NL2033314B1

NL2033314B1 - Warmtebron en samenstel van een bodemlaag en een dergelijke warmtebron

Info

Publication number: NL2033314B1
Application number: NL2033314A
Authority: NL
Inventors: Leonard Veenma Albert
Original assignee: Optisolar Holding B V
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2024-05-02

Abstract

Een warmtebron voor plaatsing in de bodem en ingericht voor warmteopname vanuit de bodem. De warmtebron heeft een buitenhuis en een binnenhuis dat concentrisch is opgesteld in het buitenhuis. Het binnenhuis en het buitenhuis zodanig zijn gedimensioneerd dat zich een omtreksspleet uitstrekt tussen de binnenhuisomtrekswand en de buitenhuisomtrekswand en dat zich een bodemspleet uitstrekt tussen een binnenhuisbodemwand en een buitenhuisbodemwand. De omtreksspleet en de bodemspleet sluiten op elkaar aan. Een deksel sluit een buitenhuisopening en een binnenhuisopening af. Een eerste leiding strekt zich uit door het deksel en door een door het binnenhuis begrensde ruimte en mondt uit in de bodemspleet. De eerste leiding en het binnenhuis zodanig zijn gedimensioneerd dat zich tussen de binnenhuisomtrekswand en de leiding een ringvormige ruimte uitstrekt. Een tweede leiding is aangesloten op het deksel en mondt uit in de omtreksspleet.

Description

P133542NL00

Titel: Warmtebron en samenstel van een bodemlaag en een dergelijke warmtebron

VELD

De uitvinding heeft betrekking op een warmtebron voor plaatsing in de bodem en ingericht voor warmte-opname vanuit de bodem.

ACHTERGROND

Ten behoeve van een warmtepompsysteem dat bijvoorbeeld wordt gebruikt voor ruimteverwarming is het bekend om warmte te onttrekken aan de bodem met behulp van een zogenaamde warmtebron. Een dergelijke warmtebron omvat in het algemeen een gesloten systeem dat is gevuld met een vloeistof voorzien van antivriesmiddel. Een uit de praktijk bekende warmtebron omvat een U-vormig leidingsamenstel met een lengte van tenminste 30 m en soms met een lengte van 150 m. Het plaatsen van een dergelijke warmtebron vereist derhalve het boren van een gat in de bodem van overeenkomstige diepte. Daarvoor is zeer zware apparatuur noodzakelijk die niet eenvoudig in bijvoorbeeld een stadstuin kan worden gebracht. De bekende warmtebron onttrekt de warmte aan de omliggende bodemlaag en 1n de praktijk blijkt dat deze bodemlaag na verloop van tijd, bijvoorbeeld na 10-15 jaar, zodanig is afgekoeld dat deze niet meer kan dienen voor het toevoeren van warmte aan het warmtepompsysteem. Een ander bezwaar van de bekende verticale warmtebron is dat de heengaande leiding en de teruggaande leiding vrij dicht tegen elkaar aan liggen waardoor er warmte-uitwisseling tussen beide leidingen plaatsvindt. Meer in het bijzonder betekent dit dat opwaarts stromende, inmiddels door de bodem opgewarmde vloeistof weer gedeeltelijk in temperatuur daalt door warmte-uitwisseling met de neerwaarts stromende vloeistof die nog warmte aan uit de bodem moet opnemen. Het is duidelijk dat dit de effectiviteit van de uit de praktijk bekende verticale warmtebron negatief beïnvloedt.

SAMENVATTING

De uitvinding verschaft een warmtebron ten behoeve van gebruik in een warmtepompsysteem waarbij de hiervoor geschetste problematiek van de bekende warmtebron althans ten dele is opgelost.

Hiertoe verschaft de uitvinding een warmtebron voor plaatsing in de bodem en ingericht voor warmte-opname vanuit de bodem. De warmtebron omvat: e een buitenhuis voorzien van een buitenhuisomtrekswand en een buitenhuisbodemwand, waarbij de buitenhuisomtrekswand aan een van de buitenhuisbodemwand afgekeerde zijde een buitenhuisrand bepaalt die een buitenhuisopening begrenst; e een binnenhuis dat concentrisch is opgesteld in het buitenhuis en dat is voorzien van binnenhuisomtrekswand en een binnenhuisbodemwand, waarbij de binnenhuisomtrekswand aan een van de binnenhuisbodemwand afgekeerde zijde een binnenhuisrand bepaalt die een binnenhuisopening begrenst, waarbij het binnenhuis en het buitenhuis zodanig zijn gedimensioneerd dat zich een omtreksspleet uitstrekt tussen de binnenhuisomtrekswand en de buitenhuisomtrekswand en dat zich een bodemspleet uitstrekt tussen de binnenhuisbodemwand en de buitenhuisbodemwand, waarbij omtreksspleet en de bodemspleet op elkaar aansluiten; e een deksel dat aansluit op de buitenhuisrand en de binnenhuisrand en dat de buitenhuisopening en de binnenhuisopening afsluit; e een eerste leiding die zich uitstrekt door het deksel en door een door het binnenhuis begrensde ruimte, waarbij de eerste leiding een eerste kanaal begrenst waarvan een uiteinde uitmondt in de bodemspleet, waarbij de eerste leiding en het binnenhuis zodanig zijn gedimensioneerd dat zich tussen de binnenhuisomtrekswand en de leiding een ringvormige ruimte uitstrekt;

e een tweede leiding die is aangesloten op het deksel, waarbij de tweede leiding een tweede kanaal begrenst, waarbij het tweede kanaal direct, of via een doorgang in het deksel uitmondt in een direct aan het deksel grenzend deel van de omtreksspleet.

De uitvinding verschaft tevens een samenstel van een bodemlaag en een warmtebron volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de bodemlaag is voorzien van een verticale boring waarin de warmtebron is opgenomen, waarbij het buitenhuis van de warmtebron in warmte- utwisselend contact staat met bodemlaagmateriaal dat de bodemlaag vormt.

De warmtebron volgens de uitvinding heeft als voordeel dat de eerste leiding door aanwezigheid van de ringvormige ruimte op een aanzienlijke radiale afstand ligt van de omtreksspleet, zodat de ongewenste warmte-uitwisseling tussen vloeistof die in neerwaartse richting stroom en vloeistof die in opwaartse richting stroomt tot een minimum wordt beperkt.

Dit heeft een gunstige invloed op de effectiviteit. Een ander voordeel is dat de omtreksspleet een relatief geringe radiale breedte kan hebben, hetgeen ook bevorderlijk is voor het overdragen van warmte op de vloeistof die door de omtreksspleet stroomt.

In een uitvoeringsvorm kan de ringvormige ruimte zijn gevuld met lucht.

Lucht is een behoorlijk goede isolator voor warmte-overdracht, zodat op effectieve wijze de hiervoor beschreven warmte-overdracht tussen de vloeistof die wordt toegevoerd in de eerste leiding en de vloeistof die wordt afgevoerd via de omtreksspleet wordt verhinderd, althans sterk wordt gereduceerd ten opzichte van het in de achtergrondsectie beschreven bekende verticale warmtebron.

In een alternatieve uitvoeringsvorm kan de ringvormige ruimte (AS) althans ten dele gevuld zijn met fase-overgangsmateriaal (E. phase change material) ofwel PCM, zodat de warmtebron zelf tevens een warmtebuffer voor opslag van warmte vormt.

De warmtebron volgens deze uitvoeringsvorm kan niet alleen warmte onttrekken of in tijden van warmte-overschot warmte toevoeren aan de omringende bodemlaag, maar het fase-overgangsmateriaal dat in de ringvormige ruimte is ondergebracht doet daarbij tevens dienst als warmtebuffer voor de opslag van warmte. Hierdoor kan overdag bijvoorbeeld warmte aan de warmtebron worden toegevoerd, bijvoorbeeld afkomstig van zonnecollectoren en/of van PV-panelen. Deze warmte wordt opgeslagen in het fase-overgangsmateriaal en dient tevens tot opwarming van de omliggende bodemlaag. ’s-Avonds, wanneer verwarming van de woning of het gebouw vereist is, kan de in de warmtebron opgeslagen warmte weer worden verbruikt voor verwarming van de woning of het gebouw. De warmte behoeft in deze uitvoeringsvorm derhalve niet uitsluitend te worden onttrokken aan het bodemmateriaal dat de warmtebron omgeeft maar kan tevens worden onttrokken aan het fase- overgangsmateriaal dat zich in de ringvormige ruimte bevindt.

Aldus wordt met de warmtebron volgens de uitvinding niet alleen een warmtebron maar tevens een “warmtebatterij” verschaft die tegen relatief geringe kosten in de bodem kan worden geplaatst doordat daarvoor geen diep grondboring noodzakelijk is.

Nadere uitwerkingen van de uitvinding zijn beschreven in de volgconclusies en zullen hierna, onder verwijzing naar de figuren waarin een voorbeeld 1s weergegeven, verder worden verduidelijkt.

KORTE BESCHRIJVING FIGUREN

Fig. 1 toont een doorsnede-aanzicht van een voorbeeld van een warmtebron volgens de onderhavige beschrijving;

Fig. 2 toont een doorsnede over lijn II-IT uit figuur 1;

Fig. 3 toont het voorbeeld uit Fig. 1 met teen genomen delen; en

Fig. 4 toont een voorbeeld van een systeem volgens de onderhavige beschrijving. 5 GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

In de meest algemene termen wordt in deze beschrijving een warmtebron 10 geopenbaard voor plaatsing in de bodem B en ingericht voor warmte-opname vanuit de bodem B. Een voorbeeld van een dergelijke warmtebron 10 is getoond in figuren 1 en 2 en met uiteengenomen delen in figuur 3. Figuur 4 toont de warmtebron 10 wanneer deze is geplaatst in de bodem B. De warmtebron 10 omvat een buitenhuis 12 voorzien van een buitenhuisomtrekswand 14 en een buitenhuisbodemwand 16. De buitenhuisomtrekswand 14 heeft aan een van de buitenhuisbodemwand 16 afgekeerde zijde een buitenhuisrand 14a die een buitenhuisopening O1 begrenst. Verder omvat de warmtebron 10 een binnenhuis 18 dat concentrisch is opgesteld in het buitenhuis 12 en dat 1s voorzien van binnenhuisomtrekswand 20 en een binnenhuisbodemwand 22. De binnenhuisomtrekswand 20 heeft aan een van de binnenhuisbodemwand 22 afgekeerde zijde een binnenhuisrand 204 die een binnenhuisopening O2 begrenst. Het binnenhuis 18 en het buitenhuis 12 zijn zodanig gedimensioneerd dat zich een omtreksspleet GC uitstrekt tussen de binnenhuisomtrekswand 20 en de buitenhuisomtrekswand 14 en dat zich een bodemspleet GB wtstrekt tussen de binnenhuisbodemwand 22 en de buitenhuisbodemwand 16. Zoals duidelijk zichtbaar is in figuren 1 en 3 sluiten de omtreksspleet GC en de bodemspleet GB op elkaar aan.

De warmtebron 10 beschikt verder over een deksel 24 dat aansluit op de buitenhuisrand 14a en de binnenhuisrand 20a en dat de buitenhuisopening O1 en de binnenhuisopening O2 afsluit. Een eerste leiding 26 strekt zich door het deksel 24 uit en door een door het binnenhuis 18 begrensde ruimte. De eerste leiding 26 een eerste kanaal C1 begrenst waarvan een uiteinde uitmondt in de bodemspleet GB. De eerste leiding 26 en het binnenhuis 18 zijn zodanig gedimensioneerd dat zich tussen de binnenhuisomtrekswand 20 en de leiding 26 een ringvormige ruimte AS uitstrekt. Verder is de warmtebron 10 voorzien van een tweede leiding 28 die 1s aangesloten op het deksel 24. De tweede leiding 28 begrenst een tweede kanaal C2 dat direct, of via een doorgang 30 in het deksel 24 uitmondt in een direct aan het deksel 24 grenzend deel van de omtreksspleet GC.

De voordelen die met een dergelijke warmtebron 10 worden verkregen zijn hierboven beschreven in de samenvatting en die worden hier geacht te zijn ingelast door verwijzing.

In een uitvoeringsvorm, kan de lengte van het buitenhuis 12 liggen in het bereik van 5 tot 20 meter.

Het moge duidelijk zijn dat het voorbeeld dat in de figuren 1-4 is getoond niet op schaal 1s. Meer in het bijzonder is het zo dat de lengte/diameter-verhouding die in de figuren is getoond niet in overeenstemming is met de uitvoeringsvorm waarbij de lengte van het buitenhuis ligt in het bereik van 5 tot 20 m. De figuren tonen een voorbeeld waarbij de lengte ten opzichte van de gewenste diameter aanzienlijk korter is. Een dergelijke lengte vereist derhalve ook een boring in de bodem met een diepte van slechts 5 tot 20 m. Een boring van een dergelijk diepte vereist geen zware apparatuur. In plaats daarvan kan een boring van 5 tot 20 meter met een grondboorinstallatie worden uitgevoerd die relatief licht en klein is en bijvoorbeeld in de meeste tuinen van woningen kan worden gebracht zonder al te veel problemen. Bovendien verschaft een buitenhuis 12 met een dergelijke lengte voldoende warmte-uitwisselend oppervlak dat in contact staat met het omringende bodemlaag materiaal om een effectieve warmtebron te kunnen vormen.

In een uitvoeringsvorm, kunnen het buitenhuisomtrekswand 14 en de binnenhuisomtrekswand 20 beide cilindrisch zijn.

Cilindrisch buismateriaal is relatief goedkoop en het buismateriaal kan bijvoorbeeld zijn vervaardigd ut polyvinylchloride (PVC), polyethyleen (PE) of polypropyleen (PP).

In een uitvoeringsvorm kan de buitenhuisomtrekswand 16 een binnendiameter D1 hebben die ligt in het bereik van 10 tot 40 cm, in het bijzonder 10 tot 30 cm. Met een diameter in het genoemde bereik wordt een aanzienlijk warmte-uitwisselend oppervlak met het bodemlaagmateriaal verschaft, zodat een efficiënte uitwisseling van warmte verkregen tussen het bodemmateriaal en de vloeistof die door de omtreksspleet GC stroomt.

In een uitvoerinsvorm kan het verschil tussen de straal R1 van binnenzijde van de buitenhuisomtrekswand 16 en de straal R2 van de buitenzijde van de binnenhuisomtrekswand 20, met andere woorden de radiale dikte W1 van de omtreksspleet GC, liggen in het bereik van 0,2 tot 4 cm.

Met een aldus gedimensioneerde radiale dikte van de omtreksspleet wordt een goede balans verkregen tussen enerzijds een efficiënte warmte-uitwisseling tussen de vloeistof die zich in de omtreksspleet bevindt en de bodemmateriaal waarin de bron is opgesteld en eventueel in de ringvormige ruimte aanwezig warmte-opslagmateriaal, zoals fase-overgangsmateriaal. Wanneer de straal R1 van de binnenzijde van de buitenomtrekswand 16 bijvoorbeeld 15 cm is en de straal R2 van de buitenzijde van de binnenhuisomtrekswand 20 bijvoorbeeld 14 cm is, is de radiale dikte W1 1 cm en wordt een doorstroomoppervlak van mR12 - nR22= m*225 — m*210 = 91 cm?

In een uitvoeringsvoorbeeld kan de eerste leiding 26 een cilindrische configuratie hebben en een binnendiameter D2 hebben die ligt in het bereik van 3,0 tot 7,0 cm.

Wanneer binnen dit diameterbereik als binnendiameter bijvoorbeeld 5,4 cm wordt gekozen, dan heeft de binnenleiding een doorstroomoppervlak van ca. n * R2= 3,14 * (5,42) = 91 cm?2.

Bij de hierboven genoemde stralen en diameters heeft het kanaal

C1 dat wordt begrensd door de eerste leiding 26 ongeveer hetzelfde doorstroomoppervlak als de omtreksspleet GC tussen het binnenhuis 18 en het buitenhuis 12, zodat de stromingweerstand in beide kanalen ongeveer gelijk is.

In een nadere uitwerking van de hiervoor beschreven utvoeringsvormen met de diverse diameters en radii in de genoemde ranges kan het verschil tussen de straal R3 van de binnenzijde van de binnenhuisomtrekswand 20 en de straal R4 van de buitenzijde van de eerste leiding 26, met andere woorden de radiale dikte W2 van de ringvormige ruimte AS, liggen in het bereik van 3,0 tot 19 cm.

In het hierboven geschetste getallenvoorbeeld, waarbij de eerste leiding 26 een binnendiameter D2 heeft van 5,4 cm kan de straal R4 van de buitenzijde van de eerste leiding 26 bijvoorbeeld 3,1 cm zijn. De straal R2 van de buitenzijde van de binnenhuisomtrekswand 20 was in dat voorbeeld 14 cm, zodat de straal R3 van de binnenzijde van de binnenhuisomtrekswand 20 bijvoorbeeld ca. 13,6 cm zal zijn. Dat betekent dat de radiale dikte W2 van de ringvormige ruimte AS in dit voorbeeld R3 —

R4= 13,6 3,1 = 10,5 cm is.

Bij een radiale dikte W2 van de ringvormige ruimte (AS) in het genoemde bereik wordt een goede isolerende werking verschaft wanneer de ringvormige ruimte is gevuld met lucht.

In plaats van een uitvoeringsvorm waarbij de ringvormige ruimte uitsluitend is gevuld met lucht, kan in een uitvoeringsvorm de rmgvormige ruimte AS althans ten dele gevuld zijn met fase-overgangsmateriaal ofwel

PCM, zodat de warmtebron 10 tevens een warmtebuffer voor opslag van warmte vormt. Wanneer de warmtebron 10 een lengte heeft van 10 m en de hierboven genoemde waarden voor R2 en R3 worden gekozen, dan is het volume van de ringvormige ruimte: t Phase Change Material

(mR3% — nR42) * L = m*13,62 — n*3,12 * 1000 = 550878 cm? ofwel 551 liter. Een dergelijk volume gevuld met lucht of een vloeistof en PCM- materiaal heeft een opslagcapaciteit van ca. 15 kWh.

Hiermee wordt bewerkstelligd dat niet alleen van het bodemmateriaal warmte kan worden onttrokken en daaraan kan worden toegevoerd, maar tevens dat aan het genoemde fase-overgangsmateriaal dat zich in de ringvormige ruimte AS bevindt warmte kan worden toegevoerd voor opslag en weer onttrokken voor verbruik op een later moment. De warmtebron 10 zelf krijgt hierdoor ook een warmte-opslagfunctie.

In een uitvoeringsvorm kan het fase-overgangsmateriaal zijn aangebracht in de vorm van lamellen, ballen, of deeltjes in de ringvormige ruimte AS.

In een uitvoeringsvorm kan de eerste leiding 26 nog zijn voorzien van een warmte-isolerende mantel om warmte-uitwisseling van vloeistof die zich in de eerste leiding 26 bevindt met het fase-overgangsmateriaal in de ringvormige ruimte AS zoveel mogelijk te beperken.

In een uitvoeringsvorm kan in de omtreksspleet GC ten minste één vloeistofgeleider 32 zijn opgenomen, die een trajectlengte van een vloeistofstroom door de omtreksspleet GC van het eerste kanaal C1 naar het tweede kanaal C2 vergroot.

Doordat de vloeistofgeleider 32 de trajectlengte van de vloeistofstroom door de omtreksspleet GC vergroot, is de verblijfstijd van de vloeistof in de omtreksspleet GC langer en kan een betere uitwisseling van warmte tussen de vloeistof en het bodemlaagmateriaal en het eventueel aanwezige fase-overgangsmateriaal in de ringvormige ruimte plaatsvinden.

In een uitvoeringsvorm, waarvan een voorbeeld is getoond in de figuren, kan de vloeistofgeleider 32 een spiraalvormig rond de binnenhuisomtrekswand 20 aangebrachte kraal of koord zijn dat met een radiaal naar binnen gekeerde zijde aanligt tegen de binnenhuisomtrekswand 20 en dat met een radiaal naar buiten gekeerde zijde aanligt tegen de butenhuisomtrekswand 14, zodanig dat de vloeistof die in gebruik door de omtreksspleet CG stroomt van de eerste leiding 26 naar de tweede leiding 28 of omgekeerd een spiraalvormig traject volgt.

Met een dergelijke uitvoeringsvorm wordt de trajectlengte van de vloeistof wanneer deze van de uitgang van de eerste leiding 26 naar de ingang van de tweede leiding 28 stroomt aanzienlijk verlengd. Bovendien is een dergelijke geleider eenvoudig aan te brengen tijdens het vervaardigen van de warmtebron 10 en zijn de kosten daarvan gering.

In een uitvoeringsvorm kunnen de eerste leiding 26 en de tweede leiding 28 zijn verbonden met een warmtepomp 34, waarbij de eerste leiding 26, de omtreksspleet GC, en de tweede leiding 28 deel wtmaken van een eerste circuit 36 van een warmtepomp 34 en zijn gevuld met een vloeistof waarin antivries is opgenomen.

De warmtebron 10 doet dan dienst als externe warmte-wisselaar met behulp waarvan warmte aan de omgeving wordt onttrokken en via de warmtepomp wordt verbruikt voor het verwarmen van een ander medium, bijvoorbeeld CV!-water of sanitairwater.

Zoals in de samenvatting reeds aangegeven, verschaft de uitvinding tevens een samenstel van een bodemlaag 100 en een warmtebron 10 volgens de utvinding. Zie hiertoe het voorbeeld dat is weergegeven in

Fig. 4. Daarbij is de bodemlaag 100 is voorzien van een verticale boring 102 waarin de warmtebron 10 is opgenomen, waarbij het buitenhuis 12 van de warmtebron 10 in warmte-uitwisselend contact staat met bodemlaagmateriaal dat de bodemlaag 100 vormt.

In een nadere uitwerking van de uitvinding kan het samenstel een bovengrondse warmte-opwek-eenheid 104 omvatten die is voorzien van een vloeistofvoerend circuit 106 dat is aangesloten op ten minste één van de eerste en de tweede leiding 26, 28 van de warmtebron 10 en die is ingericht voor het onttrekken van warmte aan de lucht en/of zon. De warmtebron 10 ! Centrale Verwarming kan de met de warmte-opwek-eenheid 104 onttrokken warmte opslaan voor later gebruik. De bovengrondse warmte-opwek-eenheid 104 kan bijvoorbeeld zijn gekozen uit de groep omvattend: — een zonne-collector; — een elektrisch bekrachtigde vloeistofverhitter, waarbij de elektriciteit wordt gegenereerd door PV-panelen of door een windturbine; en/of — een warmtewisselaar, bijvoorbeeld in de vorm van een erfafscheiding of schutting zoals beschreven in NL2025524C1.

Aldus kan, wanneer er een overvloed aan energie beschikbaar 1s, bijvoorbeeld doordat de zon schijnt of wanneer het hard waait, deze energie in de vorm van warmte worden opgeslagen in de warmtebron 10 en in het, de warmtebron 10 omgevende bodemlaagmateriaal.

Volgens een nadere uitwerking van de utvinding kan het van voordeel zijn wanneer de warmtebron 10 tevens de functie van fundatie- element heeft voor het ondersteunen van een bovengronds object 108.

Het bovengrondse object 108 kan bijvoorbeeld worden door een frame voor ondersteuning van de bovengrondse warmte-opwek-eenheid 104.

Wanneer als bovengrondse warmte-opwek-eenheid 104 bijvoorbeeld inderdaad een schutting of erfafscheiding zoals beschreven in NL2025524 wordt toegepast, kan het de warmtebron 10 de fundatie voor een dergelijke schutting of erfafscheiding vormen. Uit kostenoverwegingen 1s een dergelijke uitvoering van de schutting bijzonder gunstig en bovendien wordt een aanzienlijke toegevoegde functionaliteit aan de schutting verschaft door de toepassing van één of meer van de warmtebronnen 10 volgens de uitvinding.

In een uitvoeringsvorm kan het frame met de warmte-opwek- eenheid 104 derhalve tevens een schutting 110 vormen.

Om nog meer energie beschikbaar te stellen, kan volgens een uitvoeringsvorm van het samenstel de warmte-opwek-eenheid 104 tevens drager zijn voor ten minste één fotovoltaïsch paneel 112.

De uitvinding is niet beperkt tot het getoonde voorbeeld. De verwijzigingscijfers in de conclusies en de gedetailleerde beschrijving dienen slechts ter verduidelijking maar de conclusies en de gedetailleerde beschrijving beschrijven uitvoeringsvormen die ook op andere wijze kunnen zijn uitgevoerd dan getoond in het voorbeeld van de figuren. De gedetailleerde beschrijving en de conclusies dienen derhalve ook zonder de verwijzigingscijfers te worden begrepen. Ten overvloede zij nogmaals opgemerkt dat de figuren niet op schaal zijn en met name de lengte/diameter-verhouding van de warmtebron 10 niet correct is weergegeven. In feite zal de lengte/diameter-verhouding veel groter zijn.

Claims

1. Een warmtebron (10) voor plaatsing in de bodem (B) en ingericht voor warmte-opname vanuit de bodem (B), omvattend: e een buitenhuis (12) voorzien van een butenhuisomtrekswand (14) en een buitenhuisbodemwand (16), waarbij de buitenhuisomtrekswand (14) aan een van de buitenhuisbodemwand (16) afgekeerde zijde een buitenhuisrand (14a) bepaalt die een buitenhuisopening (O1) begrenst; e een binnenhuis (18) dat concentrisch 1s opgesteld in het buitenhuis (12) en dat 1s voorzien van binnenhuisomtrekswand (20) en een binnenhuisbodemwand (22), waarbij de binnenhuisomtrekswand (20) aan een van de binnenhuisbodemwand (22) afgekeerde zijde een binnenhuisrand (20a) bepaalt die een binnenhuisopening (O2) begrenst, waarbij het binnenhuis (18) en het buitenhuis (12) zodanig zijn gedimensioneerd dat zich een omtreksspleet (GC) uitstrekt tussen de binnenhuisomtrekswand (20) en de buitenhusomtrekswand (14) en dat zich een bodemspleet (GB) uitstrekt tussen de binnenhuisbodemwand (22) en de buitenhuisbodemwand (16), waarbij omtreksspleet (GC) en de bodemspleet (GB) op elkaar aansluiten; e een deksel (24) dat aansluit op de buitenhuisrand (14a) en de binnenhuisrand (20a) en dat de buitenhuisopening (O1) en de binnenhuisopening (O2) afsluit; e een eerste leiding (26) die zich witstrekt door het deksel (24) en door een door het binnenhuis (18) begrensde ruimte, waarbij de eerste leiding (26) een eerste kanaal (C1) begrenst waarvan een uiteinde uitmondt in de bodemspleet (GB), waarbij de eerste leiding (26) en het binnenhuis (18) zodanig zijn gedimensioneerd dat zich tussen de binnenhuisomtrekswand (20) en de leiding (26) een ringvormige ruimte (AS) uitstrekt;

e een tweede leiding (28) die 1s aangesloten op het deksel (24), waarbij de tweede leiding (28) een tweede kanaal (C2) begrenst, waarbij het tweede kanaal (C2) direct, of via een doorgang (30) in het deksel (24) uitmondt in een direct aan het deksel (24) grenzend deel van de omtreksspleet (GC).

2. De warmtebron volgens conclusie 1, waarbij de lengte (L) van het buitenhuis (12) ligt in het bereik van 5 tot 20 meter

3. De warmtebron volgens conclusie 1 of 2, waarbij buitenhuisomtrekswand (14) en de binnenhuisomtrekswand (20) beide cilindrisch zijn.

4. De warmtebron volgens conclusie 3, waarbij de buitenhuisomtrekswand (16) een binnendiameter (D1) heeft die ligt in het bereik van 10 tot 40 cm, in het bijzonder 10 tot 30 cm.

5. De warmtebron volgens conclusie 3 of 4, waarbij het verschil tussen de straal (R1) van binnenzijde van de buitenhuisomtrekswand (16) en de straal (R2) van de buitenzijde van de binnenhuisomtrekswand (20), met andere woorden de radiale dikte (W1) van de omtreksspleet (GC), ligt in het bereik van 0.2 tot 4 cm.

6. De warmtebron volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste leiding (26) een cilindrische configuratie heeft en een binnendiameter (D2) heeft die ligt in het bereik van 3.0 tot 7.0 cm.

7. De warmtebron volgens de combinatie van conclusies 4-6, waarbij het verschil tussen de straal (R3) van de binnenzijde van de binnenhuisomtrekswand (20) en de straal (R4) van de buitenzijde van de eerste leiding (26), met andere woorden de radiale dikte (W2) van de ringvormige ruimte (AS), ligt in het bereik van 3,0 tot 19 cm.

8. De warmtebron volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de ringvormige ruimte (AS) is gevuld met lucht.

9. De warmtebron volgens één van de conclusies 1-7, waarbij de ringvormige ruimte (AS) althans ten dele is gevuld met fase- overgangsmateriaal (E. phase change material) ofwel PCM, zodat de warmtebron (10) tevens een warmtebuffer voor opslag van warmte vormt.

10. De warmtebron volgens conclusie 9, dat het fase- overgangsmateriaal is aangebracht in de vorm van lamellen, ballen (38), of deeltjes (E. particles) in de ringvormige ruimte (AS).

11. De warmtebron volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste leiding (26) is voorzien van een warmte-isolerende mantel.

12. De warmtebron volgens één van de voorgaande conclusie, waarbij in de omtreksspleet (GC) ten minste één vloeistofgeleider (32) is opgenomen, die een trajectlengte van een vloeistofstroom door de omtreksspleet (GC) van het eerste kanaal (C1) naar het tweede kanaal (C2) vergroot.

13. De warmtebron volgens conclusie 12, waarbij de vloeistofgeleider (32) een spiraalvormig rond de binnenhuisomtrekswand (20) aangebracht kraal of koord is dat met een radiaal naar binnen gekeerde zijde aanligt tegen de binnenhuisomtrekswand (20) en dat met een radiaal naar buiten gekeerde zijde aanligt tegen de buitenhuisomtrekswand (14), zodanig dat de vloeistof die in gebruik door de omtreksspleet (CG) stroomt van de eerste leiding (26) naar de tweede leiding (28) of omgekeerd een spiraalvormig traject volgt.

14. De warmtebron volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste leiding (26) en de tweede leiding (28) zijn verbonden met een warmtepomp (34), waarbij de eerste leiding (26), de omtreksspleet (GC), en de tweede leiding (28) deel uitmaken van een eerste circuit (36) van een warmtepomp (34) en zijn gevuld met een vloeistof waarin antivries is opgenomen.

15. Een samenstel van een bodemlaag (100) en een warmtebron (10) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de bodemlaag (100) is voorzien van een verticale boring (102) waarin de warmtebron (10) is opgenomen, waarbij het buitenhuis (12) van de warmtebron (10) in warmte- utwisselend contact staat met bodemlaagmateriaal dat de bodemlaag (100) vormt.

16. Het samenstel volgens conclusie 15, waarbij het samenstel een bovengrondse warmte-opwek-eenheid (104) omvat die is voorzien van een vloeistofvoerend circuit (106) dat is aangesloten op ten minste één van de eerste en de tweede leiding (26, 28) van de warmtebron (10) en die is ingericht voor het onttrekken van warmte aan de lucht en/of zon, waarbij de warmtebron (10) de aldus onttrokken warmte opslaat voor later gebruik.

17. Het samenstel volgens conclusie 15 of 16, waarbij het de warmtebron (10) tevens de functie van fundatie-element heeft voor het ondersteunen van een bovengronds object (108).

18. Het samenstel volgens de conclusie 17 wanneer deze afhankelijk is van conclusie 16, waarbij het bovengrondse object (108) wordt gevormd door een frame voor ondersteuning van de warmte-opwek-eenheid (104).

19. Het samenstel volgens conclusie 18, waarbij het frame met de warmte-opwek-eenheid (104) tevens een schutting (110) vormt.

20. Het samenstel volgens één van de conclusies 16-19, waarbij de warmte-opwek-eenheid (104) tevens drager is voor ten minste één fotovoltaisch paneel (112).