis uit, zodat de absorbeerplaat warmte kan afgeven aan de aanvoerbuis en de afvoerbuis. Het effectieve warmte absorberende oppervlak in het thermisch paneel kan daarmee worden geoptimaliseerd.

In een uitvoeringsvorm daarvan is ten behoeve van 25 de warmte overdracht de absorbeerplaat gelegen op de absorbeerbuis en is deze ter plaatse van de aanvoerbuis en de afvoerbuis voorzien van een verhoogd gedeelte dat gelegen is op de aanvoerbuis en de afvoerbuis.

In een uitvoeringsvorm is de absorbeerplaat 30 verbonden met de absorbeerbuis, bij voorkeur door middel van lassen.

In een uitvoeringsvorm omvat de absorbeerinrichting meerdere absorbeerbuizen om verspreid over de absorbeerplaat de warmte hiervan op te nemen.

35 In voorkeursuitvoeringen daarvan strekken de absorbeerbuizen zich volgens een meandervorm of harpvorm slingerend uit in een recht vlak tussen de aanvoerbuis en de 4 afvoerbuis .

In een voorkeursuitvoering zijn de aanvoerbuis, de afvoerbuis en de absorbeerbuis vervaardigd van koper of van aluminium of een legering daarvan.

5 In een voorkeursuitvoering is de absorbeerplaat vervaardigd van koper of van aluminium of een legering daarvan.

In een uitvoeringsvorm omvat de transparante plaat 10 een glasplaat.

In een lichtgewicht uitvoeringsvorm is de bak vervaardigd van kunststof, bij voorkeur polyetheen.

In een uitvoeringvorm omvat het thermisch paneel een rechthoekig raamwerk met twee evenwijdige langszij den en 15 twee evenwijdige dwarszijden waarbinnen de bak is opgenomen en die de transparante plaat op de bak houdt.

In een uitvoeringsvorm daarvan strekken de aanvoerbuis en de afvoerbuis zich aan evenwijdig aan elkaar en evenwijdig aan de langszijden uit.

2 0 In een voorkeursuitvoering is de laag thermisch isolatiemateriaal onder de aanvoerbuis en de afvoerbuis gelegen en langs de aanvoerbuis en de afvoerbuis voortgezet tegen de zijwand, bij voorkeur tot tegen de transparante plaat. De voortzetting van de laag thermisch 25 isolatiemateriaal tegen de zijwand verzorgt thermische isolatie tussen de zijwand enerzijds en de aanvoerbuis en de afvoerbuis anderzijds.

In een uitvoeringsvorm is de laag thermisch isolatiemateriaal opgebouwd met een vormvaste laag warmte-30 isolerend materiaal, waarbij de aanvoerbuis, de afvoerbuis en bij voorkeur de absorbeerbuis zijn gelegen in een plaatselijke verlaging in de vormvaste laag warmte-isolerend materiaal, zodat aan de naar de bodemwand gekeerde zijde van deze buizen een compacte stapeling van componenten kan 35 worden verkregen ten gunste van de totale inbouwdiepte van het thermische paneel.

In een uitvoeringsvorm is de laag thermisch 5 isolatiemateriaal opgebouwd met een uit vezels samengestelde draaglaag met een open structuur, waarbij de draaglaag is gevuld met een aerogel. In een open structuur gedragen aerogel biedt een relatief goede thermische isolatie ten 5 opzichte van de dikte ervan.

14. In een uitvoeringsvorm daarvan is de draaglaag opgesloten in een folie, zodat de aerogel op zijn plaats blijft ook tijdens installatie van het thermische paneel.

In een voorkeuruitvoering daarvan is de folie 10 voorzien van een reflecterende aluminiumfilm, zodat door de absorbeerplaat afgegeven stralingwarmte kan worden teruggekaatst naar de absorbeerbuis om het water te verwarmen.

De in deze beschrijving en conclusies van de 15 aanvrage beschreven en/of de in de tekeningen van deze aanvrage getoonde aspecten en maatregelen kunnen waar mogelijk ook afzonderlijk van elkaar worden toegepast. Die afzonderlijke aspecten kunnen onderwerp zijn van daarop gerichte afgesplitste octrooiaanvragen. Dit geldt in het 20 bijzonder voor de maatregelen en aspecten welke op zich zijn beschreven in de volgconclusies.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

25

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van een aantal in de bij gevoegde tekeningen weergegeven voorbeelduitvoeringen. Getoond wordt in:

Figuur 1 een isometrisch bovenaanzicht van een 30 thermisch paneel volgens de uitvinding;

Figuur 2 het thermisch paneel volgens figuur 1, waarvan een gedeelte van de bovenzijde is weggesneden om enkele inwendige componenten te tonen;

Figuur 3 een dwarsdoorsnede van het thermisch 35 paneel volgens lijn III-III in figuur 1; en

Figuur 4 een detail van de dwarsdoorsnede van het thermische paneel zoals aangegeven met cirkel IV in figuur 3.

6 GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN 5

Figuur 1 toont een thermisch paneel 1 volgens een uitvoeringvorm van de uitvinding. Het thermisch paneel 1 omvat aan de bovenzijde beschouwd een glasplaat 9 die is opgenomen in een rechthoekig metalen raamwerk 10. Figuur 2 10 toont een gedeelte van het thermische paneel 1 dat zich onder de glasplaat 9 bevindt. Figuren 3 en 4 tonen een dwarsdoorsnede van het thermisch paneel 1.

Zoals weergegeven in figuur 3 omvat het thermisch paneel 1 een kunststof bak 20 met een rechte bodemwand 21 en 15 daarvan opstaande zijwanden 22, waarbij de zijwanden 22 een kromming bezitten waardoor deze vloeiend overgaan in de bodemwand 21. De bovenwand 21 gaat tegenover de bodemwand 21 via een verlaging 24 over in een omlopende aansluitwand 23.

Het metalen raamwerk 10 is samengesteld met twee 20 langsprofielen 11 en twee dwarsprofielen 12 met dezelfde doorsnede, waarbij de doorsnede van één dwarsprofiel 12 is weergegeven in figuren 3 en 4. Het dwarsprofiel 12 omvat een van de kunststof bak 20 afgekeerde rugwand 13, een evenwijdig aan de rugwand 13 uitstrekkende binnenwand 14, 25 aan de onderzijde een bodemwand 15 waarvan de onderzijde zich in het rechte vlak V van de onderzijde van de bodemwand uitstrekt, en aan de bovenzijde een aangrijpwand 16 die zich over de omtreksrand van de glasplaat 9 uitstrekt en een uitsparing 17 voor deze omtreksrand begrenst waarin de 30 glasplaat 9 en de aansluitwand 23 passend zijn opgenomen. De kunststof bak 20 rust daarbij ter plaatse van de verlaging 24 op een steunwand 18 van het dwarsprofiel 12, waarbij in de verlaging 24 een elastische pees 25 is opgenomen waarmee de kunststof bak 20 rondom waterdicht aansluit op de 35 glasplaat 9.

Zoals weergegeven in figuur 2 omvat het thermisch paneel 1 een rechte metalen aanvoerbuis 30 en een rechte 7 metalen afvoerbuis 31 die zie zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken en die aan één zijde door hetzelfde dwarsprofiel 12 van het metalen raamwerk 10 en de aanliggende zijwand 22 van de kunststof bak 20 zijn gevoerd. Tussen de aanvoerbuis 5 30 en de afvoerbuis 31 strekken zich evenwijdig aan elkaar en in hetzelfde rechte valk evenwijdig aan vlak V meerdere metalen absorbeerbuizen 32 uit die aan de uiteinden aansluiten op de aanvoerbuis 30 en de afvoerbuis 31. De buizen of leidingen 30, 31, 32 zijn bestemd voor de doorvoer 10 van te verwarmen circulatiewater, waarbij het circulatiewater in richting A door aanvoerbuis 30 stroomt, in richting B afbuigt naar één van de absorbeerbuizen 32 en in richting C afbuigt naar de afvoerbuis 31 om deze in richting D weer te verlaten. De buizen 30, 31, 32 zijn 15 vervaardigd van koper, of van aluminium of een legering daarvan.

De absorbeerbuizen 32 bezitten een kleinere buitendiameter dan de aanvoerbuis 30 en de afvoerbuis 31 die dezelfde buitendiameter bezitten. De hartlijn T van de 20 absorbeerbuizen 32 is lager gelegen dan de hartlijnen S van de aanvoerbuis 30 en de afvoerbuis 31. Dit is bewerkstelligd door de absorbeerbuizen 32 verlaagd excentrisch tegen de aanvoerbuis 30 en de afvoerbuis 31 te lassen.

Zoals weergeven in figuren 3 en 4 is op de 25 aanvoerbuis 30, de afvoerbuis 31 en de absorbeerbuizen 32 een metalen absorbeerplaat 40 gelegen. De absorbeerplaat 40 is vervaardigd van een plaat koper, of een plaat aluminium of een legering daarvan. De absorbeerplaat 40 omvat een recht binnendeel 41 dat in aanliggend contact is met de 30 absorbeerbuizen 32, en aan de tegenovergelegen langszij den een uit hetzelfde plaatmateriaal gevormde opgaande strook 42 en een neergaande strook 43 die de aanvoerbuis 30 en de afvoerbuis 31 aanliggend overkappen. De absorbeerplaat 40 is vastgezet op de buizen 30, 31, 32, in dit voorbeeld door 35 middel van laserlassen. Alternatief kan een soldeerverbinding zijn gevormd. Tussen de glasplaat 9 en de absorbeerplaat 40 is een luchtspouw 7 aanwezig die zich 8 uitstrekt boven de volledige absorbeerplaat 40.

Zoals weergegeven in figuren 3 en 4 is het pakket van de buizen 30, 31, 32 en de absorbeerplaat 40 op een thermische isolatielaag 50 gelegen. De thermische 5 isolatielaag 50 omvat een uit viltvezels samengestelde draaglaag 51 met een open structuur die is gevuld met nanodeeltjes (silica) aerogel. Een dergelijke aerogel is op zich bekend onder de merknaam Aspen. De draaglaag 51 is omgeven door een kunststof folie 52 met een reflecterende 10 laag die naar de absorbeerplaat 40 is gericht. De thermische isolatielaag 50 is ter plaatse van de buizen 30, 31, 32 enigszins ingedrukt, en loopt over de opstaande zijwanden 22 door tot tegen de glasplaat 9.

De verlaagde ligging van de absorbeerbuizen 32 ten 15 opzichte van de aanvoerbuis 30 en de afvoerbuis 31 en de verzonken ligging van de buizen 30, 31, 32 in de isolatielaag 50 maken een relatief grote hoogte van de luchtspouw 7 ten opzichte van de totale hoogte of inbouwdiepte van het thermische paneel 1. Dit maakt een 20 relatief platte constructie van het thermische paneel 1 mogelijk met behoud van het gewenste of voorgeschreven rendement bij de omzetting van zonlicht naar warmte ten behoeve van het verwarmen van door het thermisch paneel 1 circulerend water. Een dergelijk thermisch paneel 1 als 25 onderdeel van een panelenpakket met fotovoltaïsche panelen verzonken worden opgenomen in een dak ,waarbij in het bovenvlak of zichtvlak op het panelenpakket nauwelijks merkbare hoogteverschillen zijn te zien tussen de panelen.

De bovenstaande beschrijving is opgenomen om de 30 werking van voorkeursuitvoeringen van de uitvinding te illustreren, en niet om de reikwijdte van de uitvinding te beperken. Uitgaande van de bovenstaande uiteenzetting zullen voor een vakman vele variaties evident zijn die vallen onder de geest en de reikwijdte van de onderhavige uitvinding.

35

Claims

1. Thermisch paneel voor verwarming van water door middel van zonlicht, omvattend een bak met een bodemwand en een daarvan opstaande omtrekswand, een transparante plaat die de bak aan zijn van de bodemwand 5 afgekeerde bovenzijde afdekt, een op de bodemwand gelegen laag thermisch isolatiemateriaal en een zich daarboven uitstrekkende absorbeerinrichting die op afstand van de transparante plaat is gelegen om tussen de transparante plaat en de absorbeerinrichting een luchtspouw te vormen, 10 waarbij de absorbeerinrichting is opgebouwd met een aanvoerbuis en een afvoerbuis voor de aanvoer respectievelijk afvoer van water, ten minste één absorbeerbuis die aan de uiteinden in hoofdzaak dwars aansluit op de aanvoerbuis en de afvoerbuis, en een 15 absorbeerplaat op de absorbeerbuis voor afgifte van warmte aan de absorbeerbuis, waarbij de aanvoerbuis, de absorbeerbuis en de afvoerbuis zich in hoofdzaak evenwijdig aan de bodemwand uitstrekken, waarbij de hartlijn van de absorbeerbuis ter plaatse van de aansluiting op de 20 aanvoerbuis en de afvoerbuis dichter bij de bodemwand gelegen is dan de hartlijn van de aanvoerbuis en de afvoerbuis.

2. Thermisch paneel volgens conclusie 1, waarbij de absorbeerbuis een kleinere diameter bezit dan de 25 aanvoerbuis en de afvoerbuis.

3. Thermisch paneel volgens conclusie 1 of 2, waarbij de aanvoerbuis en de afvoerbuis hoofdzaak dezelfde diameter bezitten.

4. Thermisch paneel volgens een der voorgaande 30 conclusies, waarbij de absorbeerbuis zich uitstrekt onder een recht of vlak gedeelte van de absorbeerplaat.

5. Thermisch paneel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de absorbeerplaat zich boven de aanvoerbuis en de afvoerbuis uitstrekt.

6. Thermisch paneel volgens conclusie 5, waarbij 5 de absorbeerplaat gelegen is op de absorbeerbuis en ter plaatse van de aanvoerbuis en de afvoerbuis is voorzien van een verhoogd gedeelte dat gelegen is op de aanvoerbuis en de afvoerbuis.

7. Thermisch paneel volgens een der conclusies 4- 10 6, waarbij de absorbeerplaat is verbonden met de absorbeerbuis, bij voorkeur door middel van lassen.

8. Thermisch paneel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de absorbeerinrichting meerdere absorbeerbuizen omvat.

9. Thermisch paneel volgens conclusie 8, waarbij de absorbeerbuizen zich volgens een meandervorm of harpvorm slingerend in een recht vlak uitstrekken tussen de aanvoerbuis en de afvoerbuis.

10. Thermisch paneel volgens een der voorgaande 20 conclusies, waarbij de aanvoerbuis, de afvoerbuis en de absorbeerbuis zijn vervaardigd van koper of van aluminium of een legering daarvan.

11. Thermisch paneel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de absorbeerplaat is vervaardigd van 25 koper of van aluminium of een legering daarvan.

12. Thermisch paneel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de transparante plaat een glasplaat omvat.

13. Thermisch paneel volgens een der voorgaande 30 conclusies, waarbij de bak is vervaardigd van kunststof, bij voorkeur polyetheen.

14. Thermisch paneel volgens een der voorgaande conclusies, omvattend een rechthoekig raamwerk met twee evenwijdige langszij den en twee evenwijdige dwarszijden 35 waarbinnen de bak is opgenomen en die de transparante plaat op de bak houdt.

15. Thermisch paneel volgens conclusie 14, waarbij de aanvoerbuis en de afvoerbuis zich aan evenwijdig aan elkaar en evenwijdig aan de langszijden uitstrekken.

16. Thermisch paneel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de laag thermisch isolatiemateriaal 5 onder de aanvoerbuis en de afvoerbuis is gelegen en langs de aanvoerbuis en de afvoerbuis is voortgezet tegen de zijwand, bij voorkeur tot tegen de transparante plaat.

17. Thermisch paneel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de laag thermisch isolatiemateriaal is 10 opgebouwd met een vormvaste laag warmte-isolerend materiaal, waarbij de aanvoerbuis, de afvoerbuis en bij voorkeur de absorbeerbuis zijn gelegen in een plaatselijke verlaging in de vormvaste laag warmte-isolerend materiaal.

18. Thermisch paneel volgens een der voorgaande 15 conclusies, waarbij de laag thermisch isolatiemateriaal is opgebouwd met een uit vezels samengestelde draaglaag met een open structuur, waarbij de draaglaag is gevuld met een aerogel.

19. Thermisch paneel volgens conclusie 18, waarbij 20 de draaglaag is opgesloten in een folie.

20. Thermisch paneel volgens conclusie 19, waarbij de folie is voorzien van een reflecterende aluminiumfilm.

21. Thermisch paneel voorzien van een of meer van de in de bij gevoegde beschrijving omschreven en/of in de 25 bij gevoegde tekeningen getoonde kenmerkende maatregelen. -o-o-o-o-o-o-o-o- FG/HZ