NL2012338B1 - Heat distribution system and method. - Google Patents
Heat distribution system and method. Download PDFInfo
- Publication number
- NL2012338B1 NL2012338B1 NL2012338A NL2012338A NL2012338B1 NL 2012338 B1 NL2012338 B1 NL 2012338B1 NL 2012338 A NL2012338 A NL 2012338A NL 2012338 A NL2012338 A NL 2012338A NL 2012338 B1 NL2012338 B1 NL 2012338B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- heat
- local
- source
- cold
- distribution system
- Prior art date
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 81
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 43
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 20
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 39
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 17
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D10/00—District heating systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/11—Geothermal energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/12—Heat pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/13—Heat from a district heating network
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/17—District heating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Description
P103950NL00P103950NL00
Titel: Warmtedistributiesysteem en werkwijzeTitle: Heat distribution system and method
De uitvinding heeft betrekking op een warmtedistributiesysteem.The invention relates to a heat distribution system.
Warmtedistributiesystemen zijn in de praktijk in diverse varianten bekend.In practice, heat distribution systems are known in various variants.
Zo is een stadsverwarmingsnetwerk bekend, dat is ingericht voor levering van warmte aan een relatief groot aantal gebouwen in een relatief groot gebied. Het stadsverwarmingsnetwerk omvat een leidingnetwerk om een warmtetransportmedium (bijvoorbeeld water) te circuleren, alsmede ten minste een verwarmingsinrichting om aan de gebouwen toe te voeren warmtetransportmedium naar een relatief hoge verwarmingstemperatuur (bijvoorbeeld meer dan circa 60 °C, in het bijzonder ten minste circa 70 °C) te brengen. Een degelijk netwerk kan bijvoorbeeld gebruikmaken van afval-of restwarmte van een centrale verwarmingsinrichting, bijvoorbeeld een elektriciteitscentrale en/of afvalverbrandingsinrichting. Stadsverwarming (e. ‘district heating’) kan zo een efficiënte en milieuvriendelijke warmtedistributie bieden, waarbij kan worden vermeden dat de diverse gebouwen elk van een aparte verwarmingsinrichting zijn voorzien voor verwarming van ruimtes in de gebouwen. In de praktijk kunnen meer dan 100 gebouwen op een dergelijk netwerk zijn aangesloten, bijvoorbeeld meer dan 1000. Ten minste enkele van op het netwerk aangesloten gebouwen kunnen zich op relatief grote afstand van elkaar bevinden, bijvoorbeeld meer dan 500 m, in het bijzonder meer dan 1 km, hemelsbreed gemeten. Het bijbehorende leidingnetwerk kan zich over bijbehorende relatief grote afstanden bijvoorbeeld (> 1 km) uitstrekken.A district heating network is known, for example, which is arranged for supplying heat to a relatively large number of buildings in a relatively large area. The district heating network comprises a pipe network for circulating a heat transport medium (for example water), as well as at least one heating device for supplying heat transport medium to the buildings to a relatively high heating temperature (for example more than approximately 60 ° C, in particular at least approximately 70 ° C). A solid network can, for example, use waste or residual heat from a central heating device, for example a power plant and / or waste incineration device. District heating (e. "District heating") can thus offer efficient and environmentally friendly heat distribution, whereby it can be avoided that the various buildings are each provided with a separate heating device for heating spaces in the buildings. In practice, more than 100 buildings can be connected to such a network, for example more than 1000. At least some of the buildings connected to the network can be situated at a relatively large distance from each other, for example more than 500 m, in particular more than 1 km, as the crow flies. The associated pipeline network can extend over associated relatively large distances, for example (> 1 km).
Een alternatief systeem omvat een lokaal warmtekoudeopslagsysteem dat nabij een of meer gebouwen is opgesteld (bijvoorbeeld hemelsbreed in hoofdzaak op een afstand van minder dan 200 m) voor het leveren van warmte en/of koude aan die gebouwen. Een dergelijk lokaal warmtekoudeopslagsysteem is doorgaans voorzien een lokale, ondergrondse warmtebron en een lokale, ondergrondse koudebron.An alternative system comprises a local heat-cold storage system that is arranged near one or more buildings (for example, as the crow flies substantially at a distance of less than 200 m) for supplying heat and / or cold to those buildings. Such a local heat-cold storage system is usually provided with a local, underground heat source and a local, underground cold source.
Genoemde bronnen kunnen bijvoorbeeld aquifers zijn. De bronnen kunnen zich bijvoorbeeld op een diepte in het bereik van circa 10 - 500 m bevinden, gemeten vanaf het bodem oppervlak. De wamtebron en koudebron van hetzelfde warmtekoudeopslagsysteem bevinden zich doorgaans dicht bij elkaar, bijvoorbeeld met een maximale tussenafstand (hemelsbreed gemeten) van minder dan 500 m, in het bijzonder minder dan 200 m. Het warmtekoudeopslagsysteem kan zijn ingericht om een bijbehorend gebouw in de zomer (en/of tijdens een andere warme periode) te koelen en in de winter (en/of tijdens een andere koude periode) te verwarmen.Said sources can for example be aquifers. The sources can for instance be at a depth in the range of approximately 10 - 500 m, measured from the bottom surface. The heat source and cold source of the same heat-cold storage system are usually close to each other, for example with a maximum distance (measured as the crow flies) of less than 500 m, in particular less than 200 m. The heat-cold storage system can be arranged around an associated building in the summer ( and / or during another warm period) to cool and heat in the winter (and / or during another cold period).
Het bekende lokale warmtekoudeopslagsysteem (WKO-systeem) kan zijn voorzien van middelen, bijvoorbeeld pompmiddelen en een of meer transportleidingen, om een warmteopslagmedium (bijvoorbeeld water, in het bijzonder bronwater, grondwater) tussen de warmtebron en koudebron te transporteren. Verder kan het warmtekoudeopslagsysteem zijn ingericht om warmte uit het warmteopslagmedium te onttrekken ten behoeve van verwarming van een gebouw. Bovendien of alternatief kan het warmtekoudeopslagsysteem zijn ingericht om warmte aan het warmteopslagmedium toe te voeren ten behoeve van koeling van het gebouw. Het aan een genoemde bron toevoeren van warmte kan leiden tot een uitdijing van de bron (i.e. vergroting van een respectieve warmtebel), en/of tot temperatuurverhoging van de bron. Aan de andere kant kan het van een genoemde bron afvoeren van warmte leiden tot het krimpen van de bron (i.e. verkleining van een respectieve warmtebel), en/of tot temperatuurverlaging van de bron, of juist tot een vergroting van de bron indien het om de koude-bron gaat.The known local heat-cold storage system (WKO system) can be provided with means, for example pumping means, and one or more transport lines, for transporting a heat storage medium (for example water, in particular spring water, ground water) between the heat source and cold source. Furthermore, the heat-cold storage system can be adapted to extract heat from the heat-storage medium for heating a building. In addition or alternatively, the heat-cold storage system can be adapted to supply heat to the heat-storage medium for cooling the building. The application of heat to a said source can lead to an expansion of the source (i.e., increase of a respective heat bubble), and / or to an increase in temperature of the source. On the other hand, the dissipation of heat from a said source can lead to a shrinking of the source (ie reduction of a respective heat bubble), and / or to a temperature reduction of the source, or, conversely, to an increase of the source if the cold source goes.
Dergelijke lokale systemen werken doorgaans met relatief lage brontemperaturen, waarbij de temperatuur van zich in de warmtebron bevindend warmteopslagmedium bijvoorbeeld niet hoger mag zijn dan een bepaalde drempelwaarde, bijvoorbeeld circa 25 °C. De temperatuur van zich in de koudebron bevindend warmteopslagmedium is doorgaans enkele graden lager dan zich in de wamtebron bevindend warmteopslagmedium, en kan bijvoorbeeld een temperatuur in het bereik van circa 1-10 °C zijn. Optioneel kan het warmtekoudeopslagsysteem zijn voorzien van een warmtepomp, om relatief hoge verwarmingstemperaturen te bereiken, althans een verwarmingtemperatuur die bijvoorbeeld ten minste 10 °C hoger is dan de temperatuur van de warmtebron.Such local systems generally work with relatively low source temperatures, whereby the temperature of heat storage medium contained in the heat source may, for example, not be higher than a certain threshold value, for example approximately 25 ° C. The temperature of heat storage medium located in the cold source is generally a few degrees lower than heat storage medium located in the heat source, and can for instance be a temperature in the range of approximately 1-10 ° C. Optionally, the heat-cold storage system can be provided with a heat pump, in order to achieve relatively high heating temperatures, at least a heating temperature which is, for example, at least 10 ° C higher than the temperature of the heat source.
Zoals genoemd is het warmtekoudeopslagsysteem een lokaal systeem, dat nabij het gebouw dient te zijn opgesteld ten behoeve van koeling en/of verwarming van het gebouw. Het warmtekoudeopslagsysteem biedt een bijzonder milieuvriendelijke, duurzame oplossing voor het koelen, verwarmen, of beide, van een gebouw.As mentioned, the heat-cold storage system is a local system, which must be arranged close to the building for cooling and / or heating of the building. The heat-cold storage system offers a particularly environmentally friendly, sustainable solution for cooling, heating, or both, of a building.
Een belangrijk nadeel van het warmtekoudeopslagsysteem is dat de warmtebron en koudebron in onbalans kunnen geraken. Zo bestaat in het bijzonder de kans dat de temperatuur van de warmtebron in de loop van de tijd, bijvoorbeeld tijdens of na een of meer gebouwkoelingsperiodes, te hoog wordt, althans hoger dan een gewenste of voor geschreven maximum waarde. Naast of in plaats van temperatuurverhoging kan de omvang van de warmtebron, door het daaraan toevoeren van een bepaalde hoeveelheid warmte, te groot worden (bijvoorbeeld in het geval van een aquifer-bron). In het bijzonder blijkt in de praktijk dat gedurende elke gebouwkoelingsperiode (bijv. zomer) meer warmte door het systeem de bodem wordt ingebracht dan de hoeveelheid warmte die gedurende elke gebouwverwarmingsperiode (bijv. winter) door hetzelfde systeem weer uit de bodem wordt onttrokken. Dit probleem wordt vergroot indien verschillende warmtekoudeopslagsystemen (voor thermische conditionering van verschillende gebouwen) in de nabijheid van elkaar zijn geplaatst. In dat geval dreigt extra risico van een ongewenste opwarming van de bodem, door de aanwezigheid van een relatief groot aantal ondergrondse warmtebronnen binnen een klein gebied. Een consequentie is dat op termijn een gewenste duurzame koeling minder goed zal functioneren (lager financieel rendement), naast een dalend milieurendement.A major drawback of the heat-cold storage system is that the heat source and cold source can become unbalanced. Thus, in particular, there is a chance that the temperature of the heat source becomes too high in the course of time, for example during or after one or more building cooling periods, at least higher than a desired or prescribed maximum value. In addition to or instead of raising the temperature, the size of the heat source can become too large by adding a certain amount of heat to it (for example, in the case of an aquifer source). In particular, it appears in practice that during each building cooling period (e.g. summer) more heat is introduced into the soil by the system than the amount of heat that is extracted from the soil by the same system during each building heating period (e.g. winter). This problem is exacerbated if different heat-cold storage systems (for thermal conditioning of different buildings) are placed in close proximity to each other. In that case, there is a risk of undesired heating of the soil due to the presence of a relatively large number of underground heat sources within a small area. A consequence is that in the long term a desired sustainable cooling will function less well (lower financial return), in addition to a falling environmental return.
De eigenaren of exploitanten van grote gebouwen zullen bovendien eerder in de gelegenheid zijn om te investeren in WKO-systemen. Gezien de beperkte capaciteit van de ondergrond, in combinatie met het overschot aan warmte waar veel grote gebouwen mee kampen, worden de mogelijkheden voor duurzame koeling van kleinere gebouwen ernstig beperkt. Ook dat is niet bevorderlijk voor een gezamenhjke, gebiedsgebonden aanpak van verduurzaming. De behoefte aan koeling moet dan op niet-duurzame manier worden ingevuld.The owners or operators of large buildings will moreover have the opportunity to invest in TES systems. In view of the limited capacity of the subsurface, in combination with the surplus heat that many large buildings face, the possibilities for sustainable cooling of smaller buildings are severely limited. That, too, is not conducive to a joint, area-specific approach to sustainability. The need for cooling must then be met in a non-sustainable way.
De onderhavige uitvinding beoogt een verbeterd, in het bijzonder efficiënt en uit economisch oogpunt extra voordelig, warmtedistributiesysteem.It is an object of the present invention to provide an improved, in particular efficient and economically advantageous, heat distribution system.
Volgens een aspect van de uitvinding wordt het systeem hiertoe gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 1.According to an aspect of the invention, the system is for this purpose characterized by the features of claim 1.
Op voordelige wijze omvat het warmtedistributiesysteem: -een stadsverwarmingsnetwerk voor levering van warmte aan eerste gebouwen, waarbij het stadsverwarmingsnetwerk een leidingnetwerk omvat om een warmtetransportmedium te circuleren, en van ten minste een verwarmingsinrichting om aan de eerste gebouwen toe te voeren warmtetransportmedium naar een relatief hoge verwarmingstemperatuur te brengen; en -ten minste één lokaal warmtekoudeopslagsysteem dat is geassocieerd met ten minste een tweede gebouw voor het leveren van warmte en/of koude aan dat ten minste tweede gebouw, waarbij het lokale warmtekoudeopslagsysteem is voorzien een lokale, ondergrondse warmtebron en een lokale, ondergrondse koudebron; waarbij het warmtedistributiesysteem is voorzien van warmteoverdrachtmiddelen die zijn ingericht voor warmte-uitwisseling tussen het lokale warmtekoudeopslagsysteem en het stadsverwarmingsnetwerk.Advantageously, the heat distribution system comprises: -a district heating network for supplying heat to first buildings, the district heating network comprising a pipe network for circulating a heat transport medium, and from at least one heating device for supplying heat transport medium to the first buildings to a relatively high heating temperature to bring; and at least one local heat-cold storage system associated with at least a second building for supplying heat and / or cold to said at least second building, wherein the local heat-cold storage system is provided with a local, underground heat source and a local, underground cold source; wherein the heat distribution system is provided with heat transfer means arranged for heat exchange between the local heat-cold storage system and the district heating network.
Op deze manier kan een zeer efficiënt, milieuvriendelijk warmtedistributiesysteem worden verkregen, dat niet alleen de voordelen van WKO en stadsverwarming als zodanig kan bieden, maar tevens het extra voordeel kan bereiken dat WKO-onbalans op zeer gunstige wijze kan worden vermeden of ongedaan gemaakt.In this way a highly efficient, environmentally friendly heat distribution system can be obtained, which can not only offer the advantages of heat and cold storage and district heating as such, but can also achieve the additional advantage that heat and cold imbalance can be avoided or eliminated in a very favorable way.
Zo kunnen de warmteoverdrachtmiddelen bijvoorbeeld zijn ingericht om warmte direct of indirect uit een warmtebron van het WKO-systeem af te voeren en aan het stadsverwarmingsnetwerk toe te voeren, bijvoorbeeld een aan hoge-temperatuurleiding van dat netwerk. Op deze manier kan enerzijds een bijdrage geleverd worden aan het verwarmen van door die hoge-temperatuur leiding stomend warmtetransportmedium. Anderzijds kan de warmtebron zo wat worden afgekoeld om te vermijden dat die bron een ongewenst hoge temperatuur bereikt.For example, the heat transfer means can be adapted to dissipate heat directly or indirectly from a heat source of the WKO system and to feed it to the district heating network, for example a high-temperature line of that network. In this way, on the one hand, a contribution can be made to the heating of heat transport medium flowing through that high-temperature pipe. On the other hand, the heat source can be cooled down somewhat to prevent that source from reaching an undesirably high temperature.
Voorts kunnen de warmteoverdrachtmiddelen bijvoorbeeld zijn ingericht om warmte direct of indirect uit een koudebron van het WKO-systeem af te voeren en aan het stadsverwarmingsnetwerk toe te voeren, bijvoorbeeld een aan hoge-temperatuurleiding van dat netwerk.Furthermore, the heat transfer means can be adapted, for example, to remove heat directly or indirectly from a cold source of the WKO system and to supply it to the district heating network, for example a high-temperature line of that network.
In een nadere uitwerking kan de configuratie zodanig zijn, dat een via de warmteoverdrachtmiddelen afgevoerde warmte leidt tot afkoeling van zowel een warmtebron als koudebron van het WKO-systeem. Daarnaast kan het afvoeren van warmte leiden tot een verkleining van de bron (in het bijzonder de warmtebron), in het bijzonder indien de bron een aquifer-bron is. In het geval van de koudebron kan warmteafvoer leiden tot vergroting van die bron.In a further elaboration, the configuration can be such that a heat discharged via the heat transfer means leads to cooling of both a heat source and a cold source of the WKO system. In addition, the dissipation of heat can lead to a reduction of the source (in particular the heat source), in particular if the source is an aquifer source. In the case of the cold source, heat dissipation can lead to an increase in that source.
Volgens een extra voordelige uitvoering omvatten de warmteoverdrachtmiddelen ten minste een warmtepomp. Op deze manier kan een relatief groot temperatuurverschil tussen de bronnen van het WHO-systeem enerzijds en door het stadsverwarmingsnetwerk stromend warmtetransportmedium anderzijds worden overbrugd.According to an additional advantageous embodiment, the heat transfer means comprise at least one heat pump. In this way a relatively large temperature difference between the sources of the WHO system on the one hand and heat transfer medium flowing through the district heating network on the other hand can be bridged.
Bij voorkeur is de warmtepomp een door thermische energie aandrijfbare warmtepomp. Zo kan met veel voordeel, volgens een aspect, een absorptiekoelmachine als warmtepomp worden ingezet, hetgeen tot een extra efficiënte uitvoering leidt. Zo kan de absorptiekoelmachine worden ingezet om warmte uit een WKO-systeem af te voeren.The heat pump is preferably a heat pump that can be driven by thermal energy. Thus, according to one aspect, an absorption cooling machine can be used as a heat pump with great advantage, which leads to an extra efficient implementation. For example, the absorption cooling machine can be used to remove heat from a thermal storage system.
Zoals algemeen bekend is, wordt een absorptiewarmtepomp aangedreven door thermische energie, bijvoorbeeld thermische energie afkomstig van een bij die warmtepomp horende verbrandingsinrichting of stoomgenerator. Volgens een alternatieve uitvoering van het onderhavige warmtedistributiesysteem wordt de absorptiekoelmachine aangedreven onder gebruikmaking van door het stadsverwarmingsnetwerk aan die machine geleverde warmte. De door het stadsverwarmingsnetwerk aangedreven absorptiekoelmachine kan een of meer bronnen (warmte- en/of koude bron) van het WKO-systeem koelen, en tegelijkertijd een bij het WKO-systeem behorende gebouw van warmte voorzien.As is generally known, an absorption heat pump is driven by thermal energy, for example thermal energy from a combustion device or steam generator associated with that heat pump. According to an alternative embodiment of the present heat distribution system, the absorption cooling machine is driven using heat supplied to that machine by the district heating network. The absorption cooling machine driven by the district heating network can cool one or more sources (heat and / or cold source) of the WKO system, and at the same time provide a building associated with the WKO system with heat.
De genoemde warmtepomp kan ook een ander type warmtepomp omvatten, bijvoorbeeld een door elektrische energie aangedreven (mechanische) warmtepomp, een adsorptiewarmtepomp, een hybridewarmtepomp, hetgeen de vakman duidelijk zal zijn.Said heat pump can also comprise another type of heat pump, for example a (mechanical) heat pump driven by electrical energy, an adsorption heat pump, a hybrid heat pump, which will be clear to the skilled person.
Voorts biedt de uitvinding een werkwijze voor het distribueren van warmte, bijvoorbeeld onder gebruikmaking van een systeem volgens de uitvinding, de werkwijze omvattende: - levering van warmte aan eerste gebouwen door een stadsverwarmingsnetwerk; -leveren van warmte en/of koude aan ten minste een tweede gebouw door ten minste één lokaal warmtekoudeopslagsysteem dat is geassocieerd met dat gebouw; en -overdracht van warmte tussen het lokale warmtekoudeopslagsysteem en het stadsverwarmingsnetwerk.The invention further provides a method for distributing heat, for example using a system according to the invention, the method comprising: - supplying heat to first buildings through a district heating network; supplying heat and / or cold to at least a second building through at least one local heat-cold storage system associated with that building; and transfer of heat between the local heat-cold storage system and the district heating network.
Op deze manier kunnen bovengenoemde voordelen worden bereikt. Volgens een nadere uitwerking van de werkwijze wordt warmte vanuit het lokale warmtekoudeopslagsysteem aan het stadsverwarmingsnetwerk overgedragen, bijvoorbeeld om een lokale, ondergrondse warmtebron en/of een lokale, ondergrondse koudebron van het warmtekoudeopslagsysteem af te koelen en/of te verkleinen (in het geval van de warmtebron).In this way the above advantages can be achieved. According to a further elaboration of the method, heat is transferred from the local heat-cold storage system to the district heating network, for example in order to cool and / or reduce a local, underground heat source and / or a local, underground cold source of the heat-cold storage system. heat source).
Indien een warmtepomp wordt toegepast (in het bijzonder een absorptiewarmtepomp) kan warmte vanuit het stadsverwarmingsnetwerk worden gebruikt om die warmtepomp aan te drijven, waarbij de warmtepomp is geassocieerd met het lokale warmtekoudeopslagsysteem.If a heat pump is used (in particular an absorption heat pump), heat from the district heating network can be used to drive that heat pump, the heat pump being associated with the local heat cold storage system.
Nadere voordelige uitwerkingen van de uitvinding zijn beschreven in de volgconclusies. De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een aantal niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden en de tekening. Daarin toont:Further advantageous elaborations of the invention are described in the subclaims. The invention will now be further elucidated with reference to a number of non-limitative exemplary embodiments and the drawing. It shows:
Figuur 1 schematisch een conventioneel stadsverwarmingsnetwerk;Figure 1 schematically a conventional district heating network;
Figuur 2A schematisch een warmtekoudeopslagsysteem;Figure 2A schematically a heat-cold storage system;
Figuur 2B schematisch een nadere uitwerking van een warmtekoudeopslagsysteem;Figure 2B schematically shows a further elaboration of a heat-cold storage system;
Figuur 3 een uitvoeringsvoorbeeld van een systeem volgens de uitvinding, tijdens een WKO-warmteafvoerfase; enFigure 3 shows an exemplary embodiment of a system according to the invention, during a WKO heat dissipation phase; and
Figuur 4 een warmtedistributie-schema volgens een nadere uitvoering van de uitvinding.Figure 4 shows a heat distribution scheme according to a further embodiment of the invention.
Gelijke of overeenkomstige maatregelen worden in deze octrooiaanvrage met gelijke of overeenkomstige verwijzingstekens aangeduid.In this patent application similar or corresponding measures are indicated by the same or corresponding reference numerals.
Figuur 1 toont schematisch een voorbeeld van een stadsverwarmingsnetwerk N. Het netwerk N is ingericht voor de voor levering van warmte aan eerste gebouwen Gl, waarbij het stadsverwarmingsnetwerk N een leidingnetwerk omvat om een warmtetransportmedium te circuleren. Het leidingnetwerk kan bijvoorbeeld een aantal aanvoerleidingen 1 omvatten, retourleidingen 2, en pompmiddelen voor door het netwerk circuleren van een warmtetransportmedium. Voorts kan het stadsverwarmingsnetwerk N zijn voorzien van een of meer verwarmingsinrichtingen T het, aan de eerste gebouwen Gl via het netwerk toe te voeren, warmtetransportmedium (bijvoorbeeld water) naar een relatief hoge verwarmingstemperatuur te brengen. Zoals genoemd kan en dergelijke verwarminsgtemperatuur bijvoorbeeld hoger dan 60 °C zijn. De eerste gebouwen Gl kunnen elk zijn voorzien van te verwarmen ruimtes, waarin een of meer warmteafgevers (bijvoorbeeld radiatoren, vloerverwarmingssystemen en dergelijke) kunnen zijn opgesteld, welke door uit genoemd warmtetransportmedium geleverde warmte kunnen worden gevoed ten behoeve van het verwarmen van die ruimtes. Voorts kunnen warmtewisselaars bij of in de eerste gebouwen Gl zijn voorzien, ten behoeve van uitwisseling van warmte tussen het circulerende warmtetransportmedium enerzijds en bijvoorbeeld lokaal af te geven tapwater anderzijds. Het stadsverwarmingsnetwerk kan zich over een relatief groot gebied uitstrekken, met relatief grote afstanden tussen gebouwen Gl onderling, en een relatief grote afstand tussen een genoemde verwarmingsinrichting T en de van warmte te voorziene gebouwen Gl (bijvoorbeeld een afstand van 1 km of meer).Figure 1 shows schematically an example of a district heating network N. The network N is adapted for supplying heat to first buildings G1, the district heating network N comprising a pipe network for circulating a heat transfer medium. The pipe network can for instance comprise a number of supply pipes 1, return pipes 2, and pumping means for circulating a heat transport medium through the network. Furthermore, the district heating network N can be provided with one or more heating devices T to bring the heat transport medium (for example water) to a relatively high heating temperature to be supplied to the first buildings G1 via the network. As mentioned, such a heating temperature may, for example, be higher than 60 ° C. The first buildings G1 can each be provided with spaces to be heated, in which one or more heat emitters (for example radiators, floor heating systems and the like) can be arranged, which can be fed by heat supplied from said heat transfer medium for the purpose of heating those spaces. Furthermore, heat exchangers can be provided at or in the first buildings G1, for the purpose of exchanging heat between the circulating heat transport medium on the one hand and for instance locally supplied tap water on the other hand. The district heating network can extend over a relatively large area, with relatively large distances between buildings G1 mut, and a relatively large distance between a said heating device T and the buildings G to be provided with heat (for example a distance of 1 km or more).
Figuur 2A toont schematisch een lokaal WKO-systeem, dat met een tweede gebouw G2 is geassocieerd. Het lokale warmtekoudeopslagsysteem is voorzien een lokale, ondergrondse warmtebron W en een lokale, ondergrondse koudebron C. De bronnen kunnen bijvoorbeeld aquifers zijn. De bronnen W, C zijn aangesloten op een of meer primaire fluïdumleidingen 3, 4 om een warmteopslagmedium, bijvoorbeeld water van de ene naar de andere bron te transporteren. Ten behoeve van het transport zijn pompmiddelen PI, P2 voorzien. Het voorbeeld omvat een warmtewisselaar 8, alsmede eerste secundaire fluïdumleidingen 16, 17 ten behoeve van warmteoverdracht tussen het warmteopslagmedium enerzijds en tijdens gebruik door die fluïdumleidingen 16, 17 stromend warmteoverdrachtsmedium (in dit geval ten behoeve van koeling van het gebouw). Circulatie/stroming van het medium is met driehoekige pijlen aangeduid (pompmiddelen voor de circulatie zijn niet weergegeven). Tijdens een koelingsperiode kan koud warmteopslagmedium (bijv. met een lage temperatuur van circa 10 °C of lager) vanuit de koudebron C via de warmtewisselaar 8 naar de warmtebron W worden gepompt, om door de warmtewisselaar 8 stromend warmteoverdrachtsmedium af te koelen (bijvoorbeeld van een temperatuur van circa 18 °C naar een temperatuur die genoemde lage temperatuur benadert, bijvoorbeeld circa 11 °C). Door warmteuitwisseling tussen de fluïda is het aan de warmte bron af te voeren warmteopslagmedium opgewarmd (bijv. naar circa 17 °C).Figure 2A schematically shows a local thermal storage system that is associated with a second building G2. The local heat-cold storage system is provided with a local, underground heat source W and a local, underground cold source C. The sources can be, for example, aquifers. The sources W, C are connected to one or more primary fluid lines 3, 4 for transporting a heat storage medium, for example water from one source to the other. Pump means P1, P2 are provided for transport. The example comprises a heat exchanger 8, as well as first secondary fluid lines 16, 17 for heat transfer between the heat storage medium on the one hand and heat transfer medium flowing through said fluid lines 16, 17 (in this case for cooling the building). Circulation / flow of the medium is indicated by triangular arrows (pumping means for circulation are not shown). During a cooling period, cold heat storage medium (e.g., with a low temperature of about 10 ° C or lower) can be pumped from the cold source C via the heat exchanger 8 to the heat source W, to cool down a heat transfer medium flowing through the heat exchanger 8 (e.g. from a heat transfer medium) temperature of approximately 18 ° C to a temperature approaching said low temperature, for example approximately 11 ° C). Due to heat exchange between the fluids, the heat storage medium to be discharged at the heat source is heated (e.g. to approximately 17 ° C).
Figuur 2B toont een nadere uitvoering van het WKO-systeem, waarbij tevens een eerste warmtepomp 9 is voorzien welke via tweede secundaire fluïdumleidingen 5, 6 op de warmtewisselaar is aangesloten voor het daartussen circuleren van een warmteoverdrachtsmedium. In het voorbeeld zijn aftakkingen of driewegkleppen 21, 22 voorzien, om de eerste secundaire leidingen 16, 17 en tweede secundaire leidingen 5, 6 aan uitgangen van de warmtewisselaar te koppelen. De eerste warmtepomp 9 is gekoppeld aan verwarmingsfluïdumleidingen 7, 8, om een verwarmingsmedium door het gebouw G2 te circuleren. Tijdens een verwarmingsperiode kan warm warmteopslagmedium (bijv. met een relatief hoge temperatuur van meer dan 10 °C, bijvoorbeeld circa 17 °C of hoger) vanuit de warmtebron W via de warmtewisselaar 8 naar de koudebron C worden gepompt, om via de tweede secundaire leidingen 5, 6 circulerend warmteoverdrachtsmedium te verwarmen (bijvoorbeeld van een naar een temperatuur die genoemde relatief hoge temperatuur benadert, bijvoorbeeld circa 16 °C). Door warmteuitwisseling tussen de fluïda is het aan de koudebron af te voeren warmteopslagmedium afgekoeld (bijv. naar circa 10 °C). De warmtepomp 9 gebruikt het via een tweede secundaire leiding 6 aangevoerde, verwarmde medium om via de derde secundaire leidingen 7, 8 stromend verwarmingsmedium te verwarmen (bijvoorbeeld vanaf kamertemperatuur of een temperatuur in het bereik van 20-30 °C, naar een hogere gebouwverwarmingstemperatuur, bijvoorbeeld circa 40 °C). Door de warmteuitwisseling in de warmtepomp 9 is het aan de warmtewisselaar 8 via afvoerleiding 5 af te voeren medium afgekoeld (bijv. naar circa 9 °C).Figure 2B shows a further embodiment of the WKO system, wherein a first heat pump 9 is also provided which is connected via second secondary fluid lines 5, 6 to the heat exchanger for circulating a heat transfer medium between them. In the example, branches or three-way valves 21, 22 are provided for coupling the first secondary lines 16, 17 and second secondary lines 5, 6 to outputs of the heat exchanger. The first heat pump 9 is coupled to heating fluid lines 7, 8 to circulate a heating medium through the building G2. During a heating period, warm heat storage medium (e.g. with a relatively high temperature of more than 10 ° C, for example approximately 17 ° C or higher) can be pumped from the heat source W via the heat exchanger 8 to the cold source C, so as to be via the second secondary lines 5, 6 to circulate heat transfer medium (e.g. from a to a temperature approaching said relatively high temperature, e.g. about 16 ° C). Due to heat exchange between the fluids, the heat storage medium to be discharged at the cold source has cooled (e.g. to approximately 10 ° C). The heat pump 9 uses the heated medium supplied via a second secondary line 6 to heat heating medium flowing through the third secondary lines 7, 8 (e.g. from room temperature or a temperature in the range of 20-30 ° C, to a higher building heating temperature, for example about 40 ° C). Due to the heat exchange in the heat pump 9, the medium to be discharged to the heat exchanger 8 via discharge line 5 has cooled (e.g. to approximately 9 ° C).
Bij een dergelijk WKO-systeem bevinden de diverse componenten (bronnen W, C, warmtewisselaar 8, optionele warmtepomp 9) zich doorgaans nabij het te conditioneren gebouw G2. Dit in tegenstelling tot het in Figuur 1 getoonde warmtedistributiesysteem N, waarbij systeemonderdelen zich op kilometers afstand van te verwarmen gebouwen Gl kunnen bevinden. Verder volgt uit het bovenstaande dat WKO doorgaans met andere temperaturen (in het bijzonder veel lagere temperaturen) van te circuleren transportmedium werkt dan een stadsverwarmingssysteem N.With such a thermal storage system, the various components (sources W, C, heat exchanger 8, optional heat pump 9) are usually located near the building G2 to be conditioned. This is in contrast to the heat distribution system N shown in Figure 1, in which system components can be located at kilometers away from buildings G1 to be heated. Furthermore, it follows from the above that WCO generally works with other temperatures (in particular much lower temperatures) of transport medium to be circulated than a district heating system N.
Figuur 3 toont schematisch een niet-limitatieve uitvoering van een systeem en werkwijze volgens de uitvinding. Het systeem omvat een innovatieve combinatie van een stadsverwarmingssysteem en ten minste een WKO-systeem. Met driehoekige pijlen is circulatie van media in Fig. 3 aangeduid, tijdens een warmteuitwisselingsperiode waarbij warmte uit het WKO-deel wordt onttrokken en aan het stadsverwarmingssysteem (in het bijzonder een aanvoerleiding 1) wordt toegevoerd. Voor de vakman zal duidelijk zijn dat het systeem is voorzien van pompmiddelen om de media te door via de diverse leidingen te circularen.Figure 3 shows schematically a non-limitative embodiment of a system and method according to the invention. The system comprises an innovative combination of a district heating system and at least one WKO system. With triangular arrows, circulation of media in FIG. 3, during a heat exchange period where heat is withdrawn from the heat and cold storage part and is supplied to the district heating system (in particular a supply pipe 1). It will be clear to a person skilled in the art that the system is provided with pumping means for circulating the media through the various pipes.
In het bijzonder is het warmtedistributiesysteem voorzien van warmteoverdrachtmiddelen M die zijn ingericht voor warmte-uitwisseling tussen het lokale warmtekoudeopslagsysteem WKO en het stadsverwarmingsnetwerk N. Op deze manier kan worden bewerkstelligd dat warmte vanuit het WKO-systeem wordt afgevoerd, en elders nuttig kan worden gebruikt in het stadsverwarmingsnetwerk N. In het bijzonder kan zo worden voorkomen dat een of meer bronnen (warmte- en/of koudebron) van het WKO systeem een te hoge temperatuur bereiken, hetgeen een gewenste koelingsfunctie zou kunnen tegenwerken en bovendien wegens regelgeving vermeden dient te worden.In particular, the heat distribution system is provided with heat transfer means M which are arranged for heat exchange between the local heat-cold storage system WKO and the district heating network N. In this way it can be effected that heat is dissipated from the WKO system, and can be usefully used elsewhere in the district heating network N. In particular, it can thus be prevented that one or more sources (heat and / or cold source) of the WKO system reach a too high temperature, which could counteract a desired cooling function and, moreover, should be avoided due to regulations.
De genoemde warmteoverdrachtmiddelen M kunnen op verschillende manieren zijn uitgevoerd. Volgens een extra voordelige uitwerking zijn de warmteoverdrachtmiddelen M ingericht om warmte met de ondergrondse warmtebron W uit te wisselen, bijvoorbeeld om warmte uit die bron W te onttrekken en aan een leiding (bijvoorbeeld een hogetemperatuur aanvoerleiding 1 van het stadsverwarmingsnetwerk N) toe te voeren. Volgens een alternatieve uitwerking kunnen genoemde warmteoverdrachtmiddelen M zijn ingericht om warmte met de ondergrondse koudebron C uit te wisselen, bijvoorbeeld om die bron af te koelen.Said heat transfer means M can be designed in various ways. According to an additional advantageous elaboration, the heat transfer means M are adapted to exchange heat with the underground heat source W, for example to extract heat from that source W and to supply it to a pipe (for example a high-temperature supply pipe 1 of the district heating network N). According to an alternative elaboration, said heat transfer means M can be adapted to exchange heat with the underground cold source C, for example to cool that source.
De genoemde warmteoverdrachtsmiddelen M kunnen bijvoorbeeld direct of indirect aan een af te koelen en/of te verkleinen of vergroten WHO-bron W, C zijn gekoppeld. In het voorbeeld vindt de koppeling plaats via een warmtewisselaar 8 alsmede aftakkingen van tweede secundaire circulatie-fluidumleidingen 5, 6. In het voorbeeld zijn laatstgenoemde fluidumleidingen 5, 6 via regelmiddelen, bijvoorbeeld driewegkleppen 23, 24, aan de warmteoverdrachtsmiddelen M gekoppeld, waarbij in het bijzonder een regeling mogelijk kan zijn om warmteoverdrachtsmedium tussen de warmtewisselaar 8 en warmteoverdrachtsmiddelen M te circuleren, en/of tussen de warmtewisselaar 8 en een WKO-warmtepomp 9. Besturing van dergelijke regelmiddelen kan worden uitgevoerd onder invloed van een (niet weergegeven) centrale besturing, hetgeen de vakman duidelijk zal zijn. Zoals verder uit Fig. 3 volgt kunnen delen van de eerste secundaire fluïdumleidingen 16, 17 worden gebruikt voor het bieden van een fluïdumverbinding tussen warmtewisselaar 8 en warmteoverdrachtsmiddelen M (in dit geval, via aftakkingen of driewegkleppen 21, 22).The heat transfer agents M mentioned can, for example, be coupled directly or indirectly to a WHO source W, C to be cooled and / or reduced or enlarged. In the example the coupling takes place via a heat exchanger 8 as well as taps of second secondary circulation fluid lines 5, 6. In the example the latter fluid lines 5, 6 are coupled to the heat transfer means M via control means, for example three-way valves 23, 24, in particular, a control may be possible to circulate heat transfer medium between the heat exchanger 8 and heat transfer means M, and / or between the heat exchanger 8 and a WKO heat pump 9. Control of such control means can be carried out under the influence of a central control (not shown), which will be clear to the skilled person. As further from FIG. 3, parts of the first secondary fluid lines 16, 17 can be used to provide a fluid connection between heat exchanger 8 and heat transfer means M (in this case, via taps or three-way valves 21, 22).
Genoemde warmteoverdrachtmiddelen M kunnen ten minste een tweede warmtepomp M omvatten. De tweede warmtepomp M kan warmte uit via een genoemde fluïdumleiding aangevoerd fluïdum onttrekken en aan het stadsverwarmingsnetwerk N toevoeren. In het voorbeeld is de tweede warmtepomp M door middel van een fluïdumleidingcircuit 11, 12 op het stadsverwarmingsnetwerk N aangesloten, om warmtetransportmedium uit een retourleiding 2 van dat netwerk N te ontvangen, te verhitten (gebruikmakende van warmte afkomstig uit het WKO-systeem), en aan een aanvoerleiding 1 te retourneren.Said heat transfer means M may comprise at least a second heat pump M. The second heat pump M can extract heat from fluid supplied via a said fluid line and supply it to the district heating network N. In the example, the second heat pump M is connected to the district heating network N by means of a fluid line circuit 11, 12, in order to receive heat transport medium from a return line 2 of that network N (using heat from the heat and cold storage system), and to be returned to a supply line 1.
De tweede warmtepomp M kan tijdens gebruik bijvoorbeeld een af te koelen warmtetransportmedium van de WKO-warmtewisselaar 8 ontvangen, welk medium een bepaalde temperatuur heeft (bijvoorbeeld in het bereik van 10-25 °C, bijvoorbeeld circa 16 °C). Het warmtetransportmedium wordt door de tweede warmtepomp afgekoeld, bijvoorbeeld naar een temperatuur lager dan circa 10 °C om naar de warmtewisselaar 8 te worden teruggevoerd (in het bijzonder ten behoeve van het via die warmtewisselaar 8 afkoelen en/of verkleinen/vergroten van een WKO-bron). Voorts bewerkstelligt de tweede warmtepomp M een verhitting van om warmtetransportmedium van het stadsverwarmingsnetwerk N, waarbij retourmedium uit een retourleiding 2 wordt afgetapt, via een fluïdumverbinding 12, om te worden verhit naar een genoemde hoge verwarmingstemperatuur (bijvoorbeeld hoger dan 60 °C zijn, bijvoorbeeld circa 80 °C). Het door de retourleiding 2 stromend medium kan bijvoorbeeld een temperatuur lager dan circa 50 0 C hebben (bijvoorbeeld circa 45 °C).During use, the second heat pump M can, for example, receive a heat transfer medium to be cooled from the WKO heat exchanger 8, which medium has a specific temperature (for example in the range of 10-25 ° C, for example approximately 16 ° C). The heat transfer medium is cooled by the second heat pump, for example to a temperature lower than about 10 ° C, to be returned to the heat exchanger 8 (in particular for cooling and / or reducing / increasing a WCO- via that heat exchanger 8). source). Furthermore, the second heat pump M causes heating of, among other things, heat transport medium of the district heating network N, wherein return medium is drawn off from a return line 2, via a fluid connection 12, to be heated to a said high heating temperature (e.g. higher than 60 ° C, e.g. 80 ° C). The medium flowing through the return line 2 may, for example, have a temperature lower than approximately 50 ° C (for example approximately 45 ° C).
Het activeren van de tweede warmtepomp M, alsmede pompmiddelen om warmtetransport- en overdrachtmedia naar die pomp M en tussen de bronnen W, C te circuleren, kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd onder invloed van een geschikte besturing, en bijvoorbeeld sensormiddelen die zijn ingericht om een of meer temperaturen in het WKO-stelsel te monitoren. Zo kan de activatie bijvoorbeeld plaatsvinden indien het systeem waarneemt dat een temperatuur van de warmtebron W een bepaalde drempelwaarde bereikt of dreigt te overschrijden.The activation of the second heat pump M, as well as pumping means for circulating heat transport and transfer media to that pump M and between the sources W, C, can for instance be carried out under the influence of a suitable control, and for instance sensor means which are arranged around one or more monitor temperatures in the heat and cold storage system. For example, the activation can take place if the system detects that a temperature of the heat source W reaches or threatens to exceed a certain threshold value.
Volgens een nadere uitvoering van de uitvinding kan de tweede warmtepomp M een door thermische energie aandrijfbare warmtepomp zijn, bijvoorbeeld een absorptiekoelmachine zijn. Een dergelijke machine wordt op zichzelf aangedreven door warmte. Dit biedt een bijzonder extra mogelijkheid waarvan een warmtedistributieschema in Figuur 4 is weergeven, bij een toestand waarbij de tweede warmtepomp M juist gebruik maakt van warmte die door het stadsverwarmingssysteem wordt toegevoerd. Daarbij is de werking van de tweede warmtepomp M omgekeerd aan de in Fig. 3 getoonde situatie, en zal de warmtepomp M juist heet water, afgetapt uit een toevoerleiding 1, gebruiken om door het WKO-systeem stromend medium te koelen.According to a further embodiment of the invention, the second heat pump M can be a heat pump that can be driven by thermal energy, for example an absorption cooling machine. Such a machine is itself driven by heat. This offers a particularly additional possibility of which a heat distribution scheme is shown in Figure 4, in a state where the second heat pump M makes use of heat supplied by the district heating system. The operation of the second heat pump M is in this case reversed to that shown in FIG. 3, and the heat pump M will use hot water, drained from a supply line 1, to cool fluid flowing through the WKO system.
In het bijzonder toont Figuur 4 de warmtehuishouding bij de inzet van een absorptiewarmtepomp M, aangedreven door restwarmte uit het stadsverwarmingsnet. Dit biedt een groot voordeel ten opzichte van de afzonderlijk inzet voor de productie van koude; in dat geval heeft de absorptiewarmtepomp slechts een “Coëfficiënt of Performance” (COP) van: 200 kW/266 kW = 0,75.In particular, Figure 4 shows the thermal management with the use of an absorption heat pump M, driven by residual heat from the district heating network. This offers a major advantage over the individual commitment to the production of cold; in that case the absorption heat pump only has a "Coefficient of Performance" (COP) of: 200 kW / 266 kW = 0.75.
VoorbeeldExample
In het schema volgens Figuur 4 wordt bijvoorbeeld 1046 kW warmte geleverd via een aanvoerleiding 1. Stel dat via fluïdum verbinding 11 4, 24 kg/s medium (in het bijzonder water) van 86 °C aan de tweede warmtepomp wordt toegevoerd, om die pomp aan te drijven. Het systeem kan dan bijvoorbeeld 266 kW warmte 101 verbruiken, voor aandrijving van de warmtepomp M, waarbij 466 kW afvalwarmte 102 wordt geproduceerd, en 200 kW koude 103. De koude 103 kan nuttig worden gebruikt om warmte te onttrekken uit een of meer bronnen W, C van het WKO-systeem. De afvalwarmte 102 kan worden gebruikt om een gebouw G2 van warmte te voorzien. In het rekenvoorbeeld verbruikt het gebouw G2 1256 kW aan warmte, waarbij een debiet van 26,5 kg/s warmtetransportmedium via leidingen 7, 8 met het gebouw G2 wordt gecirculeerd. In het voorbeeld heeft aan het gebouw G2 (via toevoerleiding 8) toegevoerd medium een temperatuur van 38, 2 °C, terwijl (via afvoerleiding 7) afgevoerd medium is afgekoeld naar 27 °C.In the diagram according to Figure 4, for example, 1046 kW of heat is supplied via a supply line 1. Suppose that fluid connection 11 of 4, 24 kg / s of medium (in particular water) of 86 ° C is supplied to the second heat pump around that pump to drive. The system can then, for example, consume 266 kW of heat 101, for driving the heat pump M, producing 466 kW of waste heat 102, and 200 kW of cold 103. The cold 103 can be usefully used to extract heat from one or more sources W C of the WKO system. The waste heat 102 can be used to heat a building G2. In the calculation example, the building G2 consumes 1256 kW of heat, with a flow rate of 26.5 kg / s of heat transfer medium being circulated with the building G2 via pipes 7, 8. In the example, medium supplied to the building G2 (via supply line 8) has a temperature of 38.2 ° C, while (via discharge line 7) medium discharged has cooled to 27 ° C.
Zoals uit het schema volgt omvat het aan het gebouw G2 toegevoerde medium een eerste debiet uit de aandrijving 101, en een tweede debiet van het afvaldeel 102 (in dit voorbeeld een debiet van 22,30 kg/s). Het eerste debiet is hier 4,24 kg/s, waarbij het medium een temperatuur heeft van 71 °C. Het resterende tweede debiet betreft warmtetransportmedium met een temperatuur van 32 °C.As follows from the diagram, the medium supplied to the building G2 comprises a first flow rate from the drive 101, and a second flow rate of the waste part 102 (in this example a flow rate of 22.30 kg / s). The first flow rate here is 4.24 kg / s, with the medium having a temperature of 71 ° C. The remaining second flow rate is heat transfer medium with a temperature of 32 ° C.
Zoals verder uit het schema volgt, wordt het van het gebouw G2 afgevoerde, afgekoelde medium voor een eerste deel (met een debiet van 4, 24 kg/s) aan de retourleiding 2 van het stadsverwarmingsnetwerk geretourneerd, en voor een tweede resterend deel (22,30 kg/s) aan het afvaldeel 102.As follows further from the diagram, the cooled medium discharged from building G2 is returned for a first part (with a flow rate of 4.24 kg / s) to return line 2 of the district heating network, and for a second remaining part (22 , 30 kg / s) on the waste part 102.
Een “conventionele” WKO-systeem werkt met lage temperatuur verwarming en daarom kan de 466 kW “Afval” van de absorptiewarmtepomp (wordt normaal afgevoerd) nuttig worden ingezet ten behoeve van de verwarming. In wezen wordt de warmtepomp nu ingezet ten behoeve van verwarming. De COP voor verwarming bedraagt 1246 kW / 1046 kW = 1,19. De opgewekte 200 kW koude is gratis en wordt opgeslagen in de bodem voor later gebruik.A "conventional" WKO system works with low temperature heating and therefore the 466 kW "Waste" from the absorption heat pump (normally discharged) can be used for heating purposes. In essence, the heat pump is now used for heating. The COP for heating is 1246 kW / 1046 kW = 1.19. The generated 200 kW cold is free and is stored in the soil for later use.
De opgewekte koude 103 kan ook als extra opbrengst van de warmtepomp gezien worden, de COP wordt dan (1246 kW + 200 kW) / 1046 kW = 1,38The generated cold 103 can also be seen as an additional output from the heat pump, the COP then becomes (1246 kW + 200 kW) / 1046 kW = 1.38
Voor een absorptiewarmtepomp zijn dat uitstekende opbrengsten, temeer daar de “aandrijving” plaatsvindt met laagwaardige warmte.For an absorption heat pump these are excellent yields, all the more so since the "drive" takes place with low-grade heat.
Voor de vakman zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de beschreven uitvoeringsvoorbeelden. Diverse wijzigingen zijn mogelijk binnen het raam van de uitvinding zoals is verwoord in de navolgende conclusies.It will be clear to the skilled person that the invention is not limited to the exemplary embodiments described. Various changes are possible within the scope of the invention as set forth in the following claims.
Zo kunnen de genoemde gebouwen diverse gebouwen omvatten, bijvoorbeeld woningen, kantoorgebouwen, en/of dergelijke.The buildings mentioned can for instance comprise various buildings, for example houses, office buildings, and / or the like.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2012338A NL2012338B1 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Heat distribution system and method. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2012338A NL2012338B1 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Heat distribution system and method. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2012338A NL2012338A (en) | 2015-10-14 |
| NL2012338B1 true NL2012338B1 (en) | 2015-10-27 |
Family
ID=51398787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2012338A NL2012338B1 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Heat distribution system and method. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2012338B1 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4448237A (en) * | 1980-11-17 | 1984-05-15 | William Riley | System for efficiently exchanging heat with ground water in an aquifer |
| WO2008102292A2 (en) * | 2007-02-19 | 2008-08-28 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Co2 based district energy system |
| CZ307561B6 (en) * | 2007-04-18 | 2018-12-05 | imka Pavel Ĺ | A heating system with a gravity pumping device and a method of gravity vacuum pumping |
| WO2010102626A2 (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-16 | Danfoss A/S | Heating system |
| EP2685174B1 (en) * | 2012-07-11 | 2017-01-11 | Alfa Laval Corporate AB | Heat transfer module and method related thereto |
-
2014
- 2014-02-28 NL NL2012338A patent/NL2012338B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL2012338A (en) | 2015-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11371720B2 (en) | Thermal energy network and methods of providing thermal energy | |
| US11624510B2 (en) | District energy distributing system | |
| EP3726145B1 (en) | District thermal energy distribution system | |
| EP3619475B1 (en) | District energy distributing system and method of providing mechanical work and heating heat transfer fluid of a district thermal energy circuit | |
| CN102027299B (en) | Heating and cooling network for buildings | |
| RU2012126403A (en) | STORAGE RESERVOIR WITH DIVIDING PARTITIONS | |
| EP3516302B1 (en) | Energy distributing system | |
| EP3726146B1 (en) | Combined heating and cooling system | |
| US20250043962A1 (en) | Heating installation | |
| US11448406B2 (en) | Local thermal energy consumer assembly and a local thermal energy generator assembly for a district thermal energy distribution system | |
| NL2012338B1 (en) | Heat distribution system and method. | |
| WO2019142138A1 (en) | Method and system of cooling in heat generation by combustion | |
| US20250377118A1 (en) | Method for optimizing a district heating network | |
| BE1022037B1 (en) | IMPROVED ECOLOGICAL HEATING SYSTEM | |
| KR102350060B1 (en) | Heating Device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD | Change of ownership |
Owner name: ALLIANDER N.V.; NL Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: LIANDON B.V. Effective date: 20170720 |
|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20200301 |