NL2027063B1

NL2027063B1 - HEAT TRANSPORT AND DISTRIBUTION SYSTEM FOR TRANSPORTING LOW-TEMPERATURE HEAT AND METHOD FOR TRANSPORTING HEAT

Info

Publication number: NL2027063B1
Application number: NL2027063A
Authority: NL
Inventors: Antoon Hendrik Derks Paul
Original assignee: Derks Innovatie & Advies B V
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2022-07-07

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een warmtetransport- en distributiesysteem voor het transporteren van lage-temperatuurwarmte, het systeem omvattende warmtebronnen ingericht voor 5 het toevoeren van warmte aan een warmtemedium, zodanig dat het warmtemedium van latente warmte wordt voorzien, een veelvoud aan afnamepunten dat in een stromingsrichting gezien stroomafwaarts van de warmtebronnen is gepositioneerd en ingericht voor het onttrekken van de latente warmte door het condenseren van het warmtemedium, een aantal expansie-inrichtingen in de stromingsrichting gezien stroomafwaarts van de afnamepunten is geplaatst, en een aantal 10 transportleidingen dat een in hoofdzaak gesloten netwerk vormt waarin een warmtemedium in een stromingsrichting circuleerbaar is, waarbij het aantal transportleidingen ten minste omvat een aanvoerleiding en ten minste een afvoerleiding, waarbij een afstand tussen de een of meer warmtebronnen en het veelvoud aan afnamepunten in het bereik van 100 — 50.000 meter ligt.The present invention relates to a heat transport and distribution system for transporting low-temperature heat, the system comprising heat sources arranged for supplying heat to a heat medium such that the heat medium is supplied with latent heat, a plurality of offtake points a flow direction as seen downstream of the heat sources is positioned and arranged for extracting the latent heat by condensing the heat medium, a number of expansion devices as seen in the flow direction are placed downstream of the take-off points, and a number of transport pipes having a substantially forms a closed network in which a heat medium can be circulated in a direction of flow, wherein the number of transport pipes comprises at least one supply pipe and at least one discharge pipe, wherein a distance between the one or more heat sources and the plurality of offtake points is in the range of 100 — 50,000 meters.

Description

HEAT TRANSPORT AND DISTRIBUTION SYSTEM FOR TRANSPORTING LOW TEMPERATURE HEAT AND METHOD FOR TRANSPORTING

WARMTE De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een warmtetransport- en distributiesysteem voor het transporteren van lage-temperatuurwarmte voor het transporteren van warmte, bij voorkeur als latente warmte, en een werkwijze voor het transporteren van warmte, bij voorkeur als latente warmte.HEAT The present invention relates to a heat transport and distribution system for transporting low temperature heat for transporting heat, preferably as latent heat, and a method for transporting heat, preferably as latent heat.

Uit de praktijk zijn warmtetransportsystemen bekend. voor het transporteren van warmte IO van één of meer leveranciers naar één of meer afnemers. Dergelijke warmtetransportsystemen worden onder andere gebruikt om warmte te transporteren over (middel)grote afstanden. Hierbij kan worden gedacht aan bijvoorbeeld restwarmte die van een fabriek naar een woonwijk of bedrijventerrein wordt getransporteerd en ook aan het transporteren van een lokale, centraal geplaatste WKK- of warmtepomp-eenheid naar nabijgelegen woningen in een woonwijk. Een werkwijze om de restwarmte te transporteren is bijvoorbeeld het overdragen van de restwarmte uit het proces door het verhitten van water bij de fabriek, waarna het verhitte water via buizen van de fabriek naar een woonwijk wordt getransporteerd. Hier kan de energie uit het verwarmde water gebruikt worden om bijvoorbeeld de woningen in de woonwijk te verwarmen en van warm water te voorzien. In een dergelijk warmtenet heeft het aangevoerde verhitte water gewoonlijk een temperatuur tussen de 60° - 90°, waarmee het een hoge-temperatuur warmtetransport betreft.Heat transport systems are known from practice. for transporting IO heat from one or more suppliers to one or more customers. Such heat transport systems are used, among other things, to transport heat over (medium) large distances. This could include, for example, residual heat that is transported from a factory to a residential area or business park, and also the transport of a local, centrally placed CHP or heat pump unit to nearby homes in a residential area. One method of transporting the residual heat is, for example, transferring the residual heat from the process by heating water at the factory, after which the heated water is transported via pipes from the factory to a residential area. Here, the energy from the heated water can be used to, for example, heat the homes in the residential area and provide them with hot water. In such a heat network, the supplied heated water usually has a temperature between 60° - 90°, which means that it is a high-temperature heat transport.

Een nadeel van de bekende warmtetransportsystemen is dat het temperatuurverschil tussen het verwarmde water en de omgeving erg groot is. Dit heeft tot gevolg dat er tijdens transport een relatief grote hoeveelheid warmte verloren gaat door warmteoverdracht aan de omgeving.A drawback of the known heat transport systems is that the temperature difference between the heated water and the environment is very large. As a result, a relatively large amount of heat is lost during transport due to heat transfer to the environment.

Een oplossing voor dit probleem is het gebruik van (goed) geïsoleerde transportleidingen om het warmteverlies tijdens transport tegen te gaan. Het nadeel hiervan is dat dergelijke transportleidingen (zeer) duur zijn, waardoor het systeem (te) Kostbaar wordt om aan te leggen of leidt tot (zeer) hoge kosten voor de eindgebruikers/consumenten.A solution to this problem is the use of (well) insulated transport pipes to prevent heat loss during transport. The disadvantage of this is that such transport pipelines are (very) expensive, making the system (too) expensive to install or leading to (very) high costs for end users/consumers.

Een verder nadeel van de bekende systemen is dat de efficiëntie van het omzetten van het verwarmde water naar verbruik voor de verwarming van huizen relatief klein is.A further drawback of the known systems is that the efficiency of converting the heated water into consumption for heating houses is relatively small.

Het is een doel van de vinding om ten minste één van de bovengenoemde problemen te verhelpen of in ieder geval te verminderen. In het bijzonder is het een doel van de vinding om te voorzien in een efficiënter warmtetransport- en distributiesysteem waarmee tegen geringe kosten warmte getransporteerd kan worden.It is an object of the invention to remedy or at least reduce at least one of the above-mentioned problems. In particular, it is an object of the invention to provide a more efficient heat transport and distribution system with which heat can be transported at low cost.

Het doel wordt bereikt door een warmtetransport- en distributiesysteem voor het transporteren van lage-temperatuurwarmte volgens de uitvinding, het warmtetransport- en distributiesysteem omvattende:The object is achieved by a heat transport and distribution system for transporting low-temperature heat according to the invention, the heat transport and distribution system comprising:

- één of meer warmtebronnen die zijn ingericht voor het toevoeren van warmte aan een warmtemedium door het verdampen van het warmtemedium van een vloeibare toestand naar een gasvormige toestand, zodanig dat het warmtemedium van latente warmte wordt voorzien; - een veelvoud aan afnamepunten dat in de stromingsrichting gezien stroomafwaarts van de één of meer warmtebronnen is gepositioneerd, waarbij elk afnamepunt is ingericht voor het onttrekken van latente warmte uit het warmtemedium door het ten minste gedeeltelijk condenseren van het warmtemedium; - een aantal expansie-inrichtingen dat in de stromingsrichting gezien stroomafwaarts van het veelvoud aan afnamepunten is geplaatst en dat zich bij voorkeur nabij of in de directe nabijheid van de warmtebronnen bevindt; - een aantal transportleidingen dat een in hoofdzaak gesloten netwerk vormt waarin een warmtemedium in een stromingsrichting circuleerbaar is, waarbij het aantal transportleidingen ten minste omvat: — ten minste één aanvoerleiding die zich uitstrekt tussen de één of meer warmtebronnen en het veelvoud aan afnamepunten, waarbij de ten minste één aanvoerleiding is ingericht voor het transporteren van een gasvormig warmtemedium met een lage temperatuur, en bij voorkeur een lage druk; en — ten minste één afvoerleiding die zich uitstrekt tussen het veelvoud aan afnamepunten en de één of meer warmtebronnen, waarbij de ten minste één afvoerleiding is ingericht voor het transporteren van een vloeibaar warmtemedium met een lage temperatuur; waarbij een afstand tussen de één of meer warmtebronnen en het veelvoud aan afnamepunten in het bereik van 100 — 50.000 meter ligt.- one or more heat sources adapted to supply heat to a heat medium by evaporating the heat medium from a liquid state to a gaseous state, such that the heat medium is provided with latent heat; - a plurality of take-off points positioned in the flow direction downstream of the one or more heat sources, each take-off point being adapted to extract latent heat from the heat medium by at least partially condensing the heat medium; - a plurality of expansion devices, viewed in the direction of flow, arranged downstream of the plurality of offtake points and preferably located near or in close proximity to the heat sources; - a number of transport pipes forming a substantially closed network in which a heat medium can be circulated in a flow direction, wherein the number of transport pipes comprises at least: - at least one supply pipe extending between the one or more heat sources and the plurality of offtake points, at least one supply line is arranged for transporting a gaseous heat medium with a low temperature, and preferably a low pressure; and - at least one discharge conduit extending between the plurality of take-off points and the one or more heat sources, the at least one discharge conduit being adapted to transport a liquid heat medium with a low temperature; wherein a distance between the one or more heat sources and the plurality of offtake points is in the range of 100 - 50,000 meters.

Met het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de uitvinding kan, door het gebruik van latente warmte voor het warmtetransport, het warmtemedium met een (zeer) lage temperatuur worden getransporteerd tussen de warmtebron of —bronnen van een leverancier (toevoer) en een afnamepunt voor de warmte bij de afnemer (afvoer). Een voordeel hiervan is dat het temperatuurverschil met de omgeving, en daarmee het warmteverlies naar de omgeving, relatief beperkt is. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat het warmtemedium in hoofdzaak dezelfde temperatuur heeft als de omgeving, waardoor het warmteverlies nihil is. Het resultaat hiervan is dat op efficiënte wijze warmte wordt getransporteerd.With the heat transport and distribution system according to the invention, by using latent heat for the heat transport, the heat medium with a (very) low temperature can be transported between the heat source or sources of a supplier (supply) and a take-off point for the heat. at the customer (disposal). An advantage of this is that the temperature difference with the environment, and thus the heat loss to the environment, is relatively limited. For example, it is possible that the heat medium has substantially the same temperature as the environment, so that the heat loss is nil. The result of this is that heat is transported efficiently.

Een verder voordeel is dat er, door het feit dat het temperatuurverschil tussen warmtemedium en de omgeving relatief beperkt is, geen additionele isolatie nodig is om de transportleidingen. Het resultaat hiervan is dat de kosten voor het systeem aanzienlijk lager zijn dan bij bestaande systemen als wordt uitgegaan van dezelfde hoeveelheid te transporteren warmte.A further advantage is that, due to the fact that the temperature difference between the heat medium and the environment is relatively limited, no additional insulation is required around the transport pipes. The result of this is that the costs for the system are considerably lower than with existing systems if the same amount of heat to be transported is assumed.

Nog een verder voordeel is dat in het systeem volgens de vinding is dat de afstand tussen de warmtebronnen en de afnamepunten niet beperkt wordt door warmteverliezen en/of (te) hoge investeringskosten voor het warmtetransport- en distributiesysteem, omdat de warmte als latente warmte wordt getransporteerd. Doordat de latente warmte niet, of in ieder geval slechts nauwelijks, wordt overgedragen naar de omgeving, is de afstand tussen de warmtebronnen en de afnamepunten in hoofdzaak onbegrensd. Zo wordt het mogelijk om ook verder gelegen (industriële) bronnen van warmte efficiënt te benutten voor de verwarming van gebouwen. Deze verder gelegen bronnen kunnen bijvoorbeeld ook natuurlijke bronnen zijn zoals een warmtebuffersysteem waarbij gebruik gemaakt wordt van zonnewarmte, of geothermie. Hierbij kan bijvoorbeeld worden gedacht aan het plaatsen van een warmtetoevoer bij een fabriek die restwarmte afgeeft, en het plaatsen van het veelvoud aan afnamepunten op afstand, bijvoorbeeld bij één of meer woningen in een woonwijk. Hoewel de afstand in beginsel onbegrensd is, geldt dat uit de praktijk is gebleken dat een afstand van 100 — 50.000 meter het meest voor de hand ligt.A further advantage is that in the system according to the invention the distance between the heat sources and the offtake points is not limited by heat losses and/or (too) high investment costs for the heat transport and distribution system, because the heat is transported as latent heat. . Because the latent heat is not, or in any case only barely, transferred to the environment, the distance between the heat sources and the offtake points is substantially unlimited. This makes it possible to efficiently use (industrial) sources of heat further away for heating buildings. These sources located further away can, for example, also be natural sources such as a heat buffer system using solar heat, or geothermal energy. This may include, for example, placing a heat supply at a factory that produces residual heat, and placing the plurality of offtake points at a distance, for instance at one or more homes in a residential area. Although the distance is in principle unlimited, practice has shown that a distance of 100 to 50,000 meters is the most obvious.

Door het gebruik van latente warmte in het systeem wordt het mogelijk om de toevoer van warmte aan en afvoer van warmte van afnemers uit het systeem ruimtelijk en/of geografisch te scheiden. Dit heeft onder andere het voordeel dat de installatie bij de afnemer relatief beperkt van omvang kan zijn. Daarnaast heeft dit het voordeel dat, door de inzet van latente warmte, een brede selectie van warmtemedia bruikbaar is in het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de uitvinding. Een kernvoorwaarde hierbij is (slechts) dat het betreffende medium geschikt moet zijn voor het opnemen van latente warmte, dat wil zeggen geschikt moet zijn om over te gaan tussen gas- en vloeistoffase onder afgifte van warmte op een economisch geschikte wijze.The use of latent heat in the system makes it possible to spatially and/or geographically separate the supply of heat to and the removal of heat from customers from the system. This has the advantage, among other things, that the installation at the customer can be relatively limited in size. In addition, this has the advantage that, due to the use of latent heat, a wide selection of heat media can be used in the heat transport and distribution system according to the invention. A core condition here is (only) that the medium in question must be suitable for absorbing latent heat, i.e. it must be suitable for transitioning between gas and liquid phases while releasing heat in an economically suitable manner.

Het wordt opgemerkt dat, in het kader van de uitvinding, latente warmte wordt gedefinieerd als warmte die door middel van een faseovergang van het warmtemedium wordt toegevoerd aan en/of afgevoerd van het warmtemedium.It is noted that, within the scope of the invention, latent heat is defined as heat which is supplied to and/or removed from the heat medium by means of a phase transition of the heat medium.

Het wordt verder opgemerkt dat de stromingsrichting van het warmtemedium in het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de uitvinding wordt gedefinieerd aan de hand van de componenten van het warmtetransport- en distributiesysteem. Daarbij geldt dat de sequentie van de componenten maatgevend is voor de opbouw van het systeem. Aangezien het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de uitvinding cen gesloten netwerk betreft, geldt dat in beginsel elk van de componenten kan worden genomen als startpunt voor het beschrijven van de stromingsrichting. In het onderhavige geval is de stromingsrichting beschreven uitgaande van de warmtebron(nen), waarbij wordt opgemerkt dat, gezien het een gesloten transportleidingennetwerk betreft waarin het warmtemedium circuleerbaar is, het warmtemedium ook uitkomt bij de afnamepunten.It is further noted that the flow direction of the heat medium in the heat transport and distribution system according to the invention is defined on the basis of the components of the heat transport and distribution system. The sequence of the components is decisive for the structure of the system. Since the heat transport and distribution system according to the invention concerns a closed network, in principle each of the components can be taken as the starting point for describing the flow direction. In the present case, the direction of flow has been described starting from the heat source(s), it being noted that, since it concerns a closed transport pipeline network in which the heat medium is circulating, the heat medium also ends at the outlet points.

In gebruik van de inrichting geldt ook dat vanuit de warmtebronnen warmte wordt toegevoerd aan het warmtemedium, waarbij het warmtemedium verdampt. Door de verdamping wordt warmte als latente warmte aan het warmtemedium toegevoerd. Het warmtemedium wordt vervolgens als koude damp onder lage druk door de transportleidingen getransporteerd naar het veelvoud aan afnamepunten, Elk afnamepunt kan een compressor en een nageschakelde condensor omvatten. De koude damp onder lage druk wordt toegevoerd aan de compressor van het afnamepunt en wordt als warme damp onder hoge druk uit de compressor gevoerd naar de condensor. In de condensor condenseert de warme damp onder hoge druk tot koude vloeistof onder hoge druk, waarbij de latente warmte uit het warmtemedium wordt overgedragen aan een warmtedrager van het afnamepunt. Dit kan bijvoorbeeld een verwarming of voorraadvat van een gebouw zijn. De koude vloeistof onder hoge druk wordt vervolgens van het afnamepunt naar een IO expansie-inrichting gevoerd, waar het warmtemedium expandeert tot een koude vloeistof onder lage druk alvorens te worden teruggevoerd naar de één of meer warmtebronnen. Bij voorkeur geldt dat het aantal expansie-inrichtingen direct is voorgeschakeld bij de één of meer warmtebronnen. Dat wil zeggen dat de expansie-inrichting daarmee in de directe nabijheid van de één of meer warmtebronnen is gesitueerd. Verder geldt dat de één of meer warmtebronnen voorzien in de mogelijkheid om warmte uit een warmtebron of —drager over te dragen aan het warmtemedium als latente warmte. Daarmee behoren verschillende types warmtetoevoerinrichtingen tot de mogelijkheden. Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van een verdamper, die gekoppeld kan zijn aan of onderdeel kan uitmaken van een grotere installatie. De warmte-opnamelocatie waar de één of meer warmtebronnen geplaatst zijn, kunnen zijn gepositioneerd bij één of meer verschillende {rest)warmtebronnen, zoals industriële restwarmte, bronnen van zonnewarmte, een warmteopslagsysteem, oppervlaktewater, grondwater of geothermie. In principe is elke warmtebron waaraan warmte onttrokken kan worden geschikt en bij voorkeur wordt een warmtebron met een temperatuur hoger dan 0° toegepast. Het is echter ook mogelijk om een warmtebron te gebruiken waarbij de temperatuur lager is dan 0°. Dit is mogelijk, omdat de warmte wordt in het warmtemedium wordt opgeslagen als latente warmte, waardoor de temperatuur van de warmtebron stechts zo moet zijn dat het warmtemedium kan verdampen met behulp van warmte uit de warmtebron.When the device is used, it also applies that heat is supplied from the heat sources to the heat medium, whereby the heat medium evaporates. Through evaporation, heat is supplied to the heat medium as latent heat. The heat medium is then transported as cold vapor under low pressure through the transport pipes to the plurality of offtake points. Each offtake point can comprise a compressor and a downstream condenser. The cold vapor under low pressure is fed to the compressor from the take-off point and is fed from the compressor as hot vapor under high pressure to the condenser. In the condenser, the hot vapor under high pressure condenses to cold liquid under high pressure, whereby the latent heat from the heat medium is transferred to a heat carrier of the take-off point. This can be, for example, a heating or storage tank of a building. The high pressure cold liquid is then fed from the take-off point to an 10 expander where the heat medium expands to a low pressure cold liquid before being returned to the one or more heat sources. Preferably, the number of expansion devices is directly upstream of the one or more heat sources. This means that the expansion device is thus situated in the immediate vicinity of the one or more heat sources. Furthermore, the one or more heat sources provide the possibility of transferring heat from a heat source or carrier to the heat medium as latent heat. This means that different types of heat supply devices are possible. Preferably, use is made of an evaporator, which can be coupled to or form part of a larger installation. The heat absorption location where the one or more heat sources are placed can be positioned at one or more different (residual) heat sources, such as industrial waste heat, sources of solar heat, a heat storage system, surface water, groundwater or geothermal energy. In principle, any heat source from which heat can be extracted is suitable and a heat source with a temperature higher than 0° is preferably used. However, it is also possible to use a heat source where the temperature is lower than 0°. This is possible because the heat is stored in the heat medium as latent heat, so the temperature of the heat source must be such that the heat medium can evaporate using heat from the heat source.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding is het veelvoud aan afnamepunten losmaakbaar verbonden met het aantal transportleidingen.In an embodiment according to the invention, the plurality of take-off points are releasably connected to the number of transport lines.

Door het losmaakbaar verbonden zijn van het veelvoud aan afnamepunten kan een afnamepunt eenvoudig losgekoppeld worden van het aantal transportleidingen. Dit heeft als voordeel dat, wanneer er zich bijvoorbeeld een storing voordoet in het afnamepunt, deze eenvoudig losgekoppeld kan worden, waarna een vervangend afnamepunt gekoppeld kan worden aan het warmtetransport- en distributiesysteem. Hierdoor vermindert de tijd van niet functioneren van het warmtetransport- en distributiesysteem bij een bepaalde warmteafgiftelocatie.By detachably connecting the plurality of take-off points, a take-off point can be easily disconnected from the number of transport lines. This has the advantage that if, for example, a malfunction occurs in the off-take point, it can easily be disconnected, after which a replacement off-take point can be coupled to the heat transport and distribution system. This reduces the time of non-functioning of the heat transport and distribution system at a particular heat release location.

Een verder voordeel is dat het systeem modulair kan worden aangelegd, waarbij in tijd gescheiden meerdere afnamepunten worden gekoppeld aan het systeem. Dit is bijvoorbeeld een voordeel bij het realiseren van een woonwijk, waarbij de huizen per blok of groep worden opgeleverd, terwijl het basisnet reeds voorafgaand aan de bouw van alle woningen wordt 5 gerealiseerd (tijdens het zogenaamde bouwrijp maken).A further advantage is that the system can be constructed in a modular manner, whereby several offtake points are coupled to the system separated in time. This is, for example, an advantage when realizing a residential area, in which the houses are delivered per block or group, while the basic network is already realized prior to the construction of all houses (during the so-called preparation for construction).

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding is de afvoerleiding tussen het veelvoud van afnamepunten en het aantal expansie-inrichtingen ingericht voor het transporteren van een warmtemedium dat in hoofdzaak in vloeibare toestand is en een lage temperatuur onder hoge druk heeft, en is de afvoerleiding tussen het aantal expansie-inrichtingen en de één of meer warmtebronnen ingericht voor het transporteren van een warmtemedium in hoofdzaak in vloeibare toestand met een lage temperatuur onder een lage druk.In an embodiment according to the invention, the discharge conduit between the plurality of take-off points and the plurality of expansion devices is arranged for transporting a heat medium which is substantially in the liquid state and has a low temperature under high pressure, and the discharge conduit is between the plurality of expansion devices and the one or more heat sources adapted to transport a heat medium substantially in liquid state at a low temperature under a low pressure.

Door het verdampen en condenseren van het warmtemedium op verschillende plaatsen in het warmtetransport- en distributiesysteem wordt gebruik gemaakt van de mogelijkheid om warmte als latente warmte op te slaan in het warmtemedium. Een voordeel hiervan is dat warmte toegevoegd aan het warmtemedium als latente warmte eenvoudig getransporteerd kan worden van de warmtetoevoerinrichting naar de warmteafgifte-inrichting. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het principe dat, door verdamping en condensatie, er met relatief weinig energie een grote hoeveelheid warmte wordt getransporteerd.By evaporating and condensing the heat medium at various places in the heat transport and distribution system, use is made of the possibility of storing heat as latent heat in the heat medium. An advantage of this is that heat added to the heat medium as latent heat can be easily transported from the heat supply device to the heat delivery device. Use is made here of the principle that, through evaporation and condensation, a large amount of heat is transported with relatively little energy.

In de praktijk betekent dit dat in het warmtemedium in het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding zich, nadat warmte van de één of meer warmtebronnen als latente warmte is toegevoerd/opgeslagen in de het warmtemedium, het warmtemedium zich in een in hoofdzaak gasvormige toestand bevindt. Doordat er sprake is van latente warmte en het warmtemedium is verdampt, heeft het warmtemedium een lage druk en een lage temperatuur. Na transport door het aantal transportleidingen komt het warmtemedium aan bij één of meer van de warmte-afnamepunten, waar de latente warmte wordt onttrokken aan het warmtemedium door het te laten condenseren. Bij voorkeur geldt daarbij dat het afnamepunt beschikt over een compressor en een condensor, waarbij de compressor het warmtemedium van een gasvormige toestand met een lage druk naar een gasvormige toestand met een hoge druk en hoge temperatuur brengt. De condensor brengt het warmtemedium vervolgens van de gasvormige toestand met een hoge druk en hoge temperatuur naar een vloeistofvormige toestand met een hoge druk en een lage temperatuur, doordat het warmtemedium door condensatie zijn warmte afgeeft aan het afnamepunt. De expansie-inrichting brengt het warmtemedium van een vloeistofvormige toestand met een hoge druk naar een in hoofdzaak vloeistofvormige toestand met een lage druk. Hierdoor bevindt het warmtemedium zich na het passeren van de expansie-inrichting in een toestand waarin het warmte kan opnemen uit de één of meer warmtebronnen.In practice this means that in the heat medium in the heat transport and distribution system according to the invention, after heat from the one or more heat sources has been supplied/stored as latent heat in the heat medium, the heat medium is in a substantially gaseous state. . Because there is latent heat and the heat medium has evaporated, the heat medium has a low pressure and a low temperature. After transport through the plurality of transport pipes, the heat medium arrives at one or more of the heat take-off points, where the latent heat is extracted from the heat medium by allowing it to condense. Preferably, it applies here that the take-off point has a compressor and a condenser, wherein the compressor transfers the heat medium from a gaseous state with a low pressure to a gaseous state with a high pressure and high temperature. The condenser then transfers the heat medium from the high-pressure, high-temperature gaseous state to a high-pressure, low-temperature liquid state, because the heat medium releases its heat at the take-off point through condensation. The expander transfers the heat medium from a high-pressure liquid state to a low-pressure substantially liquid state. As a result, after passing the expansion device, the heat medium is in a state in which it can absorb heat from the one or more heat sources.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding ligt een druk in de transportleidingen tussen de één of meer warmtebronnen en het veelvoud aan afnamepunten in het bereik van 1-20 bar, bij voorkeur in het bereik van 2-10 bar, en met de meeste voorkeur in het bereik van 3-6 bar. Verder ligt een druk in de transportleidingen tussen het veelvoud aan afnamepunten en het aantal expansie-inrichtingen in het bereik van 6-60 bar, bij voorkeur in het bereik van 8-30 bar, en met de meeste voorkeur in het bereik van 14-17 bar, en ligt een druk in de transportleidingen tussen het aantal expansie-inrichtingen en de één of meer warmtebronnen in het bereik van 1-20 bar, bij voorkeur in het bereik van 2-10 bar, en met de meeste voorkeur in het bereik van 3-6 bar.In an embodiment according to the invention, a pressure in the transport pipes between the one or more heat sources and the plurality of offtake points is in the range of 1-20 bar, preferably in the range of 2-10 bar, and most preferably in the range of range of 3-6 bar. Furthermore, a pressure in the transport lines between the plurality of offtake points and the number of expansion devices is in the range of 6-60 bar, preferably in the range of 8-30 bar, and most preferably in the range of 14-17 bar, and a pressure in the transfer lines between the plurality of expanders and the one or more heat sources is in the range of 1-20 bar, preferably in the range of 2-10 bar, and most preferably in the range of 3-6 bar.

Onderzoek heeft uitgewezen dat het transport van het warmtemedium met de bovenstaande IO druk efficiënt transport van het warmtemedium door de transportieidingen combineert met efficiëntie van de werking van het warmtetransport- en distributiesysteem.Research has shown that the transport of the heat medium with the above IO pressure combines efficient transport of the heat medium through the transport pipes with efficiency of the operation of the heat transport and distribution system.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat het warmtetransport- en distributiesysteem verder een warmtemedium dat circuleert door het aantal transportleidingen.In an embodiment according to the invention, the heat transport and distribution system further comprises a heat medium which circulates through the plurality of transport pipes.

Door het voorzien van een warmtemedium kan warmte eenvoudig worden toegevoerd aan en in de vorm van latente warmte worden opgeslagen in het warmtemedium. Na opslag van de warmte in het warmtemedium vervolgens worden getransporteerd naar het veelvoud aan afnamepunten in de vorm van latente warmte alwaar het kan worden afgegeven.By providing a heat medium, heat can be easily supplied to and stored in the heat medium in the form of latent heat. After storage of the heat in the heat medium it can then be transported to the plurality of offtake points in the form of latent heat where it can be released.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat het warmtemedium ammoniak.In an embodiment according to the invention, the heat medium comprises ammonia.

Een voordeel van ammoniak als warmtemedium is dat ammoniak een goedkoop warmtemedium is, waardoor de kosten van de warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding gereduceerd worden.An advantage of ammonia as a heat medium is that ammonia is a cheap heat medium, so that the costs of the heat transport and distribution system according to the invention are reduced.

Een verder voordeel van ammoniak is dat het niet makkelijk ontvlambaar is, wat de veiligheid van het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding vergroot.A further advantage of ammonia is that it is not easily flammable, which increases the safety of the heat transport and distribution system according to the invention.

Een nog verder voordeel van ammoniak is dat het niet of slechts beperkt schadelijk is voor het milieu in vergelijking met alternatieve warmtemedia die toepasbaar zijn in het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding. Hierdoor is bij een eventuele lekkage van een transportleiding de kans op vervuiling van de omgeving minder groot. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat ook andere warmtemedia geschikt zijn, zoals bijvoorbeeld propaan.An even further advantage of ammonia is that it is not harmful to the environment or only to a limited extent in comparison with alternative heat media that can be used in the heat transport and distribution system according to the invention. This reduces the risk of contamination of the environment in the event of a leakage of a transport pipeline. It will be clear to the skilled person that other heat media are also suitable, such as, for example, propane.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding is de temperatuur van het warmtemedium na toevoer van latente warmte door de warmtetoevoerinrichting maximaal 45 °C, bij voorkeur maximaal 30 °C, en met de meeste voorkeur maximaal 15°.In an embodiment according to the invention, the temperature of the heat medium after the supply of latent heat through the heat supply device is a maximum of 45°C, preferably a maximum of 30°C, and most preferably a maximum of 15°.

Door het voorzien van bovengenoemde temperaturen wordt voorzien in dat het temperatuurverschil tussen het warmtemedium en de omgeving niet al te groot is. Dit heeft als voordelig effect dat de warmte-uitwisseling tussen het warmtemedium en de omgeving gereduceerd wordt, waardoor warmteverlies naar de omgeving voorkomen, of ten minste sterk gereduceerd wordt, waardoor een efficiënter warmtetransport- en distributiesysteem wordt verkregen. In een uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat het aantal transportleidingen een aantal aanvoerleidingen en een aantal afvoerleidingen.By providing the above temperatures, it is provided that the temperature difference between the heat medium and the environment is not too great. This has the advantageous effect that the heat exchange between the heat medium and the environment is reduced, thereby preventing heat loss to the environment, or at least greatly reducing it, whereby a more efficient heat transport and distribution system is obtained. In an embodiment according to the invention, the number of transport lines comprises a number of supply lines and a number of discharge lines.

Alle transportleidingen samen vormen een in hoofdzaak gesloten netwerk waarin het warmtemedium circuleert in de stromingsrichting. Daarbij kan onderscheid worden gemaakt tussen aanvoerleidingen, die het warmtemedium met daarin de latente warmte aanvoeren naar de afnemers en afvoerleidingen die het warmtemedium waaraan de latente warmte is onttrokken afvoeren van afnemers en aanvoeren naar leveranciers. Het mag duidelijk zijn dat met afnemers hier afnamepunten of afnemers beschikkende over afnamepunten wordt bedoeld, en dat met leveranciers de één of meer warmtebronnen of leveranciers beschikkende over één of meer warmtebronnen wordt bedoeld.All transport pipes together form a substantially closed network in which the heat medium circulates in the direction of flow. A distinction can be made here between supply pipes, which supply the heat medium containing the latent heat to the customers and discharge pipes, which remove the heat medium from which the latent heat has been extracted from customers and supplies it to suppliers. It should be clear that by customers here is meant offtake points or customers having offtake points, and that by suppliers is meant the one or more heat sources or suppliers having one or more heat sources.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding omvatten de aanvoerleidingen een subgroep met een aantal hoofdaanvoerleidingen en een subgroep met een aantal deelaanvoerleidingen omvat, {5 en waarbij een deel van de deelaanvoerleidingen is verbonden met een afnamepunt, en waarbij het aantal afvoerleidingen cen subgroep met een aantal hoofdafvoerleidingen en een subgroep met een aantal deelafvoerleidingen omvat, zodanig dat het geheel van de deelafvoerleidingen, de hoofdafvoerleidingen, en hoofdaanvoerleidingen en de deelaanvoerleidingen een netwerk vormen...In an embodiment according to the invention, the supply pipes comprise a subgroup with a number of main supply pipes and a subgroup with a number of partial supply pipes, {5 and wherein a part of the partial supply pipes is connected to a take-off point, and wherein the number of discharge pipes comprises a subgroup with a number of main discharge pipes. and comprises a subgroup with a number of partial discharge pipes, such that the whole of the partial discharge pipes, the main discharge pipes, and main supply pipes and the partial delivery pipes form a network...

Door het realiseren van subgroepen met hoofd- en deelaanvoerleidingen en subgroepen met hoofd- en deelafvoerleidingen kan een fijnmazig leveringsnetwerk worden gerealiseerd.By realizing subgroups with main and partial supply pipes and subgroups with main and partial discharge pipes, a fine-meshed supply network can be realised.

Bij voorbeeld is het mogelijk dat het warmtetransport- en distributiesysteem een subgroep met hoofdaanvoerleidingen omvat, waarbij de grootste hoofdaanvoerleiding zich vertakt in 10 aanvoerleidingen, waarbij elke aanvoerleiding zich vertakt in 50 deelaanvoerleidingen, waardoor een netwerk wordt gevormd met 500 afnamepunten. Het is voor de vakman duidelijk zijn dat andere aantallen en configuraties van het netwerk ook tot de mogelijkheden behoren. Door het vertakken van de aanvoerleiding in een aantal deelaanvoerleidingen verkrijgt het warmtemedium de mogelijkheid om verdeeld te worden over alle afnamepunten. Eenzelfde (of een andere) configuratie is mogelijk voor de afvoerleidingen, waarbij bijvoorbeeld door het samenkomen van het aantal deelafvoerleidingen in één of meer hoofdatvoerleidingen, het warmtemedium eenvoudiger te transporteren is naar de één of meer warmtebronnen. Bij voorkeur wordt ten minste één expansie-inrichting geplaatst in een hoofdafvoerleiding. Bij meerdere warmtebronnen wordt er bij voorkeur één expansie-inrichting geplaatst per warmtebron. Hierdoor kan het warmtemedium eenvoudig van een hoge druk naar een lage druk worden gebracht.For example, it is possible that the heat transport and distribution system comprises a subgroup with main supply lines, the largest main supply line branching into 10 supply lines, each supply line branching into 50 sub-supply lines, forming a network with 500 offtake points. It will be clear to the skilled person that other numbers and configurations of the network are also possible. By branching the supply line into a number of partial supply lines, the heat medium is given the option of being distributed over all offtake points. The same (or a different) configuration is possible for the discharge pipes, wherein, for example, by combining the number of partial discharge pipes in one or more main discharge pipes, the heat medium is easier to transport to the one or more heat sources. Preferably, at least one expander is placed in a main drain line. In the case of several heat sources, one expansion device is preferably placed per heat source. As a result, the heat medium can easily be brought from a high pressure to a low pressure.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding is een ten minste een deel van de aanvoerleidingen en afvoerleidingen concentrisch om elkaar gepositioneerd.In an embodiment according to the invention, at least part of the supply lines and discharge lines are positioned concentrically about each other.

Een voordeel van het concentrisch om elkaar positioneren van de aanvoer- en afvoerleidingen is dat, wanneer er een lekkage ontstaat in de binnenste transportleiding, geen warmtemedium uit de leiding als geheel kan lekken. Het resultaat is dat zelfs in het geval dat lekkage optreedt van de binnenste afvoerleiding, er geen vervuiling van de omgeving wordt veroorzaakt.An advantage of positioning the supply and discharge pipes concentrically about each other is that, if a leakage occurs in the inner transport pipe, no heat medium can leak from the pipe as a whole. As a result, even in the event of leakage of the inner drain pipe, no pollution of the environment is caused.

Een dergelijke concentrische positionering wordt ook wel een leiding-in-leiding genoemd. Dit leiding-in-leiding principe wordt mogelijk gemaakt door het verschil in toestand van het warmtemedium tijdens de transport naar en transport vanaf de warmteafgifte-inrichtingen. Zo geldt dat tijdens het transport vanaf de warmtetoevoerinrichting(en) naar de afnamepunten het warmtemedium gasvormig is, terwijl het warmtemedium tijdens het transport vanaf de afnamepunten naar de expansie-inrichting(en) (en verder naar de één of meer warmtebronnen het warmtemedium vloeistofvormig is. Aangezien het volume van het warmtemedium in vloeistofvorm (aanzienlijk) kleiner is dan het volume van het warmtemedium in gasvorm, is een kleinere leidingdiameter voor het vloeistofvormige warmtemedium toereikend. Hierdoor wordt het ook mogelijk om de afvoerleiding, dat wil zeggen de transportleiding die het transport van het warmtemedium van het veelvoud aan afnamepunten naar de één of meer warmtebronnen faciliteert, in de aanvoerleiding (de transporticiding) te plaatsen die transport van het warmtemedium van de één of meer warmtebronnen naar de het veelvoud aan afnamepunten faciliteert.Such a concentric positioning is also referred to as a line-in-line. This line-in-line principle is made possible by the difference in state of the heat medium during transport to and transport from the heat delivery devices. For example, during transport from the heat supply device(s) to the offtake points, the heat medium is gaseous, while during transport from the offtake points to the expansion device(s) (and further to the one or more heat sources, the heat medium is liquid). Since the volume of the heat medium in liquid form is (considerably) smaller than the volume of the heat medium in gaseous form, a smaller pipe diameter for the liquid heat medium is sufficient. of the heat medium from the plurality of offtake points to the one or more heat sources, in the supply conduit (the transport ciding) that facilitates transport of the heat medium from the one or more heat sources to the plurality of offtake points.

Een verder voordeel van deze configuratie is dat het ruimtebeslag van het warmtetransport- en distributiesysteem (verder) wordt verlaagd, hetgeen in het bijzonder interessant is voor dichtbebouwde gebieden, zoals binnensteden, waar de ruimte in de ondergrond en met name de leidingstroken daarvan, beperkt is.A further advantage of this configuration is that the space requirement of the heat transport and distribution system is (further) reduced, which is particularly interesting for densely built-up areas, such as inner cities, where the space in the subsoil and in particular the pipe strips thereof is limited. .

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding is het aantal transportleidingen m hoofdzaak ondergronds geplaatst, waarbij de plaatsing in een bebouwde omgeving bij voorkeur plaatsvindt in daarvoor bestemde leidingstroken.In an embodiment according to the invention, the number of transport pipes m is placed substantially underground, wherein the placement in a built-up environment preferably takes place in pipe strips intended for this purpose.

De ondergrond heeft in het algemeen een temperatuur van circa 10°. Door het in hoofdzaak ondergronds plaatsen van het aantal transportleidingen wordt voorzien dat het temperatuurverschil tussen het warmtemedium en de omgeving tijdens transport gering is. Dit geldt in het bijzonder doordat de temperatuur van de ondergrond in hoofdzaak constant is door het jaar heen. Dit heeft als voordeel dat er minder warmteverlies is tijdens transport, wat de efficiënte van het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding vergroot.The substrate generally has a temperature of approximately 10°. By placing the number of transport pipes substantially underground, it is provided that the temperature difference between the heat medium and the environment during transport is small. This applies in particular because the temperature of the subsoil is substantially constant throughout the year. This has the advantage that there is less heat loss during transport, which increases the efficiency of the heat transport and distribution system according to the invention.

Een verder voordeel is dat het ruimtebeslag van de leidingen in hoofdzaak wordt verminderd door deze in de ondergrond te plaatsen. In het bijzonder in de bebouwde omgeving, kunnen de transportleidingen in zogeheten leidingstroken worden geplaatst. Daarbij wordt opgemerkt dat een voordeel van de transportleidingen in het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding is dat deze niet geïsoleerd hoeven te worden en deze geen thermische beïnvloeding van andere leidingen met zich meebrengt. Thermische beïnvloeding, dat wil zeggen het afstralen/overdragen van warmte van een warmteleiding naar naastgelegen leidingen, zoals waterleidingen, is een voorkomend probleem in bebouwde omgeving en vereist een grotere hart-op-hart afstand tussen dergelijke leidingen, waardoor het ruimtebeslag toeneemt. Doordat de temperatuur van de transportleiding van het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding in hoofdzaak gelijk is aan de omgevingstemperatuur, wordt thermische beïnvloeding voorkomen.A further advantage is that the space requirement of the pipes is substantially reduced by placing them in the underground. Particularly in the built-up environment, the transport pipes can be placed in so-called pipe strips. It is noted here that an advantage of the transport pipes in the heat transport and distribution system according to the invention is that they do not have to be insulated and they do not entail thermal influence on other pipes. Thermal influence, i.e. the radiation/transfer of heat from a heat pipe to adjacent pipes, such as water pipes, is a common problem in built-up areas and requires a greater center-to-center distance between such pipes, which increases the space requirement. Because the temperature of the transport pipe of the heat transport and distribution system according to the invention is substantially equal to the ambient temperature, thermal influence is prevented.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat elk afnamepunt een compressor en een IO condensor, en omvat elk afnamepunt bij voorkeur verder een buffervat waarin of waaraan de condensor is gepositioneerd.In an embodiment according to the invention, each offtake point comprises a compressor and an IO condenser, and each offtake point preferably further comprises a buffer vessel in or on which the condenser is positioned.

Uitgangspunt is dat de condensor werkzaam is verbonden met het buffervat en in de directe nabijheid daarvan is gepositioneerd. De directe nabijheid kan daarbij aan, in of bijvoorbeeld binnen een afstand van maximaal één meter zijn. De condensor kan bijvoorbeeld een spiraalvormige leiding omvatten die is gepositioneerd in een buffervat, waarbij het buffervat gevuld is met en buffermedium, zoals bijvoorbeeld water. Door het positioneren van de condensor in een buffervat wordt voorzien in een efficiënte manier om tijdens condensatie van het warmtemedium de afgegeven warmte op te slaan op de warmte-afnamelocatie. Het voordeel is dat de afgegeven warmte wordt opgeslagen, waarna deze warmte op een later tijdstip gebruikt kan worden, bijvoorbeeld om het gebouw waarin het afnamepunt is gepositioneerd te verwarmen.The basic principle is that the condenser is operatively connected to the buffer vessel and is positioned in the immediate vicinity thereof. The direct proximity can be on, in or, for example, within a distance of a maximum of one metre. For example, the condenser may comprise a spiral conduit positioned in a buffer vessel, the buffer vessel being filled with a buffer medium, such as, for example, water. Positioning the condenser in a buffer vessel provides an efficient way of storing the released heat at the heat take-off location during condensation of the heat medium. The advantage is that the released heat is stored, after which this heat can be used at a later time, for example to heat the building in which the offtake point is located.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding ligt een afstand tussen de één of meer warmtebronnen en het veelvoud aan afnamepunten in het bereik van 500 — 20.000 meter, en met de meeste voorkeur in het bereik van 1.000 — 10.000 meter.In an embodiment according to the invention, a distance between the one or more heat sources and the plurality of offtake points is in the range of 500 - 20,000 meters, and most preferably in the range of 1,000 - 10,000 meters.

Door het voorzien van bovengenoemde afstanden wordt een warmtetransport- en distributiesysteem voorzien die warmte over relatief grote afstanden kan verplaatsen. Hierdoor kunnen ook gebieden ver gepositioneerd van de één of meer warmtebronnen voorzien worden van warmte middels het warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding. Het moge voor de vakman duidelijk zijn dat afstanden van minder dan 100 meter en meer dan 50.000 meter ook tot de mogelijkheden behoren.By providing the above-mentioned distances, a heat transport and distribution system is provided that can move heat over relatively large distances. As a result, also areas positioned far from the one or more heat sources can be provided with heat by means of the heat transport and distribution system according to the invention. It will be clear to the skilled person that distances of less than 100 meters and more than 50,000 meters are also possible.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een afnamepunt ingericht voor gebruik in een systeem volgens één van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen.The invention also relates to a take-off point adapted for use in a system according to one of the embodiments described above.

Het afnamepunt heeft dezelfde effecten en voordelen als beschreven voor het warmtetransport- en distributiesysteem.The offtake point has the same effects and advantages as described for the heat transport and distribution system.

De uitvindingen heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het transporteren van warmte, omvattende de stappen:The invention also relates to a method for transporting heat, comprising the steps:

- het voorzien van een warmtetransport- en distributiesysteem volgens één van hierboven beschreven uitvoeringsvormen; - het vanuit de één of meer warmtebronnen toevoeren van warmte aan een warmtemedium door het verdampen van het warmtemedium, zodanig dat het warmtemedium van latente warmte wordt voorzien; - het transporteren van het warmtemedium van de één of meer warmtebronnen naar het veelvoud aan afnamepunten; - het in het veelvoud aan afnamepunten condenseren van het warmtemedium voor het afgeven van warmte uit het warmtemedium; - het transporteren van het warmtemedium van het veelvoud aan afnamepunten naar het aantal expansie-inrichtingen, waarbij de expansie-inrichtingen zich bij voorkeur nabij of in de directe nabijheid van de één of meer warmtebronnen bevinden; - het expanderen van het warmtemedium in de expansie-inrichting; en - het transporteren van het warmtemedium van de expansie-inrichting naar de één of meer warmtebronnen.- providing a heat transport and distribution system according to one of the above-described embodiments; - supplying heat from the one or more heat sources to a heat medium by evaporating the heat medium, such that the heat medium is provided with latent heat; - transporting the heat medium from the one or more heat sources to the plurality of offtake points; - condensing the heat medium in the plurality of take-off points for releasing heat from the heat medium; - transporting the heat medium from the plurality of offtake points to the plurality of expansion devices, wherein the expansion devices are preferably located near or in the immediate vicinity of the one or more heat sources; - expanding the heat medium in the expansion device; and - transporting the heat medium from the expander to the one or more heat sources.

De werkwijze heeft dezelfde effecten en voordelen als beschreven voor het warmtetransport- en distributiesysteem.The method has the same effects and advantages as described for the heat transport and distribution system.

In een uitvoeringsvorm volgens de vinding omvat de werkwijze verder het, bij voorkeur direct voorafgaand aan het condenseren, door de compressor onder druk brengen van het warmtemedium.In an embodiment according to the invention, the method further comprises, preferably immediately prior to condensing, pressurizing the heat medium by the compressor.

Een voordeel van het door een compressor onder druk brengen van het warmtemedium is dat deze de druk van het warmtemedium verhoogt, waardoor een gasvormig warmtemedium van gas onder lage druk en hoge temperatuur naar gas onder hoge druk en hoge temperatuur wordt overgebracht. Dit betekent dat thermodynamische arbeid wordt toegevoerd in de compressor.An advantage of pressurizing the heat medium by a compressor is that it increases the pressure of the heat medium, thereby transferring a gaseous heat medium from low pressure, high temperature gas to high pressure, high temperature gas. This means that thermodynamic work is supplied in the compressor.

Vervolgens wordt de latente warmte efficiënt onttrokken door de condensor. Voorwaarde hierbij is dat de compressor direct voorgeschakeld is met de condensor.The latent heat is then efficiently extracted by the condenser. The condition here is that the compressor is directly upstream of the condenser.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de vinding kan de werkwijze verder de stap omvatten van het met een pomp retour pompen van de vloeistof naar het aantal expansie- inrichtingen en/of de één of meer warmtebronnen.In one embodiment of the method according to the invention, the method may further comprise the step of pumping the liquid back to the plurality of expansion devices and/or the one or more heat sources.

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 1A, een schematische tekening van een voorbeeld van een warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding; - Figuur 1B, een schematische tekening van een voorbeeld van een afnamepunt volgens de vinding;Further features, advantages and details of the invention are described on the basis of preferred embodiments thereof, reference being made to the accompanying drawings, in which: Figure 1A, a schematic drawing of an example of a heat transfer and distribution system according to the invention; Figure 1B, a schematic drawing of an example of a tapping point according to the invention;

- Figuur 2A-B, schematische tekeningen van netwerken volgens een tweede en derde voorbeeld van een warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding; en - Figuur 3, een perspectivische tekening van een voorbeeld van een transportleiding voor een warmtetransport- en distributiesysteem volgens de vinding.Figures 2A-B, schematic drawings of networks according to a second and third example of a heat transport and distribution system according to the invention; and - Figure 3, a perspective drawing of an example of a transport pipe for a heat transport and distribution system according to the invention.

In een voorbeeld van warmtetransport- en distributiesysteem 2 volgens de vinding (figuur I) omvat warmtetransport- en distributiesysteem 2 warmtebron 4, in dit geval uitgevoerd als warmtetoevoerinrichting 4, die is gepositioneerd op warmte-opnamelocatie 22. Warmte- opnamelocatie 22 is in dit voorbeeld een fabriek die restwarmte produceert. Verder omvat warmtetransport- en distributiesysteem 2 warmtemedium 28, in dit voorbeeld. uitgevoerd als ammoniak, dat circuleerbaar is door warmtetransport- en distributiesysteem 2 in sromingsrichting S. Warmtebron 4 is aangesloten op een eerste uiteinde 16a van aanvoerleiding 16, waarbij een tweede uiteinde 16b van aanvoerleiding 16 is aangesloten op afnamepunt 6 dat is gepositioneerd op warmteafgiftelocatie 24.In an example of heat transport and distribution system 2 according to the invention (Figure I), heat transport and distribution system 2 comprises heat source 4, in this case designed as heat supply device 4, which is positioned at heat absorption location 22. In this example, heat absorption location 22 is a factory that produces waste heat. Furthermore, heat transport and distribution system 2 comprises heat medium 28, in this example. designed as ammonia, which can be circulated through heat transport and distribution system 2 in flow direction S. Heat source 4 is connected to a first end 16a of supply line 16, wherein a second end 16b of supply line 16 is connected to offtake point 6, which is positioned at heat release location 24.

Warmteafgiftelocatie 24 is in dit voorbeeld een woonhuis. Warmteafgiftelocatie 24 is op afstand L van warmte-opnamelocatie 22 geplaatst, waarbij L bij voorbeeld 1,000 meter of 10.000 meter kan zijn. Afnamepunt 6 omvat compressor 8 die, gezien vanuit stromingsrichting S, is gepositioneerd voor condensor 10 (figuur 1B). Condensor 10 is in dit voorbeeld een spiraalvormige leiding die is geplaatst in buffervat 12, waarbij buffervat 12 is gevuld met buffermedium 14, in dit voorbeeld water. Eerste uiteinde 18a van afvoerleiding 18 is aangesloten op afnamepunt 6, terwijl tweede uiteinde 18b van afvoerleiding 18 is aangesloten op warmtebron 4. In stromingsrichting S gezien is expansie-inrichting 20 geplaatst tussen afnamepunt 6 en warmtebron 4, waarbij expansie- inrichting 20 voor het verlagen van de druk van warmtemedium 28 is. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat expansie-inrichting 20 ook direct voorafgaand aan (dat wil zeggen voorgeschakeld met) warmtebron 4 kan worden geplaatst. Hoewel expansie-inrichting 20 ook direct na afnamepunt 6 geplaatst kan worden, heeft dit niet de voorkeur. Aanvoerleiding 16 en afvoerleiding 18 zijn beiden in ondergrond 26 geplaatst, waarbij de bodemtemperatuur van ondergrond 26 in dit voorbeeld ongeveer 10° is.In this example, heat emission location 24 is a residential house. Heat release site 24 is spaced L from heat absorber site 22, where L may be, for example, 1,000 meters or 10,000 meters. Take-off point 6 comprises compressor 8 which, viewed from flow direction S, is positioned in front of condenser 10 (Figure 1B). Condenser 10 in this example is a spiral conduit placed in buffer vessel 12, buffer vessel 12 being filled with buffer medium 14, in this example water. First end 18a of discharge conduit 18 is connected to take-off point 6, while second end 18b of discharge conduit 18 is connected to heat source 4. Viewed in flow direction S, expansion device 20 is placed between take-off point 6 and heat source 4, expansion device 20 for lowering of the pressure of heat medium 28. It will be clear to those skilled in the art that expansion device 20 can also be placed immediately prior to (i.e. upstream with) heat source 4 . Although expansion device 20 can also be placed directly after take-off point 6, this is not preferred. Supply line 16 and discharge line 18 are both placed in subsoil 26, the bottom temperature of subsoil 26 in this example being approximately 10°.

In een verder voorbeeld van warmtetransport- en distributiesysteem 102 volgens de vinding (figuur 2A) omvat warmtemedium 128 verder eerste fase of toestand F1 in de transporteiding 116 tussen warmtebronnen 104 die zijn gepositioneerd op warmte-opnamelocatie 122 en afnamepunten 106 die zijn gepositioneerd op warmteafgiftelocatie 124, waarbij in eerste fase F1 warmtemedium 128 een lage druk (Pp) en lage temperatuur (TL) heeft en in gasvormige toestand is. In dit voorbeeld is warmtemedium 128 een damp die een druk heeft van ongeveer vijf bar. In afnamepunten 106 wordt warmtemedium 128 gecomprimeerd en gecondenseerd in de (niet- getoonde) condensors, waardoor het zich bij het uitgaan van afnamepunt 106 in tweede fase F2 bevindt. In deze fase is warmtemedium 128 een koude vloeistof onder hoge druk (Py) en lage temperatuur (11). In dit voorbeeld betekent dit dat warmtemedium 128 een druk heeft van ongeveer vijftien bar en vloeistofvormig is. In expansie-inrichting 120 wordt warmtemedium 128 in derde fase F3 gebracht waarin warmtemedium 128 een (in hoofdzaak) koude vloeistof is die een lage druk (Py) en een lage temperatuur (TL) heeft. In dit voorbeeld geldt dat warmtemedium 128 een druk heeft van ongeveer vijf bar en (in hoofdzaak) vloeistofvormig is. Verder omvat warmtetransport- en distributiesysteem 102 hoofdaanvoerleiding 116 en deelaanvoerleidingen 130, alsmede deelafvoerleidingen 118 en hoofdafvoerleiding 132, waardoor warmtetransport- en distributiesysteem 102 netwerk 134 vormt.In a further example of heat transport and distribution system 102 according to the invention (Figure 2A), heat medium 128 further comprises first phase or state F1 in the transport conduit 116 between heat sources 104 positioned at heat absorbing location 122 and take-off points 106 positioned at heat emitting location 124 wherein in first stage F1 heat medium 128 has a low pressure (Pp) and low temperature (TL) and is in a gaseous state. In this example, heat medium 128 is a vapor having a pressure of about five bar. At take-off points 106, heat medium 128 is compressed and condensed in the condensers (not shown), whereby it is in second phase F2 exiting take-off point 106. In this phase, heat medium 128 is a cold liquid under high pressure (Py) and low temperature (11). In this example, this means that heat medium 128 has a pressure of about fifteen bar and is liquid. In expander 120, heat medium 128 is introduced into third phase F3 in which heat medium 128 is a (substantially) cold liquid having a low pressure (Py) and a low temperature (TL). In this example, heat medium 128 has a pressure of approximately five bar and is (substantially) liquid. Furthermore, heat transport and distribution system 102 comprises main supply pipe 116 and partial supply pipes 130, as well as partial discharge pipes 118 and main discharge pipe 132, whereby heat transport and distribution system 102 forms network 134.

Een alternatieve configuratie volgens de vinding is getoond in figuur 2B, waarbij een veelvoud aan warmtebronnen 104 is getoond, die elk via deelaanvoerleidingen 131 aan hoofdaanvoerleiding 116 zijn gekoppeld, waarbij het warmtemedium nabij de afnamepunten 106 opnieuw wordt verdeeld over deelaanvoerleidingen 130. In dit voorbeeld geldt verder dat het warmtemedium 128 via deelafvoerleidingen 118 naar hoofdafvoerleiding 132 en expansie- inrichting 120 wordt gevoerd alvorens via deelafvoerleidingen 133 naar de verschillende warmtebronen 104 te worden gevoerd. In dit voorbeeld zijn meerdere expansie-inrichtingen 120 in iedere deelafvoerleiding 133 geplaatst nabij elke warmtebron 104.An alternative configuration according to the invention is shown in figure 2B, wherein a plurality of heat sources 104 is shown, each of which is coupled to main supply line 116 via sub-supply lines 131, wherein the heat medium is redistributed near the take-off points 106 over sub-supply lines 130. In this example, the following applies. furthermore, that the heat medium 128 is fed via partial discharge lines 118 to main discharge line 132 and expansion device 120 before being fed via partial discharge lines 133 to the various heat sources 104 . In this example, several expansion devices 120 are placed in each partial discharge conduit 133 near each heat source 104.

Transportieiding 236 (zie figuur 3) omvat afvoerleiding 218 en concentrisch daaromheen geplaatst aanvoerleiding 216 teneinde een leiding-in-leiding te vormen. Hierdoor heeft, bij gebruik van leidingen 236, warmtetransport- en distributiesysteem 2 slechts één transportieiding 236 nodig voor tegelijkertijd aan- en afvoer van warmtemedium 228, in plaats van twee transportleidingen 236, waarbij de één is uitgevoerd als aanvoerleiding 216 en de ander is uitgevoerd als afvoerleidingConveyor conduit 236 (see Figure 3) includes discharge conduit 218 and supply conduit 216 concentrically disposed therearound to form a conduit-in-line. As a result, when pipes 236 are used, heat transport and distribution system 2 only needs one transport pipe 236 for simultaneous supply and discharge of heat medium 228, instead of two transport pipes 236, one of which is designed as supply pipe 216 and the other is designed as drain pipe

218. Het is voor de vakman duidelijk zijn dat een omgekeerde configuratie, waarbij afvoerleiding 218 concentrisch is geplaatst om aanvoerleiding 216 ook tot de mogelijkheden behoort.218. It will be clear to those skilled in the art that an inverted configuration, in which discharge line 218 is placed concentrically about supply line 216, is also possible.

In gebruik van warmtetransport- en distributiesysteem 102 volgens de vinding wordt warmtemedium 128 in warmtetransport- en distributiesysteem 102 getransporteerd door hoofdaanvoerleiding 116 van warmtebron 104 naar afnamepunt 106 (zie figuren 2A, 2B). Warmtemedium 128 bevindt zich in eerste fase Fl in gasvormige toestand bij een lage druk (PL) en een lage temperatuur (Tr). In dit voorbeeld is de druk van ongeveer vijf bar en de temperatuur rond de 12 — 15 °C. Warmtemedium 128 bevat in eerste fase F1 latente warmte die is opgenomen bij warmte-opnamelocatie 122 via warmtebron 104 doordat de warmte is gebruikt om warmtemedium 128 te verdampen. Warmtemedium 128 komt aan bij afnamepunt 106 waarin het eerst door compressor 8 gaat alvorens door condensor 10 te gaan. Compressor 8 verhoogt de druk van het warmtemedium, waardoor een gasvormig warmtemedium onder hoge druk (Py) en hoge temperatuur (Ty) wordt gerealiseerd. Dit betekent dat thermodynamische arbeid wordt toegevoerd in compressor 8. In condensor 10 wordt warmtemedium 128 vervolgens gecondenseerd naar vloeistof onder hoge druk (Py) met een lage temperatuur (T). Hierbij geeft warmtemedium 128 zijn warmte af aan buffermedium 14 in buffervat 12 op warmteafgiftelocatie 124. Hierna wordt warmtemedium 128 in tweede fase F2 als vloeistof onder hoge druk (Py) en met lage temperatuur (TL) getransporteerd door afvoerleiding 118 naar expansie-inrichting 120. Warmtemedium 128 heeft hierbij een druk van ongeveer vijftien bar.In use of heat transport and distribution system 102 according to the invention, heat medium 128 in heat transport and distribution system 102 is transported through main supply line 116 from heat source 104 to take-off point 106 (see figures 2A, 2B). Heat medium 128 is in first phase F1 in gaseous state at a low pressure (PL) and a low temperature (Tr). In this example, the pressure is about five bar and the temperature is around 12 — 15 °C. Heat medium 128 in first phase F1 contains latent heat that has been taken up at heat sink location 122 via heat source 104 because the heat has been used to vaporize heat medium 128 . Heat medium 128 arrives at take-off point 106 where it first passes through compressor 8 before passing through condenser 10 . Compressor 8 increases the pressure of the heat medium, thereby realizing a gaseous heat medium under high pressure (Py) and high temperature (Ty). This means that thermodynamic work is supplied in compressor 8. In condenser 10, heat medium 128 is then condensed to liquid under high pressure (Py) with a low temperature (T). Heat medium 128 herein gives off its heat to buffer medium 14 in buffer vessel 12 at heat release location 124. After this, heat medium 128 in second phase F2 is transported as a liquid under high pressure (Py) and with low temperature (TL) through discharge line 118 to expansion device 120. Heat medium 128 has a pressure of approximately fifteen bar.

Door expansie-inrichting 120, die hier is uitgevoerd als expansieventiel 120, wordt de druk van warmtemedium 128 door expansie verlaagd, waarna warmtemedium 128 in derde fase F3 (in hoofdzaak) een vloeistof met een lage druk (Pp), bijvoorbeeld ongeveer vijf bar, is.Expansion device 120, which is designed here as expansion valve 120, lowers the pressure of heat medium 128 through expansion, after which heat medium 128 in third phase F3 (substantially) is a liquid with a low pressure (Pp), for example about five bar, is.

Hierna is warmtemedium 128 weer gereed om naar (en/of door) warmtebron 104 te worden getransporteerd, waar warmtemedium 128 bijvoorbeeld door een verdamper kan worden geleid voor het opnemen van latente warmte op warmte-opnamelocatie IO 122. De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de hierboven beschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan.After this, heat medium 128 is again ready to be transported to (and/or through) heat source 104, where heat medium 128 can for instance be passed through an evaporator for absorbing latent heat at heat absorption location IO 122. The present invention is by no means limited to the above-described preferred embodiments thereof.

De gevraagde bescherming wordt bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn.The protection sought is determined by the following claims within the scope of which many modifications are conceivable.

Claims

CONCLUSIONS I. Heat transport and distribution system for transporting low-temperature heat, the system comprising: - one or more heat sources, which are adapted to supply heat to a heat medium by evaporating the heat medium from a liquid state to a gaseous state , such that the heat medium is supplied with latent heat; - a plurality of take-off points positioned in a flow direction downstream of the one or more heat sources, each take-off point being adapted to extract the latent heat from the heat medium by at least partially condensing the heat medium; and - a plurality of expansion devices which, viewed in the direction of flow, are placed downstream of the plurality of offtake points and are preferably located near or in close proximity to the heat sources; - a number of transport pipes forming a substantially closed network in which a heat medium can be circulated in a flow direction, wherein the number of transport pipes comprises at least: - at least one supply pipe extending between the one or more heat sources and the plurality of offtake points, at least one supply line is arranged for transporting a gaseous heat medium with a low temperature, and preferably a low pressure; and - at least one discharge conduit extending between the plurality of take-off points and the one or more heat sources, the at least one discharge conduit being adapted to transport a liquid heat medium with a low temperature; wherein a distance between the one or more heat sources and the plurality of offtake points is in the range of 100 - 50,000 meters.

A heat transport and distribution system according to claim 1, wherein the plurality of offtake points are releasably connected to the plurality of transport pipes.

A heat transport and distribution system according to claim 1 or 2, wherein the discharge conduit between the plurality of offtake points and the plurality of expansion devices is arranged for transporting a heat medium which is substantially in a liquid state and has a low temperature under high pressure, and wherein the discharge conduit between the plurality of expansion devices and the one or more heat sources is adapted to transport a heat medium substantially in liquid state at a low temperature under a low pressure.

A heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims, wherein a pressure in the number of transport pipes: - between the one or more heat sources and the plurality of offtake points is in the range of 1-20 bar, preferably in the range of 2- 10 bar, and most preferably in the range of 3-6 bar; - between the plurality of offtake points and the number of expansion devices is in the range of 6-60 bar, preferably in the range of 8-30 bar, and most preferably in the range of 13-17 bar; and - between the number of expansion devices and the one or more heat sources is in the range of 1-20 bar, preferably in the range of 2-10 bar, and most preferably in the range of 3-6 bar .

A heat transfer and distribution system according to any one of the preceding claims, further comprising a heat medium circulating through the plurality of transfer lines.

A heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims, wherein the heat medium comprises ammonia or propane.

A heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims, wherein the temperature of the heat medium after supply of heat by the one or more heat sources is a maximum of 45°C, preferably a maximum of 30°C, and most preferably a maximum of 15 °C.

A heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims, wherein the number of transport pipes comprises a number of supply pipes and a number of discharge pipes.

A heat transport and distribution system according to claim 8, wherein the supply pipes comprise a subgroup with a number of main supply pipes and a subgroup with a number of partial supply pipes, and wherein a part of the partial supply pipes is connected to a take-off point, and wherein the number of discharge pipes comprises a subgroup with a number of main discharge pipes and a subgroup with a number of partial discharge pipes, such that the whole of the partial discharge pipes, the main discharge pipes, and main supply pipes and the partial delivery pipes form a network.

10. A heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims, wherein at least a part of the supply pipes and discharge pipes is positioned concentrically about each other.

A heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims, wherein the plurality of transport pipes are placed substantially underground.

A heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims, wherein each offtake point comprises a compressor and a condenser, and wherein each offtake point preferably further comprises a buffer vessel in or on which the condenser is positioned.

A heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims, wherein is in the range of 500 - 20,000 meters, and most preferably in the range of

1,009 — 10,000 meters.

14. Heat release device adapted for use in a system as claimed in any of the foregoing claims 1-13.

A method for transporting heat, comprising the steps of: - providing a heat transport and distribution system according to any one of the preceding claims; - supplying heat from the one or more heat sources to a heat medium by evaporating the heat medium, such that the heat medium is provided with latent heat; - transporting the heat medium from the one or more heat sources to the plurality of offtake points; - condensing the heat medium in the take-off points for extracting latent heat from the heat medium; - transporting the heat medium from the plurality of offtake points to the plurality of expansion devices, wherein the expansion devices are preferably located near or in the immediate vicinity of the one or more heat sources; - expanding the heat medium in the plurality of expansion devices; and - transporting the heat medium from the plurality of expanders to the one or more heat sources.

The method of claim 15, further comprising pressurizing the heat medium by the compressor.