NL8203113A

NL8203113A - Werkwijze voor de aanwending van warmte uit industrieel koelwater voor directe-zonder hulp van enige temperatuurverhogende inrichting, zoals een gasketel, warmtepomp, etc- verwarming van woningen of gebouwen.

Info

Publication number: NL8203113A
Application number: NL8203113A
Authority: NL
Original assignee: Plomp Huibrecht
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1982-08-05
Publication date: 1984-03-01

Description

*> l ^ - * ' -1- koelwater

Werkwijze voor de aanwending van warmte uit indrustieel'<voor directe-zonder blip ^van enige teraperatuurverhogende inrichting, zoals een gasketel, warmtepomp, etc- verwarming van woningen of gehouwen·

De uitvinding betreft een werkwijze voor de aanwending van warmte uit industrieel koelwater voor directe-zonder hulp van enige temperatuurverhogende inrichting zoals een gasketel,warmtepomp, etc-verwarming van woningen of gebouwen.

5 Industrieel koelwater is al meer dan 100 jaar een produkt van onze industriële samanleving; een produkt dat-meestal in kringloop-processen-de laatste restjes proceswarmte,welke niet meer te gebruiken zijn,afgeeffc aan de buitenlucht of weggooit in het oppervlaktewater.

Industrieel koelwater bevat zgn. "lage temperatuur warmte"; O ' 10 d.w.z. het bervat warmte van maximaal C, Over het algemeen ligt de temperatuur van koelwater,voordat het de warmte afgeeft,tussen de 30°C en 35 C.

Het gebruik van de warmte in industrieel koelwater-van b.v, fabrieken en elektriciteitscentrale' s- voor verwarmingsdoeleinden- b.v.

15 in stadsverwarmingsprojecten-vindt op dit moment incidenteel plaats door gebruik te maken van warmtepompen welke de warmte uit het koelwater naar een hoger temperatuumivo brengen m.b.v. betrekkelijk gunstige hoeveelheden energie. Deze warmte-van een hoger temperatuumivo als van koelwater-kan voor verwarmingsdoeleinden worden toegepast.

20 De belangrijkste nadelen van genoemde warmtepompen zijn: de hoge investeringskosten; de ingewikkelde apparatuur; de storingsgevoeligheid en de noodzaak om toch energie aan het systeem toe te voegen.

Het doel van de uitvinding is een werkwijze aan te geven, welke het gebruik van enige temperatuurverhogende inrichting- voor de 25 aanwending van de warmte uit industrieel koelwater- overbodig maakt en de daarop betrekking hebbende nadelen volledig elimineert.

De werkwijze gaat uit van een essentieel noodzakelijke combinatie van twee sub-systemen-verder genoemd sub-systeem A en sub-sys-teem B— tot een integraal werkend geheel. De keuze van de sub-systemen 30 is zodanig dat de nadelen van het ene sub-systeem over en weer door het andere sub-systeem worden geelimineerd zonder dat de combinatie ervan nieuwe nadelen oproept.

Alvorens verder te gaan met de beschrijving van de werkwijze dient het begrip "Aansluitwaarde" te worden gedefinieerd en wel als volgt: 35 De aansluitwaarde van een woning of gebouw is de hoeveelheid warmte- 8203113

4 V

l Ί -2- uitgedrukt in KW-welke aan een woning of gebouw moet worden toegevoerd teneinde,bij een buitentemperatuur van min 10°C,een gewenste binnentemperatuur— meestal 20°C voor woonruimten; 15°C voor slaapruimten en 24°G voor badruimten— te kunnen handhaven.

5 Het sub-systeem A in de uitgevonden werkwijze moet ontworpen worden voor 60 a 90 $ van de aansluitwaarde van de woning of het gebouw en zal zijn waimte moeten af geven door middel van een buizensysteem, aangebracht op,tegen of in vloeren en/of plafonds en/of muren,welk buizensysteem direct—zonder tussenkomst van een temperatuurverhogende inrichting— 10 aangesloten moet worden op het industriële koelwater.Daarbij zal het sub-systeem A geregeld moeten worden op de buitenluchttemperatuur,met dien verstande dat bij elke buitenluchttemperatuur een noodzakelijke temperatuur van het (de) warmteafgevende oppervlak(ken) in de woning of het gebouw zal behoren,en wel zo;dat als de buitenluchttemperatuur daalt,de 15 noodzakelijke temperatuur van het (de) warmteafgevende oppervlak(ken) zal moeten stijgen .Voor sub-systeem A komen in principe vloerverwarmings-systemen in aanmerking,welke wel een aantal ingrijpende vereenvoudigingen moeten ondergaan.

Het sub-systeem B in de uitgevonden werkwijze moet ontworpen 20 worden voor 10 a 40 % van de aansluitwaarde van de woning of het gebouw en zal zijn warmte moeten afgeven door van buiten aangezogen verse lucht,met behulp van het industriële koelwater, op een zodanige temperatuur te brengen dat daarmede een gewenste ruimtetemperatuur kan worden gehandhaafd.

Het sub-systeem B moet geregeld worden door in een (of meerdere) referen-25 tieruimte(n) een kamerthermostaat te plaatsen welke de temperatuur van de verse aangezogen lucht regelt.De op deze wijze verwarmde verse lucht meet via een kanalensysteem naar de diverse ruimten getransporteerd worden, waarna zij vrij in deze ruimten wordt uitgeblazen.Retourkanalen zijn niet nodig—warmteterugwinning en recirculatie van lucht is bij het gebruik 30 van zgn "lage temperatuurwarmte" overbodig—,viavoldoende ventielatie-openingen moet eenzelfde hoeveelheid lucht als aangezogen de woning of het gebouw kunnen verlaten .Voor sub-systeem B komen in principe lucht-verwarmingssystemen in aanmerkingzij het dat ook hier grote vereenvoudigingen in regeling en uitvoering mogelijk zijn.

35 He koppeling van de sub-systemen A en B in de uitgevonden werkwijze is essentieel noodzakelijk omdat,bij toepassing van industrieel koelwater als warmtebron, sub-systeem A nodig is voor de levering van het 8203113 *· %· -3- , 1 ) grootste gedeelte van de aansluitwaarde—60 a 90 %—daa.r sub-systeem B nimmer alleen de gehele aansluitwaarde kan leveren «Het sub-systeem A de gehele aansluitwaarde te laten leveren is uit het oogpunt van wooncomfort ongewenst «Vooral bij de toepassing van zgnnlage temperatuurwarmte,,uit 5. industrieel koelwater zal sub-systeem A een grote traagheid bezitten en slecht regelbaar zijn. Sub-systeem B is dus nodig om een snelle regeling van de gewenste ruimtetemperatuur mogelijk te maken.Hbewel iedere ventila-tie-voud—ventilatievouds V = aantal malen per uur dat de inhoud van een woning of gebouw wordt verversd— in principe mogelijk is,wordt aanbevolen 10 het sub-systeem B te beperken tot 0,5 a 2 x V.Door schakelen van de snelheid van de ventilator kan de ventilatievoud worden gevarieerd, waarmee de snelheid van opwarmen zelfs kan worden beinvloed.Het sub-systeem B kan ook voor koeling gebruikt worden,in dat geval laat men buitenlucht zonder te verwarmen passeren.

15 Be afzonderlijke grootten van de sub-systemen A en B moeten zo gekozen worden,dat enerzijds de bijdrage in de benodigde warmte door subsysteem A,vanwege de 'traagheid van dat systeem,niet kan leiden tot een hogere ruimtetemperatuur dan de ingestelde temperatuur-jterwijl anderzijds debijdrage in de benodigde warmte door sub-systeem B met een minimale ven-20 tielatievoud kan worden geleverd, waardoor de benodigde electrische energie voor de ventilator het laagst zal zijn. Dit laatste is belangrijk omdat sub-systeem B het gehele jaar in bedrijf zal zijn,terwijl sub-systeem A alleen maar zal bij springen als sub-systeem B het niet meer kan trekken.

Tenslotte dient het totaal aan investeringen in de sub-systemen 25 A en B van geval tot geval afgewogen te worden tegen de investeringen voor isolatiemaatregelen in de woning of het gebouw, teneinde een in zijn totaliteit optimale investering na te streven.

De uitgevonden werkwijze kan leiden tot grote besparingen in energiekosten van woningen en gebouwen,alsmede ook tot lagere investeringen 30 voor de huisinstallatie1s en voor de benodigde infrastructuur(het koelwa-temet)t,o.v. tot nu toe gebruikte stadsverwarmingssystemen.

De uitvinding zal aan de band van twee tekeningen,met behulp van een voorbeeld,nader worden toegelicht.

Figuur 1 toont de werking van de vinding bij een buitenlucht-35 temperatuur van min 10°C,de temperatuur waarbij 100 % van de aansluitwaarde van de woning of het gebouw moet worden geleverd. Doordat de buitentemperatuur over een etmaal zal variëren is in de figuur op de horizon- 8203113 -4- tale as een 24-uursverdeling aangebracht en op de verticale as twee grootheden; de temperatuur in graden C en de aansluitwaarde van de woning of gebouw in % van het totaalvan de aansluitwaarde,en wordt de variatie van de etmaaltemperatuur t.o.v. de temperatuur van min 10°C weergegeven 5 door de lijn D.

De bijdrage van sub-systeem A is,overigens in dit voorbeeld volledig willekeurig,gekozen op 75 % van de aansluitwaarde. De bijdrage van sub-systeem B is dan uiteraard 25 % van de aansluitwaarde.Samen leveren de systemen A en B de totale aansluitwaarde.

10 De variatie van de buitenluchttemperatuur volgens lijn D heeft ten gevolge dat de warmteafgifte van sub-systeem A,door de traagheid van dit systeem,niet in overeenstemming zal zijn met de 'gewenste hoeveelheid warmte op dat moment.In fig. 1 is dit voorgesteld door lijn A.Sub-systeem B zal nu de warmteafgiftevariatie’s van sub-syst.eem A moeten opvangen en 15 warmte gaan leveren volgens lijn B,

Tesamen zullen de sub-systemen A en B de volledig benodigde warnrte kunnen leveren volgens lijn C waarbij de schommelingen vansub-sys-teem A door de snelle regeleigenschappen van sub-systeem B zijn weggewerkt.

Figuur 2 geeft de belasting-duur kromme van een woning of ge-20 bouw.ïïit de figuur blijkt dat slechts gedurende een beperkt aantal uren de volledige aansluitwaarde geleverd moet worden.De lijn E geeft het verband tussen de gevraagde hoeveelheid warmte en de tijd. Naarmate de warmtevraag daalt zal de bijdrage van sub-systeem A aan het geheel verminderen.

In het gekozen voorbeeld, waarbij 75 % van de aansluitwaarde geleverd 25 wordt door sub-systeem A,zal sub-systeem A gedurende het gehele jaar circa 2350 uren in bedrijf zijn. Gedurende de rest van het jaar kan sub-systeem B aan de warmtevraag voldoen. In een aantal uren zal subsysteem B zelfs koelen.In figuur 2 zijn de hoeveelheden warmte,door beide sub-systemen geleverd, gearceerd aangegeven.

30 8203113

Claims

1. Werkwijze voor de aanwending van z.g.n. "lage temperatuur-warmte"uit industrieel koelwater met het kenmerk dat dit koelwater direct—zonder tussenkomst van een temperatuurverhogende inrichting— kan worden gebruikt voor de verwarming van woningen en gebouwen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1,met het kenmerk dat daar- _ voor noodzakelijk is een combinatie van twee sub-systemen,verder genoemd 5 sub-systeem A en sub-systeem B.

3. Werkwijze volgens conclusie's 1 en 2, met het kenmerk dat sub-systeem Δ een traagregelend systeem moet zijn (in principe een vereenvoudigd vloerverwarmingssysteem) en sub-systeem B een snelregelend systeem moet zijn (in principe een vereenvoudigd luchtverwaïmngssysteem).

4. Werkwijze volgens conclusie 1,2 en 3,met het kenmerk dat 10 sub-systeem A ontworpen moet worden voor 60 a 90 % van de aansluitwaar- de en sub-systeem B voor de resterende 10 a 40 % van de aansluitwaarde.

5. Werkwijzevolgens conclusie 1,2,3 en 4»met als kenmerk dat de regeling van sub-systeem A op de buitentemperatuur of een afgeleide daarvan moet plaatsvinden en dat de regeling van sub-systeem B op de gewenste ruimtetemperatüur moet plaatsvinden,

6. Werkwijze volgens conclusie 1,2,3,4 ©n 5, met als ken-15 merk dat in plaats van "lage temperatuurwarmte" uit ind.ustii.eel koelwater ook andere "lage temperatuurwarmtebronnen"kunnen worden aangewend. 20 8203113