SE527511C2 - Flytkonstruktion i betong för en flytande bostad förberett för en kollektorslang till en värmepump - Google Patents

Description

bana i O en 527 511 2 flytkonstruktion innefattande åtminstone ett slutet utrymme, ett skrov i form av en betongkassun med en yttre begränsningsyta avsedd att exponeras för omgivande vatten, samt en funktion för uppvärmning av utrymmet innefattande en värmepump ansluten till ett slutet kretslopp för ett cirkulerande värmetransportmedium. Åtminstone en kollektorslang för det cirkulerande värmetransportmediet är anordnad i håligheter i betongen på ett sådant sätt att kollektorslangens tvärsnitt helt befinner sig innanför en ytterkontur hos kassunen, varvid värme fràn omgivande vatten tas upp av kollektorslangen och utnyttjas för uppvärmning av utrymmet. Med ytterkontur avses här en tänkt begränsningsyta som kan liknas vid en film som spänns över kassunens begränsningsyta. I de fall kassunens yttre begränsningsyta är slät således verkliga yttre begränsningsytan, medan i de fall den yttre begränsningsytan uppvisar en struktur kommer ytterkonturen delvis att ligga utanpà_den verkliga yttre begränsningsytan och ”täcka över” väsentligen sammanfaller ytterkonturen med den fördjupningar i kassunens yta.

Genom att kollektorslangen anordnas innanför kassunens ytterkontur skyddas slangarna mot yttre mekanisk àverkan. Konstruktionen kan också lyftas med hjälp av lyftbälten anordnade under skrovet utan att dessa kommer i kontakt med kollektorslangen.

Likaså är det möjligt att placera konstruktionen på ett fast underlag utan att kollektorslangen påverkas, eftersom konstruktionen då kommer att vila pà sin ytterkontur.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är kollektorslangen anordnad i làngsträckta fördjupningar i betongkassunens yta pà ett sådant sätt att kollektorslangens tvärsnitt är åtminstone delvis exponerat för det omgivande vattnet, medan resterande del av tvärsnittet är ingjutet i betongen. Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är kollektorslangen anordnad i lángsträckta fördjupningar i betongkassunens yta pà ett sådant sätt att kollektorslangens tvärsnitt är helt exponerat för det omgivande vattnet utan något ingjutet parti.

Enligt en föredragen utföringsform uppvisar betongkassunens yttre begränsningsyta trapetsformade fördjupningar och àsar, varvid kollektorslangen är anordnad i fördjupningarna. Åsarnas toppar kommer dà att utgöra ytterkonturen hos betongkassunens yttre begränsningsyta, varvid ingen del av kollektorslangens tvärsnitt tilläts befinna sig utanför denna kontur. Vid exempelvis ett lyft av konstruktionen anordnas lyftbälten tvärs riktningen hos trapetsformens fördjupningar så att lyftbältena kommer att stödja mot trapetsformens âsar medan kollektorslangen i fördjupningarna förblir opàverkad. Enligt en alternativ utföringsform uppvisar betongkassunens yttre begränsningsyta sinusformade fördjupningar och àsar, med samma funktion som beskrivits ovan.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är kollektorslangen anordnad i slutna håligheter där den är helt omsluten av betong, varvid värme hos det omgivande vattnet överförs till kollektorslangen via värmeledning i betongen. När kollektorslangen pà 527 511 3 detta sätt är helt ingjuten i betongkassunen exponeras ingen del av kollektorslangens tvärsnitt för omgivande vatten, vilket försämrar dess värrneupptagningsförmàga jämfört med närhkollektorslangen är helt eller delvis exponerad för vattnet. Denna utföringsform har dock tillverknlngstekniska fördelar genom en till viss del förenklad tillverkningsprocess, eftersom betongkassunens yttre begränsningsyta kan vara plan. Dessutom gäller att ju mer av kollektorslangen som är ingjuten, desto bättre skyddas den mot yttre åverkan. En altemativ utföringsform är att anordna kollektorslangen helt ingjuten innanför en yttre begränsningsyta som uppvisar långsträckta fördjupningar och àsar, där kollektorslangen är anordnad ingjuten i betongen innanför fördjupningarna. Pà detta sätt kan det täckande betongskiktet hållas tunt för att förbättra värmeupptagningen hos kollektorslangen samtidigt som âsama upptar yttre påverkan och belastningar såsom beskrivits ovan.

Enligt en kollektorslangen är anordnad i betongkassunens bottensektion. Vid behov kan kollektorslangen även anordnas i föredragen utföringsform är betongkassunens väggar. Detta är aktuellt främst när kollektorslangen är helt ingjuten i kassunen och man pà grund av försämrad värmeupptagning har behov av att öka kollektorslangens längd och ytan över vilken kollektorslangen anordnas.

Enligt en speciellt föredragen utföringsform av uppfinningen är en shunt är anordnad pà det slutna kretsloppet, vilken avleder en viss mängd av det cirkulerande värmetransportmediet till en separat cirkulationsslinga belägen uppströms värmepumpen.

Denna cirkulationsslinga leder det cirkulerande värmetransportmediet genom en konvektoranordning, varvid det cirkulerande mediet även utnyttjas för kylning av utrymmet.

Härigenom kan en uppvärmning av exempelvis skuggsidan av utrymmet åstadkommas, samtidigt som solinstrålning i en annan del av utrymmet skapar behov av kylning. Genom värrneutbytet i konvektoranordningen tillförs dessutom ytterligare värme från det uppvärmda utrymmet till den mängd cirkulationsmedium som passerar konvektoranordningen, varvid kylningsfunktionen pà sä sätt ökar värmemängden i cirkulationsmediet som kan utvinnas i vännepumpen.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen avser det slutna utrymmet en bostad. Ett annat möjligt tillämpningsområde kan exempelvis vara som lagerutrymme för varor som kräver en viss temperatur.

Föreliggande uppfinning avser även ett förfarande för gjutning av en betongkassun avsedd att utgöra skrov till en flytkonstruktion, där betongkassunen gjuts mot en åtminstone delvis protilerad gjutform pà ett sådant sätt att betongkassunen erhàller en yttre begränsningsyta som uppvisar en struktur. Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen gjuts betongkassunen mot en korrugerad plåt med trapetsfonnade fördjupningar och àsar. Enligt en alternativ utföringsform gjuts betongkassunen mot en sinusformad plåt. 527 511 nunnan 0 Q o o oo dennes n 0 0 once e 0 0 :nun en om o nova o none U n 0 n I Q-nu Ince 0 none 0 ecco n :oo 0 Kortfattad beskrivning av ritningarna I det följande beskrivs utföringsexempel av uppfinningen med hänvisning till de bifogade ritningama, där ' A Figur 1 visar ett avsnitt av en flytkonstruktion enligt uppfinningen; Figur 2 visar ett exempel pà en kollektor till en vännepump; Figur 3 visar en andra utföringsform av uppfinningen; Figur 4 visar en tredje utföringsform av uppfinningen; Figur 5 visar en fjärde utföringsform av uppfinningen; Figur 6 visar schematiskt en kylningsfunktion för det slutna utrymmet.

Figur 7 a-c visar exempel på profiler hos en gjutfonn för gjutning av betçngkassun.

Beskrivning av utförlngsexempel Figur 1 visar ett avsnitt av en flytkonstruktion enligt uppfinningen. En grundkonstruktion 11 för ett slutet utrymme 10 är anordnat i ett skrov i form av en armerad betongkassun 12, visad i genomskärning i Figur 1. Armeringen 13 visas schematiskt i figuren. Grundkonstruktionen 11 är placerad i kassunen pà plintar eller liknande så att en luftspalt bildas mellan kassunens inneryta och grundkonstruktionen 11. l luftspalten kan installationer för vatten, avlopp etc. dras. I betongkassunens botten är en kollektor för en värmepump anordnad, bestående av en eller flera slingor av kollektorslangar 14 dragna i håligheter i ett slutet värmetransporlmedium som upptar värme fràn omgivande vatten och transporterar värmen till värmepumpen, som pà känt sätt utvinner värmen fràn vattnet för uppvärmning av utrymmet 10. Det cirkulerande värmetransportmediet består lämpligen av vatten med tillsats betongen. Genom kollektom cirkulerar i kretslopp ett av sprit för att förhindra frysning. Värmepumpen (ej visad) är anordnad inne i det slutna utrymmet 10. Anslutningen mellan kollektorn och värmepumpen dras via betongkassunens väggar ovan den tänkta vattenlinjen, varvid genomföringar i betongkassunen under vattenlinjen kan undvikas, i syfte att hälla kassunen vattentät.

Enligt den utföringsform som Figur 1 visar är kassunens botten ”räfflad” pà ett sådant sätt att den yttre begränsningsytan hos kassunens botten uppvisar trapetsform med fördjupningar 16 riktade mot kassunens inre och àsar 18 riktade ut fràn kassunen. En yta som sammanfaller med àsarnas toppar bildar en ytterkontur hos kassunen. Djupet hos fördjupningarna 16 är åtminstone lika stort som, altemativt större än, ytterdiametern hos kollektorslangen 14, varvid hela kollektorslangens tvärsnitt befinner sig innanför ytterkonturen hos kassunen. Enligt den utföringsform som visas i Figur 1 är kollektorslangen således helt exponerad för det omgivande vattnet, vilket ger en god värmeöverföring frän vattnet till det cirkulerande vårmetransportmediet. Denna trapetsformade begränsningsyta oo on in anno O I I o I o 0 u a on uno cc oss: o I I 0 0 0 0 o O CI il 00 o! 527 511 hos kassunens botten åstadkommas genom att man där man önskar en räfflad yta gjuter kassunen mot en korrugerad plåt med trapestform, se Figur 7a. Andra former hos den yttre begränsningsytan är naturligtvis möjliga, exempelvis kan begränsningsytan ges en sinusform med samma funktion som beskrivits ovan. Detta åstadkommas genom gjutning mot en sinusformad plåt. se Figur 7c.

Kollektom kan bestå av en eller flera kollektorslangar anordnade i en eller flera slingor beroende på aktuella förhållanden och uppvärmningsbehov. Figur 2 visar ett exempel på en kollektor där kollektorslangar 14 är anordnade i parallella slingor mellan tvärgàende primärrör 15. Enligt utföringsformen som beskrivs ovan kan primärrören anordnas ingjutna i betongen medan kollektorslangama exponeras för det omgivande vattnet. i i Figur 3g visar en alternativ utföringsform där den yttre begränsningsytan hos kassunens botten uppvisar trapetsfonn och där kollektorslangens tvärsnitt delvis är ingjuteti _ betongen, varvid endast en mindre del av kollektorslangens tvärsnitt i detta fall är 'exponerat för vattnet. l Figur 3 är den tänkta ytterkonturen (19) visad med en streckprickad linje. Vid tillverkning av en betongkassun enligt denna andra utföringsforrn gjuts kassunen mot en korrugerad plàt såsom beskrivits ovan, varvid varje äs hos den korrugerade plåten uppvisar en skålning, se Figur 7b, i vilken kollektorslangen placeras innan gjutningen.

Figur 4 visar en tredje möjlig utföringsform av uppfinningen där den yttre begränsningsytan hos kassunens botten uppvisar trapetsfonn liksom tidigare, men där kollektorslangarna 14 är helt ingjutna i betongen innanför respektive fördjupning med ett tunt täckande betongskikt mellan vattnet och kollektorslangama. Det täckande betongskiktet i fördjupningarna kan hållas tunt, eftersom åsama liksom i föregående utföringsformer upptar yttre mekanisk åverkan på skrovet, dock inte så tunt att man riskerar dålig utfyllnad av betongen vid gjutningen. Skulle det ske riskerar man en otät konstruktion med korrosionsangrepp på arrneringen som följd.

Figur 5 visar en fjärde möjlig utföringsform av uppfinningen där den yttre begränsningsytan hos kassunens botten är plan, och där kollektorslangarna är helt ingjutna innanför ett större täckande betongskikt. Värmeöverföringen mellan vatten och kollektorslang är här väsentligt sämre än för föregående utföringsforrner eftersom värmeledning måste ske genom ett relativt tjockt betongskikt. Till följd av detta erfordras mer kollektorslang som anordnas över en större yta än för föregående utföringsformer för att kompensera för-den försämrade värmeöverföringen. I vissa fall erbjuder inte kassunens botten en tillräckligt stor yta att anordna kollektorslangarna över, varvid dessa även kan anordnas i den del av kassunens väggar som är avsedda att ligga under vattenlinjen, i plan som är parallella med kassunens väggar såsom visas i Figur 5. Trots den försämrade värmeupptagningen har denna utföringsform vissa tillverkningstekniska fördelar genom en till viss del förenklad 527 511 o u 0 nu :ocean 0 n a en ua »non n u uno» vu ' o o n nnøo_ neon 0 soon o o 6 tillverkningsprocess, eftersom betongkassunens yttre begränsningsyta är plan. Dessutom är kollektorn i det här fallet helt skyddad mot yttre àverkan samt underhàllsfri. i Kombinationer av ovan beskrivna utföringsformer är naturligtvis möjliga. l de fail kollektom är helt ingjuten i betongen anordnas slangarna i parallella slingor med hjälp av en centreringsskena 17 i plast för att underlätta positioneringen av slangama under gjutningen.

För samtliga ovan beskrivna utföringsformer gäller att ju mer av kollektorslangens tvärsnitt som exponeras för det omgivande vattnet, desto mindre slang och yta àtgàr för att tillgodose värmebehovet för uppvärmning av det slutna utrymmet. Omvänt gäller att ju större del av kollektorslangens tvärsnitt som är ingjutet i betongen, desto bättre skyddad är slangen mot yttre äverkan, i synnerhet spetsiga föremål. u.

Enligt en speciellt 'fördelaktig utföringsforrn av uppfinningen utnyttjas det cirkulerande värmetransportmediet även för kylning av det slutna utrymmet, genom att en viss mängd av mediet avdelas till en separat slinga 20 ansluten till kretsloppet från kollektom 21 via en shunt 22 såsom visas schematiskt i Figur 6. Kollektom 21 som här visas endast schematiskt kan exempelvis ha den utformning som visas i Figur 2. Shunten 22 är placerad uppströms värmepumpen 24, det vill säga innan värmetransportmediet nätt värrnepumpen.

Den avdelade mängden värmetransportmedium leds med hjälp av en cirkulationspump 23 genom en konvektoranordning 26 där ett vänneutbyte sker med den uppvärmda luften i det slutna utrymmet 10. Eftersom luften i utrymmet vanligtvis håller en högre temperatur än värmetransportmediet, som häller väsentligen samma temperatur som det omgivande vattnet, utnyttjas den relativa kylan i mediet för att kyla det slutna utrymmet 10. Genom värmeutbytet som sker i konvektoranordningen 26 tillförs således den mängd cirkulationsmedium som passerat konvektom värme fràn det uppvärmda utrymmet, varvid kylningsfunktionen pà sä sätt ökar värmemängden i cirkulationsmediet som kan utvinnas i vännepumpen. Kylningsfunktionen kan flödesregleras med hjälp av en strypventil 28 i det slutna kretsloppet och regleringen av temperaturen sker genom en termostat i konvektom som varierar fläkthastigheten i denna på känt sätt. För att ytterligare ta tillvara den uppvärmda luftens värme kan parallellt med konvektom anordnas ett värmebatteri, genom en frànluftskanal hos det slutna utrymmets ventilationssystem, varvid ytterligare värme tillförs cirkulationsmediet för utvinning av vilket cirkulatlonsmediet passerar, i värmepumpen 24.

Uppvärmnings- och kylningsfunktionen används således parallellt, varvid exempelvis en uppvännning av skuggsidan av utrymmet 10 kan åstadkommas, samtidigt som solinsträlning i en annan del av utrymmet skapar behov av kylning. När det slutna utrymmet används som bostad, vilket är den primära tillämpningen för uppfinningemär 527 511 0 ooøoca 0 U nu 0 to en I . 0 0 oo va con: n o con en o 0 ao o 9:00 nuuc u . u ua: 0 en 0 0 7 utrymmet naturligtvis indelat i ett flertal rum, däribland vàtutrymmen etc, med skilda behov av - uppvärmning respektive kylning. l texten används genomgående uttrycket ”kollektorslang", där slang avser en böjlig ledning, lämpligen en polyetenslang. Det är dock underförstått att kollektom lika gärna kan innefatta godtyckliga typer av ledningar, exempelvis icke-böjliga rör.

Uppfinningen skall inte ses som begränsad av ovanstående utföringsexempel.

Fackmannen finner ytterligare utföringsformer och tillämpningar inom ramen för uppfinningen såsom den definieras i de efterföljande patentkraven. one 0 o u e Ino I 000 0 Ibn.

Oct o o o n oas

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 527 511 8 Patentkrav

1. Flytkonstruktion innefattande åtminstone ett slutet utrymme (10), ett skrov i form aven betongkassun (12) med en yttre begränsningsyta avsedd att exponeras för omgivande vatten, samt en funktion för uppvärmning av utrymmet innefattande en värmepump ansluten till ett slutet kretslopp för ett cirkulerande värmetransportmedium, k ä n n e t e c k n a d a v att åtminstone en kollektorslang (14) för det cirkulerande värmetransportmediet är anordnad i håligheter i betongen på ett sådant sätt att kollektorslangens tvärsnitt helt befinner sig innanför en ytterkontur hos kassunen, varvid värme från omgivande vatten tas upp av kollektorslangen (14) och utnyttjas för uppvärmning av utrymmet (10).

2.~ Flytkonstruktion enligt patentkrav 1, där kollektorslangen (14) är anordnad i làngsträckta fördjupningar (16) i betongkassunens yttre begränsningsyta på ett.- sådant sätt att kollektorslangens tvärsnitt åtminstone delvis är exponerat för det omgivande vattnet.

3. Flytkonstruktion enligt patentkrav 1 eller 2, där kollektorslangen ( 14) är anordnad i långsträckta fördjupningar (16) i betongkassunens yttre begränsningsyta på ett sådant sätt att kollektorslangens tvärsnitt är helt exponerat för det omgivande vattnet.

4. Flytkonstruktion enligt patentkrav 1, där kollektorslangen (14) är anordnad i slutna håligheter där hela dess tvärsnitt är omslutet av betong, varvid värme hos det omgivande vattnet överförs till kollektorslangen (14) via värmeledning i betongen.

5. Flytkonstruktion enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att betongkassunens yttre begränsningsyta uppvisar trapetsforrnade fördjupningar (16) och àsar (18).

6. Flytkonstruktion enligt patentkrav 1 eller 4, k ä n n e te c k n a d betongkassunens yttre begränsningsyta är plan.

7. Flytkonstruktion enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att kollektorslangen (14) är anordnad i betongkassunens bottensektion.

8. Flytkonstruktion enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e te c k n a d a v att kollektorslangen (14) är anordnad i betongkassunens väggar.

9. Flytkonstruktion enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att en shunt (22) är anordnad pà det slutna kretsloppet. vilken avleder en viss mängd av det cirkulerande värmetransportmediet till en separat cirkulationsslinga (20) belägen av att uppströms värmepumpen (24), att nämnda separata cirkulationsslinga (20) leder det cirkulerande värmetransportmediet genom en konvektoranordning (26), varvid det cirkulerande mediet även utnyttjas för kylning av utrymmet (10).

10. Flytkonstruktion enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att det slutna utrymmet (10) avser en bostad.

11. Förfarande för gjutning av en betongkassun (12) avsedd att utgöra skrov till en flytkonstruktion k ä n n e t e c k n a t a v att betongkassunen gjuts (mot en åtminstone delvis 0 nu n o o 0 o c o øøøo 0 n O OO 527 511 9 profiterad gjutform på ett sådant sätt att betongkassunen erhåller en yttre begränsningsyta som uppvisar en struktur.

12. Förfarande en|igt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n at a v att betongkassunen (12) gjuts mot en korrugerad plåt med trapetsforrnade fördjupningar och àsar.

13. Förfarande enligt patentkrav 11 , k ä n n e t e c k n at a v att betongkassunen (12) gjuts mot en sinusformad plàt.