BE1028407B1

BE1028407B1 - Boiler system

Info

Publication number: BE1028407B1
Application number: BE20205447A
Authority: BE
Inventors: Guido Nijs
Original assignee: Ingedicon Bv
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2022-01-25
Also published as: BE1028407A1; NL2028479B1

Abstract

Boiler systeem bevattende een primair boilervat met een waterinlaat, een wateruitlaat en een verwarmelement dat voorzien is om water tussen de waterinlaat en de wateruitlaat op te warmen, waarbij het verwarmelement voorzien is om met een vaste energievoorziening verbonden te zijn, waarbij het boiler systeem verder minstens één secundair boilervat bevat die een verdere waterinlaat, een verdere wateruitlaat en een verdere verwarmelement bevat, waarbij het verdere verwarmelement voorzien is om water tussen de verdere waterinlaat en de verdere wateruitlaat op te warmen, waarbij het verdere verwarmelement voorzien is om met een variabele energievoorziening verbonden te zijn, waarbij de verdere wateruitlaat verbonden is met de waterinlaat zodat water voorverwarmbaar is in het secundaire boilervat.Boiler system comprising a primary boiler vessel having a water inlet, a water outlet and a heating element arranged to heat water between the water inlet and the water outlet, the heating element being arranged to be connected to a fixed energy supply, the boiler system furthermore at least one secondary boiler vessel containing a further water inlet, a further water outlet and a further heating element, the further heating element being arranged to heat water between the further water inlet and the further water outlet, the further heating element being arranged to be connected to a variable power supply wherein the further water outlet is connected to the water inlet so that water is preheatable in the secondary boiler vessel.

Description

Boiler systeem De uitvinding heeft betrekking op een boiler systeem. Boiler systemen worden gebruikt voor het maken van sanitair warm water. Voor het maken van warm sanitair water zijn twee hoofdsystemen bekend zijnde boiler systemen en doorstroom systemen. Bij doorstroom systemen wordt het water warm gemaakt op de moment dat het warm water gevraagd wordt en dus door het systeem stroomt. Een voordeel van doorstroom systemen is dat ze weinig energie verliezen. Een nadeel van doorstroom systemen 1s dat ze grote piekvermogens verbruiken. Een voordeel van boiler systemen is dat warm water steeds onmiddelijk beschikbaar is. Een verder voordeel is dat noemenswaardig minder piekvermogens verbruikt worden om het water op te warmen. Een nadeel van boiler systemen is dat ze minder efficient zijn omdat ze energie verliezen door imperfecte isolatie.Boiler system The invention relates to a boiler system. Boiler systems are used to produce domestic hot water. Two main systems are known for making hot sanitary water, boiler systems and flow-through systems. With flow-through systems, the water is heated the moment the hot water is required and thus flows through the system. An advantage of flow-through systems is that they lose little energy. A disadvantage of flow-through systems 1s is that they consume large peak powers. An advantage of boiler systems is that hot water is always immediately available. A further advantage is that considerably less peak power is used to heat up the water. A disadvantage of boiler systems is that they are less efficient because they lose energy due to imperfect insulation.

Bij boiler systemen wordt steeds een balans gezocht tussen enerzijds de energie- efficientie, waarvoor het boilervat best zo klein mogelijk 1s, en anderzijds het comfort, waarvoor het boilervat best zo groot mogelijk is. Wanneer het boiler systeem gebruikt wordt om variabele energieoverschotten te bufferen, is het boilervat best zo groot mogelijk om de winst bij het bufferen te optimaliseren. Echter door het boilervat groter te maken, wordt aan energie-efficientie ingeboet.In boiler systems, a balance is always sought between energy efficiency, for which the boiler tank is best as small as possible, on the one hand, and comfort, for which the boiler tank is best as large as possible, on the other. When the boiler system is used to buffer variable energy surpluses, the boiler vessel is best as large as possible to optimize the profit during buffering. However, by making the boiler vessel larger, energy efficiency is lost.

Het 1s een doel van de uitvinding om een boiler systeem te voorzien waarin minder compromissen gemaakt worden tussen energie-efficientie, comfort en buffercapaciteit.It is an object of the invention to provide a boiler system in which fewer compromises are made between energy efficiency, comfort and buffer capacity.

Hiertoe voorziet de uitvinding m een boiler systeem bevattende een primair boilervat met een waterinlaat, een wateruitlaat en een verwarmelement dat voorzien is om water tussen de waterinlaat en de wateruitlaat op te warmen, waarbij het verwarmelement voorzien is om met een vaste energievoorziening verbonden te zijn, waarbij het boiler systeem verder minstens één secundair boilervat bevat die een verdere waterinlaat, een verdere wateruitlaat en een verdere verwarmelement bevat, waarbij het verdere verwarmelement voorzien is om water tussen de verdere watermlaat en de verdere wateruitlaat op te warmen, waarbij het verdere verwarmelement voorzien is om met een variabele energievoorziening verbonden te zijn, waarbij de verdere wateruitlaat verbonden is met de waterinlaat zodat water voorverwarmbaar is in het secundaire boilervat.To this end, the invention provides a boiler system comprising a primary boiler vessel having a water inlet, a water outlet and a heating element provided to heat water between the water inlet and the water outlet, the heating element being provided to be connected to a fixed energy supply, the boiler system further comprising at least one secondary boiler vessel containing a further water inlet, a further water outlet and a further heating element, the further heating element being provided to heat water between the further water inlet and the further water outlet, the further heating element being provided to be connected to a variable power supply, the further water outlet being connected to the water inlet so that water is preheatable in the secondary boiler vessel.

In het boiler systeem volgens de uitvinding stroomt water niet door één, maar door twee boilervaten. Meer bepaald is stroomopwaarts van het primair boilervat een secundair boilervat geplaatst. Beide boilervaten zijn voorzien van een verwarmingselement. Het primair boilervat is met een vaste energievoorziening verbonden. Het secundair boilervat is met een variabele energievoorziening verbonden. Omdat cen wateruitlaat van het secundair boilervat verbonden is met een waterinlaat van het primair boilervat, zal het water dat het primaire boilervatIn the boiler system according to the invention, water does not flow through one, but through two boiler vessels. More specifically, a secondary boiler vessel is placed upstream of the primary boiler vessel. Both boiler vessels are fitted with a heating element. The primary boiler vessel is connected to a fixed energy supply. The secondary boiler vessel is connected to a variable energy supply. Since a water outlet of the secondary boiler vessel is connected to a water inlet of the primary boiler vessel, the water entering the primary boiler vessel will

? BE2020/5447 mstroomt reeds gedeeltelijk opgewarmd zijn, afhankelijk van de beschikbare variabele energievoorziening. Daarmee is de energie die nodig is van de vaste energievoorziening beperkter omdat de zogenaamde delta T van het water m het primaire boilervat kleiner is. Een verder voordeel is dat het primaire boilervat noemenswaardig kleiner kan zijn en enkel kan gedimensioneerd worden om het minimale nodige comfort te leveren. Omdat het primaire boilervat kleiner is, zal het energieverlies ook klemer zijn. Het secundaire boilervat zal eveneens energie- efficient zijn omdat ze het water typisch niet opgewarmd vasthoudt op een finale warmwater temperatuur. De temperatuur van het water in het secundaire boilervat kan steeds lager zijn zodat ook het warmteverlies beperkt is. Op deze manier kan energieoverschot maximaal benut worden en kan warmteverlies sterk beperkt worden. Aldus moeten minder compromissen gemaakt worden tussen energie-efficiëntie, comfort en buffercapaciteit.? BE2020/5447 mstrooms are already partially heated, depending on the available variable energy supply. This means that the energy required from the fixed energy supply is more limited because the so-called delta T of the water in the primary boiler vessel is smaller. A further advantage is that the primary boiler vessel can be appreciably smaller and can only be dimensioned to provide the minimum necessary comfort. Because the primary boiler vessel is smaller, the energy loss will also be tighter. The secondary boiler vessel will also be energy efficient as it typically holds the water unheated at a final hot water temperature. The temperature of the water in the secondary boiler vessel can be lower and lower so that the heat loss is also limited. In this way, energy surplus can be used to the maximum and heat loss can be greatly limited. Thus, fewer compromises have to be made between energy efficiency, comfort and buffer capacity.

Bij voorkeur is het verdere verwarmelement een elektrisch verwarmelement en waarbij het elektrisch verwarmelement via een controller elektrisch aangesloten is, waarbij de controller geprogrammeerd is om stroomoverschotten naar het verdere verwarmelement te sturen.Preferably, the further heating element is an electrical heating element and wherein the electrical heating element is electrically connected via a controller, wherein the controller is programmed to send surpluses of current to the further heating element.

Hierdoor wordt het boiler systeem uitermate geschikt voor het rechtstreeks bufferen van energie uit bijvoorbeeld zonnepanelen. Bij voorkeur is de controller elektrisch aangesloten aan minstens één van een zonnepaneleninstallatie, een windenergiemstallatie en een golfenergieinstallatie. Overschot aan energie kan gebruikt worden om water in het secundair boilervat op te warmen. Dit water stroomt rechtstreeks naar het primaire boilervat zodat de benodigde energie voor het opwarmen van water in het primaire boilervat kleiner is.This makes the boiler system extremely suitable for directly buffering energy from, for example, solar panels. Preferably, the controller is electrically connected to at least one of a solar panel installation, a wind energy installation and a wave energy installation. Excess energy can be used to heat water in the secondary boiler. This water flows directly to the primary boiler vessel, so that the energy required for heating water in the primary boiler vessel is smaller.

Bij voorkeur heeft elk secundair boilervat een inhoud die groter is dan het primair boilervat. Hierdoor is de stroming snelheid van het water door het secundaire boilervat kleiner, en zal dus de verstoring van gelaagdheid kleiner zijn. Gelaagdheid is het effect dat optreedt in een vat met warm water, meer bepaald dat het warme water zich in een hogere laag in het vat bevindt.Preferably, each secondary boiler vessel has a volume greater than the primary boiler vessel. As a result, the flow rate of the water through the secondary boiler vessel is smaller, and the disturbance of stratification will therefore be smaller. Layering is the effect that occurs in a vessel of hot water, more specifically that the hot water is in a higher layer in the vessel.

Bij voorkeur is de wateruitlaat van het primair boilervat aangesloten aan een sanitair warmwater circuit. Bij voorkeur is de verdere waterinlaat aangesloten aan een watertoevoer van een sanitair koudwater circuit. Bij voorkeur is het boiler systeem voorzien om sanitair water te leveren in een residentieel gebouw.Preferably, the water outlet of the primary boiler vessel is connected to a domestic hot water circuit. Preferably, the further water inlet is connected to a water supply of a sanitary cold water circuit. Preferably, the boiler system is provided to provide sanitary water in a residential building.

Bij voorkeur zijn twee of meerdere secundaire boilervaten symmetrisch ten opzichte van het primair boilervat geplaatst. Bij voorkeur hebben de meerdere secundaire boilervaten elk een verdere wateruitlaat en hebben de aansluitingen van deze verdere wateruitlaten naar de waterinlaat van het primair boilervat eenzelfde lengte en diameter. Bij voorkeur is de watertoevoer verbonden met elke verdere waterinlaat en hebben de leidingen tussen de watertoevoer en de verdere waterinlaten eenzelfde lengte en diameter. De symmetrische opbouw en/of aansluitingen met eenzelfde lengte en diameter zorgen ervoor dat water vanuit meerdere secundaire boilervaten gebalanceerd naar het primaire boilervat stroomt. Hierdoor wordt optimalePreferably, two or more secondary boiler vessels are arranged symmetrically with respect to the primary boiler vessel. Preferably, the plurality of secondary boiler vessels each have a further water outlet and the connections of these further water outlets to the water inlet of the primary boiler vessel have the same length and diameter. Preferably, the water supply is connected to each further water inlet and the pipes between the water supply and the further water inlets have the same length and diameter. The symmetrical structure and/or connections with the same length and diameter ensure that water flows from several secondary boiler vessels in a balanced manner to the primary boiler vessel. This makes optimal

* BE2020/5447 en gebalanceerde buffering bekomen zonder dat complexe en dure regelsystemen moeten voorzien worden. Door de symmetrische opbouw en/of aansluitingen zal water, zonder gestuurde kleppen of andere regelmechanismes vanuit de meerdere secundaire boilervaten in gelijke verhouding stromen naar het primaire boilervat.* BE2020/5447 and balanced buffering without having to provide complex and expensive control systems. Due to the symmetrical construction and/or connections, water, without controlled valves or other control mechanisms, will flow from the plurality of secondary boiler vessels in equal proportion to the primary boiler vessel.

Bij voorkeur is ter plaatse van de verdere waterinlaat en de verdere wateruitlaat een afsluitelement voorzien. Via het afsluitelement kan een secundair boilervat eenvoudig geactiveerd of gedeactiveerd en zelfs verwijderd en/of vervangen worden.Preferably, a closing element is provided at the location of the further water inlet and the further water outlet. A secondary boiler vessel can be easily activated or deactivated and even removed and/or replaced via the closing element.

Bij voorkeur is het primair boilervat opstaand georiënteerd en is het minstens één secundair boilervat liggend georiënteerd. Tests hebben uitgewezen dat dit een goedwerkende opstelling is die eenvoudig in een smalle ruimte, bijvoorbeeld onder een dak van een huis, kan ingebouwd worden.Preferably, the primary boiler vessel is upright oriented and the at least one secondary boiler vessel is horizontally oriented. Tests have shown that this is a well-functioning set-up that can be easily installed in a narrow space, for example under the roof of a house.

Bij voorkeur is het verwarmelement een elektrisch verwarmelement dat aangesloten is aan het elektriciteitsnet en ingericht is om water in het primair boilervat permanent op een minimale vooraf bepaalde temperatuur te houden.Preferably, the heating element is an electric heating element which is connected to the mains electricity and which is arranged to keep water in the primary boiler vessel permanently at a minimum predetermined temperature.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.The invention will now be described in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.

In de tekening laat : figuur 1 een boilersysteem zien volgens een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding; en figuur 2 een boilersysteem zien volgens een tweede uitvoermgsvorm van de uitvinding.In the drawing: figure 1 shows a boiler system according to a first preferred embodiment of the invention; and Figure 2 shows a boiler system according to a second embodiment of the invention.

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzngscijfer toegekend.In the drawing, the same reference numeral is assigned to the same or analogous element.

Figuur 1 toont een boilersysteem 1 volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding. In het boilersysteem 1 is een primair boilervat 2 voorzien. Het primair boilervat heeft een inhoud die gekozen is om sanitair warm water op te slaan. Bijvoorbeeld heeft het primair boilervat een inhoud die groter is dan 50 1, bij voorkeur groter dan 80 liter, meer bij voorkeur groter van 100 liter, en een inhoud die kleiner is dan 300 1, bij voorkeur kleiner dan 200 1 en meer bij voorkeur kleiner dan 150 |. Dit primair boilervat 2 is voorzien voor het verwarmen van sanitair water en voor het opslaan van een hoeveelheid warmgemaakt sanitair water. Het primair boilervat 2 heeft hiertoe een waterinlaat 6 en een wateruitlaat 5. Via de wateruitlaat 5 stroomt warm sanitair water naar cen sanitair warmwatercircuit 15. Via waterinlaat 6 komt water toe in het boilervat. Traditioneel is laatstgenoemde water koud water. In het boilersysteem volgens de uitvinding kan dit water reeds gedeeltelijk opgewarmd zijn, zoals hieronder verder toegelicht wordt. Tussen de waterinlaat 6 en de wateruitlaat 5 wordt het water in het primair boilervat 2 opgewarmd of na- verwarmd door verwarmelement 7. Het verwarmelement 7 is gekoppeld met cen vasteFigure 1 shows a boiler system 1 according to a preferred embodiment of the invention. In the boiler system 1, a primary boiler vessel 2 is provided. The primary boiler vessel has a volume that has been chosen to store domestic hot water. For example, the primary boiler vessel has a volume greater than 50 L, preferably greater than 80 L, more preferably greater than 100 L, and a volume less than 300 L, preferably less than 200 L and more preferably less than 150 |. This primary boiler vessel 2 is provided for heating sanitary water and for storing a quantity of heated sanitary water. To this end, the primary boiler vessel 2 has a water inlet 6 and a water outlet 5. Hot sanitary water flows through the water outlet 5 to a sanitary hot water circuit 15. Water enters the boiler vessel via water inlet 6. Traditionally, the latter water is cold water. In the boiler system according to the invention, this water may already be partially heated, as will be further explained below. Between the water inlet 6 and the water outlet 5, the water in the primary boiler vessel 2 is heated or post-heated by heating element 7. The heating element 7 is coupled to a fixed

* BE2020/5447 energievoorziening 8. Een vaste energievoorziening 8 is een energievoorziening waar permanent energie van bruikbaar is. In de figuur is het verwarmelement geillustreerd als een elektrische weerstand. Een elektrische weerstand wordt typisch in een onderste segment van een boilervat voorzien. Wanneer elektrisch vermogen door de weerstand wordt gestuurd, verwarmt de weerstand het omliggende water in het boilervat. In een boilervat stijgt warm water zodat in het boilervat een gelaagdheid ontstaat. Daarbij zijn de onderste lagen de koudste lagen. Door het verwarmelement in een onderste segment te voorzien, worden deze koudste lagen verwarmd om zo het water in het primaire boilervat op te warmen. De vakman begrijpt dat de vaste energievoorziening ook een gasaansluiting of stookolie-aansluiting of warmtepompaansluiting of andere energie-aansluitmg kan zijn. Elk van deze energievoorzieningen kunnen aangewend worden voor het verwarmen van water in een boilervat. De vakman begrijpt dat het verwarmelement zoals getoond in figuur er anders uitziet wanneer een andere energievoorziening wordt gebruikt voor het verwarmen van water in het primaire boilervat. De principes die beschreven zijn in deze tekst, zullen toepasbaar zijn ongeacht het type vaste energievoorziening. De kostprijs van het boilersysteem 1 kan sterk geoptimaliseerd worden wanneer de vaste energievoorziening een aansluiting op het elektriciteitsnet is en wanneer het verwarmelement een op weerstand en/of inductie gebaseerde elektrische verwarming is.* BE2020/5447 energy supply 8. A fixed energy supply 8 is an energy supply from which energy can be used permanently. In the figure, the heating element is illustrated as an electrical resistance. An electrical resistance is typically provided in a lower segment of a boiler vessel. When electrical power is sent through the resistor, the resistor heats the surrounding water in the boiler vessel. Hot water rises in a boiler vessel, so that a stratification is created in the boiler vessel. The bottom layers are the coldest layers. By providing the heating element in a lower segment, these coldest layers are heated in order to heat the water in the primary boiler vessel. The skilled person understands that the fixed energy supply can also be a gas connection or fuel oil connection or heat pump connection or other energy connection. Each of these energy supplies can be used for heating water in a boiler vessel. The skilled person understands that the heating element as shown in the figure has a different appearance when a different energy supply is used for heating water in the primary boiler vessel. The principles described in this text will be applicable regardless of the type of fixed energy supply. The cost price of the boiler system 1 can be highly optimized when the fixed energy supply is a connection to the electricity grid and when the heating element is a resistance and/or induction based electric heating.

Het boilersysteem 1 uit figuur 1 heeft verder twee secundaire boilervaten 3 en 4.The boiler system 1 of figure 1 furthermore has two secondary boiler vessels 3 and 4.

Elk secundair boilervat 3, 4 heeft cen verdere wateruitlaat 9, verdere watermlaat 10 en een verdere verwarmelement. Elk verdere verwarmelement is voorzien om water in het secundair boilervat 3, 4 op te warmen tussen de verdere waterinlaat 10 en de verdere wateruitlaat 9. Het verdere verwarmelement 11 is verbonden met een variabele energievoorziening 12. Een voorbeeld van een variabele energievoorziening 12 is een zonnepaneleninstallatie. Een zonnepaneleninstallatie levert energie wanneer de zon schijnt. Omdat “het schijnen van de zon” als dusdanig niet gecontroleerd kan worden, kan ook de energieopbrengst geleverd door de zonnepaneleninstallatie, buffersystemen zoals batterijen buiten beschouwing gelaten, niet gecontroleerd worden. Andere zogenaamde groene energie-installaties hebben hetzelfde kenmerk. Lokaal gebruik van energie uit groene energie-installaties wordt gestimuleerd. Doordat niet op elk moment de volledige groene energieproductie lokaal gebruikt wordt, ontstaan energieoverschotten. Deze energieoverschotten worden in het boilersysteem volgens de uitvinding opgebruikt voor het verwarmen van water in de secundaire boilervaten 3 en 4. Meer bepaald wordt de stroom door de verdere verwarmelementen 11 gevoerd. Hierdoor wordt water voorverwarmd vooraleer het m het primaire boilervat 2 terechtkomt. De energie die nodig is voor het verwarmen van het water in het primaire boilervat 2 naar de finale temperatuur is bijgevolg kleiner. Alternatief aan cen elektrisch verdere verwarmelement 11, kan het verdere verwarmelement ook hydraulisch zijn, bijvoorbeeld eenEach secondary boiler vessel 3, 4 has a further water outlet 9, further water outlet 10 and a further heating element. Each further heating element is provided for heating water in the secondary boiler vessel 3, 4 between the further water inlet 10 and the further water outlet 9. The further heating element 11 is connected to a variable energy supply 12. An example of a variable energy supply 12 is a solar panel installation. . A solar panel installation provides energy when the sun is shining. Because “the shining of the sun” as such cannot be controlled, the energy yield supplied by the solar panel installation, excluding buffer systems such as batteries, cannot be controlled either. Other so-called green energy installations have the same characteristic. Local use of energy from green energy installations is encouraged. Because the entire green energy production is not used locally at all times, energy surpluses arise. These energy surpluses are used up in the boiler system according to the invention for heating water in the secondary boiler vessels 3 and 4. More specifically, the current is passed through the further heating elements 11 . As a result, water is preheated before it reaches the primary boiler vessel 2. The energy required for heating the water in the primary boiler vessel 2 to the final temperature is therefore smaller. As an alternative to an electrical further heating element 11, the further heating element can also be hydraulic, for example a

) BE2020/5447 vloeistof-vloeistof warmtewisselaar om variabele energie uit bijvoorbeeld een thermische zonnepaneleninstallatie te gebruiken.) BE2020/5447 liquid-liquid heat exchanger to use variable energy from, for example, a thermal solar panel installation.

De secundaire boilervaten 3 en 4 hebben bij voorkeur elk een volume dat groter is dan het primaire boilervat 2. Door het volume groter te maken, bijvoorbeeld door het voorzien van elk secundair boilervat met een volume groter dan 100 1, meer bij voorkeur groter dan 150 1, meest bij voorkeur groter dan 200 1, wordt de buffercapaciteit sterk verhoogd. Hierdoor kunnen meer energieoverschotten nuttig gebruikt worden om sanitair water te verwarmen. Een verder voordeel is dat het temperatuurverschil, de zogenaamde AT, tussen een omgeving en het water in de secundaire boilervaten 3 en 4 beperkt zal blijven met als gevolg dat ook warmteverliezen beperkt zullen blijven. Nog een verder voordeel is gerelateerd aan de waterstroomsnelheid wanneer warm sanitair water afgenomen wordt via het primaire boilervat. Omdat de waterinlaat 6 van het primaire boilervat verbonden is met de wateruitlaten 9 van de secundaire boilervaten 3 en 4 zal water uit de secundaire boilervaten 3 en 4 stromen naar de waterinlaat 6 van het primaire boilervat 2. Doordat de inhoud van de secundaire boilervaten 3 en 4 groter is dan de inhoud van het primaire boilervat 2, zal de waterstroomsnelheid in de secundaire boilervaten 3 en 4 kleiner zijn dan de helft van de stroomsnelheid van het water in het primaire boilervat 2. Daarbij is “de helft” gerelateerd aan het feit dat er twee secundaire boilervaten 3 en 4 voorzien zijn. Mochten er drie secundaire boilervaten voorzien zijn, zou de stroomsnelheid kleiner zijn dan een derde van de stroomsnelheid van het water in het primaire boilervat 2. De vakman begrijpt de logica hiervan, en begrijp dat door het verlagen van de stroomsnelheid de gelaagdheid van het water in het secundaire boilervat slechts minimaal verstoord wordt.The secondary boiler vessels 3 and 4 preferably each have a volume greater than the primary boiler vessel 2. By increasing the volume, for example by providing each secondary boiler vessel with a volume greater than 100 1, more preferably greater than 150 1, most preferably greater than 200 1, the buffer capacity is greatly increased. As a result, more energy surpluses can be usefully used to heat sanitary water. A further advantage is that the temperature difference, the so-called AT, between an environment and the water in the secondary boiler vessels 3 and 4 will remain limited, with the result that heat losses will also remain limited. A still further advantage is related to the water flow rate when domestic hot water is drawn from the primary boiler vessel. Since the water inlet 6 of the primary boiler vessel is connected to the water outlets 9 of the secondary boiler vessels 3 and 4, water will flow from the secondary boiler vessels 3 and 4 to the water inlet 6 of the primary boiler vessel 2. Since the contents of the secondary boiler vessels 3 and 4 is greater than the volume of the primary boiler vessel 2, the water flow rate in the secondary boiler vessels 3 and 4 will be less than half the flow rate of the water in the primary boiler vessel 2. Here, “half” is related to the fact that two secondary boiler vessels 3 and 4 are provided. If three secondary boiler vessels were provided, the flow rate would be less than one third of the flow rate of the water in the primary boiler vessel 2. The skilled person understands the logic of this, and understands that by decreasing the flow rate the the secondary boiler vessel is only minimally disturbed.

Bij voorkeur is de variabele energievoorziening 12 via een controller 13 verbonden met het verdere verwarmelement 11. In figuur 1 is de variabele energievoorziening apart weergegeven bij elk van de secundaire boilervaten 3 en 4. Ook de controller 13 is apart weergegeven bij elk van de secundaire boilervaten 3, 4. Het zal duidelijk zijn dat in de praktijk ook slechts één variabele energievoorziening 12 kan voorzien zijn en/of één controller 13 kan voorzien zijn die gekoppeld is aan beide secundaire boilervaten 3 en 4. De controller is voorzien om het energieoverschot te detecteren en om dit energieoverschot naar de verwarmelementen 11 te sturen. Hiertoe 1s de controller voorzien om een verschil in opbrengst van de variabele energievoorziening 12 enerzijds, en een lokaal verbruik anderzijds te monitoren. Wanneer het lokaal verbruik kleiner is dan de opbrengst van de variabele energievoorziening, ontstaat een energieoverschot. Dit energieoverschot wordt door de controller 13 naar de verwarmelementen 11 gestuurd teneinde water in de secundaire boilervaten 3, 4 te verwarmen en daarmee energie uit de variabele energievoorziening maximaal lokaal te gebruiken.The variable energy supply 12 is preferably connected via a controller 13 to the further heating element 11. In figure 1 the variable energy supply is shown separately at each of the secondary boiler vessels 3 and 4. The controller 13 is also shown separately at each of the secondary boiler vessels. 3, 4. It will be clear that in practice only one variable energy supply 12 can be provided and/or one controller 13 can be provided which is coupled to both secondary boiler vessels 3 and 4. The controller is provided to detect the energy surplus. and to send this energy surplus to the heating elements 11. To this end, the controller is provided to monitor a difference in yield of the variable energy supply 12 on the one hand, and a local consumption on the other. When the local consumption is less than the yield of the variable energy supply, an energy surplus is created. This energy surplus is sent by the controller 13 to the heating elements 11 in order to heat water in the secondary boiler vessels 3, 4 and thereby to use energy from the variable energy supply as much locally as possible.

De verdere wateruitlaat 9 is rechtstreeks verbonden via een aansluiting 16 met de waterinlaat 6 van het primaire boilervat 2. Hiertoe is bij voorkeur een driewegaansluitmg 17The further water outlet 9 is directly connected via a connection 16 to the water inlet 6 of the primary boiler vessel 2. A three-way connection 17 is preferably provided for this purpose.

° BE2020/5447 voorzien om water van de twee secundaire boilervaten 3 en 4 tegelijk naar de waterinlaat 6 van het primaire boilervat 2 te laten stromen. De aansluitingen 16 van de twee secundaire boilervaten 3 en 4 hebben bij voorkeur een nagenoeg identieke lengte en diameter zodanig dat de stroomsnelheid van het water van het eerste secundaire boilervat 3 nagenoeg identiek is aan de stroomsnelheid van het water van het tweede secundaire boilervat 4 naar het primaire boilervat 2. Hierdoor kan op een passieve wijze en uiterst goedkoop een gebalanceerde optimale werking van het boilersysteem 1 bekomen worden.° BE2020/5447 provided to allow water from the two secondary boiler vessels 3 and 4 to flow simultaneously to the water inlet 6 of the primary boiler vessel 2. The connections 16 of the two secondary boiler vessels 3 and 4 are preferably of substantially identical length and diameter such that the flow rate of the water from the first secondary boiler vessel 3 is substantially identical to the flow rate of the water from the second secondary boiler vessel 4 to the primary boiler vessel 2. As a result, a balanced optimum operation of the boiler system 1 can be obtained in a passive manner and extremely cheaply.

De verdere watermlaat 10 van de secundaire boilervaten 3 en 4 zijn aangesloten aan een waterinlaat, bij voorkeur een sanitair koudwatercircuit 14. Om water van het koudwatercircuit 14 naar de twee secundaire boilervaten 3 en 4 te laten stromen, is een driewegaansluiting 17 voorzien. Ook hier is de leiding tussen de driewegaansluiting 17 en elke verdere watermlaat van de secundaire boilervaten 3 en 4 opgebouwd met een nagenoeg identieke diameter en een nagenoeg identieke lengte zodat waterstromen doorheen de secundaire boilervaten 3 en 4 een nagenoeg identieke weerstand ondervinden. Hierdoor kan op uiterst eenvoudig en goedkope wijze een gebalanceerde werking van het boilersysteem 1 bekomen worden.The further water outlet 10 of the secondary boiler vessels 3 and 4 are connected to a water inlet, preferably a domestic cold water circuit 14. In order to allow water to flow from the cold water circuit 14 to the two secondary boiler vessels 3 and 4, a three-way connection 17 is provided. Here too, the conduit between the three-way connection 17 and each further water outlet of the secondary boiler vessels 3 and 4 is constructed with a substantially identical diameter and a substantially identical length, so that water flows through the secondary boiler vessels 3 and 4 experience a substantially identical resistance. As a result, a balanced operation of the boiler system 1 can be obtained in an extremely simple and inexpensive manner.

Bij voorkeur is ter plaatse van de verdere waterinlaat 10 en van de verdere wateruitlaat 9 van elk van de secundaire boilervaten 3 en 4 een afsluitelement 18 voorzien. Dit afsluitelement 18 staat open in de normale werking van het boilersysteem 1 van de uitvinding. Wanneer zich een probleem voordoet, bijvoorbeeld wanneer één van de secundaire boilervaten 3, 4 slecht functioneert, kunnen de afsluitelementen 18 gebruikt worden om het slecht werkend secundair boilervat 3, 4 af te sluiten. Dit laat uiterst eenvoudige vervanging van een secundair boilervat 3, 4 toe. Figuur 1 toont verder een expansievat om een waterdruk in de boilervaten 2, 3, 4 te verzekeren. Verder kan een ontluchter (niet weergegeven) voorzien worden om lucht uit te boilervaten 2, 3, 4 te verwijderen.Preferably, a closing element 18 is provided at the location of the further water inlet 10 and of the further water outlet 9 of each of the secondary boiler vessels 3 and 4 . This closing element 18 is open in normal operation of the boiler system 1 of the invention. When a problem arises, for instance when one of the secondary boiler vessels 3, 4 malfunctions, the closing elements 18 can be used to close off the malfunctioning secondary boiler vessel 3, 4. This allows extremely simple replacement of a secondary boiler vessel 3, 4. Figure 1 further shows an expansion vessel to ensure a water pressure in the boiler vessels 2, 3, 4. Furthermore, an air vent (not shown) may be provided to remove air from boiler vessels 2, 3, 4.

In het boilersysteem 1 volgens de uitvinding wordt het primair boilervat 1 enkel gebruikt om sanitair water voor een gebruiker warm te maken en op vooraf bepaalde temperatuur te houden. Deze vooraf bepaalde temperatuur is bij voorkeur hoger dan 50 graden, meer bij voorkeur hoger dan 55 graden, meer bij voorkeur hoger dan 60 graden en ook bij voorkeur zodanig dat legionellagroei minstens geremd wordt, meest bij voorkeur zodanig dat legionella afsterft. De secundaire boilervaten worden gebruikt om energie te bufferen. Omdat het primaire boilervat niet gebruikt wordt om energie te bufferen, moet het niet over-gedimensioneerd worden. Anders gezegd kan het primaire boilervat 2 zo klein mogelijk gekozen worden en groot genoeg om de gebruiker het gewenste comfort te leveren. Omdat het primaire boilervat zo klem mogelijk gekozen wordt, zullen ook warmteverliezen gemmimaliseerd worden, met name omdat het water in het primaire boilervat 2 op een vooraf bepaalde warm water gebruikstemperatuur wordt gehouden, is het voordelig om de grootte van dit boilervat te beperken. De secundaire boilervaten worden gebruikt om energie te bufferen. Door de secundaire boilervaten groter te maken, zal de hoeveelheid energie die kan gebufferd worden vergroten. Verder zal energie gebufferd kunnen worden met een lagere verschiltemperatuur met de omgeving, zoals hierboven toegelicht. Hierdoor zullen energieverliezen beperkt worden, terwijl de buffercapaciteit gemaximaliseerd wordt. Door de gebalanceerde en symmetrische opbouw is het boilersysteem 1 volgens de uitvinding 1 verder goedkoop en betrouwbaar.In the boiler system 1 according to the invention, the primary boiler vessel 1 is only used to heat sanitary water for a user and to keep it at a predetermined temperature. This predetermined temperature is preferably higher than 50 degrees, more preferably higher than 55 degrees, more preferably higher than 60 degrees and also preferably such that legionella growth is at least inhibited, most preferably such that legionella dies off. The secondary boiler vessels are used to buffer energy. Because the primary boiler vessel is not used to store energy, it should not be over-sized. In other words, the primary boiler vessel 2 can be chosen as small as possible and large enough to provide the user with the desired comfort. Because the primary boiler vessel is chosen as tight as possible, heat losses will also be minimized, in particular because the water in the primary boiler vessel 2 is kept at a predetermined hot water use temperature, it is advantageous to limit the size of this boiler vessel. The secondary boiler vessels are used to buffer energy. By making the secondary boiler vessels larger, the amount of energy that can be buffered will increase. Furthermore, energy can be buffered with a lower temperature difference with the environment, as explained above. This will limit energy losses, while maximizing the buffer capacity. Due to the balanced and symmetrical construction, the boiler system 1 according to the invention 1 is furthermore inexpensive and reliable.

Het primaire boilervat 2 1s bij voorkeur opwaarts georiënteerd, terwijl secundaire boilervaten 3 en 4 aan weerszijden hoofdzakelijk symmetrisch ten opzichte van het primair boilervat 2, en liggend geplaatst zijn. Hierdoor wordt een opbouw bekomen die optimaal blijkt voor het inbouwen van een nok onder een dak. Namelijk het primaire boilervat zal centraal een eerste maximale hoogte innemen, terwijl de secundaire boilervaten daarnaast een noemenswaardige lagere hoogte innemen. Dit kan eenvoudig ingebouwd worden onder de meeste traditionele zadeldaken.The primary boiler vessel 21 is preferably oriented upwards, while secondary boiler vessels 3 and 4 are positioned on either side substantially symmetrically with respect to the primary boiler vessel 2, and lying. This results in a structure that appears to be optimal for installing a ridge under a roof. Namely, the primary boiler vessel will occupy a first maximum height centrally, while the secondary boiler vessels additionally occupy a appreciably lower height. This can be easily installed under most traditional gable roofs.

Figuur 2 toont een alternatieve opbouw van een gelijkaardig systeem. Meer bepaald toont figuur 2 een primair boilervat 2, rechtopstaand naast een secundair boilervat 3, ook rechtopstaand geplaatst naast het primair boilervat 2. Het sanitair koudwatercircuit 14 is rechtstreeks verbonden met de verdere waterinlaat 10 van het secundair boilervat 3. De verdere wateruitlaat 9 van het secundaire boilervat 3 is rechtstreeks verbonden met een waterinlaat 6 van het primair boilervat 2. De wateruitlaat 5 van het primair boilervat is aangesloten aan een sanitair warmwatercircuit 15. Het primair boilervat 2 is verbonden met een vaste energievoorziening, zodat het primair boilervat 2 kan werken als een conventionele boiler. Dit wil zeggen dat water warm gemaakt en gehouden wordt in het boilervat, zodat de gebruiker een vooraf bepaalde hoeveelheid warm water ter beschikking heeft. Het secundaire boilervat 3 is aangesloten aan een variabele energievoorziening 12. Hierdoor kunnen energieoverschotten zoals hierboven uitgebreid beschreven, gebruikt worden om water in het secundair boilervat 3 te verwarmen. Het secundair boilervat 3 zal daarom energieoverschotten opslaan in de vorm van warm water.Figure 2 shows an alternative construction of a similar system. More specifically, figure 2 shows a primary boiler vessel 2, standing upright next to a secondary boiler vessel 3, also placed upright next to the primary boiler vessel 2. The domestic cold water circuit 14 is directly connected to the further water inlet 10 of the secondary boiler vessel 3. The further water outlet 9 of the secondary boiler vessel 3 is directly connected to a water inlet 6 of the primary boiler vessel 2. The water outlet 5 of the primary boiler vessel is connected to a domestic hot water circuit 15. The primary boiler vessel 2 is connected to a fixed energy supply, so that the primary boiler vessel 2 can operate as a conventional boiler. This means that water is heated and kept in the boiler vessel, so that the user has a predetermined amount of hot water available. The secondary boiler vessel 3 is connected to a variable energy supply 12. As a result, energy surpluses, as described in detail above, can be used to heat water in the secondary boiler vessel 3. The secondary boiler vessel 3 will therefore store energy surpluses in the form of hot water.

De vakman begrijpt dat m de beide getoonde uitvoermgsvormen geen nadeel ontstaat door het al dan niet tijdelijk niet gebruiken van de verdere verwarmelementen 11. De watertemperatuur aan de waterinlaat van het primaire boilervat 2 zal dan gelijk zijn aan wanneer geen secundaire boilervaten zouden aanwezig zijn, en de energie die nodig is om het water te verwarmen is maximaal. Wanneer de verdere verwarmelementen 11 wel gebruikt worden, zal water in de secundaire boilervaten opwarmen zodat het water reeds gedeeltelijk voorverwarmd in het primaire boilervat 2 toekomt. De energie die nodig is om het water te verwarmen zal dan noemenswaardig kleiner zijn dan maximaal.The skilled person understands that in the two embodiments shown, no disadvantage arises due to the temporary or otherwise not using the further heating elements 11. The water temperature at the water inlet of the primary boiler vessel 2 will then be equal to if no secondary boiler vessels were present, and the energy required to heat the water is maximum. When the further heating elements 11 are used, water in the secondary boiler vessels will heat up so that the water arrives in the primary boiler vessel 2 already partially preheated. The energy required to heat the water will then be significantly less than the maximum.

Op basis van de beschrijving hierboven zal de vakman begrijpen dat de uitvinding op verschillende manieren en op basis van verschillende principes kan uitgevoerd worden. DaarbijBased on the description above, those skilled in the art will appreciate that the invention can be practiced in different ways and on the basis of different principles. Thereby

; BE2020/5447 is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen.; BE2020/5447, the invention is not limited to the embodiments described above.

De hierboven beschreven uitvoeringsvormen, alsook de figuren zijn louter illustratief en dienen enkel om het begrip van de uitvinding te vergroten.The embodiments described above, as well as the figures are merely illustrative and serve only to enhance the understanding of the invention.

De uitvinding zal daarom niet beperkt zijn tot de uitvoeringsvormen die hierin beschreven zijn, maar wordt gedefinieerd in de conclusies.The invention will therefore not be limited to the embodiments described herein, but is defined in the claims.

Claims

) BE2020/5447 Conclusions l. Boiler system comprising a primary boiler vessel having a water outlet, a water outlet and a heating element arranged to heat water between the water inlet and the water outlet, the heating element being arranged to be connected to a fixed energy supply, the boiler system further comprising at least one secondary boiler vessel containing a further water inlet, a further water outlet and a further heating element, the further heating element being arranged to heat water between the further water inlet and the further water outlet, the further heating element being arranged to be connected to a variable power supply wherein the further water outlet is connected to the water inlet so that water is preheatable in the secondary boiler vessel.

Boiler system according to claim 1, wherein the further heating element is an electric heating element and wherein the electric heating element is electrically connected via a controller, wherein the controller is programmed to send surplus power to the further heating element.

Boiler system according to the preceding claim, wherein the controller is electrically connected to at least one of a solar panel installation, a wind energy installation and a wave energy installation.

Boiler system according to claim 1, wherein the further heating element is a hydraulic heating element and can be connected to a thermal solar panel installation.

Boiler system according to any of the preceding claims, wherein each secondary boiler vessel has a volume greater than the primary boiler vessel.

Boiler system according to one of the preceding claims, wherein the water outlet of the primary boiler vessel is connected to a domestic hot water circuit.

Boiler system according to one of the preceding claims, wherein the further water inlet is connected to a water supply of a sanitary cold water circuit.

Boiler system according to one of the preceding claims, wherein two or more secondary boiler vessels are placed symmetrically with respect to the primary boiler vessel.

Boiler system according to the preceding claim, wherein the plurality of secondary boiler vessels each have a further water outlet and wherein the connections of these further water outlets to the water inlet of the primary boiler vessel have the same length and diameter.

A boiler system according to claim 7 and any one of the preceding claims 8-9, wherein the water supply is connected to each further water inlet and wherein the pipes between the water supply and the further water inlets have the same length and diameter.

Boiler system according to one of the preceding claims, wherein a closing element is provided at the location of the further water inlet and the further water outlet.

A boiler system according to any one of the preceding claims, wherein the primary boiler vessel is upright oriented and wherein the at least one secondary boiler vessel is horizontally oriented.

A boiler system according to any one of the preceding claims, wherein the heating element is an electrical heating element which is connected to the mains electricity and is adapted to keep water in the primary boiler vessel permanently at a minimum predetermined temperature.