NL8100588A - Warmteleverend systeem. - Google Patents

Description

. · -*· i -1-

Korte aanduiding; Warmteleverend systeem.

Door Aanvraagster wordt als uitvinder genoemd Cristian Larsen te Gjern, Denemarken.

De uitvinding heeft betrekking op een warmteleverend systeem met een warmteuitwisselaar omvattende een eerste kringloop waarin een transportpomp met een warmteopnemend element is opgenomen, alsmede een van de eerste gescheiden tweede kringloop voor het afgeven 5 van in de warmteuitwisselaar uit de eerste kringloop opaenomen warmte.

Een dergelijk warmteleverend systeem, ook wel warmtepomp genoemd, is bekend. Dergelijke warmteleverende systemen worden toegepast voor het produceren van warm water in woningen. De voor de verwarming van het water benodigde warmte wordt aan de omgevingslucht 10 onttrokken door middel van een radiator waarlangs men met behulp van een ventilator lucht blaast, terwijl door de radiator met behulp van een transportpomp een warmteopnemend medium getransporteerd wordt.

De door het warmteopnemend medium opgenomen warmte wordt in een warmteuitwisselaar afgegeven aan een tweede kringloop, waarin bij-15 voorbeeld Freon getransporteerd wordt. Deze tweede kringloop omvat een compressor, een condensor, en een smoororgaan. In de condensor wordt warmte door het warmtetransporterende medium, bijvoorbeeld Freon, afgegeven aan het te verwarmen water.

Een dergelijk warmteleverend systeem heeft het nadeel dat 20 veel energie verloren gaat door het gebruik van een ventilator, waardoor de specifieke warmteopbrengst van het warmteleverend systeem dat wil zeggen de nattige warmteopbrengst, gedeeld door de toe te voeren mechanische energie betrekkelijk laag is. Bovendien zijn de investeringskosten hoog vanwege de gebruikte dure metalen radiator 25 welke metalen radiatoren bovendien afgeschermd moeten worden tegen weersinvloeden.

De uitvinding beoogt nu een warmteleverend systeem te verschaffen waarbij een aanzienlijk hogere specifieke warmteopbrengst verkregen kan worden tegen lage investeringskosten.

30 Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het 81 0 0 58 8 _ * * -2- warmteopnemend element bestaat uit een kunststofelement met buisvormige doorgangen in de vorm van kanalen, alsmede een op de kanalen aangesloten vloeistoftoevoerkamer en een op de kanalen aangesloten vloestofafvoerkamer.

5 Door gebruik van kunststof voor het warmteopnemende element kan men belangrijke investeringskosten besparen, terwijl bij betrekkelijk dunwandige elementen deze elementen, bijvoorbeeld in de vorm van panelen gemakkelijk aangepast kunnen worden aan een voor het installeren van het element te gebruiken oppervlak.· 10 Een dergelijk warmteopnemend element heeft bovendien het grote voordeel, dat een aan het warmteopnemend element via de vloeistoftoe-voerkamer toegevoerd medium optimaal warmte uit de omgeving kan opnemen, afhankelijk van de stroomsnelheid van de lucht en de vochtigheidsgraad van de lucht, en anderzijds bij zonnestraling, het warmte-15 opnemend element ook als zonnecollector dienst kan doen, waardoor een optimaal warmterendement verkregen wordt.

Met bijzonder voordeel bestaat het warmteopnemende element uit een buisvormig element omvattende een binnenwand en een buitenwand, waartussen zich scheidingsschotten bevinden onder vorming van in 20 langsrichting verlopende kanalen als buisvormige doorgangen.

Een dergelijk warmteopnemend element heeft het grote voordeel dat een optimaal warmterendement verkregen kan worden door de stroming van omgevingslucht door de binnenzijde van het buisvormig element en inwerking van zonnestraling op de buitenzijde van het buis-25 vormig element.

Bij toepassing van een dergelijk buisvormig element verkrijgt men een optimale verhouding tussen het warmteuitwisselend oppervlak van het warmteuitwisselende element in vergelijking met het ingenomen oppervlak, terwijl men bovendien zeer gemakkelijk de buisvormige 30 doorgangen kan aansluiten op een mediumtoevoerkanaal, resp. medium-afvoerkanaal.

Met bijzonder voordeel monden alle kanalen uit in een toevoer-kamer en alle kanalen in een afvoerkamer, welke toevoerkamer en af- 81 0 0 58 8 * -Ά -3- voerkamer zich elk nabij een einde van het buisvormig element bevinden, welk buisvormig element aan de kopse sijden afgesloten is.

Met bijzonder voordeel zijn de toevoerkamer of afvoerkamer gevormd door een overschuifbuisdeel voorzien van een toevoer of afvoer 5 welk overschuifbuisdeel afdichtend samenwerkt met een buitenwand van een buisvormig element en waarbij ter plaatse van een toevoerkamer resp. afvoerkamer de tussen kanalen en toevoer- en afvoerkamer aanwezige wanddelen verwijderd zijn.

Een andere voordelige uitvoeringsvorm onderscheidt zich door-10 dat het buisvormig element aan één einde van een open verbinding tussen de kanalen voorzien is en de afvoerkamer resp* toevoerkamer tegenover elkaar gelegen zijn, waarbij een deel van de kanalen uit-•Riondt in een toevoerkamer en een ander deel in de afvoerkamer.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een 15 uitvoeringsvoorbeeld met behulp van de tekening, waarin

Fig. 1 schematisch een warmteleverend systeem volgens de uitvinding weergeeft;

Fig. 2 een doorsnede van een bruikbaar warmteopnemend element; - Fig. 3 een langsdoorsnede van een ander warmte-opnemend ele-20 ment; - Fig. 4 een dwarsdoorsnede volgens de lijn IV-IV; - Fig. 5 een dwarsdoorsnede volgens de lijn V-V; - Fig. 6 een variant van een warmte-opnemend element;

Fig. 7 een andere variant van een warmte-opnemend element en 25 - fig. 8 een doorsnede volgens de lijn VIII-VIII.

In fig. 1 is een warmteleverend systeem weergegeven, omvattende een warmteuitwisselaar 5, aangesloten op een tweede kringloop 1, omvattende een compressor 2, voor het comprimeren van de door de tweede kringloop 1 getransponeerd Freon, een daarop volgende condensor 3 / 30 voor het condenseren van Freon, onder afgifte van warmte aan bijvoorbeeld uit een vat 28 getransporteerd water en een smoororgaan 4. In de warmteuitwisselaar 5 wordt in de verdamper in de vorm van verdam-pingsspiraal 5a het Freon weer verdampt.

8 1 0 0 58 8 * * -4-

Voor het verdampen van het Freon in de verdampingsspiraal 5a, is de warmte-uitwisselaar 5 voorzien van een eerste kringloop 8, omvattende een transportpomp 9 en een warmteopnemend element 7.

Fig. 2 toont een eerste uitvoeringsvorm van een vlak kunststof- 5 element 7 voor het opnemen van warmte. Dit element omvat kanalen Π die begrensd worden door een paneel buitenwand 13' en een paneel binnenwand 12' die uitmonden in een mediumtoevoerkanaal 17 en een mediumafvoerkanaal 18. .

yopnemend

In de figuren 3 tot 5 is een buisvormig warmte-element 10 weer-10 gegeven, omvattende een binnenwand 12 en een buitenwand 13, waartussen zich scheidingsschotten 22 bevinden onder vorming van in langsrichting doorlopende kanalen 11. De scheidingsschotten 22 vormen doelmatig een geheel met de binnen- en buitenwand.

Voor het bereiken van een goed transport van vloeistof door de 15 kanalen 11, kan buis 10 aan zijn.uiteinde, d.w.z. de kopse zijden 20 van de kanalen afgesloten worden door dichtdrukken van de kanalen onder vorming van afschuiningen 21. Voor het transport van warmteopnemend medium is een vloeistoftoevoer 19 aanwezig die uitmondt in een vloeistoftoevoerkamer 17, gevormd door een overschuifbuisdeel 14, 20 dat door middel van afdichtringen 16 ter weerszijden van de kamer afdichtend samenwerkt met de buitenzijde 13 van buisvormig element 10.

Voor het laten uitmonden van de kanalen 11 in de vloeistoftoevoerkamer 17 is de buitenwand 13 ter plaatse van de vloeistoftoevoerkamer 17 verwijderd.

25 Anderzijds is aan het andere einde van de kunststofbuis 10 een vloeistofafvoerkamer 18 gevormd door middel van een ander overschuifbuisdeel 15, dat eveneens via afdichtringen 16 afdichtend samenwerkt met de buitenzijde 13 van kunststofbuis 10.

Ook hier is weer een gedeelte van de buitenwand 13 verwijderd 30 om de kanalen 11 vrij te laten uitmonden in genoemde vloeistofafvoerkamer 18.

Tijdens het doorstromen van de kanalen 11 neemt een warmteop-nemende vloeistof in de vorm van water met een vriespuntverlagend middel, zoals glycol, warmte op. Deze warmte kan geleverd worden 8 1 0 0 58 8 Ί -5- % » door omgevingslucht, maar vanzelfsprekend zal ook zonnestraling warmte afgeven, waardoor het genoemde warmteopnemend element in de vorm van buisvormig element 10 als zonnecollector werkzaam is.

In de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 is buisvormig element 10 5 voorzien van een rondlopend vloeistoftoevoerkanaal 17 en een rondlopend vloeistofafvoerkanaal 10, doch het zal duidelijk zijn, dat ook andere uitvoeringsvormen mogelijk zijn.

Zo kan men volgens fig. 6 gebruik maken van inschuifbuisdelen 14a, 15a, welke aan de binnenzijde van de kunststofbuis 10 aangebracht 10 worden onder afdichtend samenwerken met de binnenwand 12. Vanzelfsprekend zullen hierbij de kanalen in de vloeistofkamers 17a en 18a uitmonden door wegnemen van een deel van de binnenwand 12 van de kunst-stofbuis 10.

In fig. 7 en 8 is een nog andere uitvoeringsvorm weergegeven, 15 waarbij warmteopnemende vloeistof door bijvoorbeeld de helft van de kanalen vanaf kamer 17 naar het andere einde van buisdeel 10 stroomt en vervolgens door de andere helft van de kanalen 11 terugstroomt naar de afvoer 20.

In dit geval werkt men met een ring 14, welke gescheiden is in 20 twee afzonderlijke ringdelen 14a en 14b met kamerscheidingswanden in de vorm van uitstekende nokken 24 en 25 die een deel van de kanalen 11 afdekken en tevens de scheiding tussen de gescheiden afvoerkamer en toevoerkamer waarborgen.

In deze uitvoeringsvorm zijn de kanalen 11 aan een einde open 25 en monden uit in een afdekkap 26 die een open verbinding in de vorm van kamer 27 verschaft voor de doorvoer van warmteopnemende vloeistof uit de kanalen 11 die in verbinding staan met toevoerkamer 17 naar de kanalen 11 die in verbinding staan met de afvoerkamer 18.

Bij een proef met een buis volgens fig. 3 met een lengte van 30 300 cm. werd een specifieke warmteopbrengst gevonden van 3,76 en rekening houdende met de circulatiepomp 9.

Het aan vat 28 toegevoerde te verwarmen water had een begintemperatuur van 14°C en het verkregen water bezat een temperatuur van 46°. De verkregen hoeveelheid warm water bedroeg 22,2 1/h.

81 0 0 58 8 -6-

» V

Het verbruik ααη energie bedroeg voor de waterpomp 220W/h.

De in het bovenstaande voorbeeld gebruikte buis 10 bezat een buitendiameter van 160 mm, een binnendiameter van 151 mm en een gemiddelde diamëer van de honderddertig langskanalen van 2,7 mm.

8 1 0 0 58 8

Claims (11)

1. Warmteleverend systeem met een warmteuitwisselaar, omvattende een eerste kringloop waarin een transportpomp en een warmteopnemend element is opgenomen, alsmede een van de eerste gescheiden tweede kringloop voor het afgeven van in de warmteuitwisselaar uit de eerste 5 kringloop opgenomen warmte, met het kenmerk, dat het warmteopnemend element (7, 7a) bestaat uit een kunststofelement met meerdere naast elkaar gelegen buisvormige doorgangen (11,11a), alsmede een op de kanalen aangesloten vloeistoftoevoerkamer (17) en een op de kanalen aangesloten vloeistofafvoerkamer (18).

2. Warmteleverend systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het warmteopnemende element bestaat uit een buisvormig element (10) omvattende een binnenwand (12j_ en een buitenwand (13) waartussen zich scheidingsschotten (22) bevinden onder vorming van in langsrich-ting verlopende kanalen (11) als buisvormige doorgangen.

3. Warmteleverend systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat kanalen (11) aan tenminste een kopse zijde (23) zijn afgesloten en aan hun einden tenminste een deel van de kanalen uitmondt in een toevoerkamer (17) en tenminste een ander deel van de kanalen uitmondt in een afvoerkamer (18).

4. Warmteleverend systeem volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat alle kanalen (11) in een toevoerkamer (17) en alle kanalen (11) in een afvoerkamer (18 uitmonden, welke toevoerkamer (17) en afvoerkamer (18) zich elk nabij een uiteinde van het buisvormig element bevinden.

5. Warmteleverend systeem volgens conclusie 2 tot 4, met het kenmerk, dat ter plaatse van een toevoerkamer (17) en afvoerkamer (18) de tussen kanalen (11) en toevoer- en afvoerkamer (17, 18) aanwezige wanddelen verwijderd zijn.

6. Warmteleverend systeem volgens één of meer der conclusies 2 30 tot 5, met het kenmerk, dat een afvoerkamer (18) of toevoerkamer (17) gevormd is door een overschuifbuisdeel (14, resp. 15), voorzien van 8 1 0 0 58 8 -S- toevoer of afvoer, welk overschuifbuisdeel (14, resp. 15) afdichtend samenwerkt met de buitenwand (12) van buisvormig element (10), bij voorkeur onder toepassing van afdichtringen.

7. Warmteleverend systeem volgens conclusie 2 tot 6, met het 5 kenmerk, dat een afvoerkamer (18) of toevoerkamer (17) gevormd is door een inschuifbuisdeel (14a, 15a,) voorzien van een toevoer of afvoer, welk inschuifbuisdeel (14a, 15a) afdichtend samenwerkt met de binnenwand (12) van het buisvormig element (10), bij voorkeur onder toepassing van afdichtringen.

8. Warmteleverend systeem volgens één of meer der conclusies 2 tot 7, met het kenmerk, dat het buisvormig element (10) aan een einde van een verbinding (27) tussen de kanalen (11) voorzien is en de afvoerkamer (18) resp. toevoerkamer (17) tegenover elkaar gelegen zijn, waarbij een deel van de kanalen uitmondt in toevoer-15 kamer (17) en een ander deel in afvoerkamer (18).

9. Warmteleverend systeem volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de afvoerkamer (18) en toevoerkamer (17) door een afdichtend met een wand van het buisvormig element samenwerkend buisdeel ge/ormd zijn en de afvoerkamer (18) en toevoerkamer (17) van elkaar geschei- 20 den zijn door kamerscheidingsschotten (24, 25).

10. Warmteleverend systeem volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het warmteopnemend element uit een thermoplastische kunststof bestaat.

11. Warmteleverend systeem volgens één of meer der voorgaande 25 conclusies, met het kenmerk, dat de scheidingsschotten één geheel met de buitenwand (13) en de binnenwand (12) van het element vormen. 81 0 0 58 8