NL2012650B1 - Ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag en werkwijze voor het verschaffen daarvan, en constructiedeel daarvoor en gebruik van dit constructiedeel. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een werkwijze voor het verschaffen van een ondergrondse warmtegeïsoleerde opslag, ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag, constructiedeel voor een fundering en een ondergronds warmte-geïsoleerd opslag, en gebruik van dit constructiedeel. De werkwijze omvat de volgende stappen: A. het vormen van een uitgraving in een ondergrond door het afgraven van bodemmateriaal; B. het in de uitgraving plaatsen van een constructiedeel dat meerdere kamers omvat die aan hun bovenzijde open zijn; C. het in een onderste deel van de kamers aanbrengen van warmte-isolerend materiaal voor het vormen van een warmte-isolerende bodem van de warmte-geïsoleerde ruimte; en D. het op de warmte-isolerende bodem aanbrengen van een vulmateriaal dat een warmteopslagmedium omvat.

Description

ONDERGRONDSE WARMTE-GEÏSOLEERDE OPSLAG EN WERKWIJZE VOOR HET VERSCHAFFEN DAARVAN, EN CONSTRUCTEDEEL DAARVOOR EN GEBRUIK VAN

DIT CONSTRUCTIEDEEL

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verschaffen van een ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag. Een dergelijke geïsoleerde opslag wordt bijvoorbeeld gebruikt in combinatie met verwarmde gebouwen, zodat een overschot aan warmte kan worden opgeslagen. Deze opgeslagen warmte kan op een later tijdstip worden gebruikt voor verwarming van het gebouw.

Uit de praktijk is het bekend om warmte rechtstreeks in de ondergrond op te slaan, dat wil zeggen in het bodemmateriaal van de ondergrond, zoals aarde, zand of steen. Een nadeel van een dergelijke opslag is dat de warmte zich kan verplaatsen in de ondergrond. Bijvoorbeeld door diffusie (conductie), maar ook door stroming van grondwater (convectie). Hierdoor kan de warmte langzamerhand weglekken.

Een doel van de uitvinding is bovenstaand probleem te verhelpen of althans te verminderen en een ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag te verschaffen waarin de warmte efficiënt gedurende een langere tijd kan worden opgeslagen.

Dit doel wordt bereikt met de werkwijze voor het verschaffen van een ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag volgens de uitvinding, de werkwijze omvattende de volgende stappen: A. het vormen van een uitgraving in een ondergrond door het afgraven van bodemmateriaal; B. het in de uitgraving plaatsen van een constructiedeel dat meerdere kamers omvat die aan de bovenzijde open zijn; C. het in een onderste deel van de kamers aanbrengen van warmte-isolerend materiaal voor het vormen van een warmte-isolerende bodem van de warmte-geïsoleerde opslag; en D. het op de warmte-isolerende bodem aanbrengen van een vulmateriaal dat een warmteopslagmedium omvat.

In stap A wordt een kuil gegraven door verwijdering van bodemmateriaal, zoals zand, veen, steen, aarde of klei. In stap B wordt vervolgens een constructiedeel in de uitgraving geplaatst. Dit constructiedeel definieert meerdere kamers in de uitgraving. Bijvoorbeeld omvat het constructiedeel wanden die kamers definiëren. De kamers zijn daarbij van elkaar gescheiden door de wanden van het constructiedeel. De kamers zijn aan de bovenzijde open, zodat de kamers vanaf hun bovenzijde toegankelijk zijn en in stap C in een onderste deel van de kamers warmte-isolerend materiaal kan worden aangebracht. Op die wijze wordt een warmte-isolerende bodem gevormd. In stap D wordt op deze warmte-isolerende bodem een vulmateriaal aangebracht. Bijvoorbeeld wordt bodemmateriaal in de kamers gestort. Bij voorkeur wordt hierbij gebruik gemaakt van het reeds afgegraven bodemmateriaal. Het in de kamers geplaatste vulmateriaal heeft vervolgens de functie van warmte-opslagmedium. Alternatief of aanvullend kan een ander warmte-opslagmedium in de kamers worden aangebracht. Bijvoorbeeld kan een vochtabsorberende stof zijn toegevoegd aan het vulmateriaal, zoals silicagel. Door de aanwezigheid van de warmte-isolerende bodem, wordt tegengegaan dat warmte kan weglekken uit de warmte-opslag.

Bijvoorbeeld worden in stap C de kamers aan de randen van de warmteopslag in hoofdzaak volledig gevuld met het warmte-isolerende materiaal, zodat warmte-isolerende zijwanden van de warmteopslag worden gevormd. Alternatief of aanvullend is het constructiedeel vervaardigd uit een warmte-isolerend materiaal.

Bij voorkeur sluit het warmte-isolerende materiaal in het onderste deel van de kamers de opslag af van de ondergrond.

Bij voorkeur wordt, nadat het vulmateriaal in de kamers is aangebracht, eveneens een warmte-isolerend materiaal aangebracht in een bovenste deel van de kamers. Op die wijze wordt de warmte-isolerende ruimte ook aan de bovenzijde geïsoleerd.

Bijvoorbeeld hebben de kamers een maximale doorsnede van ongeveer 5-90 cm, bij voorkeur 10-80 cm, met meer voorkeur 20-70 cm, met nog meer voorkeur 30-60 cm, en met meeste voorkeur ongeveer 40-50 cm.

Bijvoorbeeld worden de stappen A-D in de beschreven volgorde uitgevoerd. Volgens de uitvinding is het echter ook mogelijk de stappen in een andere volgorde uit te voeren.

Bijvoorbeeld worden de kamers reeds voorzien van een warmte-isolerend materiaal vóór plaatsing van het constructiedeel in de afgraving.

Onder warmte-geïsoleerde opslag wordt in de context van de uitvinding verstaan een opslag met warmte-isolerende wanden, die voor zowel de opslag van warmte als de opslag van kou kan worden toegepast.

Het constructiedeel heeft bij voorkeur een materiaalfractie van 1-10%, met meer voorkeur 1-5% en met meest voorkeur ongeveer 1-2%. De materiaalfractie is gedefinieerd als het volume materiaal ten opzichte van het totale volume van het constructiedeel. Met andere woorden, de materiaalfractie is indicatief voor de verhouding tussen het materiaal dat de wanden van de kamers vormt en de ruimte in deze kamers.

De uitvinding maakt het mogelijk de plaatsing van de warmte-isolerende wanden van de opslag vrij te kiezen. De wanden van de opslag worden gevormd door de in hoofdzaak volledig met warmte-isolerend materiaal gevulde kamers van het constructiedeel. Door te selecteren welke kamers wel en welke kamers niet worden gevuld, kan zo de opslag naar wens in compartimenten worden onderverdeeld, waarbij ook de vorm van de compartimenten vrij te bepalen is.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat stap B het in de uitgraving plaatsen van geprefabriceerde modulaire elementen die gezamenlijk het constructiedeel vormen.

Een voordeel van het gebruik van geprefabriceerde elementen is dat kan worden afgezien van het ter plekke storten van beton of andere uithardende massa. Hierdoor is de ondergrondse warmte-opslag eenvoudig en snel te realiseren.

Modulair wil in de context van de uitvinding zeggen dat de elementen als één of meer standaardonderdelen worden voorzien, zodat eenvoudig constructiedelen van verschillende groottes kunnen worden gerealiseerd door het combineren van het juist aantal van deze standaard “bouwstenen”. Hiermee wordt voorkomen dat voor elke afzonderlijke gewenste grootte een op maat gemaakt constructiedeel moet worden gemaakt.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat elk geprefabriceerd modulair element koppelmiddelen, de werkwijze omvattende het met behulp van de koppelmiddelen aan elkaar koppelen van de geprefabriceerde modulaire elementen om het constructiedeel te vormen.

Hoewel het mogelijk is om de modulaire elementen op enige afstand van elkaar te voorzien, worden de modulaire elementen bij voorkeur aan elkaar gekoppeld. Dit verschaft een zekere mate van stijfheid aan het constructiedeel, waardoor een stevige constructie ontstaat.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de koppelmiddelen een uitsparing die zich uitstrekt in een richting die in gebruik van de onderzijde van het constructiedeel naar de bovenzijde van het constructiedeel loopt,, bijvoorbeeld in hoofdzaak verticaal, en een in de uitsparing passend uitsteeksel, de werkwijze omvattende het in de uitsparing van een eerste modulair element plaatsen van het uitsteeksel van een tweede modulair element.

De uitsparing strekt zich uit in de hoogterichting van de kamers in het constructiedeel. Hierdoor is het mogelijk de modulaire elementen in hoogte ten opzichte van elkaar te verstellen. Hoogteverschillen kunnen daarmee worden opgevangen, bijvoorbeeld bij een ongelijke ondergrond.

Bijvoorbeeld zijn de koppelmiddelen uitgevoerd als een pen-en-gatverbinding, zoals een doorgaande pen-en-gatverbinding.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm, omvat elk modulair element een tweede uitsparing die vanaf de bovenzijde van het modulaire element toegankelijk is, en omvat stap B van de werkwijze het in de tweede uitsparing aanbrengen van een hechtmiddel voor het aan elkaar bevestigen van de modulaire elementen om zo het constructiedeel te vormen.

Bijvoorbeeld omvatten de koppelmiddelen de eerste uitsparing en het uitsteeksel zoals bovenstaand beschreven en zijn de koppelmiddelen zodanig voorzien dat na plaatsing van het uitsteeksel in de uitsparing een ruimte beschikbaar blijft in de eerste uitsparing, welke ruimte fungeert als de tweede uitsparing voor het ontvangen van het hechtmiddel.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het constructiedeel een kokervormige structuur.

De kokervormige structuur wil zeggen dat de kamers die het constructiedeel definieert een kokervorm, bijvoorbeeld een buisvorm, hebben. Een voordeel van een dergelijke structuur is dat dit bijdraagt aan de stijfheid van de constructie. Daarnaast laat een kokervorm zich makkelijk vullen met het warmte-isolerende materiaal uit stap C en het vulmateriaal uit stap D.

Bijvoorbeeld hebben de kamers in het constructiedeel een in hoofdzaak driehoekige, rechthoekige, vierkante of zeshoekige doorsnede.

In een verdere voorkeursuitvoering omvat het constructiedeel een honingraatstructuur. Een voordeel van een honingraatstructuur is dat dit een stijve constructie bewerkstelligt. In het bijzonder is de honingraatstructuur voordelig in combinatie met geprefabriceerde modulaire elementen die gezamenlijk het constructiedeel vormen. De honingraatstructuur maakt een eenvoudig uitlijnen van de geprefabriceerde modulaire elementen ten opzichte van elkaar mogelijk.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de werkwijze het plaatsen van een gebouw op de ondergrondse warmte-opslag, waarbij het constructiedeel onderdeel vormt van de fundering van het gebouw.

Met andere woorden, het constructiedeel heeft een dubbelfunctie: enerzijds dient het constructiedeel voor het definiëren van de kamers van de warmte-opslag - en optioneel het isoleren daarvan - anderzijds vormt het constructiedeel een draagstructuur die onderdeel vormt van een fundering van het gebouw. Bijvoorbeeld wordt de gehele fundering van het gebouw gevormd door het constructiedeel.

Het gebouw is bijvoorbeeld een woning, een kas, een stal, een schuur, een kantoorpand, een flatgebouw of een andere opstal.

Deze uitvoeringsvorm is in het bijzonder voordelig in combinatie met geprefabriceerde modulaire elementen die aan elkaar gekoppeld zijn, vanwege de grotere stijfheid van een dergelijke constructie. Bij voorkeur omvat een constructiedeel dat zowel voor de fundering als voor warmte-opslag wordt gebruikt een kokervormige structuur, en met meeste voorkeur een honingraatstructuur.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is het constructiedeel vervaardigd uit een warmte-isolerend materiaal, zoals kunststof. Bijvoorbeeld omvat de kunststof PE, PP, PVC of gechloreerd PVC (CPVC). Bijvoorbeeld bestaat de warmte-isolerende structuur geheel uit een kunststof of uit een kunststof composiet. Een voordeel van het gebruik van kunststof is dat kunststof een relatief hoge isolatiewaarde heeft. Bovendien is kunststof relatief goedkoop. Een verder voordeel is dat een kunststofstructuur relatief licht kan worden uitgevoerd, zodat het plaatsen van de structuur in de uitgraving geen kranen of iets dergelijks vereist. In een ander voorbeeld is het constructiedeel vervaardigd uit een keramiek, glas, hout, staal, beton, of een combinatie van deze materialen met elkaar en/of met een kunststof.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat stap C het in de kamers aanbrengen van geprefabriceerde warmte-isolerende elementen.

Hoewel het mogelijk is om de warmte-isolerende bodem te vormen door in de kamers een uithardende massa te gieten, heeft het de voorkeur om gebruik te maken van geprefabriceerde warmte-isolerende elementen. Bijvoorbeeld wordt gebruik gemaakt van elementen van polystyreen. Bijvoorbeeld zijn de warmte-isolerende elementen uitgevoerd als proppen, ballen, snippers of korrels. In het algemeen is elk denkbare vorm mogelijk voor de warmte-isolerende elementen.

Bijvoorbeeld hebben de warmte-isolerende elementen een vorm en afmeting die overeenkomt met de dwarsdoorsnede van de kamers. Met andere woorden, de warmte-isolerende elementen zijn uitgevoerd als een stop die vormsluitend past in de kamers, voor het in de dwarsrichting nagenoeg volledig opvullen van de kamer. In een ander voorbeeld zijn de warmte-isolerende elementen uitgevoerd als korrels, met een afmeting van bijvoorbeeld 0,1-1 cm. Deze korrels kunnen in de kamers worden gestort voor het vormen van de warmte-isolerende bodem.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het vulmateriaal uit stap D bodemmateriaal, zoals aarde, zand, klei of stenen. Bij voorkeur wordt het reeds afgegraven bodemmateriaal toegepast. Hierdoor hoeft geen aanvullend vulmateriaal te worden voorzien. Het bodemmateriaal fungeert als warmte-opslagmedium. Aanvullend of alternatief kan een andere warmte-opslagmedium worden toegepast.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de werkwijze de stap van het aanbrengen van een buizenstelsel voor een warmte-uitwisselingssysteem, waarbij het buizenstelsel ten minste door één kamer gaat.

Het buizenstelsel is bijvoorbeeld gevuld met water als transportmedium voor het overdragen van warmte in en uit de opslag, bijvoorbeeld voor hert verwarmen van één of meer gebouwen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de werkwijze de stap van het in ten minste één van de kamers aanbrengen van een houder met een warmteopslagmedium, zoals water.

Water heeft een relatief hoge warmtecapaciteit. Door het aanbrengen van één of meer houders met water, wordt de warmtecapaciteit van de warmte-opslag effectief vergroot. In het bijzonder is dit het geval indien gebruik wordt gemaakt van bodemmateriaal als vulmateriaal. Het is mogelijk volgens de uitvinding om een organische gel of agar agar toe te voegen aan het water. Additioneel of alternatief bevat de houder een fase-overgangsmateriaal, zoals paraffine-olie.

Bijvoorbeeld is de houder vervaardigd uit een kunststof, zoals polyethyleen (PE) of polyethyleentereftalaat (PET), polyvinylchloride (PVC) of polypropylccn (PP). In een ander voorbeeld is de houder vervaardigd uit keramiek of glas. Bijvoorbeeld zijn de houders voorzien als een met een dop afsluitbare houder zodat de houders als een soort flessen of jerry cans eenvoudig met water te vullen en af te sluiten zijn.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de houder met water verbonden met het buizenstelsel voor het warmte-uitwisselsysteem.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de werkwijze het in de ten minste ene kamer plaatsen van een voorvorm (preform) voor de houder, daarna het blaasvormen (blowmoulding) van de voorvorm in de ten minste ene kamer voor het vormen van de houder en daarna het in de gevormde houder aanbrengen van het warmteopslagmedium.

De voorvorm heeft een kleiner volume dan de resulterende houder. Dit heeft het voordeel dat bij transport de voorvorm minder ruimte inneemt.

Een verder voordeel van het in de kamers vormen van de houder is dat de houder de vorm van de kamer aanneemt, waardoor de ruimte in de kamer effectief kan worden benut voor opslag van het warmte-medium.

De uitvinding heeft verder betrekking op een ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag, zoals een warmte-opslag en/of koude-opslag, omvattende: - een in een ondergrond geplaatst constructiedeel dat meerdere kamers omvat; - in een onderste deel van de kamers aangebracht warmte-isolerend materiaal voor het vormen van een warmte-isolerende bodem van de warmteopslag; en - op de warmte-isolerende bodem aangebracht vulmateriaal dat een warmteopslagmedium omvat.

Bij voorkeur is de ondergrondse warmte-opslag verkrijgbaar door de werkwijze zoals bovenstaand beschreven.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een constructiedeel voor een fundering en een ondergrondse warmteopslag, welk constructiedeel meerdere kamers omvat die aan hun bovenzijde open zijn, waarbij het constructiedeel een kokervormige structuur omvat, bij voorkeur een honingraatstructuur.

Bij voorkeur is het constructiedeel vervaardigd uit een warmte-isolerend materiaal, dat bij voorkeur een kunststof omvat. Alternatief kan het constructiedeel zijn vervaardigd uit keramiek, hout, beton, glas, staal of een combinatie van deze en/of andere materialen.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een modulair element dat door koppeling met overeenkomstige modulaire elementen een constructiedeel zoals bovenstaand beschreven vormt.

Tot slot heeft de uitvinding betrekking op het gebruik van een constructiedeel zoals bovenstaand beschreven voor een sneeuwhelling. Bijvoorbeeld wordt een helling gevormd, waarop het constructiedeel wordt geplaatst. Bijvoorbeeld wordt het constructiedeel hierbij verankerd en/of geheel of gedeeltelijk in de helling aangebracht. De sneeuw kan vervolgens op het constructiedeel worden voorzien, waarbij de sneeuw bijvoorbeeld eveneens in de kamers van het constructiedeel aanwezig is. In een ander voorbeeld zijn één of meer kamers voorzien van warmte-isolerend materiaal voor het van de ondergrond isoleren van de sneeuw.

Voor de ondergrondse warmte-opslag, het constructiedeel, het gebruik daarvan en het modulaire element volgens de uitvinding gelden dezelfde voordelen en effecten als bovenstaand beschreven voor de werkwijze volgens de uitvinding. Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding worden toegelicht aan de hand van voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bijgevoegde figuren.

Figuur 1 illustreert schematisch stap A van een eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding;

Figuur 2 illustreert schematisch stap B van de eerste uitvoeringsvorm;

Figuur 3 toont een bovenaanzicht van een uitvoering van een modulair element voor het vormen van een constructiedeel volgens de uitvinding;

Figuur 4A toont een bovenaanzicht van aaneengeschakelde modulaire elementen volgens figuur 3 en Figuur 4B toont de aaneengeschakelde modulaire elementen uit figuur 4A in perspectief;

Figuur 5 illustreert schematisch stap C van de eerste uitvoeringsvorm;

Figuur 6 illustreert schematisch stap D van de eerste uitvoeringsvorm;

Figuur 7 illustreert het toepassen van het constructiedeel als fundering voor een gebouw;

Figuur 8 toont schematisch een leidingstelsel voor een warmte-uitwisselsysteem voor samenwerking met de ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag volgens de uitvinding;

Figuur 9 toont schematisch een alternatieve uitvoering van een leidingstelsel voor een warmte-uitwisselsysteem voor samenwerking met de ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag volgens de uivinding;

Figuur 10 illustreert een geprefabriceerd element van isolerend materiaal voor het vullen van de kamers van het constructiedeel volgens de uitvinding;

Figuren 11-15 illustreren verschillende voorbeelden van de vorm en het aantal warmte-geïsoleerde compartimenten en de aansluiting van het buizenstelsel volgens de uitvinding;

Figuur 16 illustreert nog een voorbeeld van een opslag met meerdere compartimenten;

Figuur 17a-e illustreert schematisch alternatieve vormen voor de kamers van het constructiedeel;

Figuur 18 illustreert een toepassing van het constructiedeel volgens de uitvinding voor het vormen van een sneeuwhelling; en

Figuur 19 illustreert schematisch een uitvoering van de koppelmiddelen van een modulair element volgens de uitvinding.

In ondergrond 2 wordt een ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag gemaakt, die in het voorbeeld dient voor warmte-opslag. Hiertoe wordt bodemmateriaal 4 verwijderd, zodat een uitgraving 6 ontstaat (figuur 1).

In uitgraving 6 wordt vervolgens een constructiedeel 8 geplaatst dat meerdere kamers omvat, zodat meerdere kamers in de uitgraving zijn gedefinieerd (figuur 2).

De constructie van constructiedeel 8 zal nader worden toegelicht aan de hand van figuren 3, 4A en 4B. In het getoonde voorbeeld is constructiedeel 8 opgebouwd uit geprefabriceerde modulaire elementen 10 (figuur 3). Door deze geprefabriceerde elementen naast elkaar te plaatsen, wordt constructiedeel 8 verkregen (figuur 4A en 4B). Bij voorkeur omvat elk modulair element koppelmiddelen voor het onderling koppelen van de modulaire elementen (niet weergegeven in figuren 3-4B). Bijvoorbeeld omvat element 10 een aantal uitsparingen, zoals verticale groeven, voor het ontvangen van daarmee samenwerkende nokken van overeenkomstige modulaire elementen. In het getoonde voorbeeld is constructiedeel 8 vervaardigd uit kunststof, zodat het tevens een warmte-isolerende functie heeft.

Nadat constructiedeel 8 is geplaatst, worden polystyreen korrels 12 in de door constructiedeel 8 gecreëerde kamers in de warmteopslag gestort (figuur 5). Aan de onderzijde wordt zo een warmte-isolerende bodem 14 gevormd door korrels 12. Optioneel worden langs de rand van de warmte-opslag kamers volledig of althans nagenoeg volledig gevuld met de polystyreen korrels 12, zoals weergegeven met verwijzingsgetal 16. Op deze wijze wordt additionele warmte-isolatie van de zijwanden van de warmte-opslag verkregen.

In een volgende stap wordt het verwijderde bodemmateriaal 4 in de overgebleven ruimte van de kamers van het constructiedeel gestort (figuur 6). Het bodemmateriaal, zoals zand, aarde, klei of stenen fungeert als warmte-opslagmedium, dat geïsoleerd wordt door de warmte-isolerende bodem en de zijwand van de warmte-opslag, die additioneel extra isolering omvat in de vorm van opgevulde kamers 16.

Bijvoorbeeld worden de kamers in hoofdzaak volledig afgevuld met het bodemmateriaal. Bij voorkeur echter wordt aan de bovenzijde van de kamers enige ruimte vrijgehouden, zodat op het bodemmateriaal opnieuw een laag polystyreen korrels 12 kan worden aangebracht (niet weergegeven) om ook de bovenzijde van de ondergrondse ruimte te isoleren.

Constructiedeel 8 kan een dubbele functie hebben. Naast de functie van het verschaffen van kamers voor de warmte-opslag, kan constructiedeel 8 dienst doen als fundering voor een gebouw 18, zoals getoond in figuur 7. In het voorbeeld van figuur 7 is een woning getoond. Alternatief kan het constructiedeel dienst doen als fundering voor een kantoorpand, kas, stal, schuur of andere opstal.

De ondergrondse warmte-opslag volgens de uitvinding kan samenwerken met een warmte-uitwisselsysteem (figuur 8). Het warmte-uitwisselingssysteem omvat een buizenstelsel 20 en een warmtewisselaar 22. In figuur 8 is een variant weergegeven waarin in de kamers van het constructiedeel 8 houders met een warmteopslagmedium, zoals water, zijn geplaatst. De buizen 20 zijn verbonden met deze houders, zodat water in en uit de houders in de ondergrondse kamers kan worden gepompt. Bijvoorbeeld zijn de buizen vervaardigd uit een kunststof, zoals een gecrosslinkte polyethyleen zoals PEX. Andere materialen voor de buizen zijn bijvoorbeeld HDPE, PVC, of metaal of metaallegeringen.

In figuur 9 is een variant met een gesloten buizenstelsel weergegeven. De kamers van constructiedeel 8 zijn optioneel opnieuw voorzien met houders met een warmteopslagmedium, zoals water. In dat geval is het water in buizenstelsel 20 gescheiden van het water in de houders.

Bijvoorbeeld zijn houders met water voorzien in de kamers, waarbij de houders zijn afgesloten door een dop. De dop kan zijn voorzien van een doorvoer voor het doorvoeren van een leiding van buizenstelsel 20 in en uit de houder. De doorvoer is bij voorkeur afdichtend. Door de leiding door het water in de houder te voeren, wordt een effectieve warmte-uitwisseling bewerkstelligd.

Figuur 10 toont een op dit moment geprefereerde uitvoering van elementen 24 van een warmte-isolerend materiaal voor plaatsing in de kamers. Zoals getoond hebben de warmte-isolerende elementen 24 een vorm die overeenkomt met de vorm van de kamers. Bij voorkeur komt de breedte van elementen 24 ook overeen met de breedte van de kamers, zodat de kamers in de breedte in hoofdzaak volledig worden opgevuld door elementen 24. Bijvoorbeeld zijn elementen 24 vervaardigd uit geëxtrudeerd polystyreen (XPS) of een andere kunststof.

Bijvoorbeeld wordt een kamer van constructiedeel 8 volledig gevuld met een stapel elementen 24 om een warmte-isolerende scheidingswand te vormen in de ondergrondse ruimte. Het is tevens mogelijk om slechts een onderste deel van de kamers te voorzien met een element 24, zodat een warmte-isolerende bodem wordt gevormd. De elementen 24 kunnen tevens als plafond dienen voor de warmte-isolerende ruimte, waarbij elementen 24 op het vulmateriaal in de kamers worden geplaatst.

De ondergrondse ruimte is op verschillende manieren in te delen. Figuur 11 toont een eerste uitvoeringsvoorbeeld. Hierin is een in hoofdzaak rechthoekig ruimte gedefinieerd door de kamers aan de randen van de rechthoek in hoofdzaak volledig te vullen met warmte-isolerend materiaal, bijvoorbeeld met elementen 24 uit figuur 10. Buizenstelsel 20 omvat een eerste aansluiting 26 en een tweede aansluiting 28. Voor het opslaan van warmte, wordt een warmtetransportmedium, zoals water, via de tweede aansluiting 28 in de warmte-opslag gebracht. De ondergrondse ruimte zal een zeker temperatuursverloop vertonen. Hierbij zal het warmteopslagmedium in de ondergrondse kamer nabij aansluiting 28 een hogere temperatuur vertonen dan bij de aansluiting 26. Om warmte uit de opslag te onttrekken wordt de transportrichting omgedraaid, waarbij op te warmen water via aansluiting 26 in de ondergronds ruimte wordt gebracht. Hierbij passeert het op te warmen water eerst de koudere zone en daarna de warmere zone, waardoor de opwarming van het transportmedium efficiënt plaatsvindt.

De temperatuurgradiënt kan verder worden gecontroleerd door een slimme indeling van de ondergrondse ruimte. Een voorbeeld is weergegeven in figuur 12. Hierbij is door het selectief opvullen van de kamers 16 van het constructiedeel 8 een in hoofdzaak spiraalvormige warmte -geïsoleerde opslag gecreëerd.

Het is tevens mogelijk om verschillende zones te creëren. In figuur 13 is een eerste zone A geïsoleerd van een tweede ruimte B doordat daartussen kamers 16 zijn opgevuld met warmte -isolerend materiaal. Bijvoorbeeld dient zone A voor warmte-opslag, terwijl zone B voor koude -opslag dient.

In een andere uitvoering (figuur 14) is het buizenstelsel zodanig aangelegd dat een gelijkmatige temperatuurverdeling wordt verkregen. In het getoonde voorbeeld lopen de buizen vanaf aansluiting 28 in een randzone van de ruimte naar een binnenste deel van de ruimte volgens een spiraalvorm en vervolgens lopen de buizen van het binnenste deel weer naar de randzone naar aansluiting 26, eveneens volgens een spiraalvorm.

In een verdere uitvoering (figuur 15) zijn meerdere parallelle leidingstelsel S, T, U voorzien. De leidingstelsels zijn aangesloten op centrale aansluitingen 26, 28. In deze uitvoering wordt de warmteuitwisselcapaciteit vergroot door het toepassing van de parallelle secties.

Figuur 16 toont tot slot een variant waarin een rechthoekige ondergrondse ruimte is opgedeeld in een eerste zone P voor warmte-opslag en een tweede zone Q voor koude-opslag, die door met warmte-isolerend materiaal gevulde kamers 16 van elkaar gescheiden zijn.

De kamers 10 van constructiedeel 8 kunnen een andere doorsnede vorm hebben dan de zeshoek die is weergegeven in figuren 3-4b. Bijvoorbeeld zijn de kamers 10 driehoekig in doorsnede (figuur 17a), rond (figuur 17b), vierkant of rechthoekig (figuur 17c), zeshoekig (figuur 17d) of afwisselend vierkant en achthoekig (figuur 17e). Het onderdeel 30 in figuur 17e kan eveneens zijn gevormd als kamer. Alternatief vormt onderdeel 30 onderdeel van de wand van constructiedeel 8.

Het constructiedeel 8 is eveneens toepasbaar voor de constructie van sneeuwhellingen 32 (figuur 18). Hierbij zijn de modulaire elementen in hoogte h ten opzichte van elkaar verschoven, om zo een getrapte constructie te vormen. Op constructiedeel 8 kan vervolgens (kunst)snccuw 34 worden voorzien.

Een voorbeeld van het koppelen van de modulaire elementen is weergegeven in figuur 19. Hierbij is een eerste modulair element 36 gekoppeld aan een tweede modulair element 38. Element 36 omvat een nok 40 die past in uitsparing 42 van element 38. Hierbij loopt uitsparing 42 in het getoonde voorbeeld over de gehele hoogte van element 38, zodat element 36 in hoogte verstelbaar is ten opzichte van element 38. Alternatief loopt uitsparing 42 over een deel van de hoogte van element 38.

Bij voorkeur is de uitsparing 42 voorzien van een additionele uitsparing 44 die aan de bovenzijde toegankelijk is, voor het ontvangen van een hechtmiddel, zoals een lijm. Alternatief kan - bij een kunststof constructiedeel - een oplosmiddel in de additionele uitsparing 44 worden aangebracht, zodat de kunststof verlijmd door het oplossen en opvolgend uitharden van de kunststof. Bijvoorbeeld wordt als oplosmiddel tetrahydrofuraan (THF), methyleenchloride of styreen toegepast.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de boven beschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan vele modificaties denkbaar zijn.

Claims (20)

1. Werkwijze voor het verschaffen van een ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag, omvattende de volgende stappen: A. het vormen van een uitgraving in een ondergrond door het afgraven van bodemmateriaal; B. het in de uitgraving plaatsen van een constructiedeel dat meerdere kamers omvat die aan hun bovenzijde open zijn; C. het in een onderste deel van de kamers aanbrengen van warmte-isolerend materiaal voor het vormen van een warmte-isolerende bodem van de warmte-geïsoleerde opslag; en D. het op de warmte-isolerende bodem aanbrengen van een vulmateriaal dat een warmteopslagmedium omvat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, stap B omvattende het in de uitgraving plaatsen van geprefabriceerde modulaire elementen die gezamenlijk het constructiedeel vormen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarin elk geprefabriceerd modulair element koppelmiddelen omvat, de werkwijze omvattende het met behulp van de koppelmiddelen aan elkaar koppelen van de geprefabriceerde modulaire elementen om het constructiedeel te vormen.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, de koppelmiddelen omvattende een uitsparing die zich uitstrekt in een richting die in gebruik van de onderzijde van het constructiedeel naar de bovenzijde van het constructiedeel loopt en een in de uitsparing passend uitsteeksel, de werkwijze omvattende het in de uitsparing van een eerste modulair element plaatsen van het uitsteeksel van een tweede modulair element.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, waarin elk modulair element een tweede uitsparing omvat die vanaf de bovenzijde van het modulaire element toegankelijk is, stap B van de werkwijze omvatten het in de tweede uitsparing aanbrengen van een hechtmiddel voor het aan elkaar bevestigen van de modulaire elementen om zo het constructiedeel te vormen.

6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het constructiedeel een kokervormige structuur omvat.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarin het constructiedeel een honingraatstructuur omvat.

8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende het plaatsen van een gebouw op de ondergrondse warmteopslag, waarbij het constructiedeel onderdeel vormt van de fundering van het gebouw.

9. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het constructiedeel is vervaardigd uit een warmte-isolerend materiaal, dat bij voorkeur een kunststof omvat.

10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, stap C omvattende het in de kamers aanbrengen van geprefabriceerde warmte-isolerende elementen.

11. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het vulmateriaal uit stap D bodemmateriaal omvat.

12. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende de stap van het aanbrengen van een buizenstelsel voor een warmte-uitwisselingsysteem, waarbij het buizenstelsel ten minste door één kamer gaat.

13. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende de stap van het in ten minste één van de kamers aanbrengen van een houder met een warmteopslagmedium, zoals water.

14. Werkwijze volgens conclusie 12 en 13, waarin de houder met het warmteopslagmedium is verbonden met het buizenstelsel voor het warmte-uitwisselsysteem.

15. Werkwijze volgens conclusie 13 of 14, verder omvattende het in de ten minste ene kamer plaatsen van een voorvorm voor de houder, daarna het blaasvormen van de voorvorm in de ten minste ene kamer voor het vormen van de houder en daarna het in de gevormde houder aanbrengen van het warmteopslagmedium.

16. Ondergrondse warmte-geïsoleerde opslag, omvattende: - een in een ondergrond geplaatst constructiedeel dat meerdere kamers omvat; - in een onderste deel van de kamers aangebracht warmte-isolerend materiaal voor het vormen van een warmte-isolerende bodem van de warmte-geïsoleerde opslag; en - op de warmte-isolerende bodem aangebracht vulmateriaal dat een warmteopslagmedium omvat.

17. Constructiedeel voor een fundering en een ondergronds warmtegeïsoleerde opslag, welk constructiedeel meerdere kamers definieert die aan hun bovenzijde open zijn, waarbij het constructiedeel een kokervormige structuur omvat, bij voorkeur een honingraatstructuur.

18. Constructiedeel volgens conclusie 17, waarin het constructiedeel is vervaardigd uit een warmte-isolerend materiaal, dat bij voorkeur een kunststof omvat.

19. Constructiedeel volgens conclusie 17 of 18, omvattende koppelmiddelen voor het koppelen met soortgelijke constructiedelen, de koppelmiddelen omvattende een uitsparing die zich uitstrekt in een richting die in gebruik van de onderzijde van het constructiedeel naar de bovenzijde van het constructiedeel loopt en een in de uitsparing passend uitsteeksel.

20. Gebruik van een constructiedeel volgens één van de conclusies 17-19 voor een sneeuwhelling.