NL2016194B1 - Modulaire warmtewisselaar. - Google Patents

Modulaire warmtewisselaar. Download PDF

Info

Publication number
NL2016194B1
NL2016194B1 NL2016194A NL2016194A NL2016194B1 NL 2016194 B1 NL2016194 B1 NL 2016194B1 NL 2016194 A NL2016194 A NL 2016194A NL 2016194 A NL2016194 A NL 2016194A NL 2016194 B1 NL2016194 B1 NL 2016194B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
heat exchanger
pcm
housing
exchanger according
panels
Prior art date
Application number
NL2016194A
Other languages
English (en)
Inventor
Reijer Gouw Marcel
Original Assignee
Global-E-Systems Europa B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Global-E-Systems Europa B V filed Critical Global-E-Systems Europa B V
Application granted granted Critical
Publication of NL2016194B1 publication Critical patent/NL2016194B1/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/0017Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice
    • F24F5/0021Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice using phase change material [PCM] for storage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0366Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by spaced plates with inserted elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/0075Supports for plates or plate assemblies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0004Particular heat storage apparatus
    • F28D2020/0008Particular heat storage apparatus the heat storage material being enclosed in plate-like or laminated elements, e.g. in plates having internal compartments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2240/00Spacing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/14Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes molded
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een modulaire warmtewisselaar, omvattende: meerdere in hoofdzaak parallel ten opzichte van elkaar gepositioneerde PCM-panelen, waarbij ieder PCM-paneel een behuizing omvat, welke behuizing ten minste één compartiment omsluit dat ten minste gedeeltelijk is gevuld met een PCM. De uitvinding heeft tevens betrekking op een warmtewisselende inrichting die ten minste één warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding omvat. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een modulaire warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding.

Description

Modulaire warmtewisselaar
De uitvinding heeft betrekking op een modulaire warmtewisselaar, omvattende: meerdere in hoofdzaak parallel ten opzichte van elkaar gepositioneerde PCM-panelen, waarbij ieder PCM-paneel een behuizing omvat, welke behuizing ten minste één compartiment omsluit dat ten minste gedeeltelijk is gevuld met een faseovergangsmateriaal (PCM). De uitvinding heeft tevens betrekking op een warmtewisselende inrichting die ten minste één warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding omvat. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een modulaire warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding.
Bij faseovergangsmaterialen (in het Engels: Phase Change Materials (PCM)) wordt gebruik gemaakt van de latente warmte van een faseovergang van het PCM voor het afgeven van smeltenergie tijdens het stollen van het PCM en het opnemen van smeltenergie tijdens het smelten van het PCM, waardoor PCM als een thermische accu kan worden beschouwd. Doordat de smeltwarmte van materialen veel hoger ligt dan de soortelijke warmte is een veel hogere specifieke energiedichtheid te bereiken door gebruik te maken van latente warmte dan opslag met behulp van voelbare warmte. Dit resulteert in een compactere opslag. Afhankelijk van het temperatuumiveau van warmte/koude-opslag moet een geschikt PCM worden gezocht met een passende smelttemperatuur, teneinde warmte of koude op te slaan voor gebruik op een later moment. Typische voorbeelden van PCM’s zijn paraffines, zouthydraten en zure vetten. PCM’s worden doorgaans opgenomen in een kunststof behuizing die als zodanig een PCM-paneel vormen. Dergelijke PCM-panelen zijn bijvoorbeeld toepasbaar als warmtewisselaar voor utiliteitsbouw, industrie, woningbouw, infra & transport en de agrarische sector. Een voorbeeld van een bekend PCM-paneel welke als warmtewisselaar wordt toegepast staat beschreven in het Nederlandse octrooischrift NL2009052.
Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde, op PCM gebaseerde warmtewisselaar, waarvan de opslagcapaciteit relatief eenvoudig kan worden aangepast.
De uitvinding verschaft hiertoe een modulaire warmtewisselaar van het in aanhef genoemde type, omvattende: meerdere in hoofdzaak parallel ten opzichte van elkaar, en bij voorkeur naast elkaar, gepositioneerde PCM-panelen, waarbij ieder PCM-paneel een behuizing omvat, welke behuizing ten minste één compartiment omsluit dat ten minste gedeeltelijk is gevuld met ten minste één faseovergangsmateriaal (PCM), en waarbij de behuizing ten minste één doorvoeropening omsluit, en ten minste één koppelelement ingericht om ten minste gedeeltelijk te worden opgenomen in een doorvoeropening van een PCM-paneel en gedeeltelijk te worden opgenomen in een doorvoeropening van ten minste één naastgelegen PCM-paneel waardoor de PCM-panelen onderling worden gekoppeld. Een belangrijk voordeel van de warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding is dat deze modulair is op gebouwd, waarbij het aantal toe te passen PCM-panelen relatief eenvoudig kan worden aangepast aan de specifieke energiebehoefte en specifieke toepassing van de warmtewisselaar. Doordat hierbij gebruik kan worden gemaakt van een enkel type PCM-paneel, is dit vanuit financieel, logistiek, en praktisch oogpunt bijzonder voordelig. Het modulaire karakter van de warmtewisselaar is daarbij op een bijzondere wijze gerealiseerd. Doordat de behuizing van het PCM-paneel is voorzien van één of meerdere doorvoeropeningen (gaten), worden door de PCM-panelen ingesloten opneemruimtes gecreëerd waarin koppelelementen kunnen worden aangebracht voor het onderling, bij voorkeur losneembaar, koppelen van de PCM-panelen van de warmtewisselaar. Doordat de doorvoeropeningen worden omsloten door de behuizing van de PCM-panelen vindt de koppeling plaats binnenin een door het samenstel van PCM-panelen omsloten volume. Dit betekent dat een buitenmaat van de warmtewisselaar wordt bepaald door de buitenmaat (buitenomtrek) van een enkel PCM-paneel, waardoor de warmtewisselaar relatief compact kan worden uitgevoerd, hetgeen doorgaans bijzonder voordelig is, met name ingeval de warmtewisselaar dient te worden geïnstalleerd tussen een bouwkundige plafond en een verlaagd plafondsysteem (ook wel aan geduid als systeemplafond). Aanvullend voordeel van het aanbrengen van voor koppeling ingerichte doorvoeropeningen in de behuizing van de PCM-panelen is dat de aangebrachte doorvoeropeningen de stijfheid en stabiliteit van de PCM-panelen vergroot. Doordat de doorvoeropeningen open zijn uitgevoerd zal een omtreksrand van iedere doorvoeropening namelijk doorgaans worden gedefinieerd door een (plaatsselectieve) verbinding van een voorwand en een achterwand van de behuizing, waardoor de voorwand en achterwand beter in positie en vorm kunnen worden gehouden, hetgeen de vormstabiliteit van de PCM-panelen ten goede komt. Bij voorkeur is de positionering van in een PCM-paneel aangebrachte één of meerdere doorvoeropeningen in hoofdzaak gelijk aan de positionering van in een naastgelegen PCM-paneel aangebrachte één of meerdere doorvoeropeningen. Dit resulteert in een situatie dat doorvoeropeningen aangebracht in behuizingen van naastgelegen PCM-panelen in hoofdzaak in lijn met elkaar zijn gelegen. Een dergelijke oriëntatie, in het bijzonder de onderlinge uitlijning, van de doorvoeropeningen, vereenvoudigt het koppelen van de PCM-panelen aanzienlijk. Ook laat een dergelijke uitgelijnde oriëntatie van de doorvoeropeningen toe dat de koppelelementen relatief eenvoudig en derhalve goedkoop kunnen worden uitgevoerd. Het onderling uitlijnen van de doorvoeropeningen is overigens eenvoudig te realiseren door in hoofdzaak identieke PCM-panelen met elkaar te koppelen. De behuizing is doorgaans uit kunststof vervaardigd, in het bijzonder uit polyetheen met hoge dichtheid (HDPE). Een wanddikte van de behuizing is bij voorkeur gelegen tussen 1 en 2 millimeter, en bedraagt bij nadere voorkeur (circa) 1,5 millimeter. Het PCM waarmee de behuizing ten minste gedeeltelijk is afgevuld heeft bij voorkeur een smelttemperatuur (of smelttraject) gelegen tussen 18 en 32 graden Celsius, hetgeen de warmtewisselaar bijzonder geschikt maakt voor het koelen of verwarmen van een ruimte (vertrek) van een gebouw. Een voorbeeld van een dergelijk PCM is calciumchloridehexahydraat (CaCl2-6H20).
Bij voorkeur is ten minste één koppelelement is voorzien van ten minste een deel van een lateraal (of radiaal) uitkragende flens, waarbij overliggende kopse zijden van de flens een aanslag vormen voor naast elkaar gepositioneerde PCM-panelen. De fungeert daarbij bij voorkeur als afstandhouder voor het op afstand houden van naast elkaar gepositioneerde PCM-panelen. Het op afstand positioneren van de PCM-panelen maakt het mogelijk om lucht te laten stromen door de tussenruimte door de PCM-panelen wordt ingesloten, hetgeen de efficiëntie van de warmtewisselaar aanzienlijk ten goede komt. Teneinde de stevigheid van de flens te vergroten, geniet het de voorkeur dat de flens ononderbroken is uitgevoerd.
Het koppelelement en een doorvoeropening zijn ingericht voor het realiseren van een pen-gat-verbinding. Een buitenomtrek van een deel van de koppelelement dat is ingericht om te worden opgenomen in een doorvoeropening heeft bij voorkeur een in hoofdzaak zelfde vormgeving als een binnenomtrek van de doorvoeropening. In dwarsdoorsnede zal deze buitenomtrek doorgaans vierkant, rechthoekig, (cirkel)rond zijn, doch andere vormgevingen, zoals stervormige of kruisvormige omtrekken worden niet uitgesloten. Het ten minste ene koppelelement omvat bij voorkeur een buisvormig, in het bijzonder in hoofdzaak een cilindrisch en/of balkvormig, lichaam omvat, waarvan een buitenmaat bij nadere voorkeur in hoofdzaak overeenkomt met een binnenmaat van een in de behuizing aangebrachte doorvoeropening. Het ten minste ene koppelelement wordt bij voorkeur onder passing, in het bijzonder klempassing, worden opgenomen in de doorvoeropeningen van tegenoverliggende panelen. Dit voorkomt of althans minimaliseert speling tussen de koppelelementen, hetgeen de stevigheid en stabiliteit van de warmtewisselaar vergroot. Bij voorkeur is de lateraal (of radiaal) uitkragende flens, indien toegepast, aangebracht op een buitenzijde van het buisvormige lichaam van het koppelelement, en bij nadere voorkeur op een centraal deel van de buitenzijde van het buisvormige lichaam. Het buisvormige lichaam, al dan niet voorzien van de flens, is bij voorkeur symmetrisch opgebouwd, hetgeen het gebruiksgemak van het koppelelement doorgaans vergroot. Het buisvormige lichaam is bij voorkeur in hoofdzaak lineair uitgevoerd. Alhoewel het buisvormige lichaam massief kan zijn uitgevoerd, geniet het de voorkeur dat het buisvormige lichaam hol is uitgevoerd en overliggende kopse uiteinden met elkaar verbindt. De toepassing van een hol buisvormig lichaam heeft als voordeel dat een stabilisatie- of vergrendelelement door het buisvormige lichaam kan worden geleid, via welk stabilisatie- of vergrendelelement in eikaars verlengde gelegen buisvormige lichamen (koppelelementen) aan elkaar kunnen worden geregen. Het stabilisatie- of vergrendelelement kan hierbij worden gevormd door een koord, kabel, draad, touw, of andere flexibel element, doch het geniet doorgaans de voorkeur om een in hoofdzaak vormvast stabilisatie- of vergrendelelement toe te passen, zoals bijvoorbeeld een vergrendelbuis of vergrendelstang. Een dergelijke vergrendelbuis is bij voorkeur ingericht voor het doorsteken van meerdere in eikaars verlengde gepositioneerde koppelelementen, waardoor de koppelelement de facto aan elkaar worden geregen, en derhalve onderling in hoofdzaak kunnen worden gefixeerd en kunnen worden gestabiliseerd. De lengte van de vergrendelbuis is derhalve bij voorkeur groter dan de lengte van een koppelelement, en komt bij nadere voorkeur in hoofdzaak overeen met de lengte van ten minste twee in eikaars verlengde gepositioneerde koppelelementen.
In een voorkeursuitvoering omvat de warmtewisselaar meerdere eindelementen, ook wel aangeduid als eindkappen, einddoppen, of eindplug, waarbij ieder eindelement is ingericht om ten minste gedeeltelijk te worden opgenomen in een in de behuizing van een buitenste PCM-paneel aan gebrachte doorvoeropening. In een voorkeursuitvoering omvat de warmtewisselaar meerdere eindelementen, ook wel aangeduid als eindkappen of einddoppen, waarbij ieder eindelement is ingericht om ten minste gedeeltelijk te worden opgenomen in een in door een koppelelement omsloten holte. Bij voorkeur is ieder eindelement ingericht om te worden verbonden, in het bijzonder te worden verlijmd, met een vergrendelbuis en eventueel met vergrendelbuis. Een dergelijke verbinding houdt het samenstel van PCM-panelen, koppelelementen, vergrendelbuizen bij elkaar en stabiliseert de warmtewisselaar als zodanig. Hierbij is het voordelig ingeval de koppelelementen en de eindelementen uit eenzelfde materiaal zijn vervaardigd, zoals kunststof, in het bijzonder polypropeen (PP), polyetheen (PE), of polyvinylchloride (PVC). Bij voorkeur heeft een deel van ieder eindelement een buitenmaat die groter is dan de binnenmaat van een in de behuizing van een PCM-paneel aangebrachte doorvoeropening, waardoor het eindelement een doorvoeropening slechts gedeeltelijk kan passeren. Veelal is ieder eindelement hierbij voorzien van een vergrote kop ingericht voor aangrijping op een van één of meerdere andere PCM-panelen afgekeerde aangezichtswand (voorwand of achterwand) van een (buitenste) PCM-paneel.
Alhoewel de één of meerdere in de behuizing van een PCM-paneel aangebrachte doorvoeropeningen doorgaans reeds bijdragen aan het verstevigen van het PCM-paneel, is het veelal voordelig ingeval ten minste één wand van de voorwand en de achterwand aanvullend is voorzien van een verstevigende profilering. Een dergelijke profilering kan divers van aard zijn en kan bijvoorbeeld worden gevormd door een kruisvormige (+) of stervormige (*) groef, doch kan tevens worden gevormd door een langwerpige groef die zich bij nadere voorkeur uitstrekt in de langsrichting van een PCM-paneel. Bij voorkeur is ten minste één wand van de voorwand en de achterwand is voorzien van een in hoofdzaak gegolfd buitenoppervlak bezit. Een gegolfd buitenoppervlak kan tevens worden beschouwd als verstevigende profilering, doch heeft als aanvullend voordeel dat het gegolfde oppervlak turbulentie opwekt in een dwars over het gegolfde oppervlak stromende luchtstroom, hetgeen de warmtewisseling met de luchtstroom significant ten goede komt. Bij voorkeur definieert het in hoofdzaak gegolfde buitenoppervlak groeven die zich uitstrekken in de lengterichting van het PCM-paneel.
Bij voorkeur is elk van de overliggende opstaande zijden van ieder PCM-paneel voorzien van ten minste één uitkragende schouder ingericht voor afsteuning op een draagstructuur. Toepassing van een schouder aan de overliggende opstaande zijden vergemakkelijkt het laten afsteunen van de warmtewisselaar op een draagstructuur. Bij voorkeur zullen de schouders in een bovenste sectie van ieder PCM-paneel zijn gepositioneerd, hetgeen de stabiliteit van de afsteuning op de draagstructuur doorgaans ten goede komt.
Bij voorkeur is ieder PCM-paneel is voorzien van ten minste één vulopening. Bij voorkeur is ieder PCM-paneel tevens voorzien van een ontluchtingsopening, teneinde het afvullen van het PCM-paneel met PCM te vergemakkelijken. Zowel de vulopening alsook de ontluchtingsopening zijn tijdens gebruik doorgaans volledig gesloten. Doorgaans zal tijdens het vullen van ieder PMC-paneel 1-3 kilogram, bij voorkeur circa 2 kilogram PCM, worden aangebracht in het compartiment dat wordt omsloten door de behuizing.
De kortste afstand tussen naastgelegen PCM-panelen is bij voorkeur gelegen tussen 3 en 5 millimeter, en bedraagt bij nadere voorkeur (circa) 4 millimeter. Het geniet namelijk de voorkeur om de PCM-panelen zo dicht mogelijk om tegen elkaar te positioneren, om de opslagcapaciteit per volume-eenheid zo groot mogelijk te houden, doch waarbij voldoende vrije ruimte tussen de PCM-panelen blijft bestaan om een luchtstroom in hoofdzaak onbelemmerd door een tussen PCM-panelen ingesloten tussenruimte te kunnen laten stromen. Een (kortste) afstand van 4 millimeter tussen naastgelegen PCM-panelen is uit onderzoek optimaal gebleken. In de warmtewisselaar worden bij voorkeur meerdere, doorgaans meer dan tien, in hoofdzaak parallel opgestelde PCM-panelen toegepast, waarbij aangezichtswanden van naastgelegen PCM-panelen naar elkaar zijn toegekeerd.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een warmtewisselende inrichting, omvattende: ten minste één warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de onderling gekoppelde PCM-panelen bij voorkeur in hoofdzaak verticaal zijn georiënteerd, en ten minste één aan een plafond bevestigbare draagstructuur voor de ten minste ene warmtewisselaar. Op deze wijze kan bijvoorbeeld een zogenaamd baffle plafond worden gecreëerd, waarbij in hoofdzaak verticale schotten (waaronder PCM-panelen) aan een plafond worden bevestigd, dat naast warmtewisselend vermogen ook een geluiddempende functie kan hebben. Doorgaans zal bij een dergelijke passieve uitvoeringsvariant van de inrichting, overdag door de PCM-panelen warmte worden onttrokken aan een langsstromende (relatief warme) luchtstroom, waardoor het PCM althans gedeeltelijk overgaat van een vaste toestand naar een vloeibare toestand, ’s Nachts kan het in de PCM-panelen opgenomen PCM weer terug worden gebracht in de vaste toestand door relatief koude lucht te laten stromen langs te panelen, om de PCM-panelen wederom het koelende vermogen te verschaffen dat een opvolgende dag kan worden gebruikt om de omgevingslucht te koelen. Voorgaande uitvoeringsvariant is een relatief eenvoudige, doch doeltreffende uitvoeringsvariant van de inrichting overeenkomstig de uitvinding.
Een voorkeursuitvoering van de inrichting, met behulp waarvan per tijdseenheid meer warmte/koude kan worden uitgewisseld wordt in het onderstaande beschreven. In deze voorkeursomvat omvat de inrichting een behuizing voor het omsluiten van de ten minste ene warmtewisselaar, welke behuizing een in hoofdzaak gesloten zijwand, een geopende onderzijde, en een gedeeltelijk geopende bovenzijde omvat. De inrichting, inclusief de behuizing, kan worden opgehangen aan een bouwkundig plafond, en is bij voorkeur in hoofdzaak gepositioneerd tussen een bouwkundige plafond en een onderliggend verlaagd plafondsysteem (ook wel aangeduid als systeemplafond). Een primaire luchtstroom kan actief via de bovenzijde in de behuizing worden geleid en zal de behuizing via de onderzijde verlaten. Ingeval de onderzijde van de behuizing in hoofdzaak aansluit op een (horizontaal) plafondsysteem, dan treedt een zogenaamd Coanda-effect op, waarbij de primaire luchtstroom het plafondoppervlak tijdelijk zal volgen. Dit Coanda-effect is een bekend effect dat tevens wordt aangeduid als het plafond-effect. Het drijvende mechanisme achter het Coanda-effect is de verlaging van de druk ter hoogte van de overgang tussen de behuizing en het plafond, waar de stroomsnelheid van het gas hoger is. Bijgevolg trekt de stroming zich tegen het oppervlak aan, buigt af, en volgt het plafond tijdelijk. De bovenzijde van de behuizing is voorzien van ten minste één nozzle omvat ingericht voor het versnellen van een in de behuizing geleide (primaire) luchtstroom. De ten minste ene nozzle is bij voorkeur lateraal gepositioneerd ten opzichte van de PCM-panelen, zodanig dat de via de ten minste ene nozzle in de behuizing geleide (primaire) luchtstroom ten minste gedeeltelijk buiten de PCM-panelen om richting de onderzijde van de behuizing wordt geleid. Deze positionering van de nozzle(s) is voordelig, daar op deze wijze een onderdruk wordt gecreëerd juist onder de warmtewisselaar. Als gevolg van deze onderdruk zal een opwaartse secundaire luchtstroom (convectiestroom) worden geïnduceerd die via de onderzijde van de behuizing in de behuizing zal worden gezogen. Hierbij zal de secundaire luchtstroom zich tussen de PCM-panelen door verplaatsen richting de bovenzijde van de behuizing en hier worden vermengd met de primaire luchtstroom, waarbij het mengsel vervolgens weer in neerwaartse richting uit de behuizing zal worden geblazen. Tijdens het contact van de secundaire luchtstroom met de PCM-panelen zal warmte worden uitgewisseld, waarbij warmte doorgaans zal worden overgedragen van de secundaire luchtstroom naar de PCM-panelen, waardoor de secundaire luchtstroom zal worden afgekoeld. Het induceren van de secundaire luchtstroom kan worden verbeterd ingeval de bovenzijde van de behuizing is voorzien van meerdere nozzles, waarbij ten minste een aantal nozzles onderling in lijn is gepositioneerd, bij voorkeur in hoofdzaak parallel aan de langsrichting van de PCM-panelen. Bij voorkeur wordt de warmtewisselaar aan weerszijden ingesloten door meerdere in hoofdzaak in lijn gelegen nozzles, waardoor aan weerszijden van de warmtewisselaar een overdruk kan worden gecreëerd door de (actief gedreven) primaire luchtstroom, hetgeen resulteert in een onderdrukszone die (centraal) onder de warmtewisselaar is gepositioneerd. De primaire luchtstroom wordt doorgaans gegenereerd door een extern luchtbehandelingssysteem dat geen deel uitmaakt van de inrichting overeenkomstig de uitvinding, waardoor de inrichting relatief eenvoudig en goedkoop kan worden uitgevoerd. Dit sluit echter niet uit dat de inrichting overeenkomstig de uitvinding één of meerdere ventilatoren zou kunnen omvatten voor het genereren van de primaire luchtstroom.
Bij voorkeur is de bovenzijde van de behuizing voorzien van ten minste één centrale opening die boven de PCM-panelen is gepositioneerd, zodanig dat de via de ten minste ene centrale opening in de behuizing geleide (primaire) luchtstroom in hoofdzaak via een door de PCM-panelen onderling ingesloten ruimte richting de onderzijde van de behuizing wordt geleid. De toepassing van één of meerdere centrale openingen kan voordelig zijn om de primaire luchtstroom bewust aanvullend door de warmtewisselaar te leiden, in het bijzonder door de tussenruimte gelegen tussen de PCM-panelen te leiden. Hierdoor kan warmte worden uitgewisseld tussen de primaire luchtstroom en de PCM-panelen, waardoor de PCM-panelen bijvoorbeeld ’s nachts thermisch kunnen worden opgeladen voor gebruik overdag. Daar de dimensionering van de centrale opening(en) doorgaans aanzienlijk groter is dan de dimensionering van de nozzle(s), zal de primaire luchtstroom geneigd zijn om vooral door de centrale opening(en) te stromen. Bij voorkeur is de ten minste ene centrale opening afsluitbaar middels een met de behuizing verplaatsbaar, in het bijzonder verschuifbaar, verbonden afsluitelement. Het afsluiten van de centrale opening(en) maakt het mogelijk de primaire luchtstroom te stuwen door de nozzle(s), en maakt het tevens mogelijk voor een geïnduceerde secundaire luchtstroom om relatief ongehinderd in opwaartse richting langs de PCM-panelen te stromen. Het verplaatsen van het ten minste ene afsluitelement kan manueel geschieden en/of elektromechanisch door het afsluitelement te verbinden met een elektromotor. Het afsluitelement is bij voorkeur verplaatsbaar tussen een de ten minste ene centrale opening in hoofdzaak afsluitende toestand en een de ten minste ene centrale opening ten minste gedeeltelijk vrijlatende toestand. Het is voordelig ingeval de inrichting een topstructuur omvat, welke - als soort van deksel - op de behuizing kan worden aangebracht, zodanig dat de topstructuur en de bovenzijde van de behuizing onderling een luchtinlaatcompartiment (luchtverdeelcompartiment) insluiten, waarbij de topstructuur is voorzien van ten minste één inlaatopening voor een in de behuizing te leiden luchtstroom. De inlaatopening kan worden gekoppeld aan een extern luchtbehandelingssysteem. Bij voorkeur wordt de onderzijde van de behuizing is voorzien van een luchtrooster dat voldoende open is om lucht relatief ongehinderd via de onderzijde in en uit de behuizing te kunnen laten stromen.
Een binnenzijde van de behuizing is bij voorkeur voorzien van de draagstructuur voor het dragen van de warmtewisselaar. Ten minste een deel van de draagstructuur kan bijvoorbeeld worden gevormd door één of meerdere draagrails, een frame, en/of één of meerdere draagkabels.
Een buitenzijde van de behuizing is bij voorkeur voorzien van één of meerdere bevestigingselementen, zoals haken, voor het kunnen bevestigen van de inrichting aan een bouwkundig plafond.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een PCM-paneel ten gebruike in een warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding. De uitvinding heeft verder betrekking op een behuizing van ene PCM-paneel ten gebruike in een warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding. De uitvinding heeft opvolgend betrekking op een koppelelement ten gebruike in een warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding. De uitvinding heeft daarnaast betrekking op een eindelement ten gebruike in een warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding. De uitvinding heeft bovendien betrekking op een vergrendelbuis ten gebruike in een warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding.
De uitvinding heeft voorts betrekking op een kit losse componenten ter vervaardiging van een warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding. De kit omvat daarbij in ieder geval meerdere PCM-panelen en ten minste één koppelelement.
De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar overeenkomstig de uitvinding, omvattende de stappen: A) het verschaffen van meerdere PCM panelen, waarbij ieder PCM-paneel een behuizing omvat, welke behuizing ten minste één compartiment omsluit dat ten minste gedeeltelijk is gevuld met een PCM, en waarbij de behuizing ten minste één doorvoeropening omsluit; B) het verschaffen van ten minste één koppelelement, dat bij voorkeur voorzien van is van een lateraal uitkragende flens, C) het ieder koppelelement laten doorsteken van ten minste twee doorvoeropeningen van naast elkaar gepositioneerde PCM-panelen, bij voorkeur zodanig dat de PCM-panelen op afstand van elkaar worden gehouden, en D) het bij voorkeur onderling in hoofdzaak onderling fixeren van de PCM panelen. Bij voorkeur omvat de werkwijze tevens stap E), omvattende het verschaffen van ten minste één vergrendelbuis, en het laten doorsteken van de vergrendelbuis van ten minste twee in lijn gelegen holle koppelelementen. Tijdens stap D) worden bij voorkeur meerdere eindelementen verbonden, in het bijzonder worden verlijmd, met een koppelelement en/of een vergrendelbuis. Voordelen en verdere uitvoeringsvarianten van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding zijn in het voorgaande reeds op uitvoerige wijze beschreven.
De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: • figuur 1 een schematisch perspectivisch aanzicht opeen binnendeel van een modulaire warmtewisselaar overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 2 een schematisch bovenaanzicht op een binnendeel van een modulaire warmtewisselaar overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 3 een schematisch perspectivisch deels in onderdelen uiteengenomen zijaanzicht op een binnendeel van de modulaire warmtewisselaar overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 4 een schematisch vooraanzicht in detail op de modulaire warmtewisselaar overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 5 een schematisch perspectivisch aanzicht op een PCM-paneel overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 6 een schematisch vooraanzicht op een PCM-paneel overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 7A een schematisch vooraanzicht op een PCM-paneel overeenkomstig de onderhavige uitvinding; • figuur 7B een onderaanzicht in doorsnede volgens lijn A-A van een PCM-paneel volgens figuur 7a; • figuur 7C een achteraanzicht op een PCM-paneel volgens figuur 7a; • figuur 7D een zijaanzicht op een PCM-paneel volgens figuur 7a; • figuur 7E een dwarsdoorsnede volgens lijn B-B van een PCM-paneel volgens figuur 7 a; • figuur 8A een schematisch perspectivisch aanzicht op een sluitstuk overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 8B een perspectivisch aanzicht op een koppelelement overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 9A een schematisch aanzicht in doorsnede op een sluitstuk volgens figuur 8A overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 9B een aanzicht in doorsnede op een koppelelement volgens figuur 8B overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 10 een schematisch zijaanzicht op een PCM-paneel overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; • figuur 11 een schematisch perspectivisch aanzicht op een warmtewisselaar volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding; • figuur 12 een schematisch perspectivisch aanzicht op een warmtewisselaar volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding; • figuur 13 een schematisch perspectivisch aanzicht op een warmtewisselaar volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding; • figuur 14 een eerste schematisch aanzicht in doorsnede op de warmtewisselaar volgens figuur 13. • figuur 15 een tweede schematisch aanzicht in doorsnede op de warmtewisselaar volgens figuur 13; • figuur 16 een schematisch aanzicht in doorsnede op de werking van de warmtewisselaar volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; en • figuur 17 een schematisch aanzicht in doorsnede op de werking van de warmtewisselaar volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding.
Figuur 1 toont een binnendeel 1 van een modulaire warmtewisselaar. Het binnendeel 1 van de warmtewisselaar omvat een veelvoud van PCM-panelen 2 voorzien van een uitkragende schouder, of rand 3, voor afsteuning op een draag structuur. De uitkragende rand 3 omvat een uitsparing 4 om ophanging van de PCM-panelen 2 te vergemakkelijken. De PCM-panelen 2 zijn voorzien van een veelvoud van in hoofdzaak parallel ten opzichte van elkaar gepositioneerde expansiegroeven 5. Tevens zijn de PCM-panelen 2 voorzien van een aantal verstevigende profileringen of verstevigingsgroeven 6. De in hoofdzaak parallel ten opzichte van elkaar gepositioneerde PCM-panelen 2 zijn met elkaar gekoppeld door middel van een koppelstructuur, die eindelementen, zoals sluitstukken 7 en koppelelementen 8 omvat. De sluitstukken 7 zijn in figuur 1 in het voorste PCM-paneel zichtbaar.
De koppelelementen 8 van de koppelstructuur zijn weergegeven in figuur 2. Hier zijn tussen aangrenzende PCM-panelen 2 telkens een aantal koppelelementen 8 geplaatst. Door positionering van de koppelelementen 8 zijn de PCM-panelen 2 op enige afstand van elkaar gelegen, hetgeen de doorstroming van lucht tussen de PCM-panelen 2 door de warmtewisselaar 1 mogelijk kan maken. De koppelelementen 8 kunnen op vergrendelbuizen, zoals koppelstangen 8A worden aangebracht, die de onderlinge samenhang van het binnenwerk 1 van de warmtewisselaar kunnen versterken. Aan de uiteinden van de koppelstangen 8A kunnen de sluitdelen 7 zijn aangebracht en eventueel met de koppelstangen zijn verbonden.
Een gegolfde oppervlakte structuur van de PCM-panelen 2 is afgebeeld in figuur 3. Hierin is een zijaanzicht van een binnendeel 1 van de warmtewisselaar afgebeeld waarbij de koppelelementen 8 tussen naastgelegen PCM-panelen 2 zichtbaar zijn. Tevens zijn de expansiegroeven 5 welke zijn aangebracht aan weerszijden van een PCM-paneel 2 weergegeven. De PCM-panelen 2 omvatten verder vulopeningen 9 voor het vullen van de PCM-panelen 2 met PCM materiaal. Daar de PCM-panelen 2 zijn voorzien van een uitkragende schouder of rand 3, is het geheel eenvoudig op te hangen in een ophangsysteem zoals bijvoorbeeld is weergegeven in de figuren 14 en 15.
Een zijaanzicht in detail van het binnendeel 1 van de warmtewisselaar is afgebeeld in figuur 4. Hierin zijn de expansiegroeven 5 en de verstevigingsgroeven 6 van een PCM-paneel 2 duidelijk weergegeven. Opgemerkt wordt dat tevens de sluitstukken 7 in een verspringend of zigzag-patroon zijn aangebracht, overeenkomstig de openingen 10 in het PCM-paneel 2 aangebrachte zoals getoond in figuren 5-7. Tevens omvat dit binnendeel 1 van de warmtewisselaar PCM-panelen 2 met een uitkragende rand 3, die voorzien zijn van een bevestigingsuitsparing 4.
De PCM-panelen 2 volgens de onderhavige uitvinding omvatten bij voorkeur een veelvoud van openingen 10 zoals afgebeeld in figuren 5 en 6. Het PCM-paneel 2 is verder voorzien van, zoals reeds hierboven beschreven, expansiegroeven 5 en vulopeningen 9. Tevens is de uitkragende schouder of rand 3 en bevestigingsuitsparing 4 weergegeven. Opgemerkt wordt dat het PCM-paneel 2 een verspringend of zigzag-patroon van openingen 10 omvat. Gebleken is dat een dergelijk patroon bijzonder gunstige constructieve eigenschappen heeft. De openingen 10 zijn ingericht voor opname van een koppelelement 8, ook wel aangeduid als koppelstructuur, zoals deze in meer detail is getoond in de figuren 2 en 3, bijvoorbeeld voor opname van een koppelstang 8A.
Figuur 7A-E toont een PCM-paneel 2 voorzien van verstevigingsgroeven 6. Daarnaast zijn, zoals reeds hierboven beschreven, openingen 10, expansiegroeven 5, vulopeningen 9 en de uitkragende rand 3 (met bevestigingsuitsparing 4) weergegeven. De verstevigingsgroeven 6 kunnen de buitenwanden aan weerszijden van het paneel 2 aan de binnenzijde met elkaar verbinden.
Figuur 8A en 8B tonen respectievelijk een eindelement, zoals een sluitstuk 7 en een koppelelement 8. Het sluitstuk 7 is voorzien van een uitkragende rand 11 welke rand 11 aansluit op een zijde van een PCM-paneel 2. Het sluitstuk 7 heeft de vorm van een cilinder (zie tevens: figuur 9A) welke zodanig gedimensioneerd is dat hierin bijvoorbeeld een koppelstang kan worden opgenomen. Het koppelelement heeft eveneens de vorm van een buis, zoals een cilinder, waarbij deze cilinder een lateraal uitkragende centrale flens 12 omvat. De flens 12 is hierbij ingericht als afstandhouder, voor het op onderlinge afstand houden van naastgelegen PCM-panelen 2. Het koppelelement 8 is tevens ingericht voor samenwerking met de koppelstang, zoals in figuren 2 en 3 is getoond. Een koppelstang kan bijvoorbeeld door een pakket van PCM-panelen 2 van een eerste sluitstuk 7, door een aantal koppelelementen 8 naar een tweede sluitstuk 7 lopen. Indien de sluitstukken 7 met een dergelijke koppelstang 8A worden verbonden, kan een pakket PCM-panelen 2 worden samengehouden.
Figuur 9A en 9B tonen een dwarsdoorsnede van respectievelijk het sluitstuk 7 en het koppelelement 8. Zowel het sluitstuk 7 als het koppelelement 8 zijn voorzien van een ringvormige structuur voor opname van een koppelstang. Een koppelstang 8A kan bijvoorbeeld een buis zijn van materiaal dat zich met het materiaal van de sluitstukken laat verbinden. Hierdoor kunnen bijvoorbeeld pakketten van PCM-panelen als geheel binnendeel 1 van een warmtewisselaar met elkaar worden verbonden. De sluitstukken 7 kunnen hierbij aan de koppelstangen 8A worden gelijmd, gelast, geschroefd en/of met een andere geschikte verbinding worden bevestigd.
Figuur 10 toont een zijaanzicht van een PCM-paneel 2 overeenkomstig de onderhavige uitvinding. Het PCM-paneel 2 omvat expansiegroeven 5 welke aan weerszijde van het paneel 2 zijn aangebracht. De golvende structuur van de PCM-panelen 2 geeft deze panelen een grotere vormstijfheid en heeft als verder voordeel, dat een langs het paneel 2 stromende luchtmassa een intensievere warmte-uitwisseling kent, dan indien de structuren vlak waren. Er kunnen door de welvingen in het oppervlak wervelingen in de luchtstroom plaatsvinden, waardoor de warmte-uitwisseling in de luchtstroom zelf intensiever is en de warmte uitwisseling tussen de luchtstroom en het PCM beter kan zijn.
Figuur 11 toont een perspectivisch bovenaanzicht van een warmtewisselaar. De warmtewisselaar omvat een binnendeel 1 zoals in figuur 1 is getoond, met daaromheen een behuizing 13. De behuizing 13 omvat een viertal zijwanden 22 en 23 en een bovenwand 26. Op de bovenwand 26 is een afsluitelement, ook wel aan geduid als schuif 15, aangebracht, die in de rails 14A en 14B in hoofdzaak in de lengte van de behuizing 13 kan verschuiven. De schuif 15 kan van een eerste uiterste positie, zoals weergegeven in figuur 11 tot een tweede uiterste positie, zoals weergegeven in figuur 12 heen en weer worden verschoven. Deze verschuiving kan eventueel handmatig worden uitgevoerd of, zoals in figuur 11 en 12 wordt getoond, door middel van een actuator 18, zoals een elektromotor, worden uitgevoerd. Hierbij kan de actuator 18 een overbrenging 19 aandrijven die via een verbinding 20 de schuif 15 kan verplaatsen. De bovenwand 26 omvat naast de openingen 16 eveneens nozzles, of gaten 27, die aan weerszijden van de schuif 15 zijn gepositioneerd. Deze nozzles 27 zijn ingericht voor het versnellen van een in de behuizing 13 geleide luchtstroom.
De rand 21 en de oppervlakken 24 van de warmtewisselaar kunnen samen werken met het frame van een standaard systeemplafond. Hierbij kunnen de maten overeenstemmen met de standaardafmetingen van systeemplafonddelen van bijvoorbeeld 595 mm bij 595 mm of van 595 mm en 1195 mm. Aan de wanden 23 zijn haken 25 aangebracht waarmee de warmtewisselaar aan een plafond kan worden opgehangen. Hierbij is de wand 26 naar boven gericht en kan de rand 21 en de oppervlakken 24 met een frame van een systeemplafond 33 samenwerken.
Figuur 12 toont de warmtewisselaar uit figuur 11, waarbij de schuif 15 in een tweede positie is geplaatst.
Figuur 13 toont een de warmtewisselaar uit de figuren 11 en 12, waarbij er op de wand 26 een kap 28 is geplaatst die de schuif 15, de actuator 18 en de gaten 27 afdekt. In de kap 28 is een inlaat 29 aangebracht voor het invoeren of inblazen van lucht. De luchtinlaat 29 kan op een reguliere luchtbehandelingsinstallatie of op een daartoe speciaal ontworpen koelluchtsysteem worden aangesloten.
Figuren 14 en 15 tonen aanzichten in doorsnede door respectievelijk de lijnen B-B en C-C van figuur 13. Hier is het binnendeel 1, een pakket PCM platen 2 aan de binnenzijde van de behuizing 13 opgehangen. Daartoe zijn de PCM platen 2 met de uitkragende randen 3 en de uitsparingen 4 op regels 31 in de behuizing 13 opgehangen. Aan weerszijden van het binnendeel 1 zijn bypasses 34 als tussenruimte tussen de buitenste platen 2 en de wanden 23 van de behuizing 13 aangebracht. De gaten 27 in de bovenwand 26 van de behuizing 13 bevinden zich boven de bypasses 34. De bypasses 34 monden uit in uitstroomopeningen 35 ter hoogte van de onderzijde van een systeemplafond 33. Tussen de uitstroomopeningen 35 van de behuizing 13 is onder het binnendeel 1 een rooster 32 geplaatst.
De twee posities van de schuif 15 kunnen worden ingesteld als dag en nacht stand, waarbij overdag de schuif is gesloten, en ’s nachts de schuif 15 is geopend, zoals hieronder verder wordt toegelicht. Bij een gesloten positie van de schuif 15, in de dag stand zoals schematisch wordt weergegeven in figuur 16, wordt de lucht die via de inlaat volgens pijl I de kap 28 door de (luchtstroomversnellende) gaten 27 volgens pijlen II in de behuizing 13 geleid. De gaten 27 bevinden zich boven de bypasses 34, waardoor de lucht vanuit de inlaat 29 door de kap 28, de gaten 27, en volgens pijlen III door de bypasses 34 via de uitstroomopeningen 35, en vervolgens in de richting van pijlen IV langs het systeemplafond 33 stroomt. Hierbij treedt het Coanda effect op, waarbij de luchtstroom volgens pijl IV langs de onderzijde van het systeemplafond wordt geleid. Aangezien de relatief koude instromende lucht actief (geforceerd) langs het binnendeel in neerwaartse richting stroomt, ook wel aangeduid als primaire luchtstroom, ontstaat er een onderdruk onder en binnenin het binnendeel, waardoor omgevingslucht via pijlen V uit een te conditioneren ruimte onder het systeemplafond 33 in het binnendeel wordt ingezogen, ook wel aangeduid als geïnduceerde secundaire luchtstroom. Deze lucht is relatief warm en zal tussen de PCM platen 2 zich door vrije convectie omhoog bewegen, waarbij een deel van de warmte inhoud van de in het binnendeel instromende omgevingslucht lucht zal worden afgestaan en hierbij zal afkoelen. Bij het bereiken van de bovenzijde van de behuizing 13 zal de instromende omgevingslucht zich via pijlen VI mengen met de uit de gaten 27 uitstromende toegevoerde koude lucht en opnieuw de ruimte onder het systeemplafond worden ingeleid. Tijdens deze cyclus wordt er warmte van de omgevingslucht aan het PCM overgedragen, dat hierdoor langzaam zal opwarmen en van een vaste naar een vloeibare toestand zal overgaan. Indien er voldoende warmtewisselaars in een ruimte zijn aan gebracht, zal gedurende een gemiddelde dag het PCM in de warmtewisselaar ten dele in de vloeibare fase zijn overgegaan.
In de nachtstand, zoals schematisch wordt weergegeven in figuur 17, wordt de schuif 15 geopend, zoals is getoond in figuur 11. Hierbij wordt de via de inlaat 29 volgens pijl I in de kap 28 ingeblazen lucht voornamelijk via de openingen 16 in de bovenwand 26 van de behuizing 13 in de richting van de pijlen VII in het binnendeel 1 van de warmtewisselaar geleid. De relatief koude ingeblazen lucht wordt nu door het pakket PCM platen 2 gedwongen en kan hier de warmte die in de PCM platen 2 gedurende de dag is opgebouwd opnemen, waardoor de PCM-platen 2 koelen. Hierbij kan het gesmolten PCM opnieuw stollen en in een vaste vorm overgaan.
Gedurende de dag wordt de relatieve koele lucht langs het PCM in de te conditioneren ruimte onder het systeemplafond geleid. Gedurende de nacht wordt de relatieve koele lucht tussen de platen van het PCM heen naar de te conditioneren ruimte onder het systeemplafond geleid. Hierbij wordt ’s nachts het PCM gestold, dat overdag opnieuw smelt.
Hierdoor kan relatief koele lucht ’ s nachts warmte opnemen, die overdag aan de omgevingslucht uit de te conditioneren ruimte wordt opgenomen.
Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de bijgaande conclusies legio varianten mogelijk zijn, die voor de vakman op dit gebied voor de hand zullen liggen. Hierbij is het denkbaar dat verschillende inventieve concepten en/of technische maatregelen van de hierboven beschreven uitvoeringsvarianten volledig of gedeeltelijk gecombineerd kunnen worden zonder daarbij afstand te doen van de in bijgesloten conclusies beschreven uitvindingsgedachte.
Met het in dit octrooischrift gebruikte werkwoord “omvatten” en vervoegingen hiervan wordt niet alleen “omvatten” verstaan, maar wordt ook verstaan de uitdrukkingen “bevatten”, “in hoofdzaak bestaan”, “gevormd door”, en vervoegingen hiervan.
Lijst verwijzingscijfers 1. Binnendeel 2. Paneel 3. Uitkragende rand 4. Uitsparing 5. Expansiegroef 6. Verstevigingsgroef 7. Sluitstuk 8. Af standhouder 8A. Verbindingsstang 9. Vulopeningen 10. Openingen 11. Rand 12. Centrale flens 13. Behuizing 14A. Geleiderad 14B. Geleiderad 15. Schuif 16. Opening 17. Opening 18. Actuator 19. Overbrenging 20. Verbinding 21. Rand 22. Zijwand 23. Zijwand 24. Oppervlak 25. Haak 26. Wand 27. Gat 28. Kap 29. Inlaat 30. Luik 31. Regel 32. Rooster 33. Systeemplafond 34. Bypass 35. Uitstroomopening I Pijl II. Pijl III. Pijl IV. Pijl V. Pijl VI. Pijl VII. Pijl A-A. Doorsnedevlak B-B. Doorsnedevlak C-C. Doorsnedevlak

Claims (44)

1. Modulaire warmtewisselaar, omvattende: meerdere in hoofdzaak parallel ten opzichte van elkaar gepositioneerde PCM-panelen, waarbij ieder PCM-paneel een behuizing omvat, welke behuizing ten minste één compartiment omsluit dat ten minste gedeeltelijk is gevuld met een faseovergangsmateriaal (PCM), en waarbij de behuizing ten minste één doorvoeropening omsluit, en ten minste één koppelelement ingericht om ten minste gedeeltelijk te worden opgenomen in een doorvoeropening van een PCM-paneel en gedeeltelijk te worden opgenomen in een doorvoeropening van ten minste één naastgelegen PCM-paneel waardoor de PCM-panelen onderling worden gekoppeld.
2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, waarbij doorvoeropeningen aangebracht in behuizingen van naastgelegen PCM-panelen in hoofdzaak in lijn met elkaar zijn gelegen.
3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, waarbij ten minste één koppelelement is voorzien van ten minste een deel van een lateraal uitkragende flens, waarbij overliggende kopse zijden van de flens een aanslag vormen voor naast elkaar gepositioneerde PCM-panelen.
4. Warmtewisselaar volgens conclusie 3, waarbij de flens is ingericht voor het op afstand houden van naast elkaar gepositioneerde PCM-panelen.
5. Warmtewisselaar volgens conclusie 3 of 4, waarbij de flens ononderbroken is uitgevoerd.
6. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste één koppelelement een buisvormig, in het bijzonder in hoofdzaak cilindrisch, lichaam omvat, waarvan een buitenmaat in hoofdzaak overeenkomt met een binnenmaat van een in de behuizing aangebrachte doorvoeropening.
7. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het koppelelement onder passing, in het bijzonder klempassing, kan worden opgenomen in ten minste één doorvoeropening.
8. Warmtewisselaar volgens een der conclusies 3-5 en conclusie 6, waarbij de lateraal uitkragende flens is aangebracht op het buisvormige lichaam van het koppelelement.
9. Warmtewisselaar volgens conclusie 8, waarbij de warmtewisselaar ten minste één vergrendelbuis omvat, en waarbij het buisvormig lichaam hol is uitgevoerd en is ingericht om te worden doorstoken door een vergrendelbuis.
10. Warmtewisselaar volgens conclusie 9, waarbij de vergrendelbuis is ingericht voor het doorsteken van meerdere in eikaars verlengde gepositioneerde koppelelementen.
11. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de warmtewisselaar meerdere eindelementen omvat, waarbij ieder eindelement is ingericht om ten minste gedeeltelijk te worden opgenomen in een in de behuizing van een buitenste PCM-paneel aangebrachte doorvoeropening.
12. Warmtewisselaar volgens conclusie 11, waarbij ieder eindelement is ingericht om te worden verbonden, in het bijzonder te worden verlijmd, met een koppelelement en/of een vergrendelbuis.
13. Warmtewisselaar volgens conclusie 11 of 12, waarbij een deel van ieder eindelement een buitenmaat heeft die groter is dan de binnenmaat van een in de behuizing van een PCM-paneel aangebrachte doorvoeropening.
14. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de behuizing van ten minste één PCM-paneel een voorwand en een met de voorwand verbonden achterwand omvat, waarbij ten minste één wand van de voorwand en de achterwand is voorzien van een verstevigende profilering.
15. Warmtewisselaar volgens conclusie 14, waarbij ten minste één wand van de voorwand en de achterwand is voorzien van een in hoofdzaak gegolfd buitenoppervlak bezit.
16. Warmtewisselaar volgens conclusie 15, waarbij het in hoofdzaak gegolfde buitenoppervlak groeven definieert die zich uitstrekken in de lengterichting van het PCM-paneel.
17. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste één PCM-paneel een enkelvoudig compartiment voor PCM omsluit.
18. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij elk van de overliggende opstaande zijden van ieder PCM-paneel is voorzien van ten minste één uitkragende schouder ingericht voor afsteuning op een draagstructuur.
19. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de behuizing van ieder PCM-paneel is voorzien van ten minste één vulopening.
20. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de behuizing van ten minste één PCM-paneel ten minste gedeeltelijk is afgevuld met een PCM met een smelttemperatuur en/of smelttraject gelegen tussen 18 en 22 graden Celsius.
21. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de warmtewisselaar ten minste tien in hoofdzaak parallel georiënteerde PCM-panelen omvat.
22. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de PCM-panelen in hoofdzaak verticaal georiënteerd zijn.
23. Warmtewisselende inrichting, omvattende: ten minste één warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de onderling gekoppelde PCM-panelen bij voorkeur in hoofdzaak verticaal zijn georiënteerd, en ten minste één aan een plafond bevestigbare draag structuur voor de ten minste ene warmtewisselaar.
24. Inrichting volgens conclusie 23, waarbij de inrichting een behuizing omvat voor het omsluiten van de ten minste ene warmtewisselaar, welke behuizing een in hoofdzaak gesloten zijwand, een geopende onderzijde, en een gedeeltelijk geopende bovenzijde omvat.
25. Inrichting volgens conclusie 24, waarbij de bovenzijde van de behuizing is voorzien van ten minste één nozzle omvat ingericht voor het versnellen van een in de behuizing geleide luchtstroom.
26. Inrichting volgens conclusie 25, waarbij de PCM-panelen in hoofdzaak verticaal zijn georiënteerd, en waarbij de ten minste ene nozzle lateraal is gepositioneerd ten opzichte van de PCM-panelen, zodanig dat de via de ten minste ene nozzle in de behuizing geleide luchtstroom ten minste gedeeltelijk buiten de PCM-panelen om richting de onderzijde van de behuizing wordt geleid.
27. Inrichting volgens conclusie 25 en 26, waarbij de bovenzijde van de behuizing is voorzien van meerdere nozzles, waarbij ten minste een aantal nozzles onderling in lijn is gepositioneerd, bij voorkeur in hoofdzaak parallel aan de langsrichting van de PCM-panelen.
28. Inrichting volgens een der conclusies 24-27, waarbij de bovenzijde is voorzien van ten minste één centrale opening die boven de PCM-panelen is gepositioneerd, zodanig dat de via de ten minste ene centrale opening in de behuizing geleide luchtstroom in hoofdzaak via een door de PCM-panelen onderling ingesloten ruimte richting de onderzijde van de behuizing wordt geleid.
29. Inrichting volgens conclusie 28, waarbij de ten minste ene centrale opening afsluitbaar is middels een met de behuizing verplaatsbaar, in het bijzonder verschuifbaar, verbonden afsluitelement.
30. Inrichting volgens conclusie 29, waarbij het afsluitelement is verbonden met ene elektromotor voor het kunnen laten verplaatsen van het afsluitelement tussen een de ten minste ene centrale opening in hoofdzaak afsluitende toestand en een de ten minste ene centrale opening ten minste gedeeltelijk vrijlatende toestand.
31. Inrichting volgens een der conclusies 24-30, waarbij een topstructuur is aangebracht op de behuizing, zodanig dat de topstructuur en de bovenzijde van de behuizing onderling een luchtinlaatcompartiment insluiten, waarbij de topstructuur is voorzien van ten minste één inlaatopening voor een in de behuizing te leiden luchtstroom.
32. Inrichting volgens een der conclusies 24-31, waarbij de onderzijde van de behuizing is ingericht om aan te sluiten op een verlaagd plafondsysteem.
33. Inrichting volgens een der conclusies 24-32, waarbij de onderzijde van de behuizing is voorzien van een luchtrooster.
34. Inrichting volgens een der conclusies 24-33, waarbij een binnenzijde van de behuizing is voorzien van de draag structuur voor het dragen van de warmtewisselaar.
35. Inrichting volgens een der conclusies 24-34, waarbij een buitenzijde van de behuizing is voorzien van één of meerdere bevestigingselementen voor het kunnen bevestigen van de inrichting aan een bouwkundig plafond.
36. PCM-paneel ten gebruike in een warmtewisselaar volgens een der conclusies 1- 22.
37. Behuizing van een PCM-paneel ten gebruike in een warmtewisselaar volgens een der conclusies 1-22.
38. Koppelelement ten gebruike in een warmtewisselaar volgens een der conclusies 1-22.
39. Eindelement ten gebruike in een warmtewisselaar volgens een der conclusies 11-13.
40. Vergrendelbuis ten gebruike in een warmtewisselaar volgens conclusie 9 of 10.
41. Kit losse componenten ter vervaardiging van een warmtewisselaar volgens een der conclusies 1-22.
42. Werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar volgens één der conclusies 1-22, omvattende de stappen: A) het verschaffen van meerdere PCM panelen, waarbij ieder PCM-paneel een behuizing omvat, welke behuizing ten minste één compartiment omsluit dat ten minste gedeeltelijk is gevuld met een faseovergangsmateriaal (PCM), en waarbij de behuizing ten minste één doorvoeropening omsluit; B) het verschaffen van ten minste één koppelelement, dat bij voorkeur voorzien van is van een lateraal uitkragende flens, C) het ieder koppelelement laten doorsteken van ten minste twee doorvoeropeningen van naast elkaar gepositioneerde PCM-panelen, bij voorkeur zodanig dat de PCM-panelen op afstand van elkaar worden gehouden, en D) het bij voorkeur onderling in hoofdzaak onderling fixeren van de PCM panelen.
43. Werkwijze volgens conclusie 42, waarbij de werkwijze tevens stap E) omvat, omvattende het verschaffen van ten minste één vergrendelbuis, en het laten doorsteken van de vergrendelbuis van ten minste twee in lijn gelegen holle koppelelementen.
44. Werkwijze volgens conclusie 42 of 43, waarbij tijdens stap D) meerdere eindelementen worden verbonden, in het bijzonder worden verlijmd, met een koppelelement en/of een vergrendelbuis.
NL2016194A 2015-10-05 2016-02-01 Modulaire warmtewisselaar. NL2016194B1 (nl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2015571 2015-10-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2016194B1 true NL2016194B1 (nl) 2017-05-02

Family

ID=55754378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2016194A NL2016194B1 (nl) 2015-10-05 2016-02-01 Modulaire warmtewisselaar.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL2016194B1 (nl)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021076741A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-22 Phase Change Energy Solutions, Inc. Thermal energy management kits
EP4249817A3 (en) * 2019-03-27 2023-10-18 Nostromo Ltd. Thermal storage system containers external features and modularity

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR9521E (fr) * 1904-04-29 1908-11-23 Eugene Soller Appareil à refroidir l'eau
JPS59215593A (ja) * 1983-05-20 1984-12-05 Kubota Ltd 蓄熱体
JPS62245093A (ja) * 1986-04-18 1987-10-26 Sasakura Eng Co Ltd パネル積層型熱交換器
US4715978A (en) * 1986-04-08 1987-12-29 Kubota Tekko Kabushiki Kaisha Heat storage composition, latent heat storage capsules containing said heat-storage composition and temperature control apparatus using said capsules
US20020062948A1 (en) * 2000-11-24 2002-05-30 Halton Oy Supply air terminal device
JP2007147165A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Yano Giken:Kk 蓄熱カプセル
EP2354687A1 (de) * 2010-02-03 2011-08-10 TROX GmbH Deckenluftauslass für klimatechnische Anlagen
NL2009052C2 (en) * 2012-06-21 2013-12-24 Autarkis B V A container for pcm, a pcm unit, a pcm module comprising a series of pcm units, and a climate system comprising a pcm module.

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR9521E (fr) * 1904-04-29 1908-11-23 Eugene Soller Appareil à refroidir l'eau
JPS59215593A (ja) * 1983-05-20 1984-12-05 Kubota Ltd 蓄熱体
US4715978A (en) * 1986-04-08 1987-12-29 Kubota Tekko Kabushiki Kaisha Heat storage composition, latent heat storage capsules containing said heat-storage composition and temperature control apparatus using said capsules
JPS62245093A (ja) * 1986-04-18 1987-10-26 Sasakura Eng Co Ltd パネル積層型熱交換器
US20020062948A1 (en) * 2000-11-24 2002-05-30 Halton Oy Supply air terminal device
JP2007147165A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Yano Giken:Kk 蓄熱カプセル
EP2354687A1 (de) * 2010-02-03 2011-08-10 TROX GmbH Deckenluftauslass für klimatechnische Anlagen
NL2009052C2 (en) * 2012-06-21 2013-12-24 Autarkis B V A container for pcm, a pcm unit, a pcm module comprising a series of pcm units, and a climate system comprising a pcm module.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4249817A3 (en) * 2019-03-27 2023-10-18 Nostromo Ltd. Thermal storage system containers external features and modularity
WO2021076741A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-22 Phase Change Energy Solutions, Inc. Thermal energy management kits

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2016194B1 (nl) Modulaire warmtewisselaar.
NL2009052C2 (en) A container for pcm, a pcm unit, a pcm module comprising a series of pcm units, and a climate system comprising a pcm module.
CN105765309B (zh) 用于湍流式耐腐蚀换热器的方法和系统
CN102668546A (zh) 电子设备的散热单元及使用该散热单元的电子设备
JPS61204179U (nl)
CN101983307A (zh) Pcm模块/包/pcm装置
EP0377473A2 (en) Latent heat storage capsules containing a heat storage conposition and temperature control apparatus using said capsules
US20150027662A1 (en) Climate system
CN106871230A (zh) 散热单片及电热油汀
US7779645B2 (en) Pet crate cooler
WO2013019113A1 (en) Climate system
JP2005181799A (ja) 表示装置
CN107747813A (zh) 闭式模块化平板相变蓄能箱及太阳能供热系统供热方法
CN105180679B (zh) 一种热交换芯体
MXPA06000435A (es) Una division y metodo para controlar la temperatura en un area.
JP2017150224A (ja) 間仕切り板
JP4376383B2 (ja) 冷暖房構造を形成する建築物構成部材
CN207113102U (zh) 一种智能旋转式湿度控制装置
EP3401614A2 (en) Ceiling island with air channel
KR100532578B1 (ko) 냉동컨테이너 운반선의 냉각시스템 및 이를 위한냉동컨테이너 운반선의 구조
NL2007209C2 (en) Latent heat storage heat exchanger assembly.
US20120131869A1 (en) Building
JPH073208Y2 (ja) 潜熱蓄熱式空調パネル
CN217348247U (zh) 一种适用于无人机自动投放的蜂卡固定装置
CN210900163U (zh) 控制器盒、压缩机、空调器、车辆

Legal Events

Date Code Title Description
HC Change of name(s) of proprietor(s)

Owner name: GLOBAL-E-SYSTEMS EUROPE B.V.; NL

Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), CHANGE OF OWNER(S) NAME; FORMER OWNER NAME: GLOBAL-E-SYSTEMS EUROPA B.V.

Effective date: 20211208

PD Change of ownership

Owner name: ENERGY OFFICE B.V.; NL

Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: GLOBAL-E-SYSTEMS EUROPE B.V.

Effective date: 20211208