<Desc/Clms Page number 1>
Waterverhittingsinrichting.
De uitvinding heeft betrekking op een waterverhittingsinrichting voor het bereiden van verwarming-en verbruikswater, waarbij een door een warmtebron belastbare warmtewisselaar via een, een driewegklep bezittende, besturingsinrichting al naar keuze kan worden verbonden met verwarmingslichamen of een verbruikswater-warmtewisselaar, die parallel met de verwarmingslichamen is geschakeld, waarvan het secundaire circuit is verbonden met een verbruikswater-tapplaats.
Dergelijke inrichtingen dienen voor het bereiden van verwarmingswater, voor het verzorgen van verwarmingslichamen en gelijktijdig voor de bereiding van verbruikswater door middel van een verbruikswater-warmtewisselaar.
Bij dergelijke bekende inrichtingen opent een, de verbruikswater-warmtewisselaar verzorgende, magneetklep de toevoer naar deze warmtewisselaar. Daarbij ontstaat echter het nadeel, dat bij het begin van het aftappen eerst het reeds afgekoelde water uit het primaire circuit van de
<Desc/Clms Page number 2>
verbruikswater-warmtewisselaar moet worden verdrongen, voordat een verwarming van het stromende verbruikswater kan optreden, waardoor zich dienovereenkomstige vertragingen voordoen in de warmwater-bereiding en een overeenkomstige verspilling van water.
Het doel van de uitvinding is nu deze nadelen te vermijden en een waterverhittingsinrichting van het bovenbeschreven type te verschaffen, waarbij wordt verzekerd dat bij het begin van het aftappen snel warm verbruikswater kan worden afgetapt.
Volgens de uitvinding wordt dit nu bereikt, doordat is voorzien in een verwarmingswater-opslag die door middel van een thermostaat op een relatief hoge watertemperatuur kan worden gehouden en die via een, tussen de door de warmtebron belaste warmtewisselaar en de, de verbruikswater-warmtewisselaar regelende, driewegklep aangebrachte, verdere driewegklep met de warmtewisselaar kan worden verbonden en waarvan de afvoer is verbonden met de inlaat van de verbruikswater-warmtewisselaar en een door de verbruikswater-tapplaats beinvloede besturingsinrichting met de aandrijvingen, bij voorkeur magneetaandrijvingen, van de driewegkleppen is verbonden.
Door deze maatregelen is het mogelijk bij het begin van het aftappen zeer snel warm water vanaf de verwarmings-
<Desc/Clms Page number 3>
water-opslag in de verbruikswater-warmtewisselaar te voeren en op deze wijze het toestromende verbruikswater snel te verwarmen.
Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding kan er in worden voorzien, dat de besturing bij het begin van het
EMI3.1
aftappen eerst de magneetklep bestuurt die de toevoer naar de verwarmingswater-opslag regelt in de zin van een verbinding van de verwarmingswater-opslag met de van de warmtewisselaar afkomende toevoerleiding en deze met het verwarmingscircuit verbindt, zolang tot een, met het volume van de warmtewisselaar plus de volumina van de naar de verwarmingswater-opslag en daarvan aflopende leidingen overeenkomend volume, naar de verwarmingswater-opslag is gestroomd en daarna deze magneetklep bestuurt in de zin van een afsluiting van de toevoer naar de verwarmingswateropslag en gelijktijdig de magneetklep, die de toevoer naar de verbruikswater-warmtewisselaar bestuurt in de zin van een vrijgeving van de toevoer daarnaar tot aan het einde van het aftappen.
Door deze maatregelen wordt verzekerd, dat warm water bij het begin van het aftappen vanuit de verwarmingswateropslag in de verbruikswater-warmtewisselaar stroomt, zodat een snel verwarmen van het verbruikswater mogelijk is.
Om bij een waterverhittingsinrichting volgens de
<Desc/Clms Page number 4>
uitvinding een bijzonder eenvoudige opbouw mogelijk te maken, wordt volgens een verder kenmerk van de uitvinding voorgesteld, dat de driewegkleppen in serie zijn aangebracht in een vanaf de warmtewisselaar naar de verwarmingslichamen lopende leiding, waarbij de derde aansluiting van de eerste driewegklep op bekende wijze is verbonden met de verbruikswater-warmtewisselaar en de tweede, tussen de warmtewisselaar en de eerste driewegklep aangebrachte driewegklep met zijn derde aansluiting is verbonden met de inlaat van de verwarmingswater-opslag, waarvan de uitgang is verbonden met de inlaat van de verbruikswater-warmtewisselaar.
Daardoor wordt bovendien het voordeel bereikt, dat de inrichting kan worden samengesteld uit in de handel verkrijgbare onderdelen.
Verder kan er in worden voorzien, dat het volume van de verwarmingswater-opslag ten minste overeenkomt met het volume van de warmtewisselaar plus de volumina van de naar de verwarmingswater-opslag (8) toe en daarvan af lopende leidingen.
Op deze wijze wordt verzekerd, dat voldoende warm water in de verwarmingswater-opslag stroomt voor het verdringen van het water dat bij een onderbreking van het bedrijf van de warmtebron in de warmtewisselaar en in de naar de
<Desc/Clms Page number 5>
verwarmingswater-opslag toe en naar de warmtewisselaar teruglopende leidingen staat en eventueel reeds is afgekoeld.
Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding kan er in worden voorzien, dat de besturing bij het begin van het aftappen de stuurinrichting eerst de toevoer naar de verwarmingswater-opslag doet besturen in de zin van een verbinding van de verwarmingswater-opslag met de van de warmtewisselaar afkomende afvoerleiding en deze met het verwarmingscircuit verbindt, zolang tot een met het volume van de warmtewisselaar plus de volumina van de naar de verwarmingswater-opslag en daarvan aflopende leidingen overeenkomend volume in de verwarmingswater-opslag is gestroomd, en daarna in de zin van een afsluiten van de toevoer naar de verwarmingswater-opslag en gelijktijdig in de zin van een vrijgeving van de toevoer naar deze, tot aan het einde van het aftappen bestuurt.
Door deze maatregelen wordt verzekerd, dat bij het begin van het aftappen warm water vanuit de verwarmingswateropslag in de verbruikswater-warmtewisselaar stroomt, zodat een snelle verwarming van het verbruikswater mogelijk is.
Volgens een verder kenmerk van de uitvinding kan er in zijn voorzien dat de verwarmingswater-opslag is voorzien van een goed warmte-isolerende laag en eventueel van een
<Desc/Clms Page number 6>
aanvullende verwarmingsinrichting, waarvan de capaciteit in principe slechts voldoende is voor het compenseren van de warmteverliezen van de verwarmingswater-opslag.
Door deze maatregelen wordt verzekerd, dat de inhoud van de verwarmingswater-opslag op een hoog temperatuurniveau wordt gehouden, zodat bij het begin van het aftappen snel warm water voor het primaire circuit van de verbruikswaterwarmtewisselaar ter beschikking staat.
Volgens een verder kenmerk van de uitvinding kan er in zijn voorzien dat de besturingsinrichting wordt gevormd door een draaischuifklep, die is verbonden met de warmtewisselaar, de verwarmingslichamen, de verbruikswater-warmtewisselaar en de in- en uitlaat van de verwarmingswater-opslag en die een in dwarsdoorsnede in hoofdzaak driehoekig kleplichaam bezit.
Een dergelijke uitvoering van de besturingsinrichting maakt een zeer compacte opbouw daarvan mogelijk en een eenvoudige loop van de leidingen, waarbij ook een enkele aandrijving voor de besturingsinrichting voldoende is.
Een verder doel van de uitvinding is een draaischuif-klep voor te stellen, die in het bijzonder geschikt is voor toepassing bij een waterverhittingsinrichting, in het bijzonder een waterverhittingsinrichting volgens de
<Desc/Clms Page number 7>
uitvinding en die is voorzien van een in hoofdzaak cilindrisch huis en een draaibaar daarin aangebracht kleplichaam.
Volgens de uitvinding wordt daarom voorgesteld, dat het huis is voorzien van vier in rechtsom gaande richting telkens over ongeveer 900 versprongen aangebrachte aansluitingen en van een verdere tussen twee van deze aansluitingen aangebrachte aansluiting, waarbij het kleplichaam een naast de diametriaal tegenover elkaar liggende aansluitingen van de draaischuifklep lopend besturingsvlak bezit en een verder besturingsvlak, dat een ruimte begrenst die twee over 90 versprongen aangebrachte aansluitingen insluit, waarbij het kleplichaam is voorzien van tegen de binnenwand van het huis van de draaischuifklep aanliggende afdichtingsvlakken.
Op deze wijze wordt een zeer eenvoudige constructie van de draaischuif verkregen. Daarbij kunnen de aansluitingen van de draaischuifklep in rechtsom gaande richting zijn verbonden met de warmtewisselaar, de inlaat van de verwarmingswater-opslag, de verbruikswater-warmtewisselaar, de uitlaat van de verwarmingswater-opslag en de verwarmingslichamen. Daardoor kan een zeer eenvoudige loop van de leidingen worden bereikt.
De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van
<Desc/Clms Page number 8>
uitvoeringsvoorbeelden, weergegeven in de tekening. In de tekening toont : Fig. 1 schematisch een eerste uitvoeringsvorm van een waterverhittingsinrichting volgens de uitvinding ; Fig. 2 schematisch een tweede uitvoeringsvorm van een waterverhittingsinrichting volgens de uitvinding ; en Fig. 3 tot 6 schematisch een draaischuifklep volgens de uitvinding in verschillende schakel-standen.
Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 is de warmtewisselaar 1 belastbaar door een brander 2 en via een afvoerleiding 3 en een terugvoerleiding 4 verbonden met een verwarmingslichamen-samenstel 5. In de afvoerleiding 3 is een driewegklep. 6 met magneetaandrijving 7 aangebracht, die al naar keuze de weg vrijgeeft naar een verwarmingswateropslag 8 ofwel deze afsluit, waarbij in het laatste geval de doorstroming van de afvoerleiding wordt vrijgegeven.
Deze verwarmingswater-opslag 8 is voorzien van een warmteisolatie 9 en daardoor goed ten opzichte van warmteverliezen geïsoleerd. Verder kan er ook in zijn voorzien, dat de verwarmingswater-opslag 8 een aanvullende warmtebron bezit, waarvan de capaciteit echter slechts voldoende behoeft te zijn voor het compenseren van de resterende warmteverliezen van de opslag. Daardoor wordt verzekerd, dat het in de verwarmingswater-opslag aanwezige water op
<Desc/Clms Page number 9>
een passend hoge temperatuur wordt gehouden.
De verwarmingswater-opslag 8 is verder verbonden met de inlaat van het primaire circuit van de verbruikswaterwarmtewisselaar 9, waarbij deze ook nog is verbonden met een verder in de afvoerleiding 3 aangebrachte driewegklep 10, die eveneens van een magneetaandrijving 11 is voorzien.
Deze driewegklep 10 geeft al naar keuze de weg naar de verbruikswater-warmtewisselaar 9 vrij ofwel onderbreekt deze onder gelijktijdige vrijgeving van de doorstroming naar het verwarmingslichaam 5.
De afvoer van het primaire circuit van de verbruikswaterwarmtewisselaar 9 is verbonden met de terugvoerleiding 4.
Het secundaire circuit van de verbruikswaterwarmtewisselaar 9 is verbonden met een verbruikswateraftapplaats 12, die inwerkt op een besturing 13 en bij het openen van de verbruikswater-aftapplaats 12 een signaal levert, dat een vooraf bepaalde beëindiging levert van de besturing van aandrijvingen 7,11 van de beide driewegkleppen 6, 10.
Daarbij wordt bij het openen van de verbruikswateraftapplaats 12 de driewegklep 6 bestuurd in de zin van een vrijgeven van de verbinding naar de verwarmingswater-opslag 8 en deze blijft zo lang geopend tot een zodanig volume
<Desc/Clms Page number 10>
water in de verwarmingswater-opslag 8 is gestroomd als overeenkomt met het volume Vj van de warmtewisselaar 1, het volume V2 van de vanaf de warmtewisselaar 1 naar de verwarmingswater-opslag 8 lopende leidingen en het volume V3 van de vanaf de verwarmingswater-opslag 8 naar de terugvoeraansluiting van de warmtewisselaar 1 lopende leidingen, inclusief het volume van het primaire circuit van de verbruikswater-warmtewisselaar 9.
Daarbij gaat het om water dat is verwarmd tot op de afvoertemperatuur van het verwarmingslichamen-samenstel 5, daar bij het openen van de verbruikswater-aftapplaats 12 de brander 2 in werking treedt, indien hij niet reeds in bedrijf is vanwege een bestaande vraag naar warmte van het samenstel 5.
Daarna wordt de driewegklep 6 bestuurd in de zin van een afsluiting van de toevoer naar de verwarmingswater-opslag 8 en een openen van de afvoerleiding 3 terwijl gelijktijdig de driewegklep 10 wordt bestuurd in de zin van een vrijgeven van de toevoer naar de verbruikswaterwarmtewisselaar 9 en een afsluiten van de afvoerleiding 3.
Daardoor wordt de verdere verzorging van het primaire circuit van de verbruikswater-warmtewisselaar 9 met verwarmingswater verzekerd.
Na beëindiging van het aftappen wordt de driewegklep 10 bestuurd in de zin van een afsluiting van de toevoer naar de verbruikswater-warmtewisselaar 9 en het vrijgeven van de
<Desc/Clms Page number 11>
doorstroming in de toevoerleiding. De inhoud van de verwarmingswater-opslag wordt via de thermostaat 14 op de gewenste temperatuur gehouden, gedurende de tijd dat geen verbruikswater wordt afgetapt. Daartoe wordt via een geschikte regeltechniek de klep 6 in de zin van een toevoer naar de opslag 8 gehouden en de brander 2 in werking gesteld. Bij het bereiken van de gewenste waarde wordt de brander uitgeschakeld en de klep 6 in de zin van een toevoer naar de verwarmingslichamen 5 omgeschakeld. De verhitting van de verwarmingswater-opslag kan alternatief ook plaatsvinden door een bij voorkeur elektrische warmtebron, onafhankelijk van de brander 2.
De circulatie van het verwarmingswater wordt verzekerd door de pomp 15, die zieh bevindt in de teruggaande leiding tussen de aansluiting van de verbruikswater-warmtewisselaar en de warmtewisselaar 1.
Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 wordt besturingsinrichting 20 gevormd door de beide driewegkleppen 6 en 10. Daarbij bevinden de beide driewegkleppen 6 en 10 zieh tussen de leidingen 3 en a, waarbij de laatste loopt naar de verwarmingslichamen 5. De derde aansluiting van deze beide driewegkleppen 6 en 10 zijn via de leidingen b verbonden met de inlaat van de verwarmingswater-opslag 8 en via de leiding c met de uitlaat daarvan, waarbij de met de leiding c verbonden aansluiting ook nog via de leiding d
<Desc/Clms Page number 12>
is verbonden met de inlaat van de verbruikswaterwarmtewisselaar 9.
De uitvoeringsvorm volgens fig. 2 onderscheidt zieh van die van fig. 1 slechts daarin, dat de besturingsinrichting 20 wordt gevormd door een draaischuifklep 21 en de aandrijving 22 daarvan. Deze draaischuifklep 21 bezit vijf aansluitingen, die in rechtsom gaande richting zijn verbonden met de leidingen 3, b, d, c en a, die op overeenkomstige wijze als bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 zijn verbonden met de verschillende onderdelen, zoals de warmtewisselaar l, verwarmingswater-opslag 8, verbruikswater-warmtewisselaar 9 en de verwarmings-lichamen
EMI12.1
5. De draaischuifklep 21 bezit een kleplichaam 23, dat een in hoofdzaak driehoekige dwarsdoorsnede bezit.
Daarbij loopt een besturingsvlak 24 direkt naast het diametrale vlak van het huis 25 van de draaischuifklep 21, waarbij het tweede besturingsvlak 26 een ruimte begrenst, die twee over een hoek van 900 versprongen staande aansluitingen omvat.
Daardoor is het mogelijk in een bepaalde stand (fig. 3) slechts de verwarmingslichamen 5 door de warmtewisselaar 1 te doen verzorgen, waarbij de overige aansluitingen zijn kortgesloten en dus geen water door de op deze aansluitingen aangesloten onderdelen stroomt.
<Desc/Clms Page number 13>
Fig. 4 toont een tussenstand, waarin de aanstroming naar de verwarmingslichamen 5 is onderbroken en de verbinding met de verwarmingswater-opslag 8 nog niet is geopend.
Fig. 5 toont een stand van de draaischuifklep 21 waarin verwarmingswater vanaf de warmtewisselaar 1 via de verwarmingswater-opslag 8 naar de verbruikswaterwarmtewisselaar 9 stroomt, dat wil zeggen een stand van de klep 21 waarin slechts verbruikswater wordt bereid, waarbij deze stand overeenkomt met die bij het begin van het aftappen.
In fig. 6 is de stand van de draaischuifklep 21 weergegeven, die overeenkomt met het aftappen van verbruikswater na een aanloopfase. Daarbij stroomt het verwarmingswater vanaf de warmtewisselaar 1 direkt naar de verbruikswater-warmtewisselaar 9 en het in de warmwateropslag 8 binnengestroomde hete water blijft daarin achter.