BE1026560B1 - Swimming pool water heating device, swimming pool device and method for heating swimming pool water - Google Patents
Swimming pool water heating device, swimming pool device and method for heating swimming pool water Download PDFInfo
- Publication number
- BE1026560B1 BE1026560B1 BE20185585A BE201805585A BE1026560B1 BE 1026560 B1 BE1026560 B1 BE 1026560B1 BE 20185585 A BE20185585 A BE 20185585A BE 201805585 A BE201805585 A BE 201805585A BE 1026560 B1 BE1026560 B1 BE 1026560B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- heat exchanger
- swimming pool
- pool water
- heating device
- compressor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
- F24H4/02—Water heaters
- F24H4/04—Storage heaters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H4/00—Swimming or splash baths or pools
- E04H4/12—Devices or arrangements for circulating water, i.e. devices for removal of polluted water, cleaning baths or for water treatment
- E04H4/129—Systems for heating the water content of swimming pools
-
- 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
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
-
- 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
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
Abstract
Verwarmingsinrichting voor zwembadwater, waarbij de verwarmingsinrichting een warmtepomp omvat, waarbij de warmtepomp een circuit voor koudemiddel omvat, waarbij het circuit voor koudemiddel een verdamper (5), een compressor (4) en een condensor (7) omvat, waarbij de verdamper een eerste warmtewisselaar (5) is om warmte uit te wisselen tussen omgevingslucht en het koudemiddel, waarbij de condensor (7) een tweede warmtewisselaar is om warmte uit te wisselen tussen het koudemiddel en het zwembadwater, daardoor gekenmerkt dat de tweede warmtewisselaar (7) en de compressor (4) een onderlinge afstand hebben van twee meter of meer. Bij voorkeur is de tweede warmtewisselaar (7) in een eerste gebouw (3) geplaatst en is de compressor (4) in de buitenlucht of in een tweede gebouw geplaatst, waarbij de afstand (D) tussen de compressor (4) en het eerste gebouw (3) minimaal twee meter is.Pool water heater, the heater comprising a heat pump, the heat pump comprising a refrigerant circuit, the refrigerant circuit comprising an evaporator (5), a compressor (4) and a condenser (7), the evaporator having a first heat exchanger (5) is to exchange heat between ambient air and the refrigerant, the condenser (7) being a second heat exchanger to exchange heat between the refrigerant and the pool water, characterized in that the second heat exchanger (7) and the compressor ( 4) have a distance of two meters or more. Preferably, the second heat exchanger (7) is placed in a first building (3) and the compressor (4) is placed outdoors or in a second building, the distance (D) between the compressor (4) and the first building (3) is at least two meters.
Description
Verwarmingsinrichting voor zwembadwater, zwembadinrichting en werkwijze om zwembadwater te verwarmen.Swimming pool water heating device, swimming pool device and method for heating swimming pool water.
De huidige uitvinding betreft een verwarmingsinrichting voor zwembadwater, een zwembadinrichting die voorzien is van een dergelijke verwarmingsinrichting en een werkwijze om zwembadwater te verwarmen.The present invention relates to a swimming pool water heating device, a swimming pool device provided with such a heating device and a method for heating swimming pool water.
Vaak wordt bij de verwarming van het water in dergelijke zwembaden gebruik gemaakt van een monobloc warmtepomp. Dit is een warmtepomp waarin de hoofdkomponenten van de warmtepomp, zoals de compressor, de condensor en de koeler in één enkel toestel zijn aangebracht. Dergelijke monobloc warmtepompen hebben als voordeel dat zij relatief goedkoop en relatief gemakkelijk te installeren zijn.A monobloc heat pump is often used to heat the water in such pools. This is a heat pump in which the main components of the heat pump, such as the compressor, the condenser and the cooler, are arranged in a single appliance. The advantage of such monobloc heat pumps is that they are relatively inexpensive and relatively easy to install.
Zij zijn echter uitgevoerd met een compressor die op basis van een aan/uit regeling gestuurd wordt, waarbij afhankelijk van de warmtevraag het percentage van de tijd dat de warmtepomp aanstaat aangepast wordt. Dit leidt ertoe dat zij gemiddeld genomen niet bijzonder energieefficiënt zijn.However, they are equipped with a compressor that is controlled on / off control, whereby the percentage of the time the heat pump is switched on is adjusted depending on the heat demand. This means that on average they are not particularly energy efficient.
Tevens maken de compressors veel geluid en moet de condensor, en dus door het monobloc ontwerp het gehele toestel, relatief dicht bij het zwembad geplaatst worden, omdat de drukval in de aanvoer- en afvoerleidingen van het zwembadwater anders te hoog zou worden.The compressors also make a lot of noise and the condenser, and therefore the monobloc design of the entire appliance, must be placed relatively close to the swimming pool, because otherwise the pressure drop in the supply and discharge pipes of the swimming pool water would become too high.
Hierdoor wordt noodzakelijkerwijs relatief dicht bij het zwembad een relatief hoog geluidsniveau geproduceerd, wat vanzelfsprekend ongewenst is.This necessarily produces a relatively high noise level relatively close to the pool, which is of course undesirable.
Verder moeten monobloc warmtepompen noodzakelijkerwijs buiten staan om voldoende aanvoer van verse buitenlucht voor de verdamper te voorzien. Dit heeft echter als consequentie dat het in de winter noodzakelijk is het zwembadwater af te koppelen van de condensor en het zwembadwater uit de condensor te laten stromen om schade aan de condensor door bevriezing te voorkomen.Furthermore, monobloc heat pumps must necessarily be outdoors to provide an adequate supply of fresh outside air to the evaporator. However, this has the consequence that in winter it is necessary to disconnect the pool water from the condenser and let the pool water flow out of the condenser to prevent damage to the condenser by freezing.
Ook hebben traditionele warmtepompen voor zwembadwaterverwarming een probleem met de warmtewisselaar voor warmteuitwisseling tussen hetAlso, traditional pool water heat pump heat pumps have a problem with the heat exchanger for heat exchange between it
2018/55852018/5585
BE2018/5585 2 zwembadwater en het koudemiddel in de warmtewisselaar, dus met andere woorden met de condensor van de warmtewisselaar. Dit probleem bestaat erin dat de levensduur van deze warmtewisselaar relatief beperkt is.BE2018 / 5585 2 pool water and the refrigerant in the heat exchanger, in other words with the condenser of the heat exchanger. This problem consists in that the life of this heat exchanger is relatively limited.
De huidige uitvinding heeft tot doel om aan de genoemde en andere problemen een oplossing te bieden en betreft daartoe een verwarmingsinrichting voor zwembadwater, waarbij de verwarmingsinrichting een warmtepomp omvat, waarbij de warmtepomp een circuit voor koudemiddel omvat, waarbij het circuit voor koudemiddel een verdamper, een compressor en een condensor omvat, waarbij de verdamper een eerste warmtewisselaar is om warmte uit te wisselen tussen omgevingslucht en het koudemiddel, waarbij de condensor een tweede warmtewisselaar is om warmte uit te wisselen tussen het koudemiddel en het zwembadwater, waarbij de condensor en de compressor een onderlinge afstand hebben van twee meter of meer, en bij voorkeur een onderlinge afstand hebben van zeven meter of meer, en bij grotere voorkeur een onderlinge afstand hebben van twintig meter of meer.The present invention aims to solve the above and other problems and to this end relates to a swimming pool water heating device, the heating device comprising a heat pump, the heat pump comprising a refrigerant circuit, the refrigerant circuit being an evaporator, a compressor and a condenser, where the evaporator is a first heat exchanger to exchange heat between ambient air and the refrigerant, the condenser being a second heat exchanger to exchange heat between the refrigerant and the pool water, the condenser and the compressor a have a mutual distance of two meters or more, and preferably have a mutual distance of seven meters or more, and more preferably have a mutual distance of twenty meters or more.
Voor de duidelijkheid wordt benadrukt dat de tweede warmtewisselaar een warmtewisselaar is waarin rechtstreeks, dus zonder gebruik te maken van een aanvullend warmteoverdragende vloeistof en een aanvullende warmtewisselaar, warmte wordt uitgewisseld tussen gecomprimeerd koudemiddel en zwembadwater.For the sake of clarity, it is emphasized that the second heat exchanger is a heat exchanger in which heat is exchanged directly between compressed refrigerant and swimming pool water, without using an additional heat transfer fluid and an additional heat exchanger.
Hierdoor kan de compressor op afstand van het zwembad worden geplaatst terwijl de condensor toch dicht bij het zwembad geplaatst kan worden, zodat het geluidsniveau nabij het zwembad lager is. Tevens laat dit toe beplanting of andere afscherming rondom de compressor te plaatsen, zodat deze aan het zicht onttrokken is en zodat het geluidsniveau nabij het zwembad nog lager wordt.This allows the compressor to be placed away from the pool while the condenser can be placed close to the pool, so that the noise level near the pool is lower. It also makes it possible to place plants or other screens around the compressor, so that it is hidden from view and so that the noise level near the pool is even lower.
Ook kan hierbij de condensor zonder problemen in een geïsoleerd of verwarmd bijgebouw geplaatst worden zodat de noodzaak om maatregelen tegen vorstschade te nemen verminderd wordt of geheel wegvalt.The condenser can also be placed in an insulated or heated outbuilding without any problems, so that the need to take measures against frost damage is reduced or completely eliminated.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is het deel van het circuit dat de afstand tussen de condensor en de compressor overbrugt thermisch geïsoleerdIn a preferred embodiment, the part of the circuit bridging the distance between the condenser and the compressor is thermally insulated
2018/55852018/5585
BE2018/5585BE2018 / 5585
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de compressor een regelbare compressor, en bij voorkeur een frequentiegestuurde regelbare compressor.In a preferred embodiment, the compressor is an adjustable compressor, and preferably a frequency controlled adjustable compressor.
Hierdoor kan de compressor op deellast werken, waardoor een hogere energieefficiëntie verkregen wordt dan bij een aan/uit regeling.This allows the compressor to operate at part load, resulting in a higher energy efficiency than with an on / off control.
De compressor kan hierbij geregeld worden op basis van de warmtevraag, zoals bijvoorbeeld bepaald kan worden op basis van een vergelijking tussen de actuele temperatuur van het zwembadwater en een doeltemperatuur van het zwembadwater.The compressor can be controlled on the basis of the heat demand, as can be determined, for example, on the basis of a comparison between the current temperature of the swimming pool water and a target temperature of the swimming pool water.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de verwarmingsinrichting voorzien van een waterpomp om zwembadwater door de tweede warmtewisselaar te laten stromen en van middelen om het debiet in te stellen van het zwembadwater dat door de tweede warmtewisselaar stroomt, waarbij de genoemde middelen om het debiet in te stellen zodanig zijn ingesteld dat, bij werking van de warmtepomp op vollast, het verschil in temperatuur van het zwembadwater onmiddellijk benedenstrooms van de tweede warmtewisselaar en onmiddellijk bovenstrooms van de tweede warmtewisselaar 0.75°C of meer is en bij voorkeur 1.0°C of meer is en bij grotere voorkeur 1.5°C of meer is.In a preferred embodiment, the heating device is provided with a water pump for circulating pool water through the second heat exchanger and with means for adjusting the flow rate of the pool water flowing through the second heat exchanger, said means for adjusting the flow rate are set that, when the heat pump is running at full load, the difference in temperature of the pool water immediately downstream of the second heat exchanger and immediately upstream of the second heat exchanger is 0.75 ° C or more and preferably 1.0 ° C or more and at greater preferably is 1.5 ° C or more.
In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn de genoemde middelen om het debiet in te stellen zodanig ingesteld dat, bij werking van de warmtepomp op vollast, het verschil in temperatuur van het zwembadwater onmiddellijk benedenstrooms van de tweede warmtewisselaar en onmiddellijk bovenstrooms van de tweede warmtewisselaar 4.0 °C of minder is, bij voorkeur 3°C of minder is, en bij grotere voorkeur 2.5 °C of minder is.In a further preferred embodiment, said means for adjusting the flow rate are set such that, when the heat pump is operating at full load, the difference in temperature of the swimming pool water immediately downstream of the second heat exchanger and immediately upstream of the second heat exchanger 4.0 ° C or less, preferably is 3 ° C or less, and more preferably is 2.5 ° C or less.
Vanzelfsprekend zal het genoemde verschil in temperatuur in de praktijk minder zijn indien de warmtepomp slechts op deellast werkt. Ook de buitentemperatuur en de actuele temperatuur van het zwembadwater zullen een invloed hebben op het genoemde verschil in temperatuur.The difference in temperature mentioned will, of course, be less in practice if the heat pump operates only at partial load. The outside temperature and the current temperature of the swimming pool water will also have an influence on the mentioned difference in temperature.
Het is in de praktijk gebleken dat in deze omstandigheden een optimaal energetisch rendement van de warmtepomp wordt verkregen, omdat anders onwenselijk veel ofIt has been found in practice that in these circumstances an optimum energy efficiency of the heat pump is obtained, because otherwise undesirably much or
2018/55852018/5585
BE2018/5585 4 onwenselijk weinig onderkoeling van het koudemiddel wordt verkregen die een energetisch optimale werking van de warmtepomp niet toelaat.BE2018 / 5585 4 undesirably little supercooling of the refrigerant is obtained which does not allow an energetically optimal operation of the heat pump.
De genoemde middelen kunnen bijvoorbeeld een regelventiel, eventueel met een by-pass, zijn, maar ook een regeling op de motor van de waterpomp.The said means can for instance be a control valve, possibly with a by-pass, but also a control on the motor of the water pump.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de verwarmingsinrichting voorzien van een debietmeter voor meting van het debiet van door de tweede warmtewisselaar stromend zwembadwater.In a preferred embodiment, the heating device is provided with a flow meter for measuring the flow rate of swimming pool water flowing through the second heat exchanger.
Dit maakt het instellen van het debiet waarbij het genoemde temperatuursverschil verkregen wordt gemakkelijker, omdat dit debiet immers gemakkelijk berekend kan worden uit de gekende energetische karakteristieken van de warmtepomp, maar zonder een debietmeter niet gemakkelijk ingesteld kan worden.This makes it easier to set the flow rate at which the said temperature difference is obtained, because this flow rate can after all be easily calculated from the known energetic characteristics of the heat pump, but cannot easily be set without a flow meter.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de tweede warmtewisselaar ontworpen om gebruikt te worden met zowel koudemiddel met een temperatuur van -50 °C als met koudemiddel met een temperatuur van 120 °C.In a preferred embodiment, the second heat exchanger is designed to be used with both refrigerant at -50 ° C and refrigerant at 120 ° C.
Tijdens bepaalde werkingstoestanden van de warmtepomp, vooral wanneer deze op hoog vermogen moet werken bij een hoge buitentemperatuur, kan het koudemiddel dat de condensor, oftewel de tweede warmtewisselaar, instroomt een temperatuur hebben van 120 °C.During certain operating conditions of the heat pump, especially when it has to operate at high power at a high outside temperature, the refrigerant entering the condenser, or the second heat exchanger, can have a temperature of 120 ° C.
Ook kan het voorkomen, tijdens bepaalde werkingstoestanden van de warmtepomp, dat het koudemiddel dat de tweede warmtewisselaar instroomt een temperatuur heeft van -50°C. Dit is het geval wanneer gedetecteerd wordt dat er ijsvorming is op de verdamper, in welk geval de stromingsrichting door het circuit kortdurend wordt omgekeerd om door middel van warm koudemiddel uit de compressor het ijs op de verdamper, dus op de eerste warmtewisselaar, te laten smelten.It is also possible, during certain operating states of the heat pump, that the refrigerant entering the second heat exchanger has a temperature of -50 ° C. This is the case when it is detected that there is icing on the evaporator, in which case the flow direction through the circuit is reversed briefly to melt the ice on the evaporator, i.e. on the first heat exchanger, by means of hot refrigerant from the compressor. .
De oorzaak van de relatief korte levensduur van de tweede warmtewisselaar bij bekende warmtepompen is er in gelegen dat deze niet ontworpen zijn om om te gaan met de genoemde extreme temperaturen en met, soms relatief snelle,The reason for the relatively short life of the second heat exchanger with known heat pumps lies in the fact that they are not designed to deal with the mentioned extreme temperatures and with, sometimes relatively fast,
2018/55852018/5585
BE2018/5585 fluctuaties in het temperatuursinterval van -50°C tot 120 °C.BE2018 / 5585 fluctuations in the temperature interval from -50 ° C to 120 ° C.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is tweede warmtewisselaar een buizenwarmtewisselaar met één of meer buizen van titanium die deel uitmaken van het circuit voor koudemiddel. Een dergelijke warmtewisselaar is goed bestand tegen corrosie door het zwembadwater, dat vaak chloride-ionen bevat, in het mogelijke temperatuursinterval van het koudemiddel.In a preferred embodiment, the second heat exchanger is a tube heat exchanger with one or more titanium tubes that are part of the refrigerant circuit. Such a heat exchanger is highly resistant to corrosion by the swimming pool water, which often contains chloride ions, in the possible temperature interval of the refrigerant.
In nog een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de tweede warmtewisselaar voorzien van een mantel die omheen de genoemde één of meer buizen is aangebracht en die een volume definieert voor het bevatten van op te warmen zwembadwater, waarbij de mantel gemaakt is van kunststof.In a further preferred embodiment, the second heat exchanger is provided with a jacket which is arranged around said one or more tubes and which defines a volume for containing swimming pool water to be heated, the jacket being made of plastic.
De mantel is hierbij bij voorkeur gesloten, vanzelfsprekend op aansluitingen voor vloeistofleidingen, eventuele meetinstrumenten en eventuele afsluitbare inspectieopeningen na.The jacket is preferably closed, of course, except for connections for liquid pipes, any measuring instruments and any closable inspection openings.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de mantel voorzien van aansluitingen voor leidingen voor koudemiddel, waarbij deze aansluitingen zijn aangebracht tijdens de vervaardiging van het deel van de mantel waarin de aansluitingen zijn aangebracht en terwijl dit deel van de mantel zich in een vloeibare staat bevond.In a preferred embodiment, the jacket is provided with refrigerant piping connections, these connectors being provided during the manufacture of the portion of the jacket in which the connectors are fitted and this portion of the jacket being in a liquid state.
Met andere woorden is het betreffende deel van de mantel rondom de aansluitingen gevormd tijdens een plastische vervormingsstap tijdens de vervaardiging van het betreffende deel van de mantel.In other words, the relevant part of the jacket is formed around the connections during a plastic deformation step during the manufacture of the relevant part of the jacket.
Hierdoor wordt voorkomen dat spanningen door de fluctuerende temperaturen en de fluctuerende druk van het koudemiddel tot scheuren in de mantel ter plaatse van de aansluitingen zouden kunnen leiden.This prevents stresses from the fluctuating temperatures and fluctuating pressure of the refrigerant from leading to cracks in the jacket at the connections.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn de condensor en de compressor niet in een gezamenlijke behuizing geplaatst. Dit betekent met andere woorden dat een van beide of beiden niet in een behuizing zijn geplaatst of dat zij beiden in verschillende behuizingen zijn geplaatst. Dit betekent met andere woorden dat zij door een open, niet afgeschermde, buitenruimte van elkaar gescheiden zijn. In eenIn a preferred embodiment, the condenser and the compressor are not placed in a common housing. In other words, this means that either or both are not placed in a housing or that they are both placed in different housings. In other words, this means that they are separated from each other by an open, unshielded, outer space. In a
2018/55852018/5585
BE2018/5585 voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de condensor in een behuizing geplaatst.BE2018 / 5585 preferred embodiment, the condenser is placed in a housing.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de condensor in een eerste gebouw geplaatst en is de compressor in de buitenlucht of in een tweede gebouw geplaatst, waarbij de afstand tussen de compressor en het eerste gebouw minimaal twee meter is, en bij voorkeur minimaal zeven meter is en bij grotere voorkeur minimaal twintig meter is. Hierdoor is het niet, of veel minder vaak, nodig om de condensor leeg te maken van zwembadwater om bevriezing te voorkomen.In a preferred embodiment, the condenser is located in a first building and the compressor is placed outdoors or in a second building, the distance between the compressor and the first building being at least two meters, and preferably at least seven meters, and more preferred is at least twenty meters. As a result, it is not necessary, or much less often, to empty the condenser from swimming pool water to prevent freezing.
De uitvinding betreft verder een zwembadinrichting die een zwembad omvat dat gevuld is met zwembadwater en die een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding omvat.The invention further relates to a swimming pool device comprising a swimming pool filled with swimming pool water and comprising a heating device according to the invention.
De uitvinding betreft verder een werkwijze om zwembadwater te verwarmen, waarin gebruik wordt gemaakt van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding, waarin te verwarmen zwembadwater door de tweede warmtewisselaar gepompt wordt.The invention further relates to a method for heating swimming pool water, in which use is made of a heating device according to the invention, in which swimming pool water to be heated is pumped through the second heat exchanger.
In een voorkeurdragende variant van de werkwijze werkt de warmtepomp op vollast en is het debiet van te verwarmen zwembadwater dat door de tweede warmtewisselaar gepompt wordt, zodanig ingesteld dat het verschil in temperatuur van het zwembadwater onmiddellijk benedenstrooms van de tweede warmtewisselaar en onmiddellijk bovenstrooms van de tweede warmtewisselaar 4.0 °C of minder is, bij voorkeur 3°C of minder is, en bij grotere voorkeur 2.5 °C of minder is.In a preferred variant of the method, the heat pump operates at full load and the flow rate of pool water to be heated which is pumped through the second heat exchanger is set such that the difference in temperature of the pool water is immediately downstream of the second heat exchanger and immediately upstream of the second heat exchanger is 4.0 ° C or less, preferably is 3 ° C or less, and more preferably is 2.5 ° C or less.
In nog een voorkeurdragende variant van de werkwijze werkt de warmtepomp op vollast en is het debiet van te verwarmen zwembadwater dat door de tweede warmtewisselaar gepompt wordt, zodanig ingesteld dat het verschil in temperatuur van het zwembadwater onmiddellijk benedenstrooms van de tweede warmtewisselaar en onmiddellijk bovenstrooms van de tweede warmtewisselaar 0.75°C of meer is en bij voorkeur 1.0°C of meer is en bij grotere voorkeur 1.5°C of meer is.In another preferred variant of the method, the heat pump operates at full load and the flow rate of swimming pool water to be heated which is pumped through the second heat exchanger is set such that the difference in temperature of the swimming pool water is immediately downstream of the second heat exchanger and immediately upstream of the second heat exchanger is 0.75 ° C or more and preferably is 1.0 ° C or more and more preferably is 1.5 ° C or more.
Voor de volledigheid wordt opgemerkt dat het bovengenoemde verschil in temperatuur van het zwembadwater gedefinieerd is op basis van een werking opFor the sake of completeness, it is noted that the above difference in temperature of the swimming pool water is defined on the basis of an effect on
2018/55852018/5585
BE2018/5585 7 vollast van de warmtepomp bij een referentie luchttemperatuur van 15°C en een referentie temperatuur van het zwembadwater dat de tweede warmtewisselaar instroomt van 26 °C.BE2018 / 5585 7 full load of the heat pump at a reference air temperature of 15 ° C and a reference temperature of the swimming pool water entering the second heat exchanger of 26 ° C.
In voorkeurdragende varianten van de bovengenoemde verwarmingsinrichting, zwembadinrichting en werkwijze volgens de uitvinding is het zwembad een relatief klein zwembad met een waterinhoud van 400 m3 of minder en bij voorkeur met een waterinhoud van minder dan 200 m3, zoals niet-publieke zwembaden die bij individuele woningen zijn aangebracht, omdat bij dergelijke zwembaden de overwegingen wat betreft installatiekosten, gebruikskosten, gebruiksgemak en geluidsproductie anders zijn dan bij grootschalige zwembaden voor publiek gebruik.In preferred variants of the above heating device, swimming pool device and method according to the invention, the swimming pool is a relatively small swimming pool with a water content of 400 m 3 or less and preferably with a water content of less than 200 m 3 , such as non-public swimming pools individual houses have been installed, because the considerations regarding installation costs, operating costs, ease of use and noise production are different for such swimming pools than for large-scale swimming pools for public use.
Om de uitvinding te verduidelijken, wordt hieronder een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een inrichting volgens de uitvinding, met referentie aan de volgende figuren, waarbij:To clarify the invention, a preferred embodiment of a device according to the invention is described below, with reference to the following figures, in which:
figuur 1 schematisch een zwembadinrichting volgens de uitvinding weergeeft; en figuur 2 schematisch het met F2 aangegeven deel van de inrichting in meer detail weergeeft.figure 1 schematically represents a swimming pool device according to the invention; and figure 2 schematically represents the part of the device indicated by F2 in more detail.
De in de figuren weergegeven zwembadinrichting 1 omvat een zwembad 2, een warmtepomp en een thermisch geïsoleerd bijgebouw 3. De warmtepomp omvat een compressor 4, een eerste warmtewisselaar 5 die als verdamper van de warmtepomp dient, een expansieventiel 6 en een tweede warmtewisselaar 7 die als condensor van de warmtewisselaar dient. De eerste warmtewisselaar 5 is een lucht/koudemiddel warmtewisselaar met een buizenstelsel waardoorheen koudemiddel stroomt en dat blootgesteld is aan de buitenlucht.The swimming pool device 1 shown in the figures comprises a swimming pool 2, a heat pump and a thermally insulated outbuilding 3. The heat pump comprises a compressor 4, a first heat exchanger 5 which serves as an evaporator of the heat pump, an expansion valve 6 and a second heat exchanger 7 which serves as condenser of the heat exchanger. The first heat exchanger 5 is an air / refrigerant heat exchanger with a pipe system through which refrigerant flows and which is exposed to the outside air.
Voor de volledigheid wordt aangegeven dat de afmetingen van de verschillende onderdelen in de figuren niet representatief zijn voor hun werkelijke afmetingen, maar gekozen zijn met de bedoeling de uitvinding optimaal te verduidelijken.For the sake of completeness, it is indicated that the dimensions of the various parts in the figures are not representative of their actual dimensions, but have been chosen with the aim of clarifying the invention optimally.
Een met koudemiddel gevuld circuit wordt gevormd door de eerste warmtewisselaarA refrigerant-filled circuit is formed by the first heat exchanger
5, de compressor 4, de tweede warmtewisselaar 7 en het expansieventiel 6 en leidingen 8 die deze componenten met elkaar verbinden.5, the compressor 4, the second heat exchanger 7 and the expansion valve 6 and pipes 8 connecting these components.
2018/55852018/5585
BE2018/5585 8BE2018 / 5585 8
De compressor 4 is een frequentiegestuurde compressor en is voorzien van een niet weergegeven stuureenheid en een kleppenstelsel 4a om de stromingsrichting van koudemiddel door het circuit om te draaien. De stuureenheid kan op basis van gemeten parameters, zoals bijvoorbeeld de watertemperatuur van het zwembadwater, maar ook op basis van andere parameters, de warmtevraag bepalen en de compressor 4 op een met de warmtevraag overeenkomende deellast laten werken.The compressor 4 is a frequency-controlled compressor and is provided with a control unit (not shown) and a valve system 4a for reversing the flow direction of refrigerant through the circuit. The control unit can determine the heat demand on the basis of measured parameters, such as, for example, the water temperature of the swimming pool water, but also on the basis of other parameters, and can operate the compressor 4 at a partial load corresponding to the heat demand.
In het bijgebouw 3 zijn een waterpomp 9 en een filter 10 voor zwembadwater geïnstalleerd. In het bijgebouw is tevens de tweede warmtewisselaar geïnstalleerd De compressor 4, de eerste warmtewisselaar 5 en het expansieventiel 6 zijn in de open lucht geplaatst op een afstand D van 25 meter van het bijgebouw. Dit betekent dat de afstand tussen de tweede warmtewisselaar 7 en de compressor 4 iets meer is dan 25 meter.In the outbuilding 3, a water pump 9 and a filter 10 for swimming pool water are installed. The second heat exchanger is also installed in the annex. The compressor 4, the first heat exchanger 5 and the expansion valve 6 are placed in the open air at a distance D of 25 meters from the annex. This means that the distance between the second heat exchanger 7 and the compressor 4 is slightly more than 25 meters.
De leidingen 8 voor koudemiddel die de afstand tussen de compressor 4 en de tweede warmtewisselaar 7 overbruggen zijn omhuld met thermisch isolatiemateriaal om energieverlies te voorkomen.The refrigerant lines 8 bridging the distance between the compressor 4 and the second heat exchanger 7 are encased in thermal insulation material to prevent energy loss.
Waterleidingen 11 verbinden het zwembad 2 en de waterpomp 9, het filter 10 en de tweede warmtewisselaar 7 met elkaar zodat een circuit voor het rondpompen, filteren en verwarmen van zwembadwater gevormd wordt.Water pipes 11 connect the pool 2 and the water pump 9, the filter 10 and the second heat exchanger 7 so that a circuit for pumping, filtering and heating pool water is formed.
Aan de inlaat 12 en uitlaat 13 van de tweede warmtewisselaar 7 zijn temperatuursensors 14, 15 aangebracht voor meting van de temperatuur van het zwembadwater dat de tweede warmtewisselaar 7 instroomt en uitstroomt. De temperatuursensor 14 aan de inlaat 12 van de tweede warmtewisselaar 7 is signaaloverdragend verbonden met de stuureenheid van de compressor 4.Temperature sensors 14, 15 are arranged at the inlet 12 and outlet 13 of the second heat exchanger 7 for measuring the temperature of the swimming pool water entering and leaving the second heat exchanger 7. The temperature sensor 14 at the inlet 12 of the second heat exchanger 7 is connected signal-transmitting to the control unit of the compressor 4.
Een omloopleiding 16 is aangebracht tussen de waterleiding 11 die het filter 10 met de tweede warmtewisselaar 7 verbindt en de waterleiding 11 die de tweede warmtewisselaar 7 met het zwembad 2 verbindt. Tussen de tweede warmtewisselaar 7 en de omloopleiding 16 zijn afsluitkleppen 17 aangebracht in de betreffende waterleidingen. De omloopleiding 16 is voorzien van een regelklep 18.A bypass line 16 is provided between the water pipe 11 connecting the filter 10 to the second heat exchanger 7 and the water pipe 11 connecting the second heat exchanger 7 to the pool 2. Between the second heat exchanger 7 and the by-pass pipe 16, shut-off valves 17 are arranged in the relevant water pipes. The bypass line 16 is provided with a control valve 18.
2018/55852018/5585
BE2018/5585BE2018 / 5585
In de waterleiding 11 die het filter 10 met de tweede warmtewisselaar 7 verbindt, meer specifiek tussen de tweede warmtewisselaar 7 en de aansluiting van de omloopleiding 16 aan de genoemde waterleiding 11 is een rotameter 19 aangebracht om het debiet te kunnen meten van het zwembadwater dat door de tweede warmtewisselaar 7 stroomt.In the water pipe 11 connecting the filter 10 to the second heat exchanger 7, more specifically between the second heat exchanger 7 and the connection of the bypass pipe 16 to the said water pipe 11, a rotameter 19 is arranged to measure the flow rate of the swimming pool water the second heat exchanger 7 flows.
De tweede warmtewisselaar 7 is uitgevoerd als een pvc mantel 20 die door middel van spuitgieten gemaakt is en een titanium spiraalvormige buis 21 die in het door de mantel gedefinieerde volume is aangebracht. De titanium buis 21 maakt deel van het circuit van koudemiddel. Het door de mantel 20 gedefinieerde volume maakt deel uit van het circuit voor zwembadwater.The second heat exchanger 7 is in the form of a PVC jacket 20 which is injection-molded and a titanium spiral tube 21 arranged in the volume defined by the jacket. The titanium tube 21 is part of the refrigerant circuit. The volume defined by the jacket 20 is part of the pool water circuit.
De aansluitingen die aan de bovenzijde doorheen de mantel 20 leiden voor de leidingen 8 zijn tijdens het spuitgieten van het bovenste deel van de mantel 20 reeds op de gewenste plaats aangebracht waarbij dit bovenste deel van de mantel 20 tijdens het spuitgieten rondom de aansluitingen is aangebracht.The connections leading at the top through the jacket 20 for the pipes 8 have already been placed at the desired location during the injection molding of the top part of the jacket 20, the top part of the jacket 20 being arranged around the connections during the injection molding.
De tweede warmtewisselaar 7 is ontworpen om langdurig en herhaaldelijk temperatuurswisselingen van het koudemiddel tussen -50°C en 120°C te weerstaan zonder mechanische schade.The second heat exchanger 7 is designed to withstand prolonged and repeated temperature changes of the refrigerant between -50 ° C and 120 ° C without mechanical damage.
Dergelijke warmtewisselaars 7 zijn commercieel te koop, maar worden traditioneel gebruikt voor andere toepassingen dan de verwarming van zwembadwater.Such heat exchangers 7 are commercially available but have traditionally been used for applications other than pool water heating.
De werking van de zwembadinrichting 1 is als volgt.The operation of the swimming pool device 1 is as follows.
De afsluitkleppen 17 worden open gezet, en de regelklep 18 wordt gesloten. Vervolgens wordt de waterpomp 9 in werking gezet. Het zwembadwater wordt nu door middel van de waterleidingen 11 uit het zwembad 2 gepompt en via het filter 10 en de tweede warmtewisselaar 7 weer teug in het zwembad 2 gepompt.The shut-off valves 17 are opened, and the control valve 18 is closed. The water pump 9 is then activated. The pool water is now pumped out of the pool 2 by means of the water pipes 11 and is pumped back into the pool 2 via the filter 10 and the second heat exchanger 7.
Tevens wordt de compressor 4 in werking gezet. Hierdoor komt een circulatiestroom van koudemiddel op gang, van de drukzijde van de compresser 4 naar de tweede warmtewisselaar 7, dan naar het expansieventiel 6, waar de drukThe compressor 4 is also put into operation. This starts a circulating flow of refrigerant, from the pressure side of the compressor 4 to the second heat exchanger 7, then to the expansion valve 6, where the pressure
2018/55852018/5585
BE2018/5585 10 van het koudemiddel verlaagd wordt, en vervolgens via de eerste warmtewisselaar terug naar de compressor 5, conform het welbekende werkingsmechanisme van een warmtepomp.BE2018 / 5585 10 of the refrigerant, and then back to the compressor 5 via the first heat exchanger, in accordance with the well-known mechanism of action of a heat pump.
Hierbij wordt in de eerste warmtewisselaar 5 het koudemiddel door de omgevingslucht opgewarmd en in de tweede warmtewisselaar 7 door het zwembadwater afgekoeld, waardoor vanzelfsprekend het zwembadwater opwarmt.The refrigerant is heated by the ambient air in the first heat exchanger 5 and cooled by the swimming pool water in the second heat exchanger 7, whereby the swimming pool water naturally heats up.
Op basis van de afwijking tussen de gemeten temperatuur van het zwembadwater ter plaatse van de temperatuursensor 14 aan de inlaat 12 van de tweede warmtewisselaar 7 en een ingestelde richtwaarde voor die temperatuur wordt de actuele warmtevraag bepaald en wordt de draaisnelheid van de compressor 4, en daarmee het percentage van vollast waarop de compressor 4 werkt, aangepast.Based on the deviation between the measured temperature of the swimming pool water at the temperature sensor 14 at the inlet 12 of the second heat exchanger 7 and a set guide value for that temperature, the current heat demand is determined and the rotation speed of the compressor 4, and thus adjusted the percentage of full load on which the compressor 4 operates.
Het debiet van zwembadwater dat door de tweede warmtewisselaar 7 stroomt, wordt op een vooraf bepaalde waarde ingesteld.The flow rate of swimming pool water flowing through the second heat exchanger 7 is set to a predetermined value.
Deze vooraf bepaalde waarde is bepaald door het thermisch vermogen te bepalen van de warmtepomp bij vollast en bij een omgevingstemperatuur van 15 °C en een afgiftetemperatuur, dat wil zeggen een zwembadwatertemperatuur, van 26 °C, en door vervolgens te berekenen welk zwembadwaterdebiet bij dat vermogen leidt tot een temperatuursstijging van 2.0 °C.This predetermined value was determined by determining the thermal capacity of the heat pump at full load and at an ambient temperature of 15 ° C and a delivery temperature, i.e. a pool water temperature, of 26 ° C, and then calculating which pool water flow rate at that capacity leads to a temperature rise of 2.0 ° C.
Dankzij de rotameter 19 kan het debiet van zwembadwater gemakkelijk op deze waarde worden ingesteld door de regelklep 18 in de omloopleiding 16 meer of minder te sluiten totdat de rotameter 19 het gewenste debiet aangeeft.Thanks to the rotameter 19, the flow rate of swimming pool water can easily be adjusted to this value by closing the control valve 18 in the bypass line 16 more or less until the rotameter 19 indicates the desired flow rate.
Het kan gemakkelijk gecontroleerd worden of het debiet juist ingesteld is door, wanneer de compressor 4 op vollast draait en de buitentemperatuur 15 °C is en de zwembadwatertemperatuur 26°C is, de temperaturen op de temperatuursensors 14, 15 af te lezen en te bepalen of het verschil tussen beide inderdaad de genoemde 2.0 °C is.It can be easily checked that the flow rate is correctly set by reading the temperatures on the temperature sensors 14, 15 and when the compressor 4 is running at full load and the outdoor temperature is 15 ° C and the pool water temperature is 26 ° C. the difference between the two is indeed the mentioned 2.0 ° C.
Claims (18)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20185585A BE1026560B1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Swimming pool water heating device, swimming pool device and method for heating swimming pool water |
| NL2023529A NL2023529B1 (en) | 2018-08-24 | 2019-07-18 | Swimming pool water heating device, swimming pool device and method for heating swimming pool water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20185585A BE1026560B1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Swimming pool water heating device, swimming pool device and method for heating swimming pool water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1026560A1 BE1026560A1 (en) | 2020-03-19 |
| BE1026560B1 true BE1026560B1 (en) | 2020-03-26 |
Family
ID=63452335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE20185585A BE1026560B1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Swimming pool water heating device, swimming pool device and method for heating swimming pool water |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1026560B1 (en) |
| NL (1) | NL2023529B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3926008A (en) * | 1974-08-15 | 1975-12-16 | Robert C Webber | Building cooling and pool heating system |
| US5901563A (en) * | 1997-04-01 | 1999-05-11 | Peregrine Industries, Inc. | Heat exchanger for heat transfer system |
| US20060112954A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-01 | Feria Ralph A | Detached fluid temperature control system |
| GB2485623A (en) * | 2011-02-11 | 2012-05-23 | Esg Pool Ventilation Ltd | Heating system and method of heating an area by control of evaporating and/or condensing temperature of a refrigerant |
| WO2014068326A1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Asd Enterprises Limited | Improvements to thermodynamic solar heat transfer systems |
-
2018
- 2018-08-24 BE BE20185585A patent/BE1026560B1/en active IP Right Grant
-
2019
- 2019-07-18 NL NL2023529A patent/NL2023529B1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3926008A (en) * | 1974-08-15 | 1975-12-16 | Robert C Webber | Building cooling and pool heating system |
| US5901563A (en) * | 1997-04-01 | 1999-05-11 | Peregrine Industries, Inc. | Heat exchanger for heat transfer system |
| US20060112954A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-01 | Feria Ralph A | Detached fluid temperature control system |
| GB2485623A (en) * | 2011-02-11 | 2012-05-23 | Esg Pool Ventilation Ltd | Heating system and method of heating an area by control of evaporating and/or condensing temperature of a refrigerant |
| WO2014068326A1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Asd Enterprises Limited | Improvements to thermodynamic solar heat transfer systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE1026560A1 (en) | 2020-03-19 |
| NL2023529B1 (en) | 2020-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10495248B2 (en) | Controller, method of operating a water source heat pump and a water source heat pump | |
| CN109520136B (en) | Heat pump water heater control method and heat pump water heater | |
| EP2904297B1 (en) | Advanced valve actuator with remote location flow reset | |
| EP2261574A1 (en) | Heat-pump hot water apparatus | |
| US8511296B2 (en) | Solar heating systems | |
| US11105533B2 (en) | Hot water heating systems and related methods | |
| CN103370584A (en) | Refrigeration cycle device and refrigeration cycle control method | |
| CN107923646A (en) | Refrigerating plant | |
| US20240044547A1 (en) | On-Demand Heat Pump Water Heater | |
| KR101456877B1 (en) | System for Maintaining Thermostat with Constant Temperature | |
| NL2023529B1 (en) | Swimming pool water heating device, swimming pool device and method for heating swimming pool water | |
| KR101147829B1 (en) | Hybrid Control Device and Hybrid Control Method for Heating and Cooling with Measured Data from Heat Meter | |
| CN104583684A (en) | Air conditioner | |
| JP2019035564A (en) | Heat pump apparatus | |
| EP3443275A1 (en) | System for deicing an external evaporator for heat pump systems | |
| JP2017044446A (en) | Heat pump device and water heater including the same | |
| KR101984242B1 (en) | Method for calculation of heating value of brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat energy | |
| CN107192055A (en) | The cooling-water machine and its control method of a kind of separate modular | |
| JP2021055931A (en) | Heat pump cycle device | |
| JP6201768B2 (en) | Liquid circuit device | |
| KR20150098427A (en) | Heat pump cooler | |
| CN103154630A (en) | Heat pump water heater | |
| CN206291559U (en) | Air conditioner and heat pump unit defrosting system and air conditioner and heat pump unit | |
| RU30936U1 (en) | Heat supply stand | |
| JP2022189288A (en) | Air conditioner freeze prevention system and air conditioner control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20200326 |