NL8004182A

NL8004182A - Klimatiseringssysteem voor gebouwen.

Info

Publication number: NL8004182A
Application number: NL8004182A
Authority: NL
Original assignee: Friedrich Christian August Haf
Priority date: 1979-08-11
Filing date: 1980-07-21
Publication date: 1981-02-13
Also published as: BE884679A; DE2932628A1; DE2932628C2

Description

? Nw 08Q2 * «i -1- 9 k .- Klimatiseringssysteem voor gebouwen ' De uitvinding heeft betrekking op een klimatiseringssysteem voor gebouwen onder toepassing van bepaalde gevelelementen bestaande 5 uit metaal- en/of kunststofpanelen.

Bij de traditionele massieve bouwconstructies van metselwerk, beton of soortelijk zwaar mineralisch bouwmateriaal is de warmte-accumulatie van een bouwconstructie meestal automatisch aanwezig.

Zij voorkomt dat de gebouwen tijdens de zomerperiode bij grote 10 warmtebelastingen van buiten te snel opwarmen en overdag onbehaaglijk hoge vertrektemperaturen optreden. Door deze accumulatie wordt ook verhinderd, dat de gebouwen tijdens de winteroperiode bij uitgeschakelde verwarming fs nachts te snel afkoelen en als gevolg daarvan onbehaaglijk lage vertrektemperaturen optreden. Bij de .

15 moderne lichte bouwconstructies, opgebouwd uit metaalplaten, kunststof of verwerkt houtmateriaal, is dit effect echter niet meer aanwezig. Zij zijn dikwijls in serie fabrieksmatig geprefabriceerd, moeten daardoor een zo gering mogelijk transport- en montagegewicht nastreven en hebben in feite nauwelijks nog een noemenswaardige 20 warmte-accumulerende werking. In het bijzonder de lichte metaal- panelen van staal of aluminiumplaat bestaan slechts uit een warmte-isolatielaag als kern met aan beide zijden een bekleding van metaalplaat ter afdichting tegen regen en wind.

Een warmte-accumulatielaag ontbreekt. Bij gebouwen met een meer 25 continu gebruik en vooral bij die gebouwen, waarbij een zekere natuurlijke regulering van het thermisch binnenklimaat kan worden bereikt, is een bepaalde hoeveelheid warmte-accumulatie in de bouwconstructie echter zeer gewenst. Zij heeft als functie de optredende temperatuurschommelingen in de vertrekken te dempen of af te zwakken.

30 De taak die de uitvinding ten grondslag ligt, is. een klimatiseringssysteem van dien aard en op een dusdanige wijze te ontwikkelen, dat de toegepaste gevelelementen, zonder de voordelen van een gering transport- en montagegewicht te belemmeren, van een voldoende warmte-accumulatievermogen zijn voorzien.

35 - In vergelijking met beton bijv. heeft water weliswaar een ca. 2,5 maal zo kleine dichtheid, maar een ca. 5 maal zo grote soortelijke . 800 4182 - 2 - warmte en bereikt daardoor - ter vergelijking in een plaatvormige hólle ruimte opgesloten - reeds met de halve dikte in verhouding tot een betonplaat dezelfde warmte-accumulatiecapaciteit. Voorts is het toepassen van water belangrijk kostenverlagend.

5 Bijzonder voordelig is het onderbrengen van het water in een kanalensysteem van de panelen, waarin het water de panelen volledig kan doorstromen. In dit geval kan het grootste gedeelte van het accumulerende medium water in een reservoir op een centrale plaats van het gebouw worden opgeslagen, om van daaruit door middel van pompen te 10 circuleren en de panelen alleen maar te doorstromen. Voor de centrale opslag zijn meestal watertanks in de kelderruimten goed geschikt, waar zich nu ook de mogelijkheid voordoet, het water in deze tanks naar behoefte te verwarmen of te koelen. Met dit systeem zou een gebouw geklimatiseerd kunnen worden. Voorts zou daarbij ter besparing 15 van primaire energie- ook van natuurlijke energiebronnen gebruik gemaakt kunnen worden.

Om het water bij zomerse warmtebelastingen te koelen, is een aantal natuurlijke koelbronnen ter beschikking. Een van de mogelijkheden van 2Q natuurlijke waterkoeling is het gebruik maken van een warmtewisselaar die op een goed geventileerde plaats (bijv. het dak) staat opgesteld en met koelere nachtlucht werkt. Vaak is ook de mogelijkheid aanwezig, de koeling van het accumulatiemedium permanent door warmtewisselaars met grond- of oppervlaktewater te doen plaatsvinden. In dat geval kan 22 de benodigde hoeveelheid water in het reservoir of de tank in de kei-, der tot een minimum worden teruggebracht. De temperatuur van het grondwater bedraagt in vlakke gebieden 10 tot I2°C. In de watertemperatuur van rivieren ligt weliswaar een grotere spreiding, maar zij ligt bijna altijd onder de 17 tot 18°C en in de brongebieden tussen 12 en 15°C. In deze gevallen is het mogelijk dat hiervoor geschikte warmtewisselaars in grondwaterbronnen of afgetakte kanalen van rivieren een permanente en per thermostaat regelbare koeling van het water in het gebouw zorgen, waarmee in geklimatiseerde gebouwen een aanzienlijke hoeveelheid koelenergie gespaard kan worden.

22 Het aanwezig zijn van een vloeibaar medium voor de warmteoverdracht "of het warmtetransport direkt in de voor het binnenklimaat belangrijke scheidingsconstructie, de buitenwand, maakt ook het gebruik van 800 4 1 82 r > - 3 - dit medium voor de ruimteverwarming mogelijk. Het systeem heeft namelijk liet grote voordeel, dat tengevolge van de relatief grote warmteoverdragende vlakken in het geveloppervlak en op de warmtetech-nisch juiste plaats, een lagere watertemperatuur voor de verwarming 5 nodig is,.Hierdoor kan ook gebruik gemaakt worden van natuurlijke warmtebronnen, die geen al te hoge temperatuur kunnen leveren, evenals van afvalwarmte van kunstmatige warmtebronnen. Het waterreservoir of de watertank in de kelder kan weer dienen als opvangbekken voor verschillende natuurlijke of kunstmatige warmtebronnen, die 10 variërende watertemperaturen leveren. Tegelijkertijd kan in het bekken een aanzienlijke hoeveelheid warmte gedurende een langere periode worden opgeslagen, waarbij niet alleen aan dagelijkse, maar ook aan perioden van weken voor de hoeveelheid benodigde warmteop-slag kan worden gedacht. In dat geval moet wel het waterreservoir ia sen verwarmings- en een koelreservoir worden gescheiden.

Als natuurlijke warmtebron komt in de eerste plaats de: zonne-energie in aanmerking. Deze zou bijvoorbeeld door zonnecollectoren kunnen worden opgevangen, die als buitenschil van gevels en daken in aanmerking zouden kunnen komen. Om de energie.die door de zonnecollec - / 2Q toren wordt opgevangen zo goed mogelijk te benutten, moet de warmte die in het retourwater van de collector wordt geaccumuleerd er zo goed mogelijk weer uitgehaald worden; dat betekent, dat het temperatuursverschil van het water tussen aanvoer- en retourleidii^g zo groot mogelijk moet zijn. Het is daarom zinvol de warmte-opvangbekkens of 22 -tanks te splitsen in een warm- en een koudwaterreservoir. Het water dat van de collector komt, stroomt nu eerst door de warmwatertank en geeft daar zijn energie af d.m.v. een warmtewisselaar en doet daarna nog eens hetzelfde bij de koudwatertank. Tussen de warmwater- en koudwatertank kan een warmtepomp worden geplaatst, die aanvullende 20 warmte uit de koudwatertank naar de warmwatertank kan leveren en het warme water op een temperatuur kan brengen die voor de verwarming van het gebouw gewenst is. De beide tanks kunnen ook afvalwarmte van electrische apparaten opnemen en kunnen goed worden toegepast bij de warmteterugwinning uit ventilatielucht. In de koude wintermaanden als 22 koeling niet nodig is, zouden beide reservoirs als warmte^accumula-- toren voor de verwarming van het gebouw kunnen dienen, waarbij alleen . de warmwatertank door de warmtepomp op het gewenste temperatuurniveau 8004 1 82 * 1 - 4 - - gebracht behoeft te worden.

In de warme zomermaanden daarentegen, wanneer geen verwarming nodig is, zouden beide tanks gebruikt kunnen worden voor de koeling van het gebouw, waarbij alleen de koudwatertank door de nu als "koel-5 pomp" fungerende warmtepomp op het gewenste temperatuursniveau wordt gehouden. In het voor- en najaar, wanneer zowel verwarming als koeling nodig kan zijn, maar nu in mindere mate, zou de warm- en koud-watervoorziening gescheiden kunnen worden. Meng- en regelventielen zouden er dan voor kunnen zorgen, dat de gewenste watertemperatuur IQ voor verwarming of koeling van de vertrekken, bereikt wordt.

Wat nu het gevelelement op zich betreft, dat als een soort geïntegreerde constructie met de eisen van klimaatscheiding tussen binnen en buiten evenals verwarming en koeling van de vertrekken aan de binnenkant moet functioneren, is het bijzonder voordelig een functie-15 splitsing van het gevelelement te doen plaatsvinden..Aan de binnenzijde zou een soort convectorelement kunnen worden gevormd, dat bestaat uit een stelsel van waterdoorstroomde kanalen, gecombineerd met een stelsel van luchtdoorstroomde kanalen, waarmee de warmte-of koelenergie naar de ruimten toe zou kunnen worden geventileerd.

20 Dit convectorelement kan uit een trapeziumvormige staalplaat in het midden met aan beide kanten een vlakke metaalplaat, ertegenaan bestaan.

De naar buiten toe liggende plaat van het element kan tevens als achterplaat van het convectorelement dienen en is boven en onder omgevouwen, om zo de toe- en afvoerkanalen voor het doorstromende water 25 te vormen. De binnenste bekledingsplaat kan boven en onder iets ingekort zijn, om de luchttoevoer- en afvoeropeningen te vormen. Naar buiten toe zou dit convectorelement met warmte-isolatie als kernlaag van de wand moeten worden voorzien en direkt op het buitenoppervlak als regen- en windkering een bekleding van vlakke staalplaat. Deze 30 buitenbekleding zou ook door een zonnecollector als buitenschil kunnen worden gevormd, waarmee het gevelelement aan de binnenzijde door een convector- en aan de buitenzijde door een collectorelement zou zijn gevormd met ertussen een dikke warmte-isolerende laag. De randen van het gevelelement kunnen met verbindingsflenzen worden voorzien, 35 waartussen neopreen-profielen ter voorkoming van koudebruggen worden '"geplaatst. Tegen optredend condenswater bij koeling tijdens de zomerperiode zijn beneden in de geventileerde spouw kleine gootjes te in- 800 4 1 82 - 5 - * · stalleren, die aflopend condenswater opvangen en naar buiten kunnen leiden.

De gevelelementen zouden verdiepinghoog kunnen worden uitgevoerd en in de breedte variëren van bijv. 120 tot 240cm. Ramen worden er even-5 eens als verdiepinghoge elementen tussengezet.

Vloeren die in langs rich ting van het gebouw dragen en geen randbalk hebben, zijn voor deze elementen bij uitstek geschikt. Op deze manier is de volledige hoogte van het vertrek beschikbaar voor de warmte-afgevende gevelvlakken. Om de aanvoer- en retourleidingen van het 10 verwarmings- en koelwatersysteem vlak bij de aansluitpunten van het gevelelement 'te hebben, is een kleine ruimte tussen kolommen of wanden en de buitenwand zeer geschikt. Alleen in de kelder is dan een horizontale ringleiding nodig. Alle daarboven liggende.verdiepingen worden door stijgleidingen (aanvoer- en retourleidingen), die.voor 15 de kolommen langslopen, verzorgd. De lucht in de vertrekken circuleert bij verwarming. fs winters door het opstijgen van de lucht in de warme > convector in de ruimte van boven naar beneden. Bij koeling 's zomers zal de lucht in het vertrek langzaam opstijgen, doordat in de dan koelere convector die lucht van boven naar beneden stroomt. Indien 20 het oppervlak van de buitenwand, dat voor de verwarming of koeling zorgdraagt, niet. groot genoeg is om het vertrek op de gewenste temperatuur te houden, kan het systeem, uitgebreid worden tot de vloer of het plafond. Dit kan nodig zijn als de verhouding van het gevel-oppervlak tot het volume van het vertrek ongunstig is of als het 25 vertrek direkt onder het dak ligt of boven een niet verwarmde kelder.

In deze gevallen gaat het eveneens om kanaalsysternen die met water doorstroomd worden. Het voordeel van doorstroomde buitenwanden of doorstroomde plafonds onder platte daken is, dat de klimaatregeling van het vertrek precies op de scheiding van. binnen- en buitenklimaat 30 plaatsvindt. Hierdoor worden, als onprettig ervaren, verschijnselen bijvoorbeeld koudestraling in de winter en warmtestraling, in de zomer, die bij een groot temperatuurverschil tussen binnen en buiten kunnen optreden, voorkomen.

De doorstroomde gevelelementen (of dakelementen) vormen gezamenlijk 35 met het beoogde warm- en koudwatertariksysteem een niet te scheiden eenheid. Het water heeft hierbij in de eerste plaats een warmte-accu-mulerende functie en wordt op een daarvoor geschikte plaats in het 800 A 1 82 -6- gebouw geconcentreerd opgeslagen. Naarmate dit accumulatievermogen groter is, is de mogelijkheid groter, beschikbare natuurlijke of kunstmatige warmte- of koelenergie op te vangen en op te sparen. Aangezien de grootte van de tanks in de regel aan een groot aan-5 tal voorwaarden moet voldoen kunnen deze tanks ook kleiner worden uitgevoerd en in bepaalde gevallen.tot een minimum-worden gereduceerd. In dat geval moet echter de apparatuur, die de temperatuur van het water op peil moet houden, hier een warmte- en koelpomp, vaker dan anders in werking treden. De pomp heeft dus niet alleen 10 een functie-als kunstmatige energiebron, maar. ook als temperatuur-regelaar, De warmte- en koudepomp houdt bijv. in de winter de warm-watertank op de gewenste temperatuur en betrekt warmte-energie uit de andere tank, die dan dient als reservetank voor het opvangen van warmte uit afvalwater enz. Daarentegen zorgt de pomp er in.de 15 zomer voor, dat de koudwatertank op de gewenste temperatuur blijft en geeft de daardoor verkregen warmte af aan de warmwatertank.

Uit deze tank kan dan het gebruikswater voor douchen, afwassen enz. worden betrokken.

20 De overdracht van warmte-, resp. van koelenergie uit de watertanks geschiedt steeds d.m.v. warmtewisselaars. Hierdoor wordt het water in de tanks niet door het gebouw gecirculeerd, maar blijft stil staan. De warmtewisselaars vormen tezamen met de doorstroomde gevelelementen via de aanvoer- en retourleidingen een gesloten circulatie-25 systeem. Dit is voornamelijk om corrosie van de metalen leidingen · en panelen te voorkomen.

Het warmte-accumulerende vermogen van de watertanks kan aanzienlijk worden verhoogd, als gebruik gemaakt wordt van een bekende zoutoplossing, in dit geval calciumchloride (CaClz), dat een smelttem-30 peratuur tussen de +28 en + 29°C heeft. Deze smeltwarmte, die bij calciumchloride ongeveer 70 kcal/kg bedraagt, verhoogt het warmte-, accumulatievermogen nog eens belangrijk, zonder veel volumen van de watertanks te vergen. Zij vormt eveneens een soort thermische buffer. Wanneer men bijv. de watertemperatuur in de warmwatertank 35 van 29° tot 28°C laat dalen, begint een fase van zoutkristallisa-tie, waarbij de genoemde 70 kcal/kg vrijkomen en het afkoelings-proces sterk wordt vertraagd, d.w.z. de temperatuur wordt in dit 800 4 1 82 - 7 - - gebied in zekere zin gestabiliseerd. Omgekeerd moet bij opwarming eerst voldoende energie worden toegevoegd om de zoutkristallen te doen smelten, alvorens de temperatuur verder oploopt. Het is daarom voor de hand liggend te proberen, de temperatuur van de warmwater-5' tank voor verwarming tussen de +30° en +27°C te houden. De warmtepomp hoeft in zo'n geval veel minder vaak in werking te treden. Bij . een watertemperatuur van 30° - 27°C in de warmwatertank kan dan een temperatuur in het circulatiesysteem van ongeveer 27° - 25°C worden verwacht. Deze ligt dus maar ca. 5K boven de gemiddelde binnenlucht 10 temperatuur van 20° - 21°C in de winter. Het valt te overwegen of ook niet voor de .koudwatertank een geschikt soort zout met een smelt-temperatuur van misschien +12° tot +15°C gevonden kan worden.

Echter, indien natuurlijke koelbronnen als grond- of oppervlaktewater aanwezig zijn, is dat niet nodig, daar de temperatuur van 15 deze natuurlijke bronnen dikwijls al beneden +15°C ligt en er permanent gebruik van kan worden gemaakt.

Verdere voordelige kenmerken van de uitvinding zijn in de volgende tekeningen vermeld, waaraan nog een gedetailleerde beschrijving van de constructieve opbouw en de werking van het systeem wordt toege-2Q voegd. Daarna volgen de conclusies.

In de bijgevoegde tekeningen zijn de constructievoorbeelden van de uitvinding schematisch weergegeven, voorzien van verwijzingscijfers. Daarbij toont: 25 Figuur 1 een verticaaldoorsnede van een gebouw met het gehele klimatiseringssysteem en de luchtgeleiding in de vertrekken

Figuur ' 2 een verticaaldoorsnede van het gevelelement ter plaatse van een verdiepingvloer volgens fig. 1 30 Figuur -3 + 4 twee horizontaaldoorsneden van het gevelelement

ter plaatse van de stootvoegen en een kolomaan-sluiting volgens fig. I

Figuur 5 een verticaaldoorsnede van een gebouw met het totale klimatiseringssysteem en de luchtgeleiding 35 'in de vertrekken, ten opzichte van fig. 1 nu echter met toepassing van zonnecollectoren als buitenschil van de gevelelementen • 80 0 4 1 82 - 8 - - Figuur 6 een verticaaldoorsnede van het gevelelement ter plaatse van een verdiepingvloer volgens fig. 5 Figuur 7+8 twee horizontaaldoorsneden van het gevelelement ter plaatse van een stootvoeg en een kolomaanslui-5 ting volgens fig. 5

Figuur 9 een verticaaldoorsnede van en gebouw met het totale klimatiseringssysteem en de luchtgeleiding in de vertrekken, ten opzichte van fig. 1 nu echter voor borstweringhoge gevelelementen en met een kunstma-10 tige (gedwongen) luchtcirculatie via pijpleidingen in het gebouw

Figuur 10 een verticaaldoorsnede van het gevelelement ter plaatse van een verdiepingvloer volgens fig. 9.

Figuur 11+12 twee horizontaaldoorsneden van het gevelelement ter 15 plaatse van een stootvoeg en een kolomaansluiting volgens fig. 9

Figuur 13 een verticaaldoorsnede van een gebouw met het 'totale klimatiserimgssysteem en de luchtgeleiding in de vertrekken ten opzichte van fig. 9, nu echter 20 onder toepassing van zonnecollectoren als buiten- schil van de borstweringhoge gevelelementen Figuur 14 een verticaaldoorsnede van het gevelelement ter plaatse van een verdiepingvloer volgens fig. 13 Figuur 15+16 twee horizontaaldoorsneden van het gevelelement 25 ' ter plaatse van een stootvoeg en een kolomaansluiting volgens fig. 13

Figuur 17 een verticaaldoorsnede van het gevelelement als variant, betreffende het kanalensysteem aan de binnenkant, van fig. 2, 6, 10 en 14 30 Figuur 18 een horizontaaldoorsnede van het gevelelement volgens, fig. .17 .

Figuur 19 een verticaaldoorsnede van het gevelelement als verdere variant van fig. 17 en 18 Figuur 20 een horizontaaldoorsnede van het gevelelement vol- 35 __ gens fig. 19

Figuur 21 een horizontaaldoorsnede van het glazen buizenpak- ket met de smeltwarmte-accumulator van calcium- 800 41 82 -9- ' - chloride

Figuur 22 een verticaaldoorsnede van een glazen buis met de smeltwarmte-^accumulator volgens fig. 21

Figuur 23 een horizontaaldoorsnede door de opbouw van de 5 wanden of de omhullingsconstructie van de water tanks

In de tekeningen zijn de afzonderlijke onderwerpen van verwijzings-cijfers voorzien. Daarbij betekent: 10 -1) gebouw 2) gevelelement 3) luchtcirculatie tijdens koeling van de vertrekken 4) luchtcirculatie tijdens verwarming van de vertrekken 15 5) koudwatertank 6) warmwatertank 7) warmtewisselaar in lucht 8) warmtewisselaar in water ' 9) ringleiding voor aanvoer- en retourwater 20· 10) pomp voor watercirculatie 11) warmte- en koelpomp 12) afgetakt kanaal voor rivierwater 13) grondwater-bron 14) warmtewisselaar voor circulatie van koelwater 25 15) warmtewisselaar voor de warmte- en koelpomp (koudwatertank) 16) warmtewisselaar voor externe (natuurlijke) koelbronnen 17) smeltwarmte-accumulator (glazen buizen met CaCl2) 18) warmtewisselaar voor circulatie van warmwater 19) warmtewisselaar voor de warmte- en koelpomp (warmwatertank) 30 20) dunne metaalplaat buiten ( gevelpaneel) 21) warmteisolatielaag " 22) dunne metaalplaat binnen " 23) gevouwde dunne metaalplaat voor de kanaalvorming 24) luchtkanaal' ’ 35 25) bekleding van dunne metaalplaat 26) ventilatieopeningen onder 27) kolom 800 4 1 82 - 10 - - - 28) vloerplaat 29) ventilatieopeningen boven 30) raamelement 31) watergeleidingskanalen 5 32) stijgleidingen (voor water) 33) thermostaat-ventiel 34) condensgoot 35) zonnecollectoren, extern opgesteld (dak o.i.d,) 36) gebruiks-warmwatertank 10 37) warmtewisselaar voor zonnecollectoren (koudwatertank) 38) warmtewisselaar'voor zonnecollectoren (warmwatertank) 39) collectorbeglazing 40) collectorspouw (luchtlaag) 41) collector-kanaalplaat 15 42) elementverbinding 43) neopreenprofiel 44) kolomaansluiting 45) lucht-toevoerleidingen 46) ringleiding 20 47) ringleidingen voor toevoer- en retourwater 48) verdelerkanaal 49) verlaagd plafond 50) deksel voor glazen buis 51) segment van de .tankwanden 25 52) glasplaat als uitkleding van de tanks / 53) reflecterende (spiegelende) laag 54) plaklaag 55) dunne metaalplaat voor tankwanden 56) warmte-isolatielaag voor de tanks 30 57) bekleding van glasvezêlversterkt polyester 58) neopreen-dichtingsprofiel voor de tank-segmenten , 59) boutverhinding van de tank-segmenten 60) i&olatie-sluitprofiel van de tank-segmenten 35 800 4 1 82 - 11 -

Beschrijving van de constructieve oplossingen

Het bovenste gedeelte van fig. 1 toont een overzichtstekening van een. gebouwdoorsnede en de toepassing van met water doorstroomde gevelelementen. De constructie van de gevelelementen zelf is in het onderste deel van deze figuur uitgewerkt. Het element bestaat uit een metalen paneel (voornamelijk gehard staalplaat) met een minstens 10 - 12cm dikke warmte-isolerende laag (PU-schuim of een ander geschikt isolatiemateriaal), in combinatie met een doorstroomd deel aan de binnenkant. Dit bestaat uit twee kanalenstelsels waar water en lucht door kunnen stromen. Door het aan de buitenkant liggende kanaalsysteem stroomt water, dat zorgt voor de verwarming of koeling. De aan de binnenkant liggende kanalen worden met binnenlucht doorstroomd en dienen ter verhoging.van de convectieve warmte- en koel-energieafgifte aan de binnenlucht.. Dat deel van het gevelelement dat voor de verwarming en koeling zorgdraagt, zou men ook het "convec-torpaneel'1 kunnen noemen. Het bestaat uit een trapeziumvormige staalplaat in het midden, met daar tegenaan aan beide kanten een vlakke metaalplaat. De binnenste plaat van het isolatiepaneel dient tevens als achterplaat-van het convectorpaneel en is boven en onder omgevouwen, om zo toe- en afvoerkanalen voor het water te vormen.

Verder is deze plaat bij de aansluiting aan de trapeziumvormige plaat in het midden trapeziumvormig weggestansd en door lassen met haar verbonden. De binnenste bekledingsplaat is boven en onder iets ingekort om luchttoevoer en afvoeropeningen te maken. De drie platen· kunnen punt- of lijnvormig, electrisch aan elkaar gelast worden.

Op deze eenvoudige manier ontstaat een soort convectorsysteem, dat de warmte- of koelenergie aan de binnenlucht moet afgeven. Door de vorming van luchtkanalen is het warmte-overdragende oppervlak ongeveer verdrievoudigd t.o.v. een normale vlakke plaat. Als de metaalplaat op bepaalde gronden ongewenst is als wandbekleding, dan kan ook een plaat.van asbestcement, gipskarton, spaanplaat, triplex o.i.d. als binnenbekleding worden toegepast. De warmteafgifte wordt echter dan door het gebruik van minder warmtegeleidende stoffen gereduceerd.

Aan de randen.van het gevelelement.zijn de flenzen van het convec-torgedeelte en het isolatiegedeelte (buitenste plaat hiervan) ter 800 4 1 82 — 12 — - voorkoming van een koudebrug door een isolerend hol neopreen profiel van elkaar gescheiden. De platen zijn daar aan het neopreen-profiel gelijmd en zonodig extra geschroefd. De voegen tussen de elementen worden door metalen lijsten, die voorzien zijn van neo-.5 prene dichtingsprofielen, afgedekt. De elementen worden met dezelfde deklijsten ook aan de ruwbouw bevestigd. Aan de randen bezit het convectorgedeelte V-vormige aansluitingen voor de verbinding onderling en voor de koppeling aan de toevoer- resp. retourleidingen.

Onder de luchttoevoeropeningen aan de onderkant van het element is 10 ' een condensgoot aangebracht. Hierin kan condenswater opgevangen worden, dat bij koeling in de zomer tijdens warm en vochtig weer in de kanalen kan ontstaan. Via kleine pijpjes, met een omegaboog, die voor de luchtdichtheid met water gevuld zijn, kan het condenswater bij de voegen tussen de elementen naar buiten worden gevoerd.

15 De gevelelementen kunnen verdiepinghoog worden uitgevoerd en in de breedte variëren van bijv, 120 tot 240cm. Ramen worden er eveneens als verdiepinghoge elementen tussengezet.

Vloeren die in langsrichting van het gebouw dragen en geen randbalk hebben, zijn voor deze elementen bij uitstek geschikt. Op deze manier 20 is de volledige hoogte van het vertrek beschikbaar voor de warmte-afgevende gevelvlakken (zie de gebouwdoorsnede van fig 1). Om de aanvoer- en retourleidingen van het verwarmings- en koelwatersysteem vlak bij de aansluitpunten van het gevelelement te hebben, is een kleine ruimte tussen kolommen of wanden en de buitenwand zeer geschikt 25 (zie details in fig. 1 tot 4). Alleen in de kelder is dan een horizontale ringleiding nodig. Alle. daarboven liggende verdiepingen worden door stijgleidingen (aanvoer- en retourleidingen), die voor de kolommen langs lopen, verzorgd.

De lucht in de vertrekken circuleert bij verwarming 's winters door 30 het opstijgen van lucht in de warme convector in de ruimten van boven naar beneden (zie fig. 1. rechtsboven). Bij koeling ’s zomers zal de lucht in het vertrek langzaam opstijgen, doordat in de dan koelere convector de lucht van boven naar beneden stroomt (zie fig.

1 linksboven). "Indien het oppervlak van de buitenwand, dat voor de 35 - verwarming of koeling zorgdraagt, niet groot genoeg is om het vertrek op de gewenste temperatuur te houden, kan het systeem uitgebreid worden tot de vloer of het plafond. Dit kan nodig zijn, als de verhou- 800 4182 - 13 - ding van het geveloppervlak tot het volume van het vertrek ongunstig is of als het vertrek direkt onder het dak. ligt of boven 'een niet verwarmde kelder. Het betreft in deze gevallen eveneens kanaalsyste-men die met water doorstroomd worden.

5 Het voordeel van doorstroomde buitenwanden of doorstroomde plafonds onder platte daken is, dat de klimaatregeling van het vertrek precies op de scheiding van binnen- en buitenklimaat plaatsvindt. Hierdoor worden als onprettig ervaren verschijnselen zoals koudestraling in de winter en warmtestraling in de zomer, die bij een groot temperatuur-[0 verschil tussen binnen en buiten kunnen optreden, voorkomen.

Als bijvoorbeeld de'gehele huid van een gebouw, dus buitenwanden en daken, op een gewenste binnenluchttemperatuur van 20°C zou worden gebracht, zouden ook de binnenruimten van het gebouw deze temperatuur op den duur krijgen. Dit geldt echter alleen als er geen interne 15- warmte- of koelbronnen optreden. Als deze bronnen wel optreden, moet de temperatuur van de buitenhuid aangepast worden en iets hoger of lager dan de gewenste binnenluchttemperatuur liggen. De verandering van de watertemperatuur kan bij toepassing van een gescheiden warmen koudwatertank vrij snel plaatsvinden, omdat het verwarmings- en H) koelingsysteem zeer direkt reageert. Om de temperatuurverschillen zo klein mogelijk te houden, moeten de interne bronnen, waartoe ventilatie met buitenlucht, zoninstraling door het raam, verlichting en andere electrische apparaten behoren, tot een minimum beperkt worden, tenzij ze voor. de klimaatbeheersing juist gewenst zijn. Het 15 voordeel is, dat met watertemperaturen van rond de 20°C verwarmd of . gekoeld kan worden. Bij verwarming of koeling met deze lage temperatuur kunnen nl. ook natuurlijke energiebronnen worden toegepast in plaats van olie, kolen of aardgas, die binnen afzienbare tijd schaars zullen worden.

50 ·

Het systeem van twee tanks

In deze samenhang gezien vormt het beoogde warm- en koudwatertank-systeem een niet te scheiden eenheid met de doorstroomde gevelele-55 menten (zie de gebouwdoorsnede in fig. 1). Het water heeft hierbij in " de eerste plaats een.warmte-accumulerende-functie en wordt op een daarvoor geschikte plaats in het gebouw geconcentreerd opgeslagen.

800 4182 . , - , - - 14 -

Naarmate dit accumulatievermogen groter is, is de mogelijkheid ’ groter, beschikbare natuurlijke of kunstmatige warmte- of koel-energie op te vangen en op te sparen. Aangezien de grootte van de tanks in de regel aan een groot aantal voorwaarden moet voldoen 5 kunnen de tanks ook kleiner worden uitgevoerd en in bepaalde gevallen tot een minimum worden gereduceerd. In dat.geval moet echter de apparatuur, die de temperatuur van het water op peil moet houden, hier een warmte- en koelpomp, vaker dan anders in werking treden.

De pomp heeft dus niet alleen een functie als kunstmatige energie-10 bron, maar ook als temperatuurregelaar.

De warmte- en koudepomp houdt bijv. in de winter de warmwatertank op de gewenste temperatuur en betrekt warmte-energie uit de andere tank, die dan dient als reservetank voor het opvangen van afvalwater enz. Daarentegen zorgt de pomp er in de zomer voor, dat de 15 koudwatertank op de gewenste temperatuur blijft en geeft de daardoor verkregen warmte af aan de warmwatertank. Uit deze tank kan dan het gebruikswater voor douchen, afwassen enz. worden betrokken. In het voor- en najaar, wanneer geen extreem grote energiehoeveelheden nodig zijn, maar door het snel wisselende weerbeeld toch behoefte kan 20 zijn aan zowel verwarming als koeling, kan de warmwatertank enige graden boven en de koudwatertank enige graden onder de gewenste binnenluchttemperatuur van bijv. 20°C gehouden worden. Een mengven-tiel met een thermostaat kan er dan voor zorgen dat water van de gewenste temperatuur in het leidingen resp. kanalensysteem van de 25 . gevelelementen komt.

De overdracht van warmte-, resp. van koelenergie uit de watertanks geschiedt steeds d.m.v. warmtewisselaars. Hierdoor wordt het water uit de tanks niet door het gebouw gecirculeerd en vormen de doorstroomde gevelelementen tezamen met aanvoer- en retourleidingen een 30 gesloten systeem. Dit is voornamelijk gedaan om corrosie van de metalen leidingen en panelen te voorkomen. Bij een dergelijke uitvoering kan ook gebruik worden gemaakt van natuurlijke warmte- en koelbronnen buiten het gebouw. In fig. 1 linksboven zijn twee mogelijke koel-energiebronnen aangegeven: 35 a) lucht-warmtewisselaars op het dak, die het water koelen d.m.v. koele, nachtlucht, en b) water-warmtewisselaars in het grond- en oppervlaktewater.

800 4 1 82 - 15 - - Hiermee worden ook goede mogelijkheden geschapen voor het gebruik van natuurlijke warmtebronnen als zonne-energie of de afvalwarmte van het gebouw.

Het warmte-accumulerende vermogen.van de watertanks kan aanzienlijk 5 verhoogd worden, als gebruik gemaakt wordt van een bekende zoutoplossing, in dit geval calciumchloride (CaCl2), dat een snelttempera-tuur heeft tussen +28 en +2S°C; de smeltwarmte, die bij calciumchloride ongeveer 70 kcal/kg bedraagt, kan zeer goed worden benut. Hierdoor wordt een grotere warmte-accumulatie en een soort thermische 10 buffer bewerk-stelligd. Wanneer men bijv. de watertemperatuur in de warmwatertarik van 29° tot 28°C laat dalen, komen bij de op gang komende kristallisatie per kg CaCl2 ca. 70 kcal.vrij. Het afkoelings-proces wordt daardoor sterk vertraagd d.w.z. de temperatuur wordt in dit gebied in zekere zin gestabiliseerd. Bij opwarming moet eerst 15 voldoende energie worden toegevoerd om de zoutkristallen te doen smelten, alvorens de temperatuur verder oploopt. Hierdoor ontstaat dezelfde stabiliserende werking. Het is daarom voor de hand liggend, de temperatuur van het warme water tussen de +27 en +30°C te houden. De warmtepomp hoeft in zo'n geval veel minder vaak in werking te 20 treden. Bij een watertemperatuur in de tank van 30 - 27°C kan dan een temperatuur in het circulatiesysteem van ongeveer 27 - 25°C worden verkregen. Dit ligt dus ca. 5° boven een gemiddelde binnenlucht-temperatuur van 20 - 21°C in de winter.

Het is aanbevelenswaardig ook voor de koudwatertank te zoeken naar 25 . geschikte zouten, die dan een smeltpunt tussen de +12 en +15°C

moeten hebben. Daarmee zou dan een temperatuur van ca. 15 - 17°C in . het circulatiesysteem kunnen worden bereikt, dus ongeveer 5° onder een gemiddelde binnenluchttemperatuur van.21°C in de zomer. Echter, indien natuurlijke koelbronnen als grond- of oppervlaktewater aan-30 wezig zijn, zijn de smeltwarmte-aecumulatoren niet noodz'akelijk, daar de temperatuur van het grond- of oppervlaktewater meestal beneden 15°C ligt en er permanent gebruik van kan worden gemaakt.

Het calciumchloride is ondergebracht in cylindervormige glazen reservoirs,.die aan elkaar zijn verbonden en in de warmwatertank 35 zijn geplaatst.. Zij kunnen op die manier..goed_met.water worden om-""^spoeld,-waardoor een goede warmteoverdracht wordt verkregen (zie het detail in fig. 21). In de watertank is een groot aantal warmte- 800 4 1 82 - 16 - wisselaars ondergebracht. Deze verminderen echter het warmte-accumu-latievermogen nauwelijks, omdat ze een bijna even groot accumulatie-vermogen als water hebben en daarmee dezelfde invloed uitoefenen als water. De watertank is opgebouwd uit gerpefabriceerde segmenten van 5 staalplaat. Aan de zijkant bezitten deze ter verstijving flenzen, waarmee de segmenten ook aan elkaar geschroefd kunnen worden. Als dichting van de voegen dienen holle neopreen-profielen die passend gemaakt zijn (zie het detail in fig, 23 onder). De segmenten zijn aan de buitenkant voorzien van een ca. 20cm dikke laag warmte-iso-10 latie. Een mantel van glasvezel-versterkte polyester·. (GVP) beschermt deze laag tegen mechanische beschadiging. Aan de binnenkant zijn de segmenten van staalplaat volgens het thermosflesprincipe bekleed met spiegelende glasplaten. Deze glasplaten reflecteren de lang-golvige warmtestraling in de tankinhoud. Om warmtespanningen en glas-15 breuk te voorkomen, zijn de glasplaten voorzien van dilatatievoegen, die met siliconenkit gedicht moeten worden. De spiegelende laag die aan de achterkant van het glasvlak is voorzien, wordt door de kunst-harslijm automatisch tegen agressief water beschermd. De koel- en warmtepomp, die tussen de beide watertanks staat opgesteld, kan door 20 een electromotor worden aangedreven. Thans zijn motoren die lopen op olie of gas nog economischer dan electromotoren, mits hun warmteaf-gifte teruggewonnen wordt. In dit geval is dat heel goed mogelijk, door het waterkoelsysteem van de motor aan de warmwatertank aan te sluiten (zie fig. 1 boven) .

25

Type lb

Het verschil tussen type lb in fig. 5 en type la in fig. 1 is de combinatie van het gevelelement met een zonnecollector. Deze combi-30 natie is in bepaalde klimatologische omstandigheden voor de hand liggend, omdat er relatief weinig veranderd hoeft te worden aan de gevel. De buitenste bekledingsplaat van type la moet alleen vervangen worden door een plaat die uit kanaaltjes bestaat, die de zonnestraling absorbeert en voor deze kanaalplaat moet een glasplaat ge-35 plaatst worden, die in een rondlopend randprofiel is gevat. Kanaal— platen zijn inmiddels in diverse uitvoeringen van verschillende fabrikanten in de handel. De beglazing kan bestaan uit dik enkel ‘ 800 4 1 82 - 17 - - glas of voor een betere warmte-isolatie uit dubbel glas. De met water doorstroomde kanaalplaat van het collectorsysteem is in dit geval aan de randen aangesloten op een gescheiden aanvoer- en retour-leiding. De laatste voert de warmte naar warmtewisselaars in de 5 watertanks.

• Tussen de koud- en warmwatertank is in fig. 5 nog een aparte kleine watertank voor het gebruikswater (voor douchen, afwassen enz.) opgesteld. Zoals eerder vermeld, ligt de watertemperatuur in de collector 30 - 40°C boven de buitenluchttemperatuur, Een hogere 10· temperatuur is wel mogelijk, maar dan is het rendement door de grotere warmteafgifte van de collector naar buiten geringer.

Door dit yerschil ligt de temperatuur van het collectorwater bij een buitenluchttemperatuur van +_0°G boven de benodigde temperatuur in "de warmwatertank van +30°C. Het is dan ook logisch deze warmte te 15. gebruiken voor de verwarming.van het gebruikswater, dat een gewenste watertemperatuur heeft van 45 - 55°C. Bij buitentemperaturen beneden de 15°G kan een aanvullende electrische verwarming het water op temperatuur houden. Het water dat uit de collectoren komt, stroomt door alle drie de tanks en kan zijn warmte daar afgeven.

20 Ligt de temperatuur van het collectorwater nu beneden die van de kleine tank voor het gebruikswater, dus beneden de ca. 45°C, dan loopt het collectorwater niet meer door deze tank, maar alleen door de warm- en koudwatertank. Is de temperatuur Van het collectorwater eveneens lager dan van de-warmwatertank, te weten ca. 30°C, 25 dan loopt het water ook niet meer door deze tank en alleen nog door de koudwatertank. Dit gebeurt natuurlijk niet als er in de zomer gekoeld wordt. Om de zonne-energie effectief te gebruiken, moet de temperatuur van het aanvoerwater naar de collector zo laag mogelijk zijn.

30 De collectorcombinatie van type lb komt voornamelijk in ‘aanmerking voor gebieden die een koud of gematigd landklimaat hebben met weinig bewolking en een lage zonnestand. De verticaal opgestelde collectoren die een groot.oppervlak vormen in de gevel, kunnen een aanzienlijk deel uitmaken van de op die plaats bijzonder grote energiehuishouding. 35’ In klimaten met meer bewolking.en minder zonneschijn, neemt de economische haalbaarheid van de collectorgevels sterk af. In de warmere ‘gebieden bestaat daarentegen het gevaar dat de gevels in de zomer 800 4 1 82 - 18 - * - een te grote warmtebelasting krijgen. Voor dat klimaat is type la met een sterk reflecterende buitenbekleding.(gepolijst aluminium-plaat of wit gespoten staalplaat) beter geschikt, De verwarming van het gebruikswater kan dan bijvoorbeeld plaatsvinden door collectoren 5 die op het dak of elders staan opgesteld en niet zo’n groot oppervlak hoeven te hebben.

Type 2a 10 In fig. 9 is type 2a afgebeeld. Dit type heeft dezelfde laagopbouw als type Ia. Het gevelelement is echter niet verdiepinghoog uitgevoerd, maar als een soort borstwering, waarboven een horizontale raamstrook ligt. Deze uitvoering komt vooral in aanmerking voor kantoor-, administratie- en schoolgebouwen en dergelijke. Bij deze 15 gebouwen wordt een gelijkmatige dagverlichting van vertrekken verlangd. Tengevolge van het kleinere geveloppervlak, dat voor de verwarming of koeling, van de vertrekken dient, moet de afgifte of opname van warmte-energie bij de gesloten gevelvlakken geïntensiveerd worden. Om dit te bereiken worden bij type. 2a de luchtkanalen van 20 het convectorgedeelte onder drukmet lucht doorstroomd. Om het circulatiesysteem voor een algemeen gebruik zo eenvoudig mogelijk te houden, kan een eenkanaalsysteem toegepast worden. Hierbij wordt alleen de toevoerlucht in gesloten kanalen aangevoerd. Onder de vloer van de desbetreffende verdieping loopt een ringleiding die is 25 aangesloten op een horizontaal verdeelkanaal, dat op het normale gevelelement is bevestigd. Dit kanaal verdeelt de lucht over de verticale kanalen van de convector,

De ringleiding is in dit . geval (zie fig. 1.0) aangebracht in een open ruimte aan de binnenkant van de draagconstructie van het gebouw, 30 in de onmiddellijke nabijheid van de aansluitpunten van.de gevelelementen. Deze plaats kan eenvoudig afgedekt worden, maar blijft goed bereikbaar voor eventuele inspecties. Als draagconstructie is een systeem van in dwarsrichting van het gebouw dragende vloeren met randbalken zeer geschikt.. De lucht die door het convectorgedeelte 35 stroomt, wordt aan de. bovenrand van het element naar de bodem van het vertrek geleid door een geleidingsprofiel. dat op het element is bevestigd. Openingen in dit profiel zorgen er eveneens voor dat er 800 4182 I « s f - 19 - - een geringe luchtstroom langs het raam opstijgt.

De luchtafvoer geschiedt in fig. 9 en. 10 op eenvoudige wijze door openingen in de middelbalken, die in langsrichting van het gebouw dragen, naar een centraal middenkanaal, dat boven de gang 5 ligt. Dit kanaal mondt.op een geschikte plaats uit in een verticale afvoerschacht. Om de meegevoerde warmte in de afvoerkanalen 's winters zo optimaal mogelijk terug te winnen, kan het gesloten net van luchttoevoerleidingen door de luchtafvoerkanalen geleid worden, waardoor de afvalwarmte gebruikt wordt om de toevoerlucht voor 10 te verwarmen. In de zomer kan de afgevoerde vertreklucht een deel van zijn koelenergie afgeven.aan de toevoerlucht, die bij hoge buitenluchttemperaturen warmer is,.Door de aanwezigheid van watertanks voor de accumulatie.van zowel warmte- als koelenergie, is het ook mogelijk luchtwarmtewisselaars in het luchtafvoerkanaal in te bouwen, 15- die de opgevangen energie in de watertanks kunnen opslaan. Hiervoor is dan wel een iets grotere investering noodzakelijk, maar er kan een energieterugwinning van 50 - 60% mee bereikt worden.

Type 2b 20

Het in de figuren 13 t/m 16 afgebeelde type 2b onderscheidt zich slechts van type 2a door de combinatie van een zonnecollector met . het gevelpaneel,. dus eenzelfde verschil als tussen type la en lb.

Het systeem van de gescheiden aanvoer- en retourleidingen voor het 25 collectorwater in combinatie met de warmtewisselaars in de twee resp_. drie watertanks,komt overeen met het bij type lb besproken systeem.

In fig. 13 is echter nog als variant een verlaagd.plafond toegepast.

Hierdoor is het mogelijk de luchttoevoerkanalen - zonder ringleiding -direkt op het centrale kanaal aan te sluiten en boven het plafond te 30 laten lopen. De luchtafvoer vindt plaats, door sleuven en openingen in het verlaagde-plafond. De mogelijkheid.bestaat nu ook om de warm-teproduktie van de verlichtingsarmaturen mee af te.voeren en deze afvalwarmte grotendeels terug te winnen. De mogelijkheden hiertoe zijn in de hedendaagse klimaatbehandelingstechniek algemeen bekend.

8004 182 35 - 20 -

Constructievarianten

In de figuren 1 tot en met 16 is slechts een van de vele mogelijkheden getoond, die voor de constructie van het convectorgedeelte 5 van het gevelelement mogelijk zijn. In de figuren 17 tot en met 20 zijn twee mogelijke varianten aangegeven.. De. aan de.linkerkant getekende constructie toont het hiervoor reeds toegepaste systeem met water- en luchtkanalen. Alleen nu liggen de waterkanalen aan de binnenzijde en de luchtkanalen aan de buitenkant. Het systeem werkt 10. iets gunstiger dan het vorige, omdat, de kontaktvlakken van de waterkanalen met het isolatiepaneel kleiner zijn geworden en daardoor de warmteafgifte naar buiten verminderd wordt. Het effect hiervan is echter minimaal en de uitvoering van de verdeelkanalen aan de onderen bovenkant wordt technisch veel gecompliceerder, 15 De constructievariant die rechts in de figuren 19 en 20 is afgeheeld toont een ander vervaardigingsprocëdé van het convectorgedeelte.

Hier worden twee symmetrisch geprofileerde platen gebruikt, die later op de randen en de raakvlakken aan elkaar gelast worden. In de tus-senschotten zijn openingen gestansd,. die zorgen voor een dubbel 20 luchtkanaalsysteem. Hierdoor wordt het oppervlak waarover de warmte kan worden afgegeven nog iets groter. Er.zijn nu echter i.p.v. drie, vier platen nodig om het convectorgedeelte op te bouwen. In deze richting zijn nog verdere constructievarianten denkbaar.

25 . Vergelijkende beschouwingen en slotopmerkingen

De doorstroomde gevelelementen voor de verwarming en koeling van ruimten vormen een soort klimatiseringssysteem en zijn daardoor een concurrent van reeds bestaande klimaatbehandelingsinstallaties. Wat 30 zijn nu de voor- en nadelen van de hier besproken constructie?

Het systeem van doorstroomde gevelelementen in samenwerking met watertanks voor de warmte-accumulatie werkt in de eerste plaats met lage watertemperaturen, waardoor ook andere energiedragers dan olie en steenkool, gebruikt kunnen worden.. Het is zeer goed mogelijk ge-35 bruik te maken van de interne" afvalwarmte en de externe natuurlijke energiebronnen voor de verwarming en koeling van het gebouw. Het systeem kan naar behoefte uitgebreid worden met plafondsystemen 800 4 1 82 - 21 - - en/of vloersystemen die ook met water worden doorstroomd teneinde de binnentemperatuur te regelen. Ook deze systemen werken met een lage watertemperatuur. De bekende vloerverwarming heeft echter in tegenstelling tot de wand- en plafondverwarmingssystemen een kontakt-5 vlak met het menselijk lichaam.

Hierdoor kunnen physiologische nadelen optreden, zoals zweetvoeten bij een sterke verwarming 's winters en koude voeten bij koeling in de zomer. De toepassing van vloerverwarming, die bij uitbreiding van dit systeem mogelijk is, moet dan ook liever beperkt blijven tot 10'. vloeren boven niet-geklimatiseerde kelders of direkt op de grond.

Door de grote massa van het cement-estrich reageert de vloerverwarming trouwens heel traag op plotselinge weersveranderingen, zoals zoninstraling in ruimten enz.j doorstroomde gevelelementen kunnen hier zeer snel op reageren.

15 De plafondverwarming, die deze nadelen niet heeft, komt hoofdzake-lijk in aanmerking voor plafonds onder dakvlakken, waar het weer gaat om een tot de huid van het gebouw behorend bouwdeel. Zowel bij de doorstroomde gevels als bij de dito plafonds, onder daken geschiedt de regulering van de binnenluchttemperatuur snel en op de 20 optimale plaats, nl. de scheiding van het binnen- en buitenklimaat. Dit is bij bijna geen van de andere verwarmings-.of koelsystemen het geval. Hierdoor wordt ls winters een ongewenste koudestraling en in de zomer een. niet gewenste warmtestraling van de huid van het gebouw vermeden.

25 Deze situering heeft echter wel het nadeel, dat de temperatuurverschillen met de buitenlucht vergroot, worden. Hierdoor kan in de winter meer warmte naar. buiten wegvloeien en.’s zomers meer warmte van buiten toestromen, waardoor zowel de verwarming.’s winters als de koeling 's zomers extra belast wordt. Tengevolge van het geringe 30 temperatuurverschil van ca. 5°C boven of beneden een gemiddelde binnenlucht temperatuur van plusminus 21°C zal deze extra warmtebelasting echter binnen aanvaardbare grenzen blijven. In ieder geval moet het ruimte-omsluitende element beter dan gewoonlijk geïsoleerd worden. Normaal gesproken voldoet een verdubbeling van de warmte-isolatie van 35’ de tegenwoordig veel teogepas te 5. cm. tot lOcm - Bi j gebouwen die geen air-conditioningsysteem hebben en dat is vanwege de hoge installatiekosten bij de meeste woningen het geval, kan 800 4 1 82 - 22 - - met de hierboven beschreven types Ia en Ib (zonder gedwongen ventilatie) zowel een verwarmings- als een koelsysteem bereikt worden. De toevoer van verse lucht moet dan echter als gewoonlijk plaatsvinden via uitzetramen of aparte ventilatiespleten. Meestal wordt 5' al een voldoende luchtventilatie bereikt door de niet dichte voegen in de gevel, zoals de raamaansluitingen. In het. kader van de energiebesparing moet deze "natuurlijke ventilatie" echter zoveel mogelijk beperkt worden. Ook is hét noodzakelijk, dat de ventilatie alleen in de veelvuldig in gebruik zijnde vertrekken plaatsvindt 10 en dat deze regelbaar is.

Bij de types 2a en 2b is daarentegen de mogelijkheid aanwezig, het warmteverlies dat ontstaat door transmissie van de noodzakelijke ventilatie, d.m.v. warmteterugwinning tot een minimum te reduceren. Dit is natuurlijk ook mogelijk bij de air-conditioningsystemen.

13·' Warmteterugwinning wordt tegenwoordig dan ook veelvuldig toegepast. Echter bij het voorgestelde systeem kan de installatie die nodig is voor de luchtcirculatie veel eenvoudiger en goedkoper uitgevoerd w°rden. Verder is bij de types la en lb klimaatbeheersing van de vertrekken mogelijk zonder mechanische luchtcirculatie, dus alleen 20 door verwarming of koeling, van het:convectorgedeelte van het gevelelement. De verwarming of koeling van de vertrekken is dus niet, zoals bij klimaatinstallaties, volledig afhankelijk van de luchtcirculatie in het gebouw. Een combinatie van elementen van type 1, die niet mechanisch geventileerd worden en elementen van type 2, 25 waarbij dit wel het geval is, is verder mogelijk.

Ten opzichte van de normale verwarmingsinstallaties heeft het systeem van. doorstroomde gevelelementen het voordeel, dat er geen plaats voor radiatoren e.d. verloren.gaat. Deze zijn nl. geïntegreerd in de gevelpanelen. Aangezien toch altijd een omhulling van 30 het gebouw noodzakelijk is, om ongewenste invloeden van buitenaf tegen te gaan, is de integratie van deze omhulling met een verwarmings- en koelfunctie op de scheiding tussen buiten- en binnenklimaat vermoedelijk minder duur dan toepassing van aparte verwarmings-installaties, 35 Het hier besproken systeem is verder zowel voor koude als warme --streken geschikt.

« 800 4 1 82

Claims

1. Klimatiseringssysteem voor gebouwen onder toepassing van gevelelementen, bestaande uit dunne metaal- of kunststof- 5 platen met het kenmerk , dat de gevelelementen met panelen ge combineerd zijn die water als warmte-accumulerend medium behelzen.

2. Klimatiseringssysteem volgens conclusie 1 met het kenmerk , dat het water in kanalen van het paneel is ondergebracht en 10 het warmte-accumulerende paneel volledig kan doorstromen.

3. Klimatiseringssysteem volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerkdat een gedeelte van het warmte-accumulerende medium water in een reservoir op een centrale plaats van het gebouw kan worden opgeslagen. 15· 4. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een van de conclusies 1 tot en met 3 met het kenmerk, dat het water volgens een bepaald leidingen- en pompsysteem tussen reservoir en gevel-panelen kan circuleren. 5. 'Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 20. tot en met 4 met het kenmerk, dat het water ter plaatse van de opslag door bepaalde voorzieningen getempereerd (verwarmd of gekoeld) kan worden.

6. Klimatiseringssysteem volgens conclusie 5 met. het kenmerk, dat externe lucht- en/of water-warmtewisselaars ervoor dienen het 25 water, via interne warmtewisselaars in de reservoirs te koelen.

7. Klimatiseringssysteem volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat (bekende) warmtepompen, zonnecollectoren en/of andere warmtebronnen dienen voor de verwarming van. het water via interne warmtewisselaars in de reservoirs.

8. Klimatiseringssystemen volgens tenminste een van de conclusies 1 tot en met 7- met het kenmerk,· dat. de watervoerende kanalen in de gevelpanelen gecombineerd zijn met luchtkanalen, welke door toevoeropeningen beneden en afvoeropeningen boven met ver-treklucht geventileerd zijn. 35 9.. Klimatiseringssysteem. volgens tenminste eender conclusies " 1 tot: en met. 8.met het kenmerk·, dat het waterreservoir geschei den is in een watertank voor de functie van verwarming en een 800 4182 - 24 - — watertank voor de functie van koeling.

10. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 9,met het kenmerk, dat de gevelelementen bestaan uit een metalen paneel aan de buitenkant net een warmte-iso-5 lerende kern en uit een paneel met twee kanalensystemen aan de binnenzijde voor een gescheiden doorstroming met water en vertreklucht.

11. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 10 met het kenmerk, dat het paneel met het kana-10 lensysteem aan de binnenzijde van de gevelelementen gevormd wordt door een trapeziumvormig gevouwen metaalplaat in de kern en twee metalen bekledingsplaten aan.weerszijden.

12. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 11 met het kenmerk, dat de aan de achterkant van 15- het kanalenstelsel liggende.metaalplaat beneden en boven is omgevouwen en daarmee boven en beneden twee dwarskanalen voor de toevoer en afvoer van het water vormt.

13. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies l tot en met 12 met het kenmerk, dat de randen van de metaair 20 platen.als verbindingsflenzen zijn uitgevoerd en' ter voorkoming van koudebruggen met een isolerend neopreen-profiel voorzien en verbonden zijn. --=

14. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 13 met het kenmerk, dat de panelen aan de binnen-25 kant onder voor het opvangen van condenswater van· gootjes zijn voorzien, die via omegabuisjes.ter plaatse van de elementvoegen naar buiten te ontwateren zijn.

15. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 14 met het kenmerk, dat het klimatiseringssysteem 30 · uitgebreid kan worden met de aansluiting op een soortgelijk kanalensysteem in plafonds, vloeren en/of binnenwanden.

16. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en.met 15,met.het kenmerk, dat de watertanks met een smelts warmte-accumulator (endotherme warmte) van calciumchloride 35 (CaCl2) zijn voorzien. * 800 4 1 82 - 25 - - 17. Klimatiseringssysteem volgens conclusie 16 met het kenmerk, dat het calciumchloride. in gesloten glazen buizen is opgeborgen en als een pakket van buizen in de watertanks wordt geplaatst.

18. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 17 met het kenmerk, dat de watertanks uit gepre- i fabriceerde segmenten van dunne metaalplaat bestaan, in de kern van een warmte-isolatie zijn voorzien en een uitwendige bekleding van glasvezelversterkt polyester ter bescherming 10 tegen mechanische beschadiging hebben.

19, Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 18 met het.kenmerk, dat de watertanks aan de binnenkant met glasplaten zijn uitgekleed, die van een reflecterende laag (spiegel) voor terugkaatsing van langgolvige 15- warmtestraling zijn voorzien.

20. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 19 met het kenmerk dat de gevelelementen met zonnecollectoren als buitenschil zijn gecombineerd, die aan de randen aansluiten op een apart leidingenstelsel voor aanvoer- en retour-20 water, wat via warmtewisselaars warmte-energie aan de watertanks overbrengt. 21 .· Klimatiseringssysteem. volgens tenminste een der conclusies 1 tot en met 20 met het kenmerk, dat in de watertanks warmtewisselaars voor koeling en/of verwarming zijn ondergebracht, 25 die voor de warmte- of koelenergieoverdracht zorgen en waarbij het stilstaande water in de tanks alleen als accumulatiemassa dient.

22. Klimatiseringssysteem volgens tenminste een van de conclusies 1 tot en met 21 met het kenmerk, dat de luchtkanalen aan de 30 binnenzijde van de gevelelementen aan een luchtkanalenstelsel in het gebouw voor geconditioneerde luchtbehandeling van de vertrekken kan worden aangesloten. ✓ 800 4182 35