NL8201323A - Verwarmingsinrichting. - Google Patents

Description

N.0. 31004 1

Ve rwarmingsinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingsinrichting voorzien van tenminste een door een fluïdum doorstroomde radiator of met fluïdum gevulde radiator aangesloten op een ketel voor het verwarmen van het fluïdum, 5 Dergelijke verwarmingsinrichtingen zijn algemeen bekend bijvoor beeld in de vorm van centrale verwarmingsinrichtingen. Bij dergelijke verwarmingsinrichtingen worden in het algemeen per kamer een of meerdere radiatoren geïnstalleerd die via een buisleidingstelsel aangesloten zijn op een ketel. In dit buisleidingstelsel, in de radiatoren en door 10 de ketel stroomt het fluïdum, over het algemeen in de vorm van water, welk water in de ketel wordt verwarmd, waarna dit verwarmde water in de radiatoren zijn warmte weer afstaat teneinde de ruimten waar de betreffende radiatoren zijn geplaatst te verwarmen.

De bekende radiatoren geven warmte af enerzijds door convectie en 15 anderzijds door straling. Teneinde de afgifte door middel van convectie te bevorderen zijn de meeste radiatoren verdeeld in een aantal elementen, bijvoorbeeld een aantal vertikaal verlopende kolommen of een aantal parallel geplaatste platen, of is het oppervlak van een plaatradiator voorzien van verdiepingen teneinde het met de langs de radiator om-20 hoog stromende lucht in kontakt komende oppervlak te vergroten. Een aanzienlijk deel van de aan een radiator via het fluïdum toegevoerde warmte wordt echter afgegeven in de vorm van straling. Bij plaatsing van een radiator in de nabijheid van een wand van een kamer, zoals over het algemeen het geval is, gaat een groot deel van deze stralingswarmte 25 in feite verloren doordat deze stralingswarmte wordt afgegeven aan de muur waartegen de radiator is bevestigd, hetgeen over het algemeen een buitenmuur zal zijn. Alhoewel het mogelijk is om deze buitenmuur achter de betreffende radiator te bekleden met isolerende materialen is deze maatregel niet voldoende om het warmteverlies aan de achterzijde van de 30 radiator geheel te elimineren.

Anderzijds zijn radiatoren bekend die gevuld zijn met fluïdum, bijvoorbeeld met olie, in welk fluïdum een verwarmingselement is ingebed dat aangesloten wordt op een bron van elektrisch vermogen, bijvoorbeeld op het lichtnet. Door middel van dit verwarmingselement wordt het 35 fluïdum (de olie) in de radiator verwarmd, welke warmte door convectie en straling vanaf de radiator afgegeven aan de omgeving. Het voordeel van dergelijke oliegevulde radiatoren is dat de olie de warmte relatief lang vasthoudt zodat ook na het uitschakelen van de elektrische voeding 8201323 2 van een dergelijke radiator er nog relatief lange tijd warmte aan de te verwarmen ruimte zal worden geleverd. Het nadeel van dergelijke radiatoren is dat het verbruik aan elektrisch vermogen relatief hoog is zodat de verwarmingskosten bij uitsluitende toepassing van dergelijke ra-5 diatoren om een woning te verwarmen veel hoger zijn dan bij toepassing van een centrale verwarmingstelsel met water gevulde radiatoren.

Verder is het bekend om elektrisch vermogen leverende windgeneratoren toe te passen voor verwarmingsdoeleinden. Het elektrisch vermogen dat wordt afgegeven door een, door windenergie aangedreven elektrische 10 generator kan worden toegevoerd aan een reeks van elektrische verwarmingselementen, die dit elektrisch vermogen omzetten in warmte. Het nadeel van een elektrisch vermogen leverende windgenerator is echter dat dit elektrisch vermogen niet constant is maar zeer afhankelijk is van de heersende windsterkte. Toepassing van een dergelijk verwarmingstel-15 sel alleen zal dan ook niet voldoende zijn om gedurende het gehele jaar een woning op de gewenste wijze te verwarmen.

De uitvinding heeft nu ten doel een bovengenoemde nadelen althans gedeeltelijk te elimineren.

Aan deze doelstelling wordt bij een verwarmingsinrichting van in 20 de aanhef genoemde soort voldaan doordat aan tenminste een zijkant van de radiator(en) een laag van warmtevasthoudend materiaal is aangebracht. Daarmee wordt bereikt dat de warmte die via deze zijkant, waarvoor bij voorkeur de achterkant van de betreffende radiator wordt gekozen, wordt afgegeven nu in het warmtevasthoudende materiaal wordt opge-25 slagen en uit dit materiaal langzaam hoofdzakelijk door middel van convectie wordt afgegeven. Ook nadat de ketel van de centrale verwarmingsinrichting door de thermostaat is uitgeschakeld en het water in het centrale verwarmingstelsel nagenoeg al zijn warmte heeft afgegeven zal het warmtevasthoudend materiaal nog voldoende warmte bevatten om nog 30 geruime tijd als warmteleverancier te kunnen functioneren. Dat betekent dat de door de ketel van de centrale verwarming geleverde warmte in hogere mate wordt benut voor verwarmingsdoeleinden en er minder warmte verloren gaat. Het voordeel van een dergelijke configuratie is dat bijvoorbeeld ”s avonds de kamerthermostaat al op een veel vroeger tijdstip 35 op nachttemperatuur kan worden geschakeld aangezien na dit tijdstip het warmtevasthoudende materiaal nog lange tijd warmte zal afgeven en daardoor de woning nog lange tijd op de dagtemperatuur zal handhaven. In feite worden hiermee dus de voordelen van een oliegevulde radiator gecombineerd met de voordelen van een met warm water circulatie werkende 40 verwarming.

8201323 3

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat het warmtevasthoudende materiaal uit keramisch materiaal. Keramische hebben over het algemeen een hoge warmte-opslagcapaciteit. Verdere voordelen zijn dat de montage van de warmtevasthoudende laag wordt vereenvoudigd, 5 dat de fabrikagekosten van de warmtevasthoudende laag relatief laag blijven en dat de warmtevasthoudende laag ook met weinig problemen kan worden aangebracht bij reeds bestaande radiatoren in een reeds bestaand centrale verwarmingstelsel.

Bij voorkeur wordt het warmtevasthoudende materiaal aangebracht in 10 de vorm van een laag met een dikte in de grootte orde van de dikte van de radiator en een lengte en hoogte die bij benadering gelijk zijn aan de lengte en hoogte van de betreffende radiator. Door de lengte en hoogte van de warmtevasthoudende laag bij benadering gelijk te kiezen aan de lengte en hoogte van de bijbehorende radiator wordt bereikt dat 15 nagenoeg alle aan de betreffende zijde van de radiator afgegeven warmte terecht komt in de laag van warmtevasthoudend materiaal zodat het verlies aan deze zijde tot een minimum wordt beperkt. Een dikte van de warmtevasthoudende laag groter dan de dikte van de radiator zal, alhoewel niet buiten het kader van de uitvinding vallend, in het algemeen 20 niet leiden tot een significante vermeerdering van warmteopslag in het warmtevasthoudende materiaal.

Teneinde een stevige konstruktie te verkrijgen wordt het warmtevasthoudende materiaal bij voorkeur aangebracht binnen een frame dat bij benadering verloopt langs de lengte en de hoogte van de bijbehoren-25 de radiator. Dat geldt in het bijzonder indien de laag van warmtevasthoudend materiaal is opgebouwd uit uniforme blokken of stenen van warmtevasthoudend materiaal. In dat geval worden de afmetingen van het frame dusdanig gekozen dat de lengte en breedte van het frame een veelvoud bedraagt van respectievelijk de lengte en breedte van de uniforme blok-30 ken of stenen waaruit de warmtevasthoudende laag wordt geconstrueerd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn verder in de laag van warmtevasthoudend materiaal in hoofdzaak vertikaal verlopende luchtdoor-stroompassages aanwezig. Deze luchtdoorstroompassages bevorderen de convectie van lucht door deze warmtevasthoudend materiaal en derhalve 35 de warmte-afgifte vanuit dit materiaal aan de door dit materiaal stromende lucht. Het aantal luchtdoorstroompassages respectievelijk het totale warmte afgevende oppervlak van deze luchtdoorstroompassages kan worden gekozen afhankelijk van de warmtecapaciteitsbehoefte van de betreffende ruimte. Hoe groter dit aantal luchtdoorstroompassages is res-40 pectievelijk hoe groter het warmte-afgeefoppervlak van deze luchtdoor- 8201323 4 stroompassages is, hoe sneller het warmtevasthoudende materiaal zijn warmte aan de lucht zal afgeven.

Het is ook mogelijk om tegen de bekende radiator, waar water doorheen stroomt, een laag van warmtevasthoudend materiaal aan te brengen 5 gevormd door een laag van warmtevasthoudend fluïdum, opgesloten in een tegen de betreffende zijkant van de radiator aangebracht reservoir waarvan de afmetingen bij benadering overeenstemmen met die van de radiator. In dat geval bestaat het warmtevasthoudende fluïdum bij voorkeur uit olie, alhoewel ook water of een ander fluïdum kan worden toe-10 gepast. Deze uitvoeringsvorm van de uitvindingis minder geschikt voor toepassing bij reeds bestaande radiatoren, maar kan zeer goed toegepast worden bij nieuw te vervaardigen, in overeenstemming met de uitvinding gemodificeerde radiatoren.

Om de warmte afgifte aan de zijde van de warmtevasthoudende laag 15 tegenover de aan de radiator aangrenzende zijde te bevorderen zijn aan deze vrije zijde van de warmtevasthoudende laag bij voorkeur convectie-elementen aangebracht. Dergelijke convectie-elementen bijvoorbeeld in de vorm van een meandervormig verlopende metalen plaat zijn op zichzelf bekend.

20 In de tot nu toe besproken uitvoeringsvormen van de uitvinding wordt de warmte, die in het warmtevasthoudende materiaal wordt opgeslagen, geleverd door het fluïdum dat door de radiator stroomt. Het is echter ook mogelijk om in de laag van warmtevasthoudend materiaal een elektrisch verwarmingselement in te bedden. Dit elektrische verwar-25 mingselement kan aangesloten worden op een bron van elektrisch vermogen, bijvoorbeeld het lichtnet, waaruit elektrisch vermogen wordt onttrokken en in het element wordt omgezet in warmte. Deze warmte wordt gebruikt om het warmtevasthoudende materiaal te verwarmen. Deze warmte zal in hoofdzaak worden afgegeven via convectie aan de ruimte waarin de 30 warmtevasthoudende laag respectievelijk de radiator waartegen deze laag zich bevindt is geplaatst. Een deel van de warmte zal echter ook aan het door de radiator stromende water worden afgegeven zodat een deel van de warnte wordt getransporteerd naar andere ruimten in de woning. Met een zo'n, volgens de uitvinding gemodificeerde radiator is het der-35 halve mogelijk om een aantal kamers in een woning te verwarmen zonder gebruik te maken van de centrale verwarmingsketel van het verwarming-stelsel, op voorwaarde natuurlijk dat het water in het verwarmingstel-sel wel circuleert.

Bij voorkeur wordt als bron van elektrisch vermogen gebruik ge-40 maakt van een elektrisch vermogen leverende windgenerator. Het feit dat 8201323 5 een windgenerator een niet constant elektrisch vermogen levert is in dit geval van weinig betekenis aangezien het elektrisch vermogen wordt omgezet in warmte en gedurende tenminste enige tijd in het warmtevast-houdende lichaam wordt opgeslagen. De bufferfunctie van het warmtevast-5 houdende lichaam elimineert grotendeels de optredende variaties in het elektrische vermogen. Een dergelijke combinatie met een windgenerator is in het bijzonder van voordeel in het voorjaar en het najaar. In deze jaargetijden zal over het algemeen de verwarming niet voluit hoeven te branden maar slechts op een "zacht pitje" worden bedreven. Een relatief 10 kleine windgenerator zal nu over het algemeen voldoende elektrisch vermogen kunnen leveren, ook rekening houdend met de variaties in dit vermogen, om een woning op voldoende wijze te verwarmen zodanig, dat de ketel van de centrale verwarming gedurende een groot deel van de tijd buiten bedrijf kan blijven, hetgeen resulteert in een aanvankelijke be-15 sparing op gas of olie, anders nodig voor het stoken van de centrale verwarmingsketel.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm wordt het elektrisch verwarmingselement aangesloten op een elektrisch vermogen leverende combinatie van zonnecellen. Het voordeel van de toepassing van zonne-20 cellen is, dat deze cellen elektrisch vermogen leveren precies op die tijden dat over het algemeen ook warmte wordt gevraagd.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven aan de hand van een in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

Figuur 1 toont een achteraanzicht van een radiator volgens de uit-25 vinding.

Figuur 2 toont een bovenaanzicht op de radiator uit figuur 1.

Figuur 3 toont een gedeeltelijk zijaanzicht van de radiator uit figuren 1 en 2.

Figuur 1 toont een achteraanzicht op een radiator, opgebouwd uit 30 een op zichzelf bekend plaatvormig radiatorlichaam 1. Aan deze radiator wordt water toegevoerd via een toevoerleiding 2 en een regelkraan 3.

Dit water stroomt door de radiator en verlaat de radiator via de af-voerleiding 4. Opgemerkt wordt dat de toevoerleiding 2, de regelkraan 3 en de toevoerleiding 4 alleen in figuur 1 zijn getoond en in de andere 35 figuren zijn weggelaten.

Tegen de achterzijde van de radiator, de in figuur 1 in beeld gebrachte zijde, bevindt zich een lichaam van warmtevasthoudend materiaal, in dit uitvoeringsvoorbeeld opgebouwd uit stenen van een poreus keramisch materiaal. Deze stenen zijn ingebed in een in de figuur niet 40 in detail weergegeven frame dat op niet weergegeven wijze bevestigd is 8201323 6 tegen de achterzijde van de radiator 1. De totale laag van warmtevast-houdend keramisch materiaal is in de figuren aangegeven met 5.

Zoals in het bijzonder blijkt uit figuur 2, zal de aan de achterzijde van de radiator in de richting van de muur 6 afgegeven warmte 5 worden opgevangen in het warmtevasthoudende lichaam 5, welk lichaam dienst doet als warmtereservoir. In het geïllustreerde uitvoeringsvoor-beeld zijn de warmtevasthoudende keramische stenen voldoende poreus om een zekere luchtstroming door de warmtevasthoudende laag mogelijk te maken, zodat dit warmtevasthoudende materiaal zijn warmte relatief 10 langzaam aan de door het materiaal stromende lucht kan afgeven. Het is echter mogelijk om, indien een relatief snellere warmte-afgifte gewenst is, convectie-elementen op de achterzijde van deze warmtevasthoudende laag aan te brengen zoals aangegeven is met 7 in de figuren 2 en 3. Opgemerkt wordt dat in het aanzicht van figuur 1 deze convectie-elementen 15 slechts schematisch door middel van stippellijnen zijn aangegeven.

Figuur 3 illustreert een gedeeltelijk zijaanzicht van de radiator volgens de uitvinding opgebouwd uit de beide plaatvormige elementen la en lb van de op zichzelf bekende radiator 1, aan een zijkant waarvan de warmtevasthoudende laag 5 is bevestigd, die op zijn beurt voorzien is 20 van een reeks convectie-elementen 7.

Zoals in figuur 1 is aangegeven is het verder mogelijk om in de warmtevasthoudende laag een elektrisch element, bijvoorbeeld in de vorm van een elektrische weerstandsdraad 8 aan te brengen die via een daartoe geschikte aansluiting 9 kan worden verbonden met een elektrisch 25 vermogen leverende voedingsbron. Deze voedingsbron kan bestaan uit het lichtnet, maar bestaat bij voorkeur uit een elektrisch vermogen leverende windgenerator of een elektrisch vermogen leverende combinatie van zonnecellen.

De in de figuren weergegeven radiator werkt als volgt. Tijdens be-30 drijf zonder toevoer van elektrische energie aan de weerstandsdraad 8 zal de radiator 1 op de bekende wijze warmte leveren aan de ruimte waarin hij is geïnstalleerd en tevens warmte afgeven aan het lichaam 5 van warmtevasthoudend materiaal. Dit lichaam heeft een bufferfunctie en zorgt ervoor dat nog lange tijd nadat de thermostaat van de centrale 35 verwarmingsinrichting de ketel heeft uitgeschakeld er warmte in de betreffende ruimte wordt afgegeven. Bovendien is het mogelijk om, nadat de laag 5 is verhit de radiatorkraan dicht te draaien, waardoor aan de betreffende radiator geen warmte meer behoeft te worden geleverd vanaf de centrale verwarmingsketel omdat het warmtevasthoudende materiaal 40 voldoende warmte bevat om de kamer waarin deze radiator staat nog ge- 8201323 7 durende lange tijd te verwarmen. Deze warmte wordt enerzijds afgegeven door rechtstreekse convectie vanuit het warmtevasthoudende lichaam 5 dat poreus kan zijn of voorzien kan zijn van in de figuur niet aangegeven doorstroompassages, terwijl tevens warmte wordt afgegeven aan het 5 water in de radiator, waardoor deze radiator zelf ook op bekende wijze warmte afgeeft.

Wordt de elektrische verwarmingsdraad 8 via de connector 9 aangesloten op een windgenerator, die via dit elektrische element het warmtevasthoudende lichaam verwarmt, dan zal het, zeker in tijden dat de 10 warmtebehoefte relatief gering is, mogelijk zijn om de windenergie om te zetten in warmte, die via het warmtevasthoudende lichaam 5 en op de boven beschreven wijze ook via de radiatorlichamen la en lb aan de ruimte wordt afgegeven.

In het bijzonder is het mogelijk om de onrendabele draaiuren van 15 een bestaande windgenerator te gebruiken om de keramische blokken in het warmtevasthoudende lichaam te verwarmen. De warm geworden stenen dragen dan door direct kontakt met de radiator hun warmte af aan de met water gevulde radiator of geven hun warmte via convectie af. Door de radiatorkraan dicht te draaien geeft de betreffende radiator dus warmte 20 af aan het vertrek waar de radiator zich bevindt. Het is echter ook mogelijk om een deel van de warmte bij geopende radiatorkraan toe te voeren aan andere ruimten.

Niet in elk vertrek in de woning behoeft een radiator in overeenstemming met de uitvinding gemodificeerd te worden. Indien alleen de 25 belangrijkste te verwarmen vertrekken in de woning worden voorzien van gemodificeerde radiatoren dan zal een windmolen zeker in het voor- en najaar en bij zachte winters en kille zomerdagen zijn nut bewijzen. Veelal kan een relatief kleine windmolen voldoende energie leveren om de ketel van een centrale verwarming uitgeschakeld te houden en toch 30 voldoende warmte in de woning op te wekken.

Het zal duidelijk zijn dat binnen het kader van de uitvinding diverse modificaties en wijzigingen mogelijk zijn.

8201323

Claims (15)

1. Verwarmingsinrichting voorzien van tenminste een door een fluïdum doorstroomde radiator of met fluïdum gevulde radiator, aangesloten op een ketel voor het verwarmen van het fluïdum, met het kenmerk, dat 5 aan tenminste een zijkant van de radiator(en) een laag van warmtevast-houdend materiaal is aangebracht.

2. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het warmtevasthoudende materiaal bestaat uit keramisch materiaal.

3. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10 het warmtevasthoudende materiaal poreus is,

4. Verwarmingsinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het warmtevasthoudende materiaal in de vorm van een laag met een dikte in de grootte orde van de dikte van de radiator en een lengte en hoogte bij benadering gelijk aan de lengte en hoogte 15 van een radiator tegen de ratiator(en) aangebracht is.

5. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het warmtevasthoudende materiaal is aangebracht binnen een frame dat bij benadering verloopt langs de lengte en hoogte van de bijbehorende radiator.

6. Verwarmingsinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de laag van warmtevasthoudend materiaal is opgebouwd uit uniforme blokken of stenen van warmtevasthoudend materiaal.

7. Verwarmingsinrichting volgens een der voorgaande conclusies. met het kenmerk, dat in de laag van warmtevasthoudend materiaal in 25 hoofdzaak vertikaal verlopende luchtstroomstroompassages aanwezig zijn.

8. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 5, 6 of 7, met het kenmerk, dat het frame althans aan boven- en onderzijde voorzien is van openingen voor het doorlaten van warmte vanuit het warmtevasthoudende 30 lichaam.

9. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de laag warmtevasthoudend materiaal gevormd wordt door een laag warmtevasthoudend fluïdum, opgesloten in een tegen de genoemde zijkant van een radiator aangebracht reservoir waarvan de afmetingen bij benadering 35 overeenstemmen met die van de bijbehorende radiator.

10. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het warmtevasthoudende fluïdum bestaat uit olie.

11. Verwarmingsinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan die zijde van de warmtevasthoudende laag te- 40 genover de aan de radiator aangrenzende zijde convectie-elementen zijn 8201323 aangebracht.

12. Verwarmingsinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een elektrisch verwarmingselement is ingebed in de laag van warmtevasthoudend materiaal.

13. Verwarmingselement volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het elektrische verwarmingselement bestaat uit een bijvoorbeeld zigzag door de laag van warmtevasthoudend materiaal verlopende weerstands-draad.

14. Verwarmingselement volgens een der conclusies 12 of 13, met 10 het kenmerk, dat het elektrische verwarmingselement aangesloten is op een elektrisch vermogen leverende windgenerator.

15. Verwarmings element volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk, dat het elektrische verwarmingselement aangesloten is op een elektrisch vermogen leverende combinatie van zonnecellen. 15 ************ 8201323