NL2016598B1

NL2016598B1 - Heating device of a home.

Info

Publication number: NL2016598B1
Application number: NL2016598A
Authority: NL
Inventors: Rode Simon
Original assignee: Rode Simon
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2017-11-07

Abstract

Een verwarmingsinrichting (1) voor het verwarmen van leefruimten in een woning omvat een verwarmingssysteem (2) met een eerste fluïdumcircuit (21) voor een eerste fluïdum (31) en een zonneboilersysteem (3) met een tweede fluïdumcircuit (22) voor een tweede fluïdum (32). Volgens de uitvinding omvat de verwarmingsinrichting voorts een buffersysteem (5) met een derde fluïdumcircuit (23) voor een derde fluïdum (33) en een regelsysteem (4) voor het regelen van warmteoverdracht vanuit het tweede fluïdum naar het derde fluïdum en voor het regelen van warmteoverdracht vanuit het derde fluïdum naar het eerste fluïdum. Dankzij de uitvinding wordt het rendement van een door zonne-energie ondersteunde verwarmingsinrichting van een woning aanzienlijk verbeterd.A heating device (1) for heating living spaces in a home comprises a heating system (2) with a first fluid circuit (21) for a first fluid (31) and a solar boiler system (3) with a second fluid circuit (22) for a second fluid (32). According to the invention, the heating device further comprises a buffer system (5) with a third fluid circuit (23) for a third fluid (33) and a control system (4) for controlling heat transfer from the second fluid to the third fluid and for controlling heat transfer from the third fluid to the first fluid. Thanks to the invention, the efficiency of a solar-powered home heating device is considerably improved.

Description

Titel: Verwarmingsinrichting van een woning.Title: Heating device for a home.

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingsinrichting van een woning voor het tenminste verwarmen van leefruimten in de woning, omvattende: een verwarmingssysteem, omvattende een verwarmingsbron, een eerste fluïdumcircuit en een verwarmingspomp voor het verwarmen en door het eerste fluïdumcircuit pompen van een eerste fluïdum voor het verwarmen van genoemde leefruimten; een zonneboilersysteem, omvattende een zonnecollector, een zonneboiler en een zich tenminste door de zonnecollector en de zonneboiler uitstrekkend tweede fluïdumcircuit voor een tweede fluïdum, waarbij door de zonnecollector opgevangen zonnewarmte via het tweede fluïdum wordt overdragen aan de zonneboiler; en een regelsysteem voor het regelen van de verwarmingsinrichting. Een uit de praktijk bekend voorbeeld van een dergelijke verwarmingsinrichting van een woning, welke verwarmingsinrichting voorzien is van een dergelijk verwarmingssysteem, een dergelijk zonneboilersysteem en een dergelijk regelsysteem, is als volgt ingericht. De verwarmingsbron is een gasketel. Het eerste fluïdum voor het verwarmingssysteem is water, en ook het tweede fluïdum voor het zonneboilersysteem is water. De zonneboiler heeft een inhoud van circa 300 liter, dat wil zeggen de zonneboiler kan circa 300 liter van het tweede fluïdum bevatten. Voorts is deze bekende verwarmingsinrichting zodanig geregeld dat, indien de gasketel in verwarmingsbedrijf is terwijl tegelijkertijd de gemeten temperatuur van het tweede fluïdum in de zonneboiler hoger is dan de gemeten temperatuur van het eerste fluïdum op een plaats vlak voor de ingang naar de gasketel, de verwarmingspomp dan het eerste fluïdum cyclisch door de zonneboiler pompt. Hierdoor wordt in de zonneboiler warmte van het door de zon verwarmde tweede fluïdum in het tweede fluïdumcircuit van het zonneboilersysteem overgedragen aan het eerste fluïdum in het eerste fluïdumcircuit van het verwarmingssysteem. Daarmee wordt het eerste fluïdum dus indirect door zonnewarmte voorverwarmd alvorens het de gasketel ingaat. Echter, indien tijdens het verwarmingsbedrijf de gemeten temperatuur van het tweede fluïdum in de zonneboiler niet hoger is dan de gemeten temperatuur van het eerste fluïdum op genoemde plaats vlak voor de ingang naar de gasketel, dan wordt door middel van een bedienbare klepstructuur van het eerste fluïdumcircuit geregeld dat het eerste fluïdum niet cyclisch door de zonneboiler wordt gepompt. In dat geval draait het verwarmingssysteem dus zonder gebruikmaking van indirecte voorverwarming door zonnewarmte. Met andere woorden, het verwarmingssysteem draait dan dus autonoom.The invention relates to a heating device of a home for at least heating living spaces in the home, comprising: a heating system, comprising a heating source, a first fluid circuit and a heating pump for heating and pumping a first fluid for the first fluid circuit for the heating said living spaces; a solar water heater system, comprising a solar collector, a solar water heater and a second fluid circuit extending at least through the solar collector and the solar water heater for a second fluid, wherein solar heat collected by the solar collector is transferred via the second fluid to the solar water heater; and a control system for controlling the heating device. An example of such a heating device of a dwelling known from practice, which heating device is provided with such a heating system, such a solar boiler system and such a control system, is arranged as follows. The heating source is a gas boiler. The first fluid for the heating system is water, and also the second fluid for the solar boiler system is water. The solar boiler has a capacity of approximately 300 liters, i.e. the solar boiler can contain approximately 300 liters of the second fluid. Furthermore, this known heating device is regulated such that if the gas boiler is in heating operation while at the same time the measured temperature of the second fluid in the solar boiler is higher than the measured temperature of the first fluid at a location just before the entrance to the gas boiler, the heating pump then the first fluid cyclically pumps through the solar water heater. As a result, heat is transferred from the second fluid heated by the sun in the solar boiler in the second fluid circuit of the solar boiler system to the first fluid in the first fluid circuit of the heating system. The first fluid is thus indirectly preheated by solar heat before it enters the gas boiler. However, if during the heating operation the measured temperature of the second fluid in the solar boiler is not higher than the measured temperature of the first fluid at said location just before the entrance to the gas boiler, then an operable valve structure of the first fluid circuit is used to arranged that the first fluid is not cyclically pumped through the solar boiler. In that case, the heating system therefore runs without the use of indirect pre-heating by solar heat. In other words, the heating system then runs autonomously.

Een bezwaar van deze bekende verwarmingsinrichting is dat het verwarmingssysteem relatief vaak autonoom draait, wat helaas ook nog eens vooral gebeurt in perioden waarin in een woning juist veel behoefte is aan ruimteverwarming. Dit speelt immers vaak in koude winterperioden, wanneer de zon weinig schijnt.A drawback of this known heating device is that the heating system runs relatively often autonomously, which unfortunately also happens especially in periods when there is a great need for space heating in a home. This often happens in cold winter periods, when the sun does not shine much.

Het is een doel van de uitvinding om een oplossing te verschaffen volgens welke met eenvoudig en praktisch te realiseren maatregelen het rendement van een door zonne-energie ondersteunde verwarmingsinrichting van een woning aanzienlijk verbeterd wordt.It is an object of the invention to provide a solution according to which simple and practical measures can be used to considerably improve the efficiency of a solar-powered home heating device.

Daartoe verschaft de uitvinding een verwarmingsinrichting volgens de bijgaande onafhankelijke conclusie 1. Specifieke uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zijn neergelegd in de bijgaande afhankelijke conclusies 2 t/m 9.To this end, the invention provides a heating device according to the appended independent claim 1. Specific exemplary embodiments of the invention are laid down in the appended dependent claims 2 to 9.

Derhalve verschaft de uitvinding een verwarmingsinrichting van een woning voor het tenminste verwarmen van leefruimten in de woning, omvattende: een verwarmingssysteem, omvattende een verwarmingsbron, een eerste fluïdumcircuit en een verwarmingspomp voor het verwarmen en door het eerste fluïdumcircuit pompen van een eerste fluïdum voor het verwarmen van genoemde leefruimten; een zonneboilersysteem, omvattende een zonnecollector, een zonneboiler en een zich tenminste door de zonnecollector en de zonneboiler uitstrekkend tweede fluïdumcircuit voor een tweede fluïdum, waarbij door de zonnecollector opgevangen zonnewarmte via het tweede fluïdum wordt overdragen aan de zonneboiler; en een regelsysteem voor het regelen van de verwarmingsinrichting; gekenmerkt door een buffersysteem, omvattende een bufferreservoir met een volume dat tussen 10 en 100 maal zo groot is als het volume van de zonneboiler, een eerste warmtewisselaar, een tweede warmtewisselaar, een zich tenminste door het bufferreservoir, de eerste warmtewisselaar en de tweede warmtewisselaar uitstrekkend derde fluïdumcircuit voor een derde fluïdum en een bufferpomp voor het door het derde fluïdumcircuit pompen van het derde fluïdum; waarbij: - de verwarmingsinrichting een bufferingstoestand heeft waarin de bufferpomp in bedrijf is voor het via de eerste warmtewisselaar realiseren van warmteoverdracht vanuit het tweede fluïdum naar het derde fluïdum voor het realiseren van warmteoverdracht vanuit de zonneboiler naar het bufferreservoir; - de verwarmingsinrichting een verwarmingsondersteuningstoestand heeft waarin de verwarmingspomp en de bufferpomp in bedrijf zijn voor het via de tweede warmtewisselaar realiseren van warmteoverdracht vanuit het derde fluïdum naar het eerste fluïdum voor het ondersteunen van de verwarmingsbron bij het verwarmen van het eerste fluïdum; - het regelsysteem is ingericht voor het, in afhankelijkheid van een verschil tussen een door een eerste temperatuursensor gemeten temperatuur van het tweede fluïdum en een door een tweede temperatuursensor gemeten temperatuur van het derde fluïdum, regelen wanneer de verwarmingsinrichting in zijn bufferingstoestand is; en - het regelsysteem is ingericht voor het, in afhankelijkheid van een verschil tussen een door een derde temperatuursensor gemeten temperatuur van het eerste fluïdum en een door een vierde temperatuursensor gemeten temperatuur van het derde fluïdum, regelen wanneer de verwarmingsinrichting in zijn verwarmingsondersteuningstoestand is.Therefore, the invention provides a home heating device for at least heating living spaces in the home, comprising: a heating system, comprising a heating source, a first fluid circuit and a heating pump for heating and pumping a first fluid for heating through the first fluid circuit of said living spaces; a solar water heater system, comprising a solar collector, a solar water heater and a second fluid circuit extending at least through the solar collector and the solar water heater for a second fluid, wherein solar heat collected by the solar collector is transferred via the second fluid to the solar water heater; and a control system for controlling the heating device; characterized by a buffer system, comprising a buffer reservoir with a volume that is between 10 and 100 times as large as the volume of the solar boiler, a first heat exchanger, a second heat exchanger, an at least through the buffer reservoir, the first heat exchanger and the second heat exchanger third fluid circuit for a third fluid and a buffer pump for pumping the third fluid through the third fluid circuit; wherein: the heating device has a buffering state in which the buffer pump is in operation for realizing heat transfer from the second fluid to the third fluid via the first heat exchanger for realizing heat transfer from the solar boiler to the buffer reservoir; - the heating device has a heating support condition in which the heating pump and the buffer pump are in operation for realizing heat transfer from the third fluid to the first fluid via the second heat exchanger for supporting the heating source in heating the first fluid; - the control system is adapted to control, depending on a difference between a temperature of the second fluid measured by a first temperature sensor and a temperature of the third fluid measured by a second temperature sensor, when the heating device is in its buffering state; and - the control system is adapted to control, depending on a difference between a temperature of the first fluid measured by a third temperature sensor and a temperature of the third fluid measured by a fourth temperature sensor, when the heating device is in its heating support condition.

Dankzij het genoemde buffersysteem wordt volgens de uitvinding warmte uit alle zonneschijnperiodes gedurende alle betreffende momenten van de dag en gedurende alle seizoenen van het jaar opgeslagen in het genoemde bufferreservoir. Dat wil zeggen, warmte wordt ook opgeslagen op momenten dat er in de woning weinig of geen vraag is naar verwarming. Doordat het bufferreservoir ten opzichte van de zonneboiler een extra warmteopslagcapaciteit van tussen de 10 en 100 maal de warmteopslagcapaciteit van de zonneboiler heeft, komt het bij de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding in de praktijk aanzienlijk minder vaak dan bij de bekende verwarmingsinrichting voor dat het verwarmingssysteem autonoom draait. In tijden van veelvuldige zonneschijn met weinig of geen vraag naar verwarming schakelt de bovengenoemde bekende verwarmingsinrichting de zonnewarmteopslag in de zonneboiler uit zodra de temperatuur in de zonneboiler een bepaalde maximumwaarde heeft bereikt, om oververhitting in de zonneboiler te voorkomen. Hierdoor blijft derhalve bij de bekende verwarmingsinrichting veel zonneschijn onbenut. Bij de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding, daarentegen, wordt dankzij de warmteoverdracht naar het bufferreservoir de temperatuur in de zonneboiler steeds beperkt gehouden, waardoor steeds alle zonneschijn wordt benut.Thanks to said buffer system, according to the invention, heat from all sunshine periods is stored in said buffer reservoir during all relevant times of the day and during all seasons of the year. That is, heat is also stored at times when there is little or no demand for heating in the home. Because the buffer reservoir has an additional heat storage capacity of between 10 and 100 times the heat storage capacity of the solar boiler with respect to the solar boiler, in practice the heating device according to the invention is considerably less likely than in the known heating device that the heating system runs autonomously . In times of frequent sunshine with little or no heating demand, the above-mentioned known heating device switches off the solar heat storage in the solar boiler as soon as the temperature in the solar boiler has reached a certain maximum value, in order to prevent overheating in the solar boiler. As a result, much sunshine remains unused with the known heating device. In the heating device according to the invention, on the other hand, thanks to the heat transfer to the buffer reservoir, the temperature in the solar boiler is always limited, so that all sunshine is always utilized.

De bovenstaande grote rendementsvoordelen ten opzichte van de bekende verwarmingsinrichting kunnen volgens de uitvinding verkregen worden met eenvoudig en praktisch te realiseren maatregelen in een eenvoudige woning. Zo kan het bufferreservoir bijvoorbeeld in een kruipruimte van de woning worden geplaatst, bijvoorbeeld in de vorm van een (platte) flexibele zak. Een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding is eenvoudig te installeren in nieuwbouwwoningen, maar ook in bestaande woningen. Zelfs kan een in een woning reeds aanwezige verwarmingsinrichting van de hierboven genoemde bekende soort relatief eenvoudig worden omgebouwd tot een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding. Vergroting van zonnecollectoroppervlakte is daarbij niet nodig.According to the invention, the above-mentioned large efficiency advantages over the known heating device can be obtained with simple and practical measures to be realized in a simple home. The buffer reservoir can for instance be placed in a crawl space of the house, for example in the form of a (flat) flexible bag. A heating device according to the invention is easy to install in new-build homes, but also in existing homes. Even a heating device of the above-mentioned known type that is already present in a home can be converted relatively easily into a heating device according to the invention. Increasing the solar collector surface area is not necessary.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding is het genoemde regelen wanneer de verwarmingsinrichting in zijn bufferingstoestand is, tenminste gerealiseerd door te zorgen dat de bufferpomp in bedrijf is indien de door de eerste temperatuursensor in de zonneboiler gemeten temperatuur van het tweede fluïdum hoger is dan de door de tweede temperatuursensor in het bufferreservoir gemeten temperatuur van het derde fluïdum.In a preferred embodiment of a heating device according to the invention, said control when the heating device is in its buffering state is at least realized by ensuring that the buffer pump is in operation if the temperature of the second fluid measured by the first temperature sensor in the solar boiler is higher than the temperature of the third fluid measured by the second temperature sensor in the buffer reservoir.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding omvat het eerste fluïdumcircuit een eerste klepstructuur, die bedienbaar is voor het selectief brengen van het eerste fluïdumcircuit in een verwarmingsondersteuningsconfiguratie danwel in een autonome verwarmingsconfiguratie, waarin respectievelijk wordt toegestaan danwel wordt tegengaan dat de verwarmingspomp het eerste fluïdum cyclisch door de tweede warmtewisselaar pompt, en waarbij het genoemde regelen wanneer de verwarmingsinrichting in zijn verwarmingsondersteuningstoestand is tenminste gerealiseerd is door te zorgen dat de bufferpomp in bedrijf is en tegelijkertijd het eerste fluïdumcircuit in zijn verwarmingsondersteuningsconfiguratie is in dien de verwarmingspomp in bedrijf is en tegelijkertijd de door de vierde temperatuursensor gemeten temperatuur van het derde fluïdum hoger is dan de door de derde temperatuursensor gemeten temperatuur van het eerste fluïdum.In a further preferred embodiment of a heating device according to the invention, the first fluid circuit comprises a first valve structure, which is operable for selectively bringing the first fluid circuit into a heating support configuration or in an autonomous heating configuration, in which respectively the heating pump is allowed or prevented from the heating pump fluid pumps cyclically through the second heat exchanger, and wherein said control when the heater is in its heating support state is at least realized by ensuring that the buffer pump is operating and at the same time the first fluid circuit is in its heating support configuration when the heating pump is operating and simultaneously the temperature of the third fluid measured by the fourth temperature sensor is higher than the temperature of the first fluid measured by the third temperature sensor.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding is het bufferreservoir een in een kruipruimte van de woning geplaatste flexibele zak. Dit kan bijvoorbeeld een platte zak zijn. Bij voorkeur is deze flexibele zak (alzijdig) goed geïsoleerd tegen warmteverlies.In a further preferred embodiment of a heating device according to the invention, the buffer reservoir is a flexible bag placed in a crawl space of the house. This can for example be a flat bag. Preferably this flexible bag is well insulated against heat loss (on all sides).

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding voorts een tapwaterverwarmingscircuit voor het verwarmen van leidingwater voor de levering van tapwater voor de woning.In a further preferred embodiment, the heating device according to the invention further comprises a tap water heating circuit for heating tap water for the supply of tap water for the home.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding strekt het tapwaterverwarmingscircuit zich deels uit in warmtewisselend contact met het derde fluïdumcircuit van het buffersysteem voor het realiseren van warmteoverdracht vanuit het derde fluïdum naar het leidingwater. Dit is efficiënt omdat in het bufferreservoir gemiddeld genomen gedurende alle seizoenen van het jaar een interessante hoeveelheid warmte aanwezig is voor het (voor)verwarmen van het leidingwater.In a further preferred embodiment of a heating device according to the invention, the tap water heating circuit partially extends in heat-exchanging contact with the third fluid circuit of the buffer system for realizing heat transfer from the third fluid to the tap water. This is efficient because, on average, an interesting amount of heat is present in the buffer reservoir during all seasons of the year for (pre) heating the tap water.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding strekt het tapwaterverwarmingscircuit zich deels uit in warmtewisselend contact met het tweede fluïdumcircuit van het zonneboilersysteem voor het realiseren van warmteoverdracht vanuit het tweede fluïdum naar het leidingwater. Dit is efficiënt omdat in de zonneboiler vaak, met name tijdens zonneschijn, een interessante hoge temperatuur heerst voor het (voor)verwarmen van het leidingwater.In a further preferred embodiment of a heating device according to the invention, the tap water heating circuit partially extends in heat-exchanging contact with the second fluid circuit of the solar boiler system for realizing heat transfer from the second fluid to the tap water. This is efficient because often in the solar water heater, especially during sunshine, there is an interesting high temperature for (pre) heating the tap water.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding strekt het tapwaterverwarmingscircuit zich, gezien in stroomafwaartse richting van het leidingwater, achtereenvolgens: - deels uit in warmtewisselend contact met het derde fluïdumcircuit van het buffersysteem voor het realiseren van warmteoverdracht vanuit het derde fluïdum naar het leidingwater; en - deels uit in warmtewisselend contact met het tweede fluïdumcircuit van het zonneboilersysteem voor het realiseren van warmteoverdracht vanuit het tweede fluïdum naar het leidingwater. Dit is zeer efficiënt omdat het een tweetraps (voor)verwarming van het leidingwater verschaft.In a further preferred embodiment of a heating device according to the invention, the tap water heating circuit, viewed in the downstream direction of the tap water, successively: partially extends in heat-exchanging contact with the third fluid circuit of the buffer system for realizing heat transfer from the third fluid to the tap water ; and - partially out in heat-exchanging contact with the second fluid circuit of the solar boiler system for realizing heat transfer from the second fluid to the tap water. This is very efficient because it provides a two-stage (pre) heating of the tap water.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding strekt het tapwaterverwarmingscircuit zich deels uit in warmtewisselend contact met de verwarmingsbron voor het door de verwarmingsbron naverwarmen van het leidingwater. Dit is zeer efficiënt omdat het een tweetraps c.q. drietraps (voor)verwarming van het leidingwater verschaft.In a further preferred embodiment of a heating device according to the invention, the tap water heating circuit partly extends in heat-exchanging contact with the heating source for reheating the tap water by the heating source. This is very efficient because it provides a two-stage or three-stage (pre) heating of the tap water.

In het volgende wordt de uitvinding nader toegelicht aan de hand van een niet-limiterend uitvoeringsvoorbeeld en met verwijzing naar de schematische figuren in de bij gevoegde tekening, waarin het volgende is getoond.In the following, the invention is further elucidated on the basis of a non-limiting exemplary embodiment and with reference to the schematic figures in the attached drawing, in which the following is shown.

Fig. 1 toont een voorbeeld van een uitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding, waarbij het eerste fluïdumcircuit van het verwarmingssysteem van de verwarmingsinrichting in zijn bovengenoemde autonome verwarmingsconfiguratie is.FIG. 1 shows an example of an embodiment of a heating device according to the invention, wherein the first fluid circuit of the heating system of the heating device is in its aforementioned autonomous heating configuration.

Fig. 2 toont de situatie van Fig. 1 nogmaals, waarbij echter een verschil is dat in Fig. 2 het eerste fluïdumcircuit in zijn bovengenoemde verwarmingsondersteuningsconfiguratie is.FIG. 2 shows the situation of FIG. 1 again, but with a difference that in FIG. 2 is the first fluid circuit in its above-mentioned heating support configuration.

Fig. 3 toont een voorbeeld van een uitvoeringsvorm van het regelsysteem van de verwarmingsinrichting van Figuren 1 en 2.FIG. 3 shows an example of an embodiment of the control system of the heating device of FIGS. 1 and 2.

De in de Figuren 1 t/m 3 gebruikte referentietekens verwijzen op de volgende wijze naar de bovengenoemde onderdelen en aspecten van de uitvinding, alsmede naar daaraan gerelateerde onderdelen en aspecten. 1 verwarmingsinrichting 2 verwarmingssysteem 3 zonneboilersysteem 4 regelsysteem 5 buffersysteem 6 verwarmingsbron 7 zonnecollector 8 zonneboiler 9 bufferreservoir 10 eerste klepstructuur 11 eerste warmtewisselaar 12 tweede warmtewisselaar 14 verwarmingsradiator 15 regeleenheid 16 communicatieve verbindingsstructuur 21 eerste fLuïdumcircuit 22 tweede fluïdumcircuit 23 derde fluïdumcircuit 31 eerste fluïdum 32 tweede fluïdum 33 derde fluïdum 41 eerste temperatuursensor 42 tweede temperatuursensor 43 derde temperatuursensor 44 vierde temperatuursensor 51 verwarmingspomp 52 zonneboilersysteempomp 53 bufferpomp 61 eerste stilstaand-water-zone 62 tweede stilstaand-water-zoneThe reference characters used in Figures 1 to 3 refer to the above-mentioned parts and aspects of the invention, as well as to parts and aspects related thereto in the following manner. 1 heating device 2 heating system 3 solar boiler system 4 control system 5 buffer system 6 heating source 7 solar collector 8 solar boiler 9 buffer reservoir 10 first valve structure 11 first heat exchanger 12 second heat exchanger 14 heating radiator 15 control unit 16 communicative connection structure 21 first fluid circuit 22 second fluid circuit 23 third fluid circuit 33 first fluid 32 third fluid 41 first temperature sensor 42 second temperature sensor 43 third temperature sensor 44 fourth temperature sensor 51 heating pump 52 solar boiler system pump 53 buffer pump 61 first stagnant water zone 62 second stagnant water zone

Verwezen wordt nu eerst naar Figuren 1 en 2.Reference is first made to Figures 1 and 2.

Bij de getoonde verwarmingsinrichting 1 is zowel het eerste fluïdum, als het tweede fluïdum, alsook het derde fluïdum water. In het getoonde voorbeeld wordt de verwarmingsbron 6 gevormd door een gasketel 6.In the heating device 1 shown, both the first fluid and the second fluid, as well as the third fluid, are water. In the example shown, the heating source 6 is formed by a gas boiler 6.

De zonneboiler 8 heeft een volume van 300 liter, dat wil zeggen de zonneboiler kan 300 liter van het tweede fluïdum bevatten. Dit is een gebruikelijke inhoud bij zonneboilers voor woningen. Volgens de uitvinding kan de zonneboiler echter ook een groter of kleiner volume hebben, zoals bijvoorbeeld een volume van tussen de 50 liter en 1000 liter. Zoals genoemd, heeft het bufferreservoir 9 volgens de uitvinding een volume dat tussen 10 en 100 maal zo groot is als het volume van de zonneboiler 8. Dit betekent dat in het getoonde voorbeeld het bufferreservoir 9 een volume van tussen de 3000 liter en 30000 liter kan hebben. Indien, bijvoorbeeld, de zonneboiler een volume van 50 liter zou hebben, dan kan het bufferreservoir derhalve een volume van tussen de 500 liter en 5000 liter hebben. En indien, bijvoorbeeld, de zonneboiler een volume van 1000 liter zou hebben, dan kan het bufferreservoir derhalve een volume van tussen de 10000 liter en 100000 liter hebben.The solar boiler 8 has a volume of 300 liters, i.e. the solar boiler can contain 300 liters of the second fluid. This is a common content with solar water heaters for homes. However, according to the invention, the solar water heater can also have a larger or smaller volume, such as, for example, a volume of between 50 liters and 1000 liters. As mentioned, the buffer reservoir 9 according to the invention has a volume that is between 10 and 100 times as large as the volume of the solar boiler 8. This means that in the example shown the buffer reservoir 9 can have a volume of between 3000 liters and 30,000 liters. to have. If, for example, the solar water heater has a volume of 50 liters, the buffer reservoir can therefore have a volume of between 500 liters and 5000 liters. And if, for example, the solar boiler had a volume of 1000 liters, the buffer reservoir can therefore have a volume of between 10,000 liters and 100,000 liters.

In de Figuren 1 en 2 zijn met pijlen in het eerste fluïdumcircuit 21, in het tweede fluïdumcircuit 22 en in het derde fluïdumcircuit 23 de stromingsrichtingen van respektievelijk het eerste fluïdum 31, het tweede fluïdum 32 en het derde fluïdum 33 aangeduid. Daarbij zijn in de situaties van de Figuren 1 en 2 zowel de verwarmingspomp 51 als de zonneboilersysteempomp 52, alsook de bufferpomp 53 in bedrijf. Dat wil zeggen, deze respektieve pompen 51, 52 en 53 pompen de respektieve fluïda 31, 32 en 33 cyclisch door de respektieve fluïdumcircuits 21, 22 en 23.In Figures 1 and 2, arrows in the first fluid circuit 21, in the second fluid circuit 22 and in the third fluid circuit 23 indicate the directions of flow of the first fluid 31, the second fluid 32 and the third fluid 33, respectively. In the situations of Figures 1 and 2, both the heating pump 51 and the solar boiler system pump 52, as well as the buffer pump 53, are in operation. That is, these respective pumps 51, 52 and 53 cyclically pump the respective fluids 31, 32 and 33 through the respective fluid circuits 21, 22 and 23.

In het getoonde voorbeeld wordt de eerste warmtewisselaar 11 gevormd doordat het derde fluïdumcircuit 23 zich in het inwendige van de zonneboiler 8 spiraalvormig uitstrekt. In het getoonde voorbeeld is de tweede warmtewisselaar 12 een platenwisselaar. Volgens de uitvinding zijn diverse andersgevormde en andersoortige warmtewisselaars mogelijk voor de eerste warmtewisselaar 11 en/of de tweede warmtewisselaar 12.In the example shown, the first heat exchanger 11 is formed in that the third fluid circuit 23 extends helically in the interior of the solar boiler 8. In the example shown, the second heat exchanger 12 is a plate exchanger. According to the invention, various differently shaped and different types of heat exchangers are possible for the first heat exchanger 11 and / or the second heat exchanger 12.

Aangezien in de situaties van de Figuren 1 en 2 de zonneboilersysteempomp 52 in bedrijf is, zal, indien in de zonneboiler de temperatuur van het tweede fluïdum 32 hoger is dan de temperatuur van het derde fluïdum 33, in de eerste warmtewisselaar 11 warmteoverdracht plaatsvinden vanuit het tweede fluïdum 32 naar het derde fluïdum 33. De verwarmingsinrichting 1 is onder dergelijke condities dus in zijn bufferingstoestand.Since in the situations of Figs. 1 and 2 the solar boiler system pump 52 is in operation, if the temperature of the second fluid 32 in the solar boiler is higher than the temperature of the third fluid 33, heat transfer will take place from the first heat exchanger 11 in the first heat exchanger 11. second fluid 32 to the third fluid 33. The heating device 1 is therefore in its buffering state under such conditions.

In het getoonde voorbeeld wordt de eerste klepstructuur 10 gevormd door een automatisch bedienbare driewegklep 10.In the example shown, the first valve structure 10 is formed by an automatically operable three-way valve 10.

In Fig. 1 verkeert de driewegklep 10 in zijn ene stand die overeenkomt met de autonome verwarmingsconfiguratie van het eerste fluïdumcircuit 21. In deze autonome verwarmingsconfiguratie wordt tegengaan dat de verwarmingspomp 51 het eerste fluïdum 31 cyclisch door de tweede warmtewisselaar 12 pompt. Daarbij is de in Fig. 1 met arcering aangeduide zone van het eerste fluïdumcircuit 21 een eerste stilstaand-water-zone 61. Deze eerste stilstaand-water-zone 61 strekt zich door de tweede warmtewisselaar 12 uit.In FIG. 1, the three-way valve 10 is in its one position corresponding to the autonomous heating configuration of the first fluid circuit 21. In this autonomous heating configuration, the heating pump 51 is prevented from pumping the first fluid 31 cyclically through the second heat exchanger 12. In addition, the 1 of the first fluid circuit 21, indicated by hatching, and a first stagnant water zone 61. This first stagnant water zone 61 extends through the second heat exchanger 12.

In Fig. 2 verkeert de driewegklep 10 in zijn andere stand die overeenkomt met de verwarmingsondersteuningsconfiguratie van het eerste fluïdumcircuit 21. In deze verwarmingsondersteuningsconfiguratie wordt toegestaan dat de verwarmingspomp 51 het eerste fluïdum 31 cyclisch door de tweede warmtewisselaar 12 pompt. Daarbij is de in Fig. 2 met arcering aangeduide zone van het eerste fluïdumcircuit 21 een tweede stilstaand-water-zone 62. Deze tweede stilstaand-water-zone 62 strekt zich niet door de tweede warmtewisselaar 12 uit.In FIG. 2, the three-way valve 10 is in its other position corresponding to the heating support configuration of the first fluid circuit 21. In this heating support configuration, the heating pump 51 is allowed to pump the first fluid 31 cyclically through the second heat exchanger 12. In addition, the 2, the zone of the first fluid circuit 21 indicated by hatching and a second stagnant water zone 62. This second stagnant water zone 62 does not extend through the second heat exchanger 12.

In de situatie van Fig. 2 is de verwarmingsinrichting 1 derhalve in zijn verwarmingsondersteuningstoestand. In die toestand worden de verwarmingsradiatoren 14 in de leefruimten van de woning door de gasketel 6 verwarmd, waarbij het eerste fluïdum 31 in de tweede warmtewisselaar 12 steeds wordt voorverwarmd alvorens het de gasketel 6 ingaat. In de situatie van Fig. 1 wordt het eerste fluïdum 31 echter niet in de tweede warmtewisselaar 12 voorverwarmd alvorens het de gasketel 6 ingaat.In the situation of FIG. 2, the heating device 1 is therefore in its heating support state. In that state, the heating radiators 14 in the living spaces of the house are heated by the gas boiler 6, the first fluid 31 in the second heat exchanger 12 being always preheated before it enters the gas boiler 6. In the situation of FIG. 1, however, the first fluid 31 is not preheated in the second heat exchanger 12 before it enters the gas boiler 6.

Verwezen wordt nu naar de zeer schematische Fig. 3. Deze Fig. 3 toont een regeleenheid 15 van het regelsysteem 4, de gasketel 6, de driewegklep 10, de verwarmingspomp 51, de zonneboilersysteempomp 52, de bufferpomp 53, en de eerste, tweede, derde en vierde temperatuursensoren 41-44. Verder toont Fig. 3 een aantal verbindingslijnen 16 tussen de genoemde delen. Deze verbindingslijnen 16 representeren op zeer schematische wijze de (bedrade of deels draadloze) verbindings structuur tussen de genoemde delen voor het realiseren van de bovengenoemde functionaliteiten van het regelsysteem 4. Zo kan de verbin dings structuur 16 bijvoorbeeld ook diverse schakelaars omvatten, zoals bijvoorbeeld schakelaars voor het aan- en uitzetten van de verwarmingspomp 51, de zonneboilersysteempomp 52 en de bufferpomp 53, en voor het bedienen van de driewegklep 10.Reference is now made to the very schematic FIG. 3. This FIG. 3 shows a control unit 15 of the control system 4, the gas boiler 6, the three-way valve 10, the heating pump 51, the solar boiler system pump 52, the buffer pump 53, and the first, second, third and fourth temperature sensors 41-44. Furthermore, FIG. 3 a number of connecting lines 16 between said parts. These connection lines 16 represent in a very schematic way the (wired or partly wireless) connection structure between the said parts for realizing the above-mentioned functionalities of the control system 4. Thus, the connection structure 16 can for instance also comprise various switches, such as switches for switching the heating pump 51, the solar boiler system pump 52 and the buffer pump 53 on and off, and for operating the three-way valve 10.

Opgemerkt wordt dat bovengenoemd voorbeeld de uitvinding niet beperkt en dat binnen de reikwijdte van de bijgaande conclusies diverse alternatieven mogelijk zijn.It is noted that the above example does not limit the invention and that various alternatives are possible within the scope of the appended claims.

Zo kan de verwarmingsinrichting van het bovengenoemde voorbeeld aangevuld worden met diverse soorten tapwaterverwarmingscircuits, waaronder de tapwaterverwarmingscircuits volgens de bovenstaand uiteengezette voorkeursuitvoeringsvormen van verwarmingsinrichtingen volgens de uitvinding.Thus, the heating device of the above-mentioned example can be supplemented with various types of tap water heating circuits, including the tap water heating circuits according to the preferred embodiments of heating devices according to the invention explained above.

Ook zijn diverse soorten van het eerste fluïdum, het tweede fluïdum en het derde fluïdum mogelijk, waarbij het eerste fluïdum een vloeistof of een gas kan zijn, het tweede fluïdum een vloeistof of een gas kan zijn en het derde fluïdum een vloeistof of een gas kan zijn.Various kinds of the first fluid, the second fluid and the third fluid are also possible, wherein the first fluid can be a liquid or a gas, the second fluid can be a liquid or a gas and the third fluid can be a liquid or a gas to be.

Verder zijn diverse soorten van de verwarmingsbron mogelijk, bijvoorbeeld gebaseerd op heteluchtverwarming, gebruik van aardwarmte, etc., etc.Furthermore, various types of heating source are possible, for example based on hot air heating, use of geothermal heat, etc., etc.

Ook zijn bijvoorbeeld diverse soorten geregelde klepstructuren mogelijk in het derde fluïdumcircuit van het buffersysteem, welke klepstructuren bedienbaar zijn voor het selectief brengen van het derde fluïdumcircuit in verschillende configuraties, waarin respectievelijk wordt toegestaan danwel wordt tegengaan dat de bufferpomp het derde fluïdum cyclisch door de eerste warmtewisselaar pompt.Also, for example, various kinds of controlled valve structures are possible in the third fluid circuit of the buffer system, which valve structures are operable to selectively bring the third fluid circuit into different configurations, in which respectively the buffer pump is allowed or prevented from being cyclically cycled through the first heat exchanger is pumping.

Andere varianten of modificaties zijn echter ook mogelijk. Deze en soortgelijke alternatieven worden geacht binnen het kader te vallen van de uitvinding zoals gedefinieerd in de bij gevoegde conclusies.However, other variants or modifications are also possible. These and similar alternatives are understood to fall within the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims

A home heating device (1) for at least heating living spaces in the home, comprising: a heating system (2) comprising a heating source (6), a first fluid circuit (21) and a heating pump (51) for heating and pumping a first fluid (31) through the first fluid circuit for heating said living spaces; a solar boiler system (3), comprising a solar collector (7), a solar boiler (8) and a second fluid circuit (22) extending at least through the solar collector and the solar boiler for a second fluid (32), wherein solar heat collected by the solar collector via the solar collector second fluid is transferred to the solar water heater; and a control system (4) for controlling the heating device (1); characterized by a buffer system (5), comprising a buffer reservoir (9) with a volume that is between 10 and 100 times as large as the volume of the solar boiler, a first heat exchanger (11), a second heat exchanger (12), an at least third fluid circuit (23) for a third fluid (33) and a buffer pump (53) for pumping the third fluid through the third fluid circuit through the buffer reservoir, the first heat exchanger and the second heat exchanger; wherein: - the heating device (1) has a buffering state in which the buffer pump (53) is in operation for realizing heat transfer from the second fluid (32) to the third fluid (33) via the first heat exchanger (11) heat transfer from the solar boiler to the buffer reservoir; - the heating device (1) has a heating support condition in which the heating pump (51) and the buffer pump (53) are in operation for realizing heat transfer from the third fluid (33) to the first fluid (31) via the second heat exchanger (12) for supporting the heating source (6) in heating the first fluid; - the control system (4) is adapted to, depending on a difference between a temperature of the second fluid (32) measured by a first temperature sensor (41) and a temperature of the third fluid measured by a second temperature sensor (42) ( 33), control when the heating device (1) is in its buffering state; and - the control system (4) is adapted to, depending on a difference between a temperature of the first fluid (31) measured by a third temperature sensor (43) and a temperature of the third fluid measured by a fourth temperature sensor (44) (33), when the heating device (1) is in its heating support state.

The heating device (1) according to claim 1, wherein said controlling when the heating device (1) is in its buffering state is at least realized by causing the buffer pump (53) to operate when the temperature sensor (41) is in operation. the temperature of the second fluid (32) measured by the solar boiler (8) is higher than the temperature of the third fluid (33) measured by the second temperature sensor (42) in the buffer reservoir (9).

Heating device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first fluid circuit (21) comprises a first valve structure (10) operable for selectively bringing the first fluid circuit (21) into a heating support configuration or an autonomous heating configuration, wherein, respectively, it is permitted or prevented that the heating pump (51) cycles the first fluid (31) cyclically through the second heat exchanger (12), and wherein said control when the heating device (1) is at least in its heating support state is achieved by providing that the buffer pump (53) is operating and at the same time the first fluid circuit (21) is in its heating support configuration when the heating pump (51) is operating and at the same time the temperature of the third fluid (33) measured by the fourth temperature sensor (44) is higher is then the temperature measured by the third temperature sensor (43) ur of the first fluid (31).

Heating device (1) according to one of the preceding claims, wherein the buffer reservoir (9) is a flexible bag placed in a crawl space of the house.

Heating device (1) according to one of the preceding claims, further comprising a tap water heating circuit for heating tap water for the supply of tap water for the home.

The heating device (1) according to claim 5, wherein the tap water heating circuit partially extends in heat-exchanging contact with the third fluid circuit (23) of the buffer system (5) for realizing heat transfer from the third fluid (33) to the tap water.

Heating device (1) according to claim 5 or 6, wherein the tap water heating circuit extends in part in heat-exchanging contact with the second fluid circuit (22) of the solar boiler system (3) for realizing heat transfer from the second fluid (32) to the tap water.

Heating device (1) according to claim 5, wherein the tap water heating circuit, viewed in downstream direction of the tap water, successively: - partially extends in heat-exchanging contact with the third fluid circuit (23) of the buffer system (5) for realizing heat transfer from the third fluid (33) to the tap water; and - partially extends in heat-exchanging contact with the second fluid circuit (22) of the solar boiler system (3) for realizing heat transfer from the second fluid (32) to the tap water.

Heating device (1) according to one of claims 6 to 8, wherein the tap water heating circuit extends partly in heat-exchanging contact with the heating source (6) for reheating the tap water by the heating source (6).