NL2024901B1 - Bufferelement, bufferinrichting, warmteopslagsysteem en werkwijze voor het gebruik daarvan - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een bufferelement, bufferinrichting, warmteopslagsysteem en werkwijze voor het gebruik daarvan. Het bufferelement voor warmteopslag door het opslaan van een vloeistof, omvat: - een buitenwand van een flexibel materiaal die een opslagruimte definieert; - een invoer en een uitvoer voor het invoeren en uitvoeren van de vloeistof, waarbij de invoer en de uitvoer op een afstand van elkaar zijn aangebracht, zodanig dat in gebruik een stroming in de opslagruimte met een stromingsrichting van de invoer naar de uitvoer wordt gerealiseerd; en - een aantal in de opslagruimte aangebrachte stabilisatieschotten, waarbij de stabilisatieschotten de opslagruimte opdelen in een aantal met elkaar in verbinding staande kamers, waarbij in elk van het aantal stabilisatieschotten een aantal doorvoeropeningen zijn aangebracht voor het doorvoeren van de vloeistof van de invoer naar de uitvoer, zodanig dat tijdens gebruik in het bufferelement een gelaagdheid van vloeistoftemperatuur wordt gerealiseerd, waarbij de uitvoer een aantal op verschillende hoogtes aangebrachte uitvoeropeningen omvat.

Description

BUFFERELEMENT, BUFFERINRICHTING, WARMTEOPSLAGSYSTEEM EN WERKWIJZE

VOOR HET GEBRUIK DAARVAN De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een bufferelement voor warmteopslag door het opslaan van een vloeistof. De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een bufferinrichting, een warmteopslagsysteem, en op een werkwijze voor het gebruik van het bufferelement. Uit de praktijk zijn bufferelementen voor het gebruik van warmteopslag bekend. Deze conventionele bufferelementen omvatten bijvoorbeeld een buffertank waarin verwarmd water wordt opgeslagen. De buffertank omvat veelal één invoer voor het invoeren van (verwarmd) water en één uitvoer voor het uitvoeren van het water, De buffertank heeft in het algemeen een in hoofdzaak verticaal ontwerp, dat wil zeggen dat een verticale hoogte groter is dan de diameter of breedte en diepte van de buffertank. Verder zijn de bekende buffertanks gemaakt van een hard materiaal, zoals metaal of hard kunststof. Een nadeel van de conventionele bufferelementen is dat deze veelal specifiek worden vervaardigd op basis van de beschikbare ruimte en/of een geschikte ruimte moet worden gezocht. Het is een doel van de onderhavige uitvinding om ten minste één van de bovengenoemde problemen op te lossen of ten minste te verminderen. Dit doel wordt bereikt door een bufferelement voor warmteopslag door het opslaan van een vloeistof, het bufferelement omvattende: - een buitenwand van een flexibel materiaal die een opslagruimte definieert; - een invoer en een uitvoer voor het invoeren en uitvoeren van de vloeistof, waarbij de invoer en de uitvoer op een afstand van elkaar zijn aangebracht, zodanig dat in gebruik een stroming in de opslagruimte met een stromingsrichting van de invoer naar de uitvoer wordt gerealiseerd; en - een aantal in de opslagruimte aangebrachte stabilisatieschotten, waarbij de stabilisatieschotten de opslagruimte opdelen in een aantal met elkaar in verbinding staande kamers, waarbij in elk van het aantal stabilisatieschotten een aantal doorvoeropeningen zijn aangebracht voor het doorvoeren van de vloeistof van de invoer naar de uitvoer, zodanig dat tijdens gebruik in het bufferelement een gelaagdheid van vloeistoftemperatuur wordt gerealiseerd, waarbij de uitvoer een aantal op verschillende hoogtes aangebrachte uitvoeropeningen omvat.

Door de buitenwand van een flexibel materiaal te vervaardigen is het bufferelement, wanneer deze nog niet gevuld is met de vloeistof, onder meer eenvoudig door een relatief kleine opening te krijgen. Dit kan bijvoorbeeld een toegang naar een kruipruimte zijn, waarbij de toegang in de orde van grootte van 1 bij 1 meter is. Dit heeft als gevolg dat het bufferelement eenvoudig in een kelder of kruipruimte onder een huis kan worden geplaatst. Dit vergroot de plaatsingsmogelijkheden van het bufferelement.

De stabilisatieschotten zorgen ervoor dat het bufferelement, wanneer deze gevuld is met de vloeistof, relatief vormvast blijft ondanks de druk die door de vloeistof wordt uitgeoefend op de buitenwand van flexibel materiaal, waardoor ‘uitzakken’ van het bufferelement wordt voorkomen. Alternatief of aanvullend zorgen de stabilisatieschotten ervoor dat het bufferelement wordt opgedeeld in kamers die relatief onafhankelijk van elkaar zijn, waardoor de kans op verstoringen van de gelaagdheid van vloeistoftemperatuur wordt gereduceerd. Een verstoring van de gelaagdheid in een kamer wordt tegengehouden door het stabilisatieschot voordat de verstoring een naastgelegen kamer bereikt.

Door de doorvoeropeningen in de stabilisatieschotten staan de kamers van het bufferelement in verbinding met elkaar en kan de vloeistof van de invoer, door de naastgelegen kamers en doorvoeropeningen, naar de uitvoer worden gevoerd. Hierdoor kan een constante doorstroming met een stromingsrichting in hoofdzaak van de invoer naar de uitvoer worden gerealiseerd, waarbij een gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur wordt bereikt. De gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur is een verticale gradiënt in de temperatuur van de vloeistof, waarbij bij voorkeur de laagste temperatuur zich aan een onderkant van de opslagruimte bevindt en de hoogste temperatuur zich aan een bovenkant van de opslagruimte bevindt. Hierdoor wordt efficiënt gebruik gemaakt van de in het bufferelement opgeslagen warmte.

Door de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur kan de vloeistof van het bufferelement gebruikt worden voor verschillende toepassingen. De uitvoer heeft een aantal op verschillende hoogtes aangebrachte uitvoeropeningen, waardoor elke individuele uitvoeropening een andere vloeistoftemperatuur uitvoert. Hierdoor is het mogelijk water van de gewenste temperatuur te onttrekken, bijvoorbeeld voor heet tapwater of water voor warmteoverdracht door middel van een vloerverwarming of radiator. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat elke vloeistof gebruikt kan worden in het bufferelement voor het opslaan van warmte. Bij voorkeur wordt gebruikt gemaakt van water als vloeistof, bij voorbeeld leidingwater. Het behoort echter ook tot de mogelijkheden om een mengsel van water en een andere stof te gebruiken.

Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat de invoer ook meerdere invoeropeningen kan omvatten. In een momenteel geprefereerde uitvoeringsvorm van de vinding omvat de invoer twee invoeropeningen en de uitvoer bijvoorbeeld twee uitvoeropeningen.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding zijn de doorvoeropeningen in elk van het aantal stabilisatieschotten aangebracht aan of nabij elk van de hoeken van het aantal stabilisatieschotten en in hoofdzaak midden tussen de hoeken aan of nabij de boven- en onderkant van het aantal stabilisatieschotten.

Bij voorkeur is het bufferelement in hoofdzaak balkvormig. Uit experimenten is gebleken dat wanneer de doorvoeropeningen in elk van het aantal stabilisatieschotten aan of nabij elk van de hoeken van het aantal stabilisatieschotten en m hoofdzaak midden tussen de hoeken aan of nabij de boven- en onderkant van het aantal stabilisatieschotien zijn aangebracht, een stabiele gelaagdheid vande vloeistoftemperatuur wordt verkregen.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat de invoer verder een stratificatiekolom en een aantal stratificatie-openingen, waarbij het aantal stratificatie-openingen ten minste gedeeltelijk boven elkaar zijn gepositioneerd, en waarbij de stratificatiekolom is ingericht om de vloeistof te verdelen over het aantal stratificatie-openingen.

Een stratificatiekolom omvat een element dat is ingericht om de ingevoerde vloeistof te distribueren op verschillende hoogtes. Hiertoe omvat de stratificatiekolom een aantal stratificatie- openingen die boven elkaar zijn gepositioneerd op verschillende hoogtes. In een uitvoeringsvorm is de stratificatiekolom uitgevoerd als een schot gepositioneerd nabij de invoer en waarbij de stratificatiekolom verder in de opslagruimte is gepositioneerd, waardoor het een stratificatiekamer definieert. De stratificatiekamer is door middel van de stratificatie-openingen met een eerste kamer van de opslagruimte verbonden. De vloeistof kan hierdoor via één of meer invoeropeningen in de stratificatiekamer worden gevoerd, waarna de stratificatiekolom door middel van de op verschillende hoogte geplaatste stratificatie-openingen de vloeistof op verschillende hoogtes in de eerste kamer invoert, Door het verdelen van de ingevoerde vloeistof wordt de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur zo min mogelijk verstoord, wat voordelig is voor de efficiëntie van het bufferelement.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding zijn de stabilisatieschotten in hoofdzaak op dezelfde afstand van elkaar ten opzichte van de stromingsrichting aangebracht.

Door het op dezelfde afstand van elkaar plaatsen van de stabilisatieschotten wordt een stabiel bufferelement verkregen. Een verder voordeel is dat de kamers dezelfde grootte hebben, wat de stabiliteit van de gelaagdheid van het water vergroot.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding staan de stabilisatieschotten in hoofdzaak loodrecht op de stromingsrichting.

Door het loodrecht op de stromingsrichting staan van de stabilisatieschotten wordt voorkomen dat er een stroming parallel aan de stabilisatieschotten wordt gerealiseerd. Dit heeft als voordeel dat de kans op verstoring van de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur wordt verkleind.

In een voordelige vitvoeringsvorm volgens de vinding zijn een lengte en een breedte van de opslagruimte groter dan een hoogte van de opslagruimte.

Door een grotere lengte en breedte dan hoogte wordt een bufferelement verkregen dat zich relatief weinig uitstrekt in verticale hoogte. Dit heeft als voordeel dat het bufferelement eenvoudig in een kruipruimte, waar in het algemeen weinig verticale ruimte is, geplaatst kan worden.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat het flexibele materiaal EPDM, TPO, PVC en/of rubber.

Onder EPDM wordt ethyleen-propyleen-dieen-monomeer verstaan, onder TPO wordt thermoplastische polyolefine verstaan, en onder PVC wordt polyvinylchloride verstaan. Onder flexibel wordt verstaan dat het materiaal eenvoudig buigbaar is en de mogelijkheid heeft weer terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm. In de onderhavige uitvinding betekent een flexibel IO materiaal dat het materiaal ten minste opvouwbaar is. Andere materialen die gebruikt kunnen worden voor het flexibele materiaal zijn bijvoorbeeld polyurethaan.

Het voordeel van EPDM, TPO, PVC en/of rubber is dat het een flexibel materiaal is dat tevens goed isoleert, waardoor de warmte in het bufferelement en daarmee de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur behouden blijft.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat het bufferelement een opslagtoestand en een gebruikstoestand, waarbij in de opslagtoestand het bufferelement een in hoofdzaak compacte vorm heeft en waarbij in de gebruikstoestand het bufferelement een in hoofdzaak uitgestrekte vorm heeft.

In de opslagtoestand heeft het bufferelement een compacte vorm. In de opslagtoestand is de opslagruimte in hoofdzaak leeg en heeft een relatief kleine inhoud. Deze compacte vorm kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd door het oprollen of het opvouwen van het bufferelement. In de gebruikstoestand is de opslagruimte in gebruik in hoofdzaak gevuld met vloeistof en heeft een relatief grote inhoud. Het bufferelement kan door uitrollen of uitvouwen eenvoudig van de opslagtoestand naar de gebruikstoestand worden gebracht.

Het voordeel van de opslagtoestand is dat het bufferelement eenvoudig door een relatief kleine opening te brengen is, wat in de praktijk vaak het geval is bij de toegangsopening voor kruipruimtes. Een verder voordeel van de opslagtoestand is dat het bufferelement eenvoudig op te slaan en/of te vervoeren is.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat elk van het aantal stabilisatieschotten een gevouwen rand waarmee het stabilisatieschot aan de buitenwand van het bufferelement is bevestigd.

Met de buitenwand wordt bedoeld de wand van het bufferelement die de opslagruimte definieert. De buitenwand omvat een buitenoppervlak en een binnenoppervlak, waarbij het binnenoppervlak van de buitenwand naar de opslagruimte is gericht en het buitenoppervlak van de buitenwand van de opslagruimte af is gericht. De gevouwen rand is bevestigd aan het binnenoppervlak van de buitenwand. Bij voorkeur is de gevouwen rand naar de invoer toe gevouwen.

Door de gevouwen rand voor de verbinding van het stabilisatieschot aan het bufferelement wordt de kracht die de vloeistof op de verbinding uitoefent beter opgevangen, wat de stevigheid 5 van de verbinding tussen het stabilisatieschot en het binnenoppervlak van de buitenwand vergroot.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat het bufferelement verder één of meer in of aan de buitenwand ten minste gedeeltelijk boven elkaar aangebrachte sensoren voor het meten van de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur.

Door de sensoren kan de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuurgemeten worden, IO bijvoorbeeld in hoeverre deze in de tijd constant blijft. Hierdoor kan er eerder worden ingegrepen indien de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur wordt verstoord. Tevens kan er op basis van informatie van de sensoren bij voorbeeld de hoeveelheid en temperatuur van het aangevoerde water worden aangestuurd, zodanig dat een gewenste gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur wordt gerealiseerd.

In een voordelige uitvoerimgsvorm volgens de vinding bedraagt een afstand tussen de naastgelegen stabilisatieschotten ten hoogste 100 cm, bij voorkeur ten hoogste 75 cm en met de meeste voorkeur ten hoogste 50 cm.

Door de bovengenoemde afstanden wordt verzekerd dat bufferelement voldoende vormvast is waardoor het ‘uitzakken’ van het bufferelement wordt voorkomen.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding ligt een diameter van de doorvoeropeningen in een bereik van 10 — 200 mm, bij voorkeur in een bereik van 30 — 150 mm, en met de meeste voorkeur in een bereik van 60 — 100 mm.

Uit experimenten is gebleken dat met de bovenstaande diameters van de doorvoeropeningen een stabiele gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur gerealiseerd kan worden.

Met de bovenstaande diameters wordt een goede balans bereikt tussen behoudt van gelaagdheid en doorstroming van vloeistof van de invoer naar de uitvoer.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding waarbij een diameter van de stratificatie-openingen in een bereik van 5 — 40 mm ligt, bij voorkeur in een bereik van 10 — 30 mm ligt, en met de meeste voorkeur in een bereik van 15 — 25 mm ligt.

Door gebruik van bovenstaande diameters voor de stratificatie-openingen wordt eenvoudig een gelaagdheid van vloeistoftemperatuur bereikt, In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding ligt een hoogte van het bufferelement in een bereik van 20 — 100 cm, waarbij een breedte in het bereik van 100 — 200 cm, en waarbij een lengte in het bereik van 200 — 350 cm.

Door bovengenoemde lengtes van het bufferelement wordt een goede balans verkregen tussen enerzijds voldoende opslagcapaciteit in het bufferelement en anderszijds een geschikte lengte voor plaatsing van het bufferelement in bij voorbeeld een kruipruimte.

De uitvinding heeft verder betrekking op een bufferinrichting, omvattende: - cen bufferelement volgens één van de voorgaand beschreven uitvoeringsvormen; en - een om het bufferelement aangebrachte isolatieframe voor het isoleren van het bufferelement.

De bufferinrichting verschaft soortgelijke voordelen en effecten als beschreven voor het bufferelemetn.

Het isolatieframe kan verschillende soorten isolatiemateriaal omvatten, bij voorbeeld EPS- platen, glaswol, steenwol en/of PIR-platen. Onder een EPS-plaat wordt verstaan een plaat van geëxpandeerd polystyreenschuim en onder een PIR-plaat wordt verstaan een plaat van polyisocyanuraat. Het voordeel van een isolatieframe is dat de warmte die is opgeslagen in het bufferelement nog minder kan ontsnappen. Hierdoor wordt warmteverlies van het bufferelement verminderd en daarmee de efficiëntie verhoogd.

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat de bufferinrichting verder een om het bufferelement en/of om het isolatieframe aangebrachte vloeistofdichte folie.

De vloeistofdichte folie kan bijvoorbeeld polyethyleen{PE)-folie zijn, echter behoren andere waterdichte folies ook tot de mogelijkheden. De waterdichte folie geeft een bescherming tegen het lekken van vloeistof indien de buitenwand van het bufferelement lek is. Een verder voordeel van de vloeistofdichte folie is dat het bufferelement wordt beschermd tegen natte invloeden van de ruimte waarin het bufferelement geplaatst is, zoals een kruipruimte. Dit heeft als extra voordeel dat de isolatiewaarde, de Rd-waarde, niet verminderd.

De uitvinding heeft verder betrekking op een warmteopslagsysteem, omvattende: - een bufferelement volgens één van de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen; - een vloeistoftoevoerinrichting voor het aanvoeren van verwarmde vloeistof; en - een besturing ingericht voor het aansturen van de hoeveelheid verwarmd vloeistof naar de invoer van het bufferelement, en het beheren van de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur.

Het warmteopslagsysteem verschaft soortgelijke voordelen en effecten als beschreven voor het bufferelement en/of de bufferinrichting De vloeistoftoevoerinrichting kan bij voorbeeld een CV-ketel, warmtepomp of zonneboiler zijn. Door het aanvoeren van verwarmde vloeistof door middel van een vloeistoftoevoerinrichting en het aansturen van de hoeveelheid verwarmde vloeistof door de besturing wordt een autonoom opererend warmteopslagsysteem voorzien. Dit is in het bijzonder voordelig in combinatie met de uitvoeringsvorm waarbij het bufferelement sensoren omvat. De besturing kan dan op basis van de informatie van de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur die worden voorzien door de sensoren de hoeveelheid en temperatuur van de aangevoerde verwarmde vloeistof bepalen voor het behouden van de gewenste gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor gebruik van een bufferelement voor warmteopslag, omvattende: - het voorzien van een bufferelement volgens één van de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen; - het aanvoeren van vloeistof; en - het afvoeren van de vloeistof van de gewenste temperatuur uit de gelaagdheid van de vloeistof.

De werkwijze heeft soortgelijke voordelen en effecten als beschreven voor het bufferelement, de bufferinrichting en het warmteopslagsysteem.

Verdere kenmerken, voordelen en details van de vinding worden beschreven aan de hand van voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekeningen, waarin tonen: - figuur 1, een perspectivisch aanzicht van een bufferelement volgens de vinding; - figuur 2, een perspectivisch aanzicht van de opslagruimte van een bufferelement volgens de vinding; - figuur 3, een perspectivisch aanzicht van een bufferelement volgens de vinding; - figuur 4, een aanzicht van een bufferelement in de opslagtoestand; en - figuur 5, een perspectivisch aanzicht van een warmteopslagsysteem volgens de vinding.

Bufferelement 2 {figuur 1) omvat een buitenkant 8 die gemaakt is van flexibel materiaal 7, dat in dit voorbeeld is uitgevoerd als EPDM.

Bufferelement 2 bevindt zich in de getoonde uitvoeringsvorm gebruikstoestand 50. Invoer 4 en uitvoer 6 voor het invoeren en uitvoeren van vloeistof zijn op een afstand Dy van elkaar geplaatst in buitenwand 8. Stromingsrichting S is gedefinieerd van invoer 4 naar uitvoer 6. Invoer 4 omvat invoeropeningen 3, en uitvoer 6 omvat uitvoeropeningen 10. In de getoonde uitvoeringsvorm is bafferelement 2 in hoofdzaak balkvormig.

Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat door het flexibele materiaal de randen en hoeken een kleine bolling kunnen krijgen, waardoor geen perfect geometrische balkvorm wordt gerealiseerd wanneer bufferelement 2 gevuld is met een vloeistof.

Bufferelement 2 heeft in dit voorbeeld lengte L van 2,75 meter, breedte B van 1,5 meter en hoogte H van 0,5 meter.

Verder is getoond dat in buitenwand 8 van bufferelement 2 een drukventiel 9 en ontluchting 40 zijn voorzien.

Dit drukventiel 9 kan zich openen bij een bepaalde hoeveelheid overdruk, bijvoorbeeld omdat er zich een hoeveelheid stoom in bufferelement 2 bevindt en vormt daardoor een beveiliging tegen drukopbouw.

Ontluchting 40 is in de getoonde uitvoeringsvorm een ontluchtingsventiel, en kan gebruikt worden voor het ontluchten van bufferelement 2 wanneer deze wordt gevuld met vloeistof. Hierdoor wordt het risico op overdruk en daarmee op lekkage van bufferelement 2 verkleind. Verder getoond in figuur 1 is drukmeter 15 voor het meten van de druk in bufferelement

2.

Bufferelement 2 (figuur 2) is getoond zonder buitenkant 8, waardoor opslagruimte 5 wordt getoond die door buitenkant 8 is gedefinieerd. In opslagruimte 5 zijn stabilisatieschotten 12 aangebracht die zijn verbonden met buitenkant 8, meer in het bijzonder met de binnenkant van buitenwand 8. Alle stabilisatieschotten 12 zijn op gelijke afstand D, van elkaar geplaatst, waardoor kamers 22 zijn gevormd. De afstand Ds is in dit voorbeeld zo’n 39 centimeter. Kamers 22 staan onderling met elkaar in verbinding door doorvoeropeningen 14a — 14f. Doorvoeropeningen 14a en 14b zijn in de hoeken nabij onderzijde 11 van tussenschot 12 gepositioneerd, en doorvoeropeningen 14c en 14d zijn in de hoeken nabij bovenzijde 13 van tussenschot 12 gepositioneerd. Doorvoeropening 14e is in het midden nabij onderzijde 11 van tussenschot 12 tussen doorvoeropeningen 144 en 14b gepositioneerd. Doorvoeropening 14f is in het midden nabij bovenzijde 13 van tussenschot 12 tussen doorvoeropeningen 14c en 14d gepositioneerd. Doorvoeropeningen 14a — 14f voorzien in de mogelijkheid om een vloeistof van invoer 4 in stromingsrichting S naar uitvoeropeningen 10 van uitvoer 6 te voeren. Verder omvat invoer 4 stratificatiekolom 16, die in dit voorbeeld is uitgevoerd als een schot met stratificiatie-openingen

18. Sensoren 20 zijn gepositioneerd op zijwand 19 van bufferelement 2. Sensoren 20 zijn op verschillende hoogtes geplaatst zodat de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur gemeten kan worden.

Bufferelement 2 (figuur 3) is perspectivisch getoond van een tegenovergestelde richting dan in figuur 2. In opslagruimte 5 is vloeistof 24 voorzien, in dit voorbeeld kraanwater. Voor stratificatiekolom 16 is stratificatiekamer 32 voorzien. Vloeistof 24 komt via invoer 4 in stratificatiekamer 32 terecht, waarna het door stratificatie-openingen 18 van stratificatiekolom 16 in een eerste kamer 22 wordt gebracht. Besturing 60 is met eerste verbinding 61 verbonden met vloeistoftoevoerinrichting 62, in dit voorbeeld een CV-ketel. Vloeistoftoevoerinrichting 62 is met toevoerleiding 67 verbonden met invoeropeningen 3 van invoer 4 zodat vloeistofinrichting 62 verwarmde vloeistof 24 kan voorzien aan bufferelement 2. Verder is besturing met tweede verbinding 63 verbonden met sensoren 20, waardoor besturing 60 informatie over de gelaagdheid van vloeistoftemperatuur binnenkrijgt. Tevens is besturing 60 met derde verbinding 65 verbonden met pomp 64. Pomp 64 kan door middel van uitvoerleidmmgen 66 vloeistof onttrekken aan bufferelement 2, en toevoeren aan kraan 68, douche 70 en verwarmingselement 72. Optioneel is het ook mogelijk om uitvoer 6 te verbinden met warmtetoevoerinrichting 62 voor het terugvoeren van verwarmde vloeistof 24.

Bufferelement 2 (figuur 4) is getoond in opslagtoestand 52, waarbij bufferelement 2 enkele keren opgevouwen is, Hierdoor heeft bufferelement 2 een in hoofdzaak compacte vorm en is de inhoud van opslagruimte 5 klein ten opzichte van de inhoud van opslagruimte 5 in gebruikstoestand 50. In opslagtoestand 52 kan bufferelement 2 eenvoudig worden opgeslagen of door een relatief kleine opening gebracht worden.

Bufferinrichting 25 (figuur 5) omvat bufferelement 2 en daaromheen aangebracht isolatieframe 26. Isolatieframe 26 bevat isolatieplaten 28, in dit voorbeeld uitgevoerd als EPS- platen, Door de isolatieplaten blijft de warmte beter behouden in bufferelement 2. Aan de binnenkant van isolatieframe 26 zit vloeistofdichte folie 30, zodat bufferinrichting 25 ook bij lekkage van bufferelement 2 waterdicht is. Vloeistofdichte folie 30 kan uiteraard ook aan de buitenkant van isolatieframe 26 zijn aangebracht. In figuur 5 zijn isolatieframe 26 en vloeistofdichte folie 30 deels getekend, echter zal het voor de vakman duidelijk zijn dat isolatieframe 26 en vloeistofdichte folie 30 in gebruik bufferelement 2 volledig omsluiten.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding wordt er vloeistof 24, bijvoorbeeld verwarmd water van ongeveer 40°C, via invoer 4 in stratificatiekamer 32 gebracht. In stratificatiekamer 32 wordt vloeistof 24 gedistribueerd door stratificatiekolom 16 door middel van het doorvoeren van vloeistof 24 door stratificatie-openingen 18. Vloeistof 24 komt dan in eerste kamer 22 terecht en ontstaat een gelaagdheid van vloeistoftemperatuur, die gemeten kan worden door sensoren 20 die zijn gepositioneerd in buitenwand 8 en contact maken met opslagruimte 5. Vervolgens wordt vloeistof 24 in stromingsrichting S door doorvoeropeningen 14a-14f van stabilisatieschotten 12 gevoerd in de richting van uitvoer 6. Uitvoer 6 is op een afstand D; van invoer 4 geplaatst. Tijdens de stroming van invoer 4 naar uitvoer 6 behoudt vloeistof 24 de gelaagdheid in het water door de stabilisatieschotten 12 en de plaatsing van doorvoeropeningen 14a-14f. Uitvoer 6 omvat uitvoeropeningen 10 waardoor een temperatuur van vloeistof 24 die geschikt is voor de gewenste functie van vloeistof 24 kan worden uitgevoerd.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de hierboven beschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde bescherming wordt bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn.

Claims (18)

CONCLUSIES

1. Bufferelement voor warmteopslag door het opslaan van een vloeistof, omvattende: - een buitenwand van een flexibel materiaal die een opslagruimte definieert; - een invoer en een uitvoer voor het invoeren en uitvoeren van de vloeistof, waarbij de invoer en de uitvoer op een afstand van elkaar zijn aangebracht, zodanig dat in gebruik een stroming in de opslagruimte met een stromingsrichting van de invoer naar de uitvoer wordt gerealiseerd; en - een aantal in de opslagruimte aangebrachte stabilisatieschotten, waarbij de stabilisatieschotten de opslagruimte opdelen in een aantal met elkaar in verbinding staande kamers, waarbij in elk van het aantal stabilisatieschotten een aantal doorvoeropeningen zijn aangebracht voor het doorvoeren van de vloeistof van de invoer naar de uitvoer, zodanig dat tijdens gebruik in het bufferelement een gelaagdheid van vloeistoftemperatuur wordt gerealiseerd, waarbij de uitvoer een aantal op verschillende hoogtes aangebrachte uitvoeropeningen omvat.

2. Bufferelement volgens conclusie 1, waarbij de doorvoeropeningen in elk van het aantal stabilisatieschotten zijn aangebracht aan of nabij elk van de hoeken van het aantal stabilisatieschotten en in hoofdzaak midden tussen de hoeken aan of nabij de boven- en onderkant van het aantal stabilisatieschotten.

3. Bufferelement volgens conclusie 1 of 2, waarbij de invoer verder een stratificatiekolom en een aantal stratificatie-openingen omvat, waarbij het aantal stratificatie-openingen ten minste gedeeltelijk boven elkaar zijn gepositioneerd, en waarbij de stratificatiekolom is ingericht om de vloeistof te verdelen over het aantal stratificatie-openingen.

4. Bufferelement volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de stabilisatieschotten in hoofdzaak op dezelfde afstand van elkaar ten opzichte van de stromingsrichting zijn aangebracht.

5. Bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de stabilisatieschotten in hoofdzaak loodrecht op de stromingsrichting staan.

6. Bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een lengte en een breedte van de opslagruimte groter zijn dan een hoogte van de opslagruimte.

7. Butferelement volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het flexibele materiaal EPDM, TPO, PVC en/of rubber omvat.

8. Bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het bufferelement een opslagtoestand en een gebruikstoestand omvat, waarbij in de opslagtoestand het bufferelement een in hoofdzaak compacte vorm heeft en waarbij in de gebruikstoestand het bufferelement een in hoofdzaak uitgestrekte vorm heeft.

9. Bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij elk van het aantal stabilisatieschotten een gevouwen rand omvat waarmee het stabilisatieschot aan de buitenwand van het bufferelement is bevestigd.

10. Bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende één of meer in of aan de buitenwand ten minste gedeeltelijk boven elkaar aangebrachte sensoren voor het meten van de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur,

11. Bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een afstand tussen de naastgelegen stabilisatieschotten ten hoogste 100 cm bedraagt, bij voorkeur ten hoogste 75 cm bedraagt en met de meeste voorkeur ten hoogste 50 cm bedraagt.

12. Bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een diameter van de doorvoeropeningen in een bereik van 10 — 200 mm ligt, bij voorkeur in een bereik van 30 — 150 mm ligt, en met de meeste voorkeur in een bereik van 60 — 100 mm ligt.

13. Bufferelement volgens één van de conclusies 3 — 12, voor zover afhankelijk van conclusie 3, waarbij een diameter van de stratificatie-openingen in een bereik van 5 — 40 mm ligt, bij voorkeur in een bereik van 10 — 30 mm ligt, en met de meeste voorkeur in een bereik van 15 — 25 mm ligt.

14. Bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een hoogte van het bufferelement in een bereik van 20 — 100 cm ligt, waarbij een breedte in het bereik van 109 — 200 cm ligt, en waarbij een lengte in het bereik van 200 — 350 cm ligt.

15. Bufferinrichting, omvattende: - een bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies; en

- een om het bufferelement aangebrachte isolatieframe voor het isoleren van het bufferelement.

16. Bufferinrichting volgens conclusie 15, verder omvattende een om het bufferelement en/of om het isolatieframe aangebrachte vloeistofdichte folie.

17. Warmteopslagsysteem, omvattende: - een bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies 1-14; - een vloeistoftoevoerinrichting voor het aanvoeren van verwarmde vloeistof; en - een besturing ingericht voor het aansturen van de hoeveelheid verwarmd vloeistof naar de invoer van het bufferelement, en het beheren van de gelaagdheid van de vloeistoftemperatuur.

18. Werkwijze voor gebruik van een bufferelement voor warmteopslag, omvattende: - het voorzien van een bufferelement volgens één van de voorgaande conclusies 1-14; - het aanvoeren van vloeistof: en - het afvoeren van de vloeistof van de gewenste temperatuur uit de gelaagdheid van de vloeistof.