NL2023977B1

NL2023977B1 - Thermal system.

Info

Publication number: NL2023977B1
Application number: NL2023977A
Authority: NL
Inventors: Josephus Albertus Putman Johannes
Original assignee: Solar Energy Booster B V
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-06-01

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een thermisch systeem voor het verwarmen van een gebouw tenminste omvattende: een PVT-eenheid; een warmteopslag- eenheid; een warmte-afgifte-eenheid; een warmtepomp-eenheid; alsmede regelmiddelen. De warmte-pompeenheid omvat tenminste twee warmtepompen, waarbij elke warmtepomp een primaire en een secundaire warmtewisselaar omvat, waarbij de primaire warmtewisselaren parallel verbonden zijn, via regelmiddelen en de warmteopslag- eenheid, met de PVT-eenheid en waarbij de secundaire warmtewisselaren van de warmtepompen in serie zijn verbonden met de warmte-afgifte-eenheid. Hiermee wordt een thermisch systeem verkregen, waarbij eenvoudig aanvullende warmtepompen kunnen worden ingezet - naast de al bestaande warmtepomp — zonder dat ingrijpende wijzigingen aan de regelmiddelen en de rest van de installatie dienen te worden uitgevoerd. Daarnaast biedt deze oplossing een eenvoudige uitbreiding c.q. verhoging van het totale thermische vermogen van de installatie.The invention relates to a thermal system for heating a building at least comprising: a PVT unit; a heat storage unit; a heat release unit; a heat pump unit; as well as control means. The heat pump unit comprises at least two heat pumps, each heat pump comprising a primary and a secondary heat exchanger, the primary heat exchangers being connected in parallel, via control means and the heat storage unit, to the PVT unit and the secondary heat exchangers of the heat pumps in series are connected to the heat output unit. This creates a thermal system in which additional heat pumps can easily be used - in addition to the existing heat pump - without having to make major changes to the control means and the rest of the installation. In addition, this solution offers a simple extension or increase of the total thermal capacity of the installation.

Description

Titel: Thermisch systeem.Title: Thermal system.

De uitvinding heeft betrekking op een thermisch systeem voor het verwarmen van een gebouw tenminste omvattende: een PVT-eenheid; een warmte- opslag-eenheid; een warmte-afgifte-eenheid; een warmtepomp-eenheid; alsmede regelmiddelen.The invention relates to a thermal system for heating a building at least comprising: a PVT unit; a heat storage unit; a heat release unit; a heat pump unit; as well as control means.

Dergelijke thermische systemen opgebouwd rondom een zonnepaneel en een warmtepomp, waarbij warmte van het ene medium, bijvoorbeeld vloeistof of gas, over wordt gebracht naar een ander medium worden de laatste tijd steeds meer toegepast voor het verwarmen van gebouwen, zoals woningen en kantoorpanden.Such thermal systems built around a solar panel and a heat pump, in which heat is transferred from one medium, for example liquid or gas, to another medium have recently been increasingly used for heating buildings, such as homes and office buildings.

Het toepassen van een dergelijk warmte-terugwin systeem heeft een aantal voordelen en de inzet van dergelijke systemen werd geïnitieerd door het feit dat het adequaat koelen van zonnepanelen direct leidt tot een verhoogde stroomopbrengst. Het is namelijk gebleken dat in de praktijk ongeveer twintig procent meer opbrengst kan worden gerealiseerd, wanneer de zonnepanelen efficiënt worden gekoeld met een fluidum. De daarbij weggevoerde warmte kan dan in een dergelijk thermisch systeem efficiënt worden hergebruikt voor het verwarmen van bijvoorbeeld tapwater- en/of centrale verwarmingssystemen of anderszins. De combinatie van een zonnepaneel met dergelijk actief gekoeld systeem wordt in de volksmond ook wel een photovoltaic thermal hybrid solar collector, PVT-systeem genoemd.Applying such a heat recovery system has a number of advantages and the use of such systems was initiated by the fact that adequate cooling of solar panels directly leads to an increased power yield. It has been found that in practice about twenty percent more yield can be achieved if the solar panels are efficiently cooled with a fluid. The heat dissipated thereby can then be efficiently reused in such a thermal system for heating, for instance, tap water and/or central heating systems or otherwise. The combination of a solar panel with such an actively cooled system is popularly referred to as a photovoltaic thermal hybrid solar collector or PVT system.

In PVT-systemen van het hierboven genoemde type is een foto-voltaïsche cel, dat wil zeggen een zonnepaneel, welke is ingericht om zonlicht te converteren naar elektriciteit (stroom), gecombineerd met een zonnecollector, dat is ingericht om door het zonlicht in een fluïdum geabsorbeerde warmte te transporteren. Door de winst in efficiëntie van bovengenoemde PVT-systemen, dat wil zeggen, de extra stroomopbrengst van de zonnepanelen en de warmteterugwinning van het thermische systeem, is de interesse in deze PVT-systemen de afgelopen jaren sterk toegenomen.In PVT systems of the above-mentioned type, a photovoltaic cell, i.e. a solar panel, which is arranged to convert sunlight into electricity (power), is combined with a solar collector, which is arranged to convert the sunlight into a fluid. to transport absorbed heat. Due to the gain in efficiency of the above-mentioned PVT systems, i.e. the extra power output of the solar panels and the heat recovery of the thermal system, the interest in these PVT systems has increased sharply in recent years.

Een nadeel van de huidige thermische systemen is dat deze specifiek ontworpen en geïnstalleerd worden voor een gebouw. Het aanpassen c.g. uitbreiden van bestaande thermische systemen is niet zonder meer mogelijk zonder volledige vervanging van één of meer van de specifieke onderdelen, met name de warmtepomp. Met name dit laatste is niet aantrekkelijk, aangezien de desinvestering in de vervanging van een dergelijk onderdeel niet rendabel kan worden terugverdiend.A disadvantage of current thermal systems is that they are specifically designed and installed for a building. Adjusting c.g. extending existing thermal systems is not simply possible without a complete replacement of one or more of the specific components, in particular the heat pump. The latter in particular is not attractive, as the divestment in the replacement of such a part cannot be recovered profitably.

Het is doel van de uitvinding om een thermisch systeem te verschaffen dat op een eenvoudige manier kan worden aangepast of worden uitgebreid.It is the object of the invention to provide a thermal system which can be adapted or expanded in a simple manner.

Hiertoe de warmte-pompeenheid tenminste twee warmtepompen omvat, waarbij elke warmtepomp een primaire en een secundaire warmtewisselaar omvat, waarbij de primaire warmtewisselaren parallel verbonden zijn, via regelmiddelen en de wamte-opslag-eenheid, met de PVT-eenheid en waarbij de secundaire warmtewisselaren van de warmtepompen in serie zijn verbonden met de warmte-afgifte- eenheid.To this end, the heat pump unit comprises at least two heat pumps, each heat pump comprising a primary and a secondary heat exchanger, the primary heat exchangers being connected in parallel, via control means and the heat storage unit, to the PVT unit and the secondary heat exchangers of the heat pumps are connected in series with the heat output unit.

Hiermee wordt een thermisch systeem verkregen, waarbij eenvoudig aanvullende warmtepompen kunnen worden ingezet - naast de al bestaande warmtepomp — zonder dat ingrijpende wijzigingen aan de regelmiddelen en de rest van de installatie dienen te worden uitgevoerd. Daarnaast biedt deze oplossing een eenvoudige uitbreiding c.q. verhoging van het totale thermische vermogen van de installatie.This creates a thermal system in which additional heat pumps can easily be used - in addition to the existing heat pump - without having to make major changes to the control means and the rest of the installation. In addition, this solution offers a simple extension or increase of the total thermal capacity of the installation.

In het bijzonder zijn de regelmiddelen ingericht in het afzonderlijk regelen van de primaire warmtewisselaren van de ten minste twee warmtepompen. Hierdoor wordt een flexibel systeem gerealiseerd, dat niet alleen eenvoudig kan worden uitgebreid maar ook eenvoudig kan worden geregeld afhankelijk van de warmtebehoefte.In particular, the control means are arranged for separately controlling the primary heat exchangers of the at least two heat pumps. This creates a flexible system that can not only be easily expanded, but also easily controlled depending on the heat requirement.

In het bijzonder zijn de regelmiddelen als een fysiek, separate regelmodule in het thermisch systeem opgenomen. Zodoende zijn minder ingrijpende aanpassing c.q.In particular, the control means are incorporated in the thermal system as a physical, separate control module. As a result, less drastic adjustment c.q.

wijzigingen aan het thermische systeem noodzakelijk in situaties als onderhoud, vervanging en/of uitbreiding.changes to the thermal system necessary in situations such as maintenance, replacement and/or expansion.

In een exemplarisch voorbeeld is elke warmtepomp een fluidum-fluidum- warmtepomp.In an exemplary example, each heat pump is a fluid-fluid heat pump.

Meer specifiek zijn in een voorbeeld de PVT-eenheid en de warmte- opslageenheid opgenomen in een eerste leidingstelsel voor het transporteren van een eerste fluïdum, en is de warmte-afgifte-eenheid opgenomen in een tweede leidingstelsel voor het transporteren van een tweede fluïdum.More specifically, in an example, the PVT unit and the heat storage unit are included in a first conduit system for transporting a first fluid, and the heat delivery unit is included in a second conduit system for transporting a second fluid.

Bij een functioneel voorbeeld van de regelmiddelen als één fysiek, separate regelmodule omvat het een eerste pompeenheid voor het rondpompen van het eerste fluïdum in het eerste leidingstelsel en een tweede pompeenheid voor het rondpompen van het tweede fluïdum in het tweede leidingstelsel. Hierdoor kan een verdere vereenvoudiging van de constructie en opbouw van het thermische systeem worden gerealiseerd, waarbij uniforme onderdelen centraal in een module in het systeem worden geplaatst en niet langer in verschillende aparte eenheden, zoals de warmtepompen zijn geïntegreerd. Dit vereenvoudigt de algehele montage van het systeem en maakt onderhoud, uitbreiding en vervanging eenvoudiger en goedkoper.In a functional example of the control means as one physical, separate control module, it comprises a first pump unit for pumping the first fluid around in the first pipe system and a second pump unit for pumping the second fluid around in the second pipe system. As a result, a further simplification of the construction and structure of the thermal system can be realized, whereby uniform components are placed centrally in a module in the system and are no longer integrated in several separate units, such as the heat pumps. This simplifies the overall installation of the system and makes maintenance, extension and replacement easier and cheaper.

In een ander functioneel voorbeeld van de regelmiddelen als één fysiek, separate regelmodule omvat deze module voor elke warmtepomp aan de koude zijde van de primaire warmtewisselaar van de warmtepomp in het eerste leidingstelsel een regelbare klep. Hierdoor is het mogelijk om de verschillende warmtepompen separaat door de regelmiddelen aan te sturen afhankelijk van de warmtebehoefte.In another functional example of the control means as one physical, separate control module, this module comprises an adjustable valve for each heat pump on the cold side of the primary heat exchanger of the heat pump in the first pipe system. This makes it possible to control the various heat pumps separately by the control means, depending on the heat requirement.

De uitvinding zal nu aan de hand van een tekening nader worden toegelicht, welke tekening achtereenvolgens toont in: Figuur 1 schematisch een uitvoeringsvorm van een thermisch systeem volgens de uitvinding; In de Figuur 1 wordt met referentie-cijfer 100 een voorbeeld van een thermisch systeem volgens de uitvinding getoond. Een dergelijk thermisch systeem wordt tegenwoordig meer en meer ingezet voor het verwarmen van een gebouw, zoals een woning of een kantoorpand. In de Figuur 1 is duidelijk getoond dat het thermische systeem 100 modulair is opgebouwd en tenminste de volgende onderdelen omvat: een PVT-eenheid 10, een warmte-opslag-eenheid 20, een warmte-afgifte-eenheid 30, een warmtepomp-eenheid 40 alsmede regelmiddelen 50 voor het regelen van de warmtepomp-eenheid 40.The invention will now be further elucidated with reference to a drawing, which drawing successively shows in: Figure 1 schematically an embodiment of a thermal system according to the invention; In Figure 1, reference numeral 100 shows an example of a thermal system according to the invention. Such a thermal system is nowadays increasingly used for heating a building, such as a house or an office building. Figure 1 clearly shows that the thermal system 100 has a modular construction and comprises at least the following components: a PVT unit 10, a heat storage unit 20, a heat release unit 30, a heat pump unit 40 as well as control means 50 for controlling the heat pump unit 40.

De PVT-eenheid 10 is opgebouwd uit een fotovoltaïsch paneel 11, dat wil zeggen, een zonnepaneel, ingericht voor het omzetten van zonlicht in elektrische energie. De huidige uitvinding is van toepassing op allerlei typen zonnepanelen 11, zoals een zonnepaneel met monokristallijnen, die bijvoorbeeld als staven getrokken zijn uit een siliciumsmelt. Deze staven bestaan uit één kristal en worden in schijven gesneden en op de zonnepanelen gemonteerd. Dit soort zonnepanelen heeft het hoogste rendement.The PVT unit 10 is made up of a photovoltaic panel 11, i.e. a solar panel, adapted to convert sunlight into electrical energy. The present invention is applicable to all kinds of solar panels 11, such as a monocrystalline solar panel, drawn for example as rods from a silicon melt. These rods consist of one crystal and are cut into disks and mounted on the solar panels. This type of solar panel has the highest efficiency.

Een ander voorbeeld van een fotovoltaïsch paneel 11 is gebaseerd op polykristallijnen. Bij dit soort panelen worden er blokken gegoten van vloeibaar silicium. Bij dit proces ontstaan er breukvlakken tussen de kristallen. Hierdoor hebben deze panelen een lager rendement dan de hierboven genoemde panelen, echter zijn ze wel goedkoper in productie.Another example of a photovoltaic panel 11 is based on polycrystalline. Blocks of liquid silicon are cast with these types of panels. This process creates fracture surfaces between the crystals. As a result, these panels have a lower efficiency than the above-mentioned panels, but they are cheaper to produce.

Een derde veel voorkomend zonnepaneel 11 is een amorf-type zonnepaneel. Hierbij wordt het silicium als het ware op een plaat gedampt. Dit resulteert in een hele dunne film. De kosten voor het produceren van een dergelijk paneel zijn gering, echter het rendement ligt ook een stuk lager dan bij de bovengenoemde twee andere varianten.A third common solar panel 11 is an amorphous-type solar panel. The silicon is vaporized on a plate, as it were. This results in a very thin film. The costs for producing such a panel are small, but the efficiency is also a lot lower than with the two other variants mentioned above.

Daarnaast omvat de PVT-eenheid 10 aan een andere zijde van het fotovoltaïsche paneel 11 een van het thermische systeem 100 deel uitmakende zonnecollector 12, waarmee warmte van de zon wordt opgevangen en afgegeven aan een (eerste) transportfluidum, bijvoorbeeld water. De warmte kan tijdelijk in een warmte- opslageenheid 20 worden opgeslagen Verder omvat het thermische systeem in Figuur 1 regelmiddelen, die overeenkomstig de uitvinding als een fysieke, separate regelmodule 50 in het thermisch systeem 100 zijn opgenomen.In addition, the PVT unit 10 comprises a solar collector 12 forming part of the thermal system 100 on another side of the photovoltaic panel 11, with which heat from the sun is collected and released to a (first) transport fluid, for instance water. The heat can be temporarily stored in a heat storage unit 20. Furthermore, the thermal system in Figure 1 comprises control means, which are included in the thermal system 100 as a physical, separate control module 50 in accordance with the invention.

Daarnaast omvat het thermische systeem 100 een warmte-afgifte-eenheid 30, dat bijvoorbeeld gevormd kan zijn als het traditionele centrale verwarmingssysteem van een gebouw, waarbij referentie-cijfers 31a-31b diverse (convectie}radiatoren representeren.In addition, the thermal system 100 includes a heat dissipation unit 30, which may be configured, for example, as the traditional central heating system of a building, reference numerals 31a-31b representing various (convection) radiators.

Referentie-cijfer 40 vormt een warmtepomp-eenheid voor het overbrengen van warmte, dat door de PVT-eenheid 10 (in feite door de zonnecollector 12) van de zon is opgenomen en afgegeven aan een eerste transportfluidum over te dragen naar een ander (tweede) transportfluidum van de warmte-afgifte-eenheid 30.Reference numeral 40 constitutes a heat pump unit for transferring heat taken by the PVT unit 10 (actually by the solar collector 12) from the sun and delivered to a first transport fluid to be transferred to another (second) transport fluid from the heat dissipation unit 30.

Zoals getoond in Figuur 1 zijn de PVT-eenheid 10 en de warmte- opslageenheid 20 als ook de warmtepomp-eenheid 40 opgenomen in een eerste leidingstelsel 60, door welk eerste leidingstelsel 80 een eerste transportfluidum, bij voorkeur water kan worden verplaatst. De in de zonnecollector 12 aan het water afgegeven warmte kan tijdelijk worden opgeslagen in de warmte-opslag-eenheid 20, en verder worden getransporteerd in de richting van de warmtepomp-eenheid 40 voor overdracht van deze warmte aan de warmte-afgifte-eenheid 30.As shown in Figure 1, the PVT unit 10 and the heat storage unit 20 as well as the heat pump unit 40 are incorporated in a first conduit system 60, through which first conduit system 80 a first transport fluid, preferably water, can be moved. The heat released to the water in the solar collector 12 can be temporarily stored in the heat storage unit 20, and further transported in the direction of the heat pump unit 40 for transferring this heat to the heat-dispensing unit 30.

Hiertoe is de warmtepomp-eenheid 40 als ook de warmte-afgifte-eenheid opgenomen in een tweede leidingstelsel 70 voor het transporteren van een tweede transportfluidum, dat bijvoorbeeld (bij voorkeur) ook water kan zijn.To this end, the heat pump unit 40 as well as the heat-dispensing unit are included in a second pipe system 70 for transporting a second transport fluid, which can for instance (preferably) also be water.

Door de winst in efficiëntie van PVT-systemen, dat wil zeggen, de extra stroomopbrengst van de zonnepanelen en de warmteterugwinning van het thermische 30 systeem, is de interesse in dergelijke thermische systemen opgebouwd uit een PVT- eenheid, een warmte-opslag-eenheid, een warmte-afgifte-eenheid, een warmtepomp- eenheid en regelmiddelen de afgelopen jaren sterk toegenomen. Een nadeel van de huidige thermische systemen is dat deze specifiek ontworpen en geïnstalleerd worden voor een gebouw. Het aanpassen c.q. uitbreiden van bestaande thermische systemen is niet zonder meer mogelijk zonder volledige vervanging van één of meer van de specifieke onderdelen, met name de warmtepomp-eenheid. Met name dit laatste is niet aantrekkelijk, aangezien de desinvestering in de vervanging van een dergelijk onderdeel niet rendabel kan worden terugverdiend.Due to the gain in efficiency of PVT systems, that is, the extra power output of the solar panels and the heat recovery of the thermal system, the interest in such thermal systems is made up of a PVT unit, a heat storage unit, a heat output unit, a heat pump unit and control means have increased significantly in recent years. A disadvantage of current thermal systems is that they are specifically designed and installed for a building. Adapting or expanding existing thermal systems is not simply possible without a complete replacement of one or more of the specific parts, in particular the heat pump unit. The latter in particular is not attractive, as the divestment in the replacement of such a part cannot be recovered profitably.

5 De onderhavige uitvinding beoogt hiertoe een oplossing te verschaffen, waarbij de warmte-pompeenheid 40 tenminste twee warmtepompen 40a-40b omvat, waarbij elke warmtepomp 40a-40b een primaire 40a-1;40b-1 en een secundaire 40a- 2;40b-2 warmtewisselaar omvat, en waarbij de primaire warmtewisselaren 40a-1;40b-1 parallel verbonden zijn, via de regelmiddelen 50 en de warmte-opslag-eenheid 20, met de PVT-eenheid 10 en waarbij de secundaire warmtewisselaren 40a-2;40b-2 van de warmtepompen 40a-40b in serie zijn verbonden met de warmte-afgifte-eenheid 30.The object of the present invention is to provide a solution to this end, wherein the heat pump unit 40 comprises at least two heat pumps 40a-40b, each heat pump 40a-40b having a primary 40a-1;40b-1 and a secondary 40a-2;40b-2. heat exchanger, and wherein the primary heat exchangers 40a-1;40b-1 are connected in parallel, via the control means 50 and the heat storage unit 20, to the PVT unit 10 and wherein the secondary heat exchangers 40a-2;40b-2 of the heat pumps 40a-40b are connected in series with the heat output unit 30.

Zoals duidelijk getoond in de Figuur 1 omvatten de regelmiddelen 50 een eerste pompeenheid 51 omvat voor het rondpompen van het eerste transportfluidum in het eerste leidingstelsel 60. Deze eerste pompeenheid 51 zorgt voor een rondgaand transport van het eerste transportfluidum door ‘koud’ leidingdeel 62, waarbij het eerste transportfluidum met een lage temperatuur naar de PVT-eenheid 10 en in het bijzonder naar de zonnecollector 12 wordt gepompt. Aldaar absorbeert het eerste transportfluidum warmte van de zon en wordt het via het ‘warme’ leidingdeel 61 in de richting van de warmte-opslag-eenheid 20 en de warmtepomp-eenheid 40 getransporteerd.As clearly shown in Figure 1, the control means 50 comprise a first pump unit 51 for pumping the first transport fluid around in the first pipe system 60. This first pump unit 51 ensures a circulating transport of the first transport fluid through 'cold' pipe part 62, wherein the first low temperature transport fluid is pumped to the PVT unit 10 and in particular to the solar collector 12 . There the first transport fluid absorbs heat from the sun and is transported via the 'warm' pipe section 61 in the direction of the heat storage unit 20 and the heat pump unit 40.

Ter plaatste van de warmtepomp-eenheid 40 splitst het leidingdeel 61 zich in een leidingdeel 61a en 61b die het eerste transportfluidum door de primaire warmtewisselaars 40a-1;40b-1 van de warmtepompen 40a en 40b wordt geleid. Aldaar zal de warmte van het eerste transportfluidum - volgens het bekende thermodynamische principe van een warmtepomp - worden opgenomen het koudemiddel van de warmtepomp 40a en 40b, dat vervolgens door de compressoren 40a-3;40b-3 onder druk wordt gebracht, waardoor de temperatuur van het koudemiddel toeneemt.At the location of the heat pump unit 40, the line section 61 splits into a line section 61a and 61b, which the first transport fluid is guided through the primary heat exchangers 40a-1; 40b-1 of the heat pumps 40a and 40b. There the heat of the first transport fluid - according to the well-known thermodynamic principle of a heat pump - will be absorbed by the refrigerant of the heat pump 40a and 40b, which is then pressurized by the compressors 40a-3; 40b-3, whereby the temperature of the the refrigerant increases.

Het eerste transportfluidum (met een lagere temperatuur) verlaat de primaire warmtewisselaars 40a-1;40b-1 via de deelleidingen 62a en 62b in de richting van de fysiek, separate regelmodule 50, waarna de eerste pompeenheid 51 het eerste transportfluidum via het ‘koude’ hoofdleidingdeel 62 weer rondpompt in de richting van de PVT-eenheid. Door het warmere koudemiddel door de secundaire warmtewisselaren 40a- 2:40b-2 van de warmtepompen 40a-40b te leiden, kan op een energie-efficiënte wijze deze warmte overgedragen worden aan het tweede transportfluidum van de warmte- afgifte-eenheid 30 (de C.V.-installatie van het gebouw).The first transport fluid (with a lower temperature) leaves the primary heat exchangers 40a-1; 40b-1 via the sub-lines 62a and 62b in the direction of the physical, separate control module 50, after which the first pump unit 51 receives the first transport fluid via the 'cold' main line section 62 again in the direction of the PVT unit. By passing the warmer refrigerant through the secondary heat exchangers 40a-2:40b-2 of the heat pumps 40a-40b, this heat can be transferred in an energy-efficient manner to the second transport fluid of the heat transfer unit 30 (the central heating system). installation of the building).

Hiertoe omvat de fysieke, separate regelmodule 50 een tweede pompeenheid 52 voor het rondpompen van het tweede transportfluidum in het tweede leidingstelsel 70. De regelmodule 50 omvat voorts een regelklep 54 voor het regelen van de flow van het tweede transportfluidum door het tweede leidingstelsel 70. Hierbij zijn de secundaire warmtewisselaren 40a-2;40b-2 van de warmtepompen 40a-40b in serie met elkaar verbonden met de warmte-afgifte-eenheid 30. Startend vanaf de tweede pompeenheid 52 zal het tweede transportfluidum via de ‘koude’ deelleiding 72 door de secundaire warmtewisselaar 40a-2 van de eerste warmtepomp 40a worden geleid, aldaar warmte opnemen en vervolgens via de ‘warme’ deelleiding 71a naar de secundaire warmtewisselaar 40b-2 van de tweede warmtepomp 40b worden geleid.To this end, the physical, separate control module 50 comprises a second pump unit 52 for pumping the second transport fluid around in the second conduit system 70. The control module 50 further comprises a control valve 54 for controlling the flow of the second transport fluid through the second conduit system 70. In this case, the secondary heat exchangers 40a-2;40b-2 of the heat pumps 40a-40b are connected in series with the heat output unit 30. Starting from the second pump unit 52, the second transport fluid will pass through the 'cold' sub-line 72 through the secondary heat exchanger 40a-2 of the first heat pump 40a, absorb heat there and then be led via the 'warm' sub-line 71a to the secondary heat exchanger 40b-2 of the second heat pump 40b.

In de tweede warmtepomp 40b zal het tweede transportfluidum wederom warmte opnemen en met een wederom hogere temperatuur de warmtepomp-eenheid 40 verlaten via de ‘warmere’ deelleiding 71b naar de leiding 71 en vervolgens in de richting van de warmte-afgifte-eenheid 30.In the second heat pump 40b, the second transport fluid will again absorb heat and leave the heat pump unit 40 at a higher temperature again via the 'warmer' sub-line 71b to the line 71 and then in the direction of the heat-dispensing unit 30.

Door deze opstelling en koppeling van verschillende warmtepompen kan efficiënt de via de PVT-eenheid 10 ingevangen warmte ‘gestapeld’ worden, doordat de temperatuurverhoging dat door het eerste transportfluidum in elke warmtepomp wordt overgedragen aan het tweede transportfluidum wordt doorgegeven. Indien elke warmtepomp 40a-40b een AT bezit van 5°C, dan verschaft het thermische systeem 100 zoals getoond in Figuur 1 in een temperatuurverschil van 10°C tussen het via het leidingdeel 72 ingaande tweede transportfluidum en het via het leidingdeel 71 uitgaande tweede transportfluidum.By this arrangement and coupling of different heat pumps, the heat captured via the PVT unit 10 can be efficiently 'stacked', because the temperature increase transferred by the first transport fluid in each heat pump is passed on to the second transport fluid. If each heat pump 40a-40b has an ATT of 5°C, then the thermal system 100 as shown in Figure 1 provides a temperature difference of 10°C between the second transport fluid entering via the conduit portion 72 and the second transport fluid exiting via the conduit portion 71. .

Door eventueel meerdere, bijvoorbeeld een derde 40c of een vierde 40d warmtepomp op een soortgelijke wijze in het thermische systeem 100 op te nemen, waarbij de primaire warmtewisselaren 40a-1;40b-1;40c-1;40d-1 van elke warmtepomp 40a-40d parallel met de regelmodule 50 en de PVT-eenheid 10 (en de warmte-opslag- eenheid 20) zijn geschakeld en de secundaire warmtewisselaren 40a-2;40b-2;40¢-2;40d- 2 van elke warmtepomp in serie met de warmte-afgifte-eenheid 30 en de tweede pompeenheid 52 van de regelmodule 50 zijn geschakeld kan een aanzienlijk temperatuurverschil tussen het ingaande en uitgaande tweede transportfluidum worden bewerkstelligd, waarmee eventueel een gasgestookte cv-installatie kan worden ge- evenaart.By possibly including several, for example a third 40c or a fourth 40d heat pump in a similar manner in the thermal system 100, the primary heat exchangers 40a-1;40b-1;40c-1;40d-1 of each heat pump 40a- 40d are connected in parallel with the control module 50 and the PVT unit 10 (and the heat storage unit 20) and the secondary heat exchangers 40a-2;40b-2;40¢-2;40d-2 of each heat pump are connected in series with the heat-dispensing unit 30 and the second pump unit 52 of the control module 50 are connected, a considerable temperature difference between the ingoing and outgoing second transport fluid can be achieved, with which, if necessary, a gas-fired central heating installation can be equaled.

Deze uitvoeringsvorm is in Figuur 1 getoond aan de hand van de niet- aangesloten regelklep aansluitingen 53c en 53d in de regelmodule 50, welke bedoeld zijn voor aansluiting op de (niet getoonde) ‘koude’ deelleidingen 82c-62d van het eerste leidingstelsel 60 aan de ‘koude’ zijde van de primaire warmtewisselaren 40c-1;40d-1 van de aanvullende (ook niet getoonde) derde dan wel vierde warmtepomp 40c-40d. Analoog aan het getoonde ten aanzien van de eerste en tweede warmtepomp 40a-40b zal de ‘warme’ leiding 61 van het eerste leidingstelsel 60 twee aanvullende deelleidingen 61c en 61d bezitten welke zorgen voor parallelle aansluitingen op de warme zijde van de primaire warmtewisselaren 40c-1;40d-1.This embodiment is shown in Figure 1 on the basis of the non-connected control valve connections 53c and 53d in the control module 50, which are intended for connection to the (not shown) 'cold' sub-lines 82c-62d of the first pipe system 60 at the 'cold' side of the primary heat exchangers 40c-1;40d-1 of the additional (also not shown) third or fourth heat pump 40c-40d. Analogous to what is shown with regard to the first and second heat pumps 40a-40b, the 'warm' pipe 61 of the first pipe system 60 will have two additional sub-pipes 61c and 61d which provide parallel connections on the warm side of the primary heat exchangers 40c-1. ;40d-1.

Evenzo zal bij de uitvoering van drie of vier warmtepompen de ‘warme’ deelleiding 71b van het eerste leidingstelsel 70 in serie doorgeleid worden naar de secundaire warmtewisselaar 40c-2 van de derde warmtepomp 40c en vervolgens in serie via de deelleiding 71c doorgeleid worden naar de secundaire warmtewisselaar 40d-2 van de vierde warmtepomp 40d en vervolgens de uit vier warmtepompen 40a-40d samengestelde warmtepomp-eenheid 40 verlaten via de deelleiding 71d naar de leiding 71 en vervolgens in de richting van de warmte-afgifte-eenheid 30.Similarly, in the case of three or four heat pumps, the 'warm' sub-pipe 71b of the first pipe system 70 will be passed in series to the secondary heat exchanger 40c-2 of the third heat pump 40c and then passed in series via the partial pipe 71c to the secondary heat exchanger 40d-2 of the fourth heat pump 40d and then leave the heat pump unit 40 composed of four heat pumps 40a-40d via the sub-line 71d to the line 71 and then in the direction of the heat-discharge unit 30.

Zodoende wordt een thermisch systeem 100 verkregen, waarbij eenvoudig aanvullende warmtepompen kunnen worden ingezet - naast de al bestaande warmtepomp — zonder dat ingrijpende wijzigingen aan de regelmiddelen en de rest van de installatie dienen te worden uitgevoerd. In het bijzonder maakt deze oplossing een eenvoudige uitbreiding c.q. verhoging van het totale thermische vermogen van de installatie mogelijk.In this way a thermal system 100 is obtained, in which additional heat pumps can easily be used - in addition to the already existing heat pump - without radical changes having to be made to the control means and the rest of the installation. In particular, this solution enables a simple extension or increase of the total thermal output of the installation.

In het bijzonder zijn de regelmiddelen 50 ingericht in het afzonderlijk regelen van de primaire warmtewisselaren 40a-1;40b-1 van de ten minste twee warmtepompen 40a-40b. Hierdoor wordt een flexibel systeem gerealiseerd, dat niet aleen eenvoudig kan worden uitgebreid, maar ook eenvoudig en centraal door de gebruiker kan worden ingesteld en ingeregeld afhankelijk van de warmtebehoefte. Zoals al gemeld zijn de regelmiddelen 50 als een fysiek, separate regelmodule 50 in het thermisch systeem 100 opgenomen. Zodoende zijn minder ingrijpende aanpassing c.q. wijzigingen aan het thermische systeem 100 noodzakelijk in situaties als onderhoud, vervanging en/of uitbreiding.In particular, the control means 50 are arranged to separately control the primary heat exchangers 40a-1; 40b-1 of the at least two heat pumps 40a-40b. This creates a flexible system that can not only be easily expanded, but can also be easily and centrally set and adjusted by the user depending on the heat requirement. As already mentioned, the control means 50 are incorporated in the thermal system 100 as a physical, separate control module 50. Thus, less drastic adjustment or changes to the thermal system 100 are necessary in situations such as maintenance, replacement and/or expansion.

Ten behoeve van het afhankelijk van de warmtebehoefte afzonderlijk kunnen regelen van de primaire warmtewisselaren 40a-1;40b-1 omvat de regelmodule 50 voor elke warmtepomp 40a-40b aan de ‘koude’ zijde van de primaire warmtewisselaar 40a-1;40b-1 van de betreffende warmtepomp in de ‘koude’ deelleidingen 62a-62b van het eerste leidingstelsel 60 een regelbare klep 53a-53b, die eventueel als veiligheid ook een terugslagklep omvatten.For the purpose of being able to regulate the primary heat exchangers 40a-1;40b-1 separately, depending on the heat requirement, the control module 50 for each heat pump 40a-40b comprises on the 'cold' side of the primary heat exchanger 40a-1;40b-1 of the heat pump concerned has an adjustable valve 53a-53b in the 'cold' sub-lines 62a-62b of the first conduit system 60, which may also comprise a non-return valve as safety.

Zoals gemeld omvat de fysiek, separate regelmodule 50 een eerste pompeenheid 51 voor het rondpompen van het eerste transportfluidum in het eerste leidingstelsel 60 en een tweede pompeenheid 52 voor het rondpompen van het tweede transportfluidum in het tweede leidingstelsel 70. Dit realiseert een verdere vereenvoudiging van de constructie en opbouw van het thermische systeem 100, waarbij uniforme onderdelen centraal in één regelmodule 50 in het systeem 100 worden geplaatst en niet langer zoals nu gebruikelijk in verschillende aparte eenheden, zoals de warmtepompen 40a-40b zijn geïntegreerd.As mentioned, the physically separate control module 50 comprises a first pump unit 51 for circulating the first transport fluid in the first pipeline system 60 and a second pump unit 52 for circulating the second transport fluid in the second pipeline system 70. This realizes a further simplification of the construction and construction of the thermal system 100, whereby uniform parts are placed centrally in one control module 50 in the system 100 and are no longer integrated as is now usual in several separate units, such as the heat pumps 40a-40b.

Hierdoor wordt de algehele montage van het systeem vereenvoudigd en is onderhoud, uitbreiding en vervanging eenvoudiger en goedkoper. Daarnaast maakt deze configuratie het mogelijk om het thermische systeem centraal door de gebruiker in te stellen en in te regelen afhankelijk van de warmtebehoefte Het mag duidelijk zijn dat door de functionele modulaire opbouw van de warmtepomp-eenheid 40 en de fysiek, separate regelmodule 50 meer dan twee warmtepompen 40a-40b kunnen worden ingezet. Het ontwerp van het thermisch systeem 100 overeenkomstig de uitvinding maakt het mogelijk om meerdere warmtepompen, bijvoorbeeld 40a-40b-40c-40d in te zetten, waarbij de primaire warmtewisselaren 40a- 1;40b-1;40c-1;40d-1 van elke warmtepomp parallel met de regelmodule 50 en de PCT- eenheid 10 (en de warmte-opslag-eenheid 20) zijn geschakeld en de secundaire warmtewisselaren 40a-2;40b-2;40c-2;40d-2 van elke warmtepomp in serie met de warmte-afgifte-eenheid 30 en de tweede pompeenheid 52 van de regelmodule 50 zijn geschakeld.This simplifies the overall installation of the system and makes maintenance, extension and replacement simpler and cheaper. In addition, this configuration makes it possible to set and control the thermal system centrally by the user depending on the heat requirement. It should be clear that due to the functional modular structure of the heat pump unit 40 and the physical, separate control module 50, more than two heat pumps 40a-40b can be used. The design of the thermal system 100 according to the invention makes it possible to use several heat pumps, for example 40a-40b-40c-40d, wherein the primary heat exchangers 40a-1;40b-1;40c-1;40d-1 of each heat pump in parallel with the control module 50 and the PCT unit 10 (and the heat storage unit 20) are connected and the secondary heat exchangers 40a-2;40b-2;40c-2;40d-2 of each heat pump are connected in series with the heat output unit 30 and the second pump unit 52 of the control module 50 are switched.

Claims

CONCLUSIONS

A thermal system for heating a building at least comprising: a PVT unit; a heat storage unit; a heat release unit; a heat pump unit; and control means for controlling the heat pump unit, the heat pump unit comprising at least two heat pumps, each heat pump comprising a primary and a secondary heat exchanger, the primary heat exchangers being connected in parallel, via control means and the heat storage unit, with the PVT unit and where the secondary heat exchangers of the heat pumps are connected in series with the heat output unit.

The thermal system according to claim 1, wherein the control means is arranged to separately control the primary heat exchangers of the at least two heat pumps.

The thermal system according to claim 1 or 2, wherein the control means are incorporated as a physical, separate control module in the thermal system.

The thermal system according to any one of the preceding claims, wherein each heat pump is a fluid-fluid heat pump.

The thermal system according to one or more of the preceding claims, wherein the PVT unit and the heat storage unit are incorporated in a first conduit system for transporting a first fluid, and wherein the heat dissipation unit is included in a second conduit system for transporting a second fluid.

The thermal system of claim 5, wherein the control means comprises a first pump unit for pumping the first fluid around in the first pipe system and comprises a second pump unit for pumping the second fluid around in the second pipe system.

The thermal system according to claim 5 or 6, wherein the control means for each heat pump on the cold side of the primary heat exchanger of the heat pump in the first pipe system comprises an adjustable valve.