NL9401334A - Systeem voor het verwarmen respectievelijk koelen van een ruimte. - Google Patents

Description

SYSTEEM VOOR HET VERWARMEN RESPECTIEVELIJK KOELEN VAN EEN RUIMTE

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het verwarmen respectievelijk koelen van een ruimte, welk systeem is voorzien van, langs het plafond van de ruimte aangebrachte thermisch geleidende verwarmings/koelmiddelen met daarin een verwarmings/koelmedium. De uitvinding heeft tevens betrekking op een gebouw voorzien van dit systeem, alsmede op verwarmings/koelmiddelen voor toepassing in het systeem.

Een dergelijk systeem is bekend uit het Europese octrooi-schrift No. 0 163 644 ten name van Farex Klimatsystem AB. Het bekende systeem bevat een langwerpig doosvormig profiel uit een thermisch geleidend materiaal, dat onder aan het plafond van een ruimte dient te worden bevestigd. Het doosvormige profiel begrenst feitelijk drie ruimten: een eerste (bovenste) ruimte waardoorheen in het bijzonder elektrische bedrading kan worden doorgevoerd, een tweede (middelste) ruimte waarin over de gehele lengte van het profiel via een leiding een verwarmings/koelmedium kan worden geleid, en een derde (onderste) ruimte waarin via een ingangsopening van het profiel binnengepompte lucht in thermisch geleidend kontakt kan worden gebracht met het verwarmings/koelmedium, waarna de verwarmde/gekoelde lucht vervolgens via een uittreeopening van het profiel de ruimte kan binnenstromen. Door derhalve lucht langs de leiding voor het verwarmings/koelmedium te pompen, wordt ervoor zorg gedragen dat de lucht de temperatuur van dit medium kan aannemen, zodat, afhankelijk van het geval, de ruimte met warme respectievelijk koele lucht kan worden verwarmd respectievelijk gekoeld.

Een bezwaar van het uit de bovengenoemde Europese octrooi-publicatie genoemde systeem is dat dit alleen al vanwege de complexe vorm van de gebruikte profielen, ingewikkeld en relatief duur is, terwijl bovendien gebruik dient te worden gemaakt van middelen om de lucht langs de leiding voor het verwarmings/koelmedium te pompen, met alle gevolgen terzake van energiekosten, onderhoud, slijtage en storing van dien. Bovendien geldt als nadeel van dit bekende systeem dat een hiermee uitgevoerd plafond onesthetisch is.

Het is het doel van de uitvinding een eenvoudig, goedkoop en efficiënt werkend systeem voor het verwarmen respectievelijk koelen van een ruimte te verschaffen, en daartoe heeft een systeem van de in de aanhef vermeld soort volgens de uitvinding als bijzonderheid dat het systeem is ingericht voor het door middel van straling en natuurlijke convectie verwarmen respectievelijk koelen van de ruimte. Door in plaats van geforceerde convectie, zoals het geval is bij het systeem overeenkomstig het eerdergenoemde Europese octrooischrift No. 0 163 644, gebruik te maken van natuurlijke convectie, kan in het onderhavige geval worden afgezien van het gebruik van afzonderlijke middelen om de lucht te pompen, hetgeen het systeem volgens de uitvinding niet alleen eenvoudig en relatief goedkoop maakt, doch dat het onderhavige systeem tevens minder storings- en onderhoudsgevoelig maakt. In dit verband wordt overigens onder natuurlijke convectie verstaan een natuurlijke, dat wil zeggen niet geforceerde, luchtstroming die ontstaat onder invloed van plaatselijke verwarming respectievelijk koeling van de in een ruimte aanwezige lucht. Deze lucht zet bijvoorbeeld door verwarming uit (met als gevolg een kleinere dichtheid), waardoor de lucht opstijgt. Door convectie kunnen grote hoeveelheden warmte/koelte worden verplaatst.

Een uitvoeringsvorm van een systeem overeenkomstig de uitvinding heeft als bijzonderheid dat de verwarmings/koel-middelen zijn aangebracht langs de van de ruimte afgekeerde zijde van het plafond. In dit geval bevat het plafond bij voorkeur uitsparingen, waardoorheen verwarmde respectievelijk gekoelde lucht zich kan verplaatsen. In het bijzonder vindt langs deze uitsparingen (gleuven) luchtverversing plaats, zoals nog nader zal worden toegelicht.

Een verdere uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding heeft als bijzonderheid dat de verwarmings/koel-middelen het plafond van de ruimte vormen. Dit biedt als voordeel dat geen afzonderlijk plafond dient te worden vervaardigd.

Een verdere uitvoeringsvorm van een systeem overeenkomstig de uitvinding heeft als bijzonderheid dat de verwar-mings/koelmiddelen een vergroot thermisch geleidend oppervlak bezitten. Dit heet als voordeel dat het stra-lings- en convectieoppervlak van de verwarmings/koel-middelen wordt vergroot, zodat een zeer efficiënte verwarming respectievelijk koeling van de ruimte kan plaatsvinden.

Een verdere uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding heeft als bijzonderheid dat de verwarmings/koel-middelen een omega-vormige dwarsdoorsnede bezitten. In de praktijk blijkt een dergelijke vorm het meest efficiënt te zijn als het gaat om een vergroting van het thermisch geleidende oppervlak van deze middelen.

Een verdere uitvoeringsvorm van een systeem overeenkomstig de uitvinding heeft als bijzonderheid dat de verwar-mings/koelmiddelen in hoofdzaak in het middelloodvlak van de omega-vorm aangebrachte leidingen bevatten.

Een verdere uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding heeft als bijzonderheid dat is voorzien in schakelmiddelen om naar keuze de verwarmings/koelmiddelen althans nagenoeg geheel te benutten voor het verwarmen respectievelijk koelen van de ruimte.

Een verdere uitvoeringsvorm van een systeem overeenkomstig de uitvinding heeft als bijzonderheid dat de verwarmings/koelmiddelen twee groepen omvatten die elk van ten minste een leiding voor het verwarmings/koelmedium zijn voorzien. Dit biedt in het bijzonder als voordeel dat de ene groep voor verwarmen en de andere groep voor afkoelen van de ruimte kan worden benut.

Een verdere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft als bijzonderheid dat de verwarmings/koelmiddelen zijn uitgevoerd als onderling koppelbare langwerpige profielen. Dergelijke profielen bestaan bij voorkeur uit geëxtrudeerd aluminium.

Een verdere uitvoeringsvorm van een systeem overeenkomstig de uitvinding heeft als bijzonderheid dat de verwarmings/koelmiddelen zijn aangesloten op een buiten de ruimte zich bevindend reservoir voor het koelmedium. Dit reservoir is bij voorkeur buiten een gebouw in de grond aangebracht, zodat het daarin aanwezige als koelmedium gebruikte water altijd een aantrekkelijk lage temperatuur bezit, hetgeen met name in warme zomermaanden zeer aantrekkelijk is. In dit verband wordt opgemerkt dat grondwater 1,5 meter onder het maaiveld een gemiddelde temperatuur heeft van 10,8 °C, zodat het koelmedium op zeer goedkope en elegante wijze wordt gekoeld.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, waarbij figuur 1 verwarmings/koelmiddelen volgens de uitvinding schematisch in perspectief toont, die het plafond van een te verwarmen respectievelijk te koelen ruimte vormen; figuur 2 een vooraanzicht van een detail van figuur 1 schematisch weergeeft; figuur 3 een bovenaanzicht van de verwarmings/koelmid-delen van figuur 1 schematisch tonen.

figuur 4 een gesloten systeem overeenkomstig de uitvinding voor het verwarmen respectievelijk koelen van een ruimte schematisch weergeeft; figuur 5 een detail van figuur 4 toont; - figuur 6 een detail van figuur 5 weergeeft; figuur 7 een detail van figuur 6 toont; en figuur 8 en 9 schematische dwarsdoorsneden van de detailconstructie van figuur 6 weergeven, langs de lijn A-A respectievelijk de lijn B-B.

In figuur 1 onderscheidt men verwarmings/koelmiddelen van een systeem voor het verwarmen respectievelijk koelen van een ruimte overeenkomstig de uitvinding, welke verwarmings/koelmiddelen zijn uitgevoerd als onderling gekoppelde langwerpige profielen 1. Elk profiel 1 heeft een omega-vorroige dwarsdoorsnede, waarbij in het middelloodvlak van de omega-vorm een leiding 2 voor als verwarmings/koelmedium fungerend water is aangebracht. Elk profiel X bezit een vergroot thermisch geleidend oppervlak in de vorm van een plaat 3, zodat een vergroot stralings- en convectieop-pervlak wordt gecreëerd voor een efficiënte verwarming respectievelijk koeling van de ruimte. De profielen 1 zijn onderling zodanig gekoppeld, dat sprake is van tussenliggende spieetvormige uitsparingen 4, waardoorheen verwarmde respectievelijk gekoelde lucht zich kan verplaatsen, doch waardoorheen in het bijzonder luchtverversing wordt gerealiseerd, zoals hieronder nog wordt toegelicht. De onderling gekoppelde profielen l, die bij voorkeur uit geëxtrudeerd aluminium bestaan, vormen, zoals figuur 1 laat zien, feitelijk het plafond van de te verwarmen respectie- velijk te koelen ruimte, hetgeen vervaardiging van een afzonderlijk plafond overbodig maakt.

Figuur 3 laat zien dat de onderling gekoppelde langwerpige profielen 1 zijn onderverdeeld in twee groepen A en B, waarbij profielen la respectievelijk lb horen tot groep A respectievelijk B. Groep A is benut voor verwarmen van de ruimte, terwijl groep B is aangewend voor afkoelen daarvan. Groep B is bij voorkeur aangesloten op een buiten een gebouw (waarin de ruimte zich bevindt) in de grond aanwezig reservoir, zodat het daarin aanwezige als koelmedium gebruikte water altijd een aantrekkelijk lage temperatuur bezit. Zoals reeds eerder is opgemerkt, heeft grondwater 1,5 meter onder het maaiveld een gemiddelde temperatuur van circa 10,8°C, hetgeen een zeer goedkope koeling van het water mogelijk maakt.

Figuur 2 geeft schematisch een dwarsdoorsnede van een profiel 1 weer. Er is voorzien in verzwakkingen 5 voor het realiseren van materiaalbespraring. Deze verzwakkingen 5 dienen uiteraard een zodanige vorm te bezitten, dat de thermisch geleidende eigenschappen van het profiel 1 niet nadelig worden beïnvloed.

Het moge duidelijk zijn dat bij een traditioneel centrale verwarmingssysteem gebruikte, langs zijwanden van een te verwarmen ruimte aangebrachte radiatoren thans achterwege kunnen blijven, daar waterleidingen 2 in het plafond zijn aangebracht.

In figuur 4 onderscheidt men een gesloten syteem volgens de uitvinding voor het verwarmen respectievelijk koelen van een ruimte, waarbij is voorzien in schakelmiddelen, bij voorkeur afsluiters, om de onderling gekoppelde langwerpige profielen 1 gezamenlijk naar keuze te benutten voor ofwel verwarming van de ruimte, waarbij door een ketel 6 op een temperatuur van bijvoorbeeld circa 90°C verwarmd water het geheel van langwerpige profielen 1 via een aanvoerleiding 11 binnenstroomt en vervolgens bij een temperatuur van bijvoorbeeld circa 70°C verlaat, waarna een terugkoppeling plaatsvindt naar de ketel 6, ofwel een koeling van de ruimte, waarbij van een onder de grond gelegen reservoir 7 afkomstig water met een temperatuur van circa 10,8 °C het geheel van onderling gekoppelde langwerpige profielen A via een andere aanvoerleiding 11 binnentreedt om vervolgens het geheel bij een hogere temperatuur te verlaten, waarna een terugstroming plaatsvindt naar het ondergrondse reservoir 7. Een bijzonder voordeel van een dergelijk gesloten syteem volgens de uitvinding is dat de temperatuur per kantoorruimte is te regelen, zonder dat daarvoor dure systemen noodzakelijk zijn.

Figuur 5 geeft de in figuur 4 getekende constructie van de onderling gekoppelde langwerpige profielen l in detail weer, waarbij is voorzien in in het plafond ingebouwde lichtarmaturen 8. Daar waar de lichtarmaturen 8 in het plafond zijn aangebracht, zijn de profielen 1 ter plekke onderbroken. Zoals figuur 5 laat zien, vindt via deze lichtarmaturen 8 afzuiging van verbruikte lucht plaats, welke "vuile" lucht verder wordt afgezogen via boven het plafond liggende leidingen 9. Aanvoer van verse lucht geschiedt via een ruimte boven het plafond van een kantoor uitkomend in een ruimte boven het plafond van bijvoorbeeld een gang welke in verbinding staat met de buitenlucht, en via een ruimte onder deuren. Een bijzonder voordeel van deze wijze van luchtverversing van een te verwarmen respectievelijk te koelen ruimte overeenkomstig de uitvinding, is dat een geforceerde luchtverplaatsing alleen plaatsvindt voor luchtverversing, hetgeen het klimaat in de te verwarmen respectievelijk te koelen ruimte aantrekkelijk maakt. Figuur 5 laat voorts zien dat aangevoerde verse lucht via uitsparingen tussen de profielen A de desbetreffende ruimte binnen kan stromen.

Figuur 7 laat een detail zien van de constructie volgens figuur 6, waarbij met name de door middel van afsluiters voor warm ofwel koud water af te sluiten aanvoerleiding 11 zichtbaar is.

Figuur 8 geeft nog eens duidelijk weer hoe de diverse langwerpige profielen 1 ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de afsluiters zijn gepositioneerd.

In figuur 9 onderscheidt men de wijze waarop verse lucht wordt aangevoerd en via uitsparingen tussen de onderling gekoppelde profielen 1 in de ruimte wordt binnengebracht, alsmede de wijze waarop verbruikte lucht wordt aangezogen en via de lichtarmaturen 8 en leidingen 9 vervolgens wordt afgezogen. Door dit afzuigen van verbruikte lucht ontstaat een (geringe) onderdruk in de ruimte.

Bij voorkeur is de in figuur 5 getekende plafondconstructie geprefabriceerd, zodat een compleet plafond met een geïntegreerd systeem volgens de uitvinding voorzien van lichtarmaturen op de werkplaats alleen nog dient te worden opgehangen en aangesloten. Een en ander heeft als voordeel een snelle en eenvoudige montage op de werkplaats met minder kans op fouten, daar de productie van de geprefabriceerde plafondconstructie reeds in de fabriek heeft plaatsgevonden.

Claims (15)

1. Systeem voor het verwarmen respectievelijk koelen van een ruimte, welk systeem is voorzien van, langs het plafond van de ruimte aangebrachte thermisch geleiden» de verwarmings/koelmiddelen met daarin een verwar» mings/koelmedium, met het kenmerk dat het systeem is ingericht voor het door middel van straling en natuurlijke convectie verwarmen respectievelijk koelen van de ruimte.

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de verwarmings/koelmiddelen zijn aangebracht langs de van de ruimte afgekeerde zijde van het plafond.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de verwarmings/koeliniddelen het plafond van de ruimte vormen.

4. Systeem volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk dat, de verwarmings/koelmiddelen een vergroot thermisch geleidend oppervlak bezitten.

5. Systeem volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de verwarmings/koelmiddelen een omega-vormige dwarsdoorsnede bezitten.

6. Systeem volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de verwarmings/koelmiddelen in hoofdzaak in het middel-loodvlak van de omega-vorm aangebrachte leidingen bevatten.

7. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat is voorzien in schakelmiddelen om naar keuze de verwarmings/koelmiddelen althans nagenoeg geheel te benutten voor het verwarmen of koelen van de ruimte.

8. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de verwarmings/koelmiddelen twee groepen omvatten die elk van ten minste een leiding voor het verwarmings/koelmedium zijn voorzien.

9. Systeem volgens conclusie 8, met het kenmerk dat, de ene groep voor verwarmen en de andere groep voor afkoelen van de ruimte is benut.

10. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat, de verwarmings/koelmiddelen zijn uitgevoerd als onderling koppelbare langwerpige profielen.

11. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat, de verwarmings/koelmiddelen uit geëxtru-deerd aluminium bestaan.

12. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, roet het kenmerk, dat de verwarmings/koelmiddelen zijn aangesloten op een buiten de ruimte zich bevindend reservoir voor het verwarmings/koelmedium.

13. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat is voorzien in langs het plafond van de ruimte aangebrachte luchtverversingsmiddelen.

14. Gebouw voorzien van een systeem volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en roet 13.

15. Verwarmings/koelmiddelen voor toepassing in een systeem volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 13.