BG104990A

BG104990A - Heating system for non-drinking water

Info

Publication number: BG104990A
Application number: BG104990A
Authority: BG
Inventors: Kim Steenberg
Original assignee: Danfoss A/S
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2001-08-31
Also published as: AU3810599A; DE19824034C2; EA200001239A1; WO1999063278A1; EP1093559A1; PL344744A1; DE19824034A1; PL192096B1; CZ20004420A3

Abstract

The installation is used in the systems for hot-water supply of residential buildings. A heating system for non-drinking water has a heat-exchanger (1), the primary part (2) of which is supplied with a heat transfer medium and the secondary part (6) of which is connected to a circulation pipe (9). The circulation pipe comprises at least one draw-off point (12) for hot non-drinking water, a circulation pump (13) and a cold water in-feed (15). A control device (19) comprises a first temperature sensor (20) at the initial section (10) of the circulation pipe (9) and a primary-side adjustment means (motorized valve 23), influenced by the temperature sensor, for the amount of heat transfer medium to be let through. A second temperature sensor (21), which influences the adjustment means, is arranged at the section (17) of the circulation pipe (9) downstream of the cold-water in-feed (15). In particular, the second temperature sensor (21) is a significant distance (a) from the heat-exchanger inlet (8). The temperature of the non-drinking water is therefore subject to fewer fluctuations. 10 claims, 1 figure

Description

Област на техникатаTechnical field

Настоящето изобретение се отнася до инсталация за нагряване на непитейна вода с един топлообменник, чиято първична страна се захранва с топлоносител посредством входящ и възвратен тръбопровод, а вторичната му страна притежава цирку15 лационен тръбопровод, който има поне един извод за източване на топла непитейна вода, циркулационна помпа и тръбопровод за захранване със студена вода, а така също и регулиращо устройство, което включва един първи температурен датчик в началния участък на циркулационния тръбопровод и управляван от него регулатор на протичащия дебит на топлоносителя в първичната страна на топлообменника.The present invention relates to a non-potable water heating installation with a single heat exchanger, the primary side of which is supplied with a heat carrier via an inlet and return pipeline, and its secondary side has a circulation pipe having at least one outlet for draining hot non-drinking water, circulating pump and pipeline for cold water supply, as well as a regulating device which includes a first temperature sensor in the initial section of the circulation pipeline and controlled by it lator of the flow rate of the heat carrier in the primary side of the heat exchanger.

Предшествувашо състояние на техниката ® При една известна инсталация от този вид (Е 38 09 893 С2) първичната страна на топлообменника е присъединена към мрежата на топлоцентрала чрез включване на един регулиращ вентил към тръбопровода за връщане на водата. Температурният 25 датчик, включен към изходящия тръбопровод на вторичната страна на топлообменника задействува регулиращия вентил и така поддържа температурата на непитейната вода на предварително определена стойност. При това обаче се появяват значителни колебания на температурата на непитейната вода. Както прекадено горещата, така и прекадено студената вода се възприема обаче неприятно, особено, когато се касае зо до душова инсталация.BACKGROUND OF THE INVENTION ® In a known installation of this type (E 38 09 893 C2), the primary side of the heat exchanger is connected to the network of the heat plant by connecting a control valve to the water return pipeline. The temperature sensor 25 connected to the outlet pipeline on the secondary side of the heat exchanger activates the control valve to maintain the non-drinking water temperature to a predetermined value. However, significant fluctuations in the temperature of non-drinking water occur. However, both hot and cold water is perceived unpleasantly, especially when it comes to showering.

BG-PA-104990BG-PA-104990

Изобретението има задача да създаде инсталация за нагряване на непитейна вода, при която колебанията на температурата се поддържат в тесни граници.The invention is intended to provide a non-potable water heating installation in which temperature fluctuations are maintained within a narrow range.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Съгласно изобретението тази задача се решава посредством разполагане в крайния участък на циркулационния тръбопровод след входа за захранване със студена вода по посока на потока на подаваната студена вода, на един втори температурен датчик, действащ върху регулиращия орган.According to the invention, this problem is solved by positioning a second temperature sensor acting on the control body in the end section of the circulation line after the cold water supply inlet in the direction of the cold water supply.

Вторият температурен датчик регистрира падането на температурата на водата, което се получава с началото на източването след входа за захранване със студена вода, преди тази по-студена вода да постъпи в топлообменника. Вследствие на това, подаването на топлоносител към първичната страна на топлообменника може да се повиши значително по-рано отколкото досега, с което да се предотврати твърде бързото падане на температурата на водата за консумация. Краят на периода на източване също по такъв начин се фиксира рано, с което пък, чрез намаляване на подаваната топлина към първичната страна се избягва нежеланото повишаване на температурата на непитейната вода.The second temperature sensor records the drop in water temperature that occurs at the beginning of drainage after the cold water inlet before that colder water enters the heat exchanger. As a consequence, the supply of the heat carrier to the primary side of the heat exchanger can be increased significantly earlier than previously, thus preventing the water temperature of the consumption water from falling too fast. The end of the drainage period is thus also fixed early, which, by reducing the supply of heat to the primary side, avoids the undesirable increase in the temperature of the non-drinking water.

Особено благоприятно е, когато вторият температурен датчик е разположен на по-голямо разстояние от входа на топлообменника. С това разстояние се отчита и обстоятелството, че топлообменникът има определено качество да задържа топлина и от това преходът от едно стационарно състояние до друго стационарно състояние изисква определено време. Колебанията на температурата на непитейната вода по такъв начин могат допълнително да се намалят.It is particularly advantageous when the second temperature sensor is located at a greater distance from the inlet of the heat exchanger. This distance also takes into account the fact that the heat exchanger has a certain quality to retain heat and hence the transition from one steady state to another steady state requires a certain amount of time. Non-drinking water temperature fluctuations can thus be further reduced.

Особено изгодно е, ако това разстояние се избере така, че топлинната енергия, необходима за нагряване на количеството студена вода, намиращо се в циркулационния тръбопровод между втория температурен датчик и входа на топлообменника да е приблизително еднаква с излишната енергия при състояние без източване. Това позволява да се осъществи почти константна температура на непитейната вода.It is particularly advantageous if this distance is chosen so that the heat required to heat the amount of cold water present in the circulation pipe between the second temperature sensor and the inlet of the heat exchanger is approximately equal to the excess energy in the non-draining state. This allows a near constant temperature of non-drinking water to be reached.

Освен това препоръчително е, обемът на циркулационния тръбопровод между входа за захранване със студена вода и входа на топлообменника да е толкова голям, колкото е обемът на вторичната част на топлообменника. Това напасване допринасяIn addition, it is advisable that the volume of the circulation line between the cold water supply inlet and the heat exchanger inlet be as large as the volume of the secondary part of the heat exchanger. This adjustment contributes

PCT/DK99/00276PCT / DK99 / 00276

BG-PA-104990 също за поддържане на константна температура на непитейната вода при мястото на източване.BG-PA-104990 also to maintain a constant temperature of non-drinking water at the point of discharge.

Целесъобразно е вторият датчик за температура да се монтира близо до входа на студената вода. Разстоянието може да бъде например 2 до 20 % от дължината на 5 циркулационния тръбопровод между входа за студена вода и входа на топлообменника. По такъв начин е възможно, при дадено разположение на входа на захранване със студена вода към входа на топлообменника да се осъществи възможно най-ранно регистриране на началото и на края на процеса на източване на вода.It is advisable to install a second temperature sensor near the cold water inlet. For example, the distance may be 2 to 20% of the length of the 5 circulation line between the cold water inlet and the heat exchanger inlet. Thus, it is possible, at a given location of the cold water supply inlet to the inlet of the heat exchanger, to register as early as possible the beginning and end of the drainage process.

Целесъобразно е дължината на циркулационния тръбопровод между входа заThe length of the conduit between the inlet for

захранване със студена вода и/или втория температурен датчик и входа на топлообменника да бъде 3 до 4 м. Тези стойности са типични за домакински инсталации. Но ако при други инсталации трябва да се избират различни от тези дължини, целесъобразно е те да са по възможност големи, примерно над 1 м.cold water supply and / or the second temperature sensor and the inlet of the heat exchanger should be 3 to 4 m. These values are typical for domestic installations. However, if other installations have to choose different lengths, it is advisable that they be as large as possible, for example over 1 m.

Допълнително предимство се получава, ако на тръбопровода за връщане на 15 водата се постави трети температурен датчик, влияещ върху органа за управление. С помощта на този трети температурен датчик може да се следи температурата на връщащата се вода в първичната страна на топлообменника и с това да се ограничи подаваната към топлообменника топлина, с което се предотвратява излишното повишаване на температурата на водата за употреба.An additional advantage is obtained if a third temperature sensor influencing the control is placed on the return line 15. By means of this third temperature sensor, the temperature of the return water at the primary side of the heat exchanger can be monitored, thereby limiting the heat supplied to the heat exchanger, which prevents unnecessary rising of the water temperature for use.

Органът за управление най-добре е един моторен вентил. С такъв вентил може бързо и в широки граници да се променя дебитът на топлоносителя.The control is best a single motor valve. Such a valve can quickly and widely vary the flow of the heat carrier.

Благоприятно е също така, в циркулационния тръбопровод, между последния пункт за източване и входа на студената вода да се постави един възвратен вентил, затварящ по посока на циркулационната помпа. Този възвратен вентил гарантира по25 соката на протичане на циркулиращия медиум и начина на действие на системата за управление.It is also advantageous to place a non-return valve closing in the direction of the circulation pump between the last drainage point and the cold water inlet. This check valve guarantees more 25 juices of flow of the circulating medium and the operation of the control system.

Освен това за предпочитане е температурните датчици да са електронни съпротивителни датчици и да се използва електронно командно устройство. Така температурните датчици могат да се включат непосредствено към командното устройството зо и да задействат органа за управление.In addition, it is preferable for the temperature sensors to be electronic resistance sensors and to use an electronic command device. Thus, the temperature sensors can be connected directly to the control unit 3 and actuate the control.

PCT/DK99/00276PCT / DK99 / 00276

BG-PA-104990BG-PA-104990

Пояснения на приложените фигуриExplanations of the annexed figures

По-подробно изобретението е описано по-долу с помощта на приложената фигура, на който е изобразена схемата на един предпочитан вариант на изпълнение на 5 инсталация за нагряване на непитейна вода съгласно изобретението.The invention is described in more detail below with the help of the accompanying figure, which shows a diagram of a preferred embodiment of a 5 non-drinking water heating system according to the invention.

Топлообменникът 1, със своята първична страна 2 е свързан с топлинния източник 5 посредством входящ тръбопровод 3 и изходящ тръбопровод 4, като източникът 5 е по-специално е една централна топлоснабдителна мрежа, която снабдява топлообменника с загрят топлоносител. Вторичната част 6 на топлообменника 1 притежава р ю изход 7 и вход 8, които са свързани помежду си посредством циркулационен тръбопровод 9. След началния участък 10 на циркулационния тръбопровод 9 следва зона на източване за консумация 11 с няколко пункта за източване 12, циркулационна помпа 13, възвратен вентил 14, затварящ в посока на помпата, вход за студена вода 15, през който в процес на източване се подава студена вода през тръбопровод 16 и 15 краен участък 17.The heat exchanger 1, with its primary side 2, is connected to the heat source 5 via an inlet pipeline 3 and an outlet pipeline 4, the source 5 being in particular a central heat supply network that supplies the heat exchanger with a heated coolant. The secondary part 6 of the heat exchanger 1 has an outlet 7 and an inlet 8, which are connected to each other by a circulating pipeline 9. Following the initial section 10 of the circulating pipeline 9 is followed by a drainage area for consumption 11 with several drainage points 12, a circulation pump 13 , non-return valve 14 closing in the direction of the pump, cold water inlet 15 through which cold water is supplied through the conduit 16 and 15 end section 17 during the drainage process.

Едно регулиращо устройство 19, снабдено с орган за ръчна настройка 18 е свързано с един първи температурен датчик 20 в началния участък 10 на циркулационния тръбопровод 9, с един втори температурен датчик 21 в крайния участък 17 на циркулационния тръбопровод 9 и един трети температурен датчик 22 на възвратния тръ20 бопровод 4 при първичната страна. Регулиращото устройство управлява на базата на сигналите за температура един орган за управление 23 представляващ моторен вентил, който определя протичащия дебит на първичния топлоносител през топлообменника 1. Така се осъществява регулираща верига, която поддържа температурата на водата за консумация на нивото на избраната стойност.A control device 19 provided with a manual adjusting body 18 is connected to a first temperature sensor 20 in the initial section 10 of the circulation line 9, with a second temperature sensor 21 at the end section 17 of the circulation line 9 and a third temperature sensor 22 return tru20 pipeline 4 at the primary side. The control unit controls, based on the temperature signals, a control 23 representing a motor valve that determines the flow rate of the primary coolant through the heat exchanger 1. This creates a control circuit that maintains the water temperature for consumption at the selected value level.

Първият температурен датчик 20 регистрира температурата на излизащата от топлообменника вода за консумация, която и по време на източване трябва да се поддържа възможно константна.The first temperature sensor 20 registers the temperature of the water exiting the heat exchanger, which must be kept constant as long as it is drained.

Вторият температурен датчик 21 е разположен в крайния участък 17, така че добавянето на студена вода, което става в началото на източването, се регистрира зо преди тази студена вода да постъпи в топлообменника 1 и регулаторът 23 съответно може да се отвори повече. Освен това вторият температурен датчик 21 трябва да бъThe second temperature sensor 21 is located in the end section 17 so that the addition of cold water, which occurs at the beginning of drainage, is registered before that cold water enters the heat exchanger 1 and the regulator 23 can be opened more accordingly. In addition, the second temperature sensor 21 must be

PCT/DK99/00276PCT / DK99 / 00276

BG-PA-104990 де на разстояние а (съответстващо на дадена дължина на тръбата) от входа 8 на топлообменника, така че наличието на студена вода в началото на източването или спирането на студената вода когато се спира източването се регистрират известно време преди изменението на температурата да достигне топлообменника 1 и така заба5 вянията, причинени от запазването на топлина в топлообменника 1 се компенсират поне отчасти. Разстоянието а в повечето случаи е сравнително голямо и обикновено е 3 или 4 метра, възможно е да бъде от 1 до 5 метра. Сигналите от втория температурен датчик 21 се наслагват в регулиращото приспособление 19 върху сигналите от първия температурен датчик 20 в предварително избрано съотношение, така че регулиращото ю приспособление 23 се повлиява допълнително. По-специално, разстоянието а трябва да бъде толкова голямо, че топлинната енергия, необходима за нагряване количеството студена вода, намиращо се в края на операцията за източване на студена вода в циркулационната тръба 9 между втория температурен датчик 21 и входа 8 на топлообменника, да бъде по принцип равна на излишъка от енергия в топлообменника 1 по 15 това време, съответстващ на случая когато не се източва вода. Излишъкът от енергия се обуславя от конструкцията на нагряващата част на топлообменника 1 и количеството топлоносител в първичната част.BG-PA-104990 de at a distance (corresponding to a given pipe length) from the inlet 8 of the heat exchanger, so that the presence of cold water at the beginning of drainage or the stop of cold water when stopping drainage are recorded some time before the temperature change reach the heat exchanger 1 and thus the delays caused by the heat retention in the heat exchanger 1 are compensated at least in part. In most cases, the distance is relatively long and is usually 3 or 4 meters, possibly 1 to 5 meters. The signals from the second temperature sensor 21 are superimposed in the control device 19 on the signals from the first temperature sensor 20 in a pre-selected ratio, so that the control device 23 is further influenced. In particular, the distance a must be so large that the heat required to heat the amount of cold water at the end of the cold water drainage operation in the circulation pipe 9 between the second temperature sensor 21 and the inlet 8 of the heat exchanger, is generally equal to the excess energy in the heat exchanger 1 at 15 during this time, corresponding to the case when no water is being drained. The excess energy is determined by the design of the heating part of the heat exchanger 1 and the amount of heat carrier in the primary part.

Третият температурен датчик 22 поставя горна граница на възвратната температура, така че да не може да настъпи прегряване.The third temperature sensor 22 places an upper limit on the return temperature so that no overheating can occur.

По същия начин входът за захранване със студена вода 15 е на сравнително голямо разстояние от входа 8 на топлообменника. Обемът на циркулационната тръба 9 между входа на захранването със студена вода 15 и входа 8 на топлообменника трябва да бъде приблизително равен на обема на вторичната част 6 на топлообменника 1. По този начин цялата непитейна вода, съдържаща се в топлообменника 1 в края на 25 операцията за източване, се доставя в циркулационната тръба и се замества от следваща непитейна вода, все още съдържаща студена вода.Similarly, the cold water inlet 15 is at a relatively large distance from the heat exchanger inlet 8. The volume of the circulation pipe 9 between the inlet of the cold water supply 15 and the inlet 8 of the heat exchanger must be approximately equal to the volume of the secondary part 6 of the heat exchanger 1. Thus, all non-drinking water contained in the heat exchanger 1 at the end of the operation 25 for drainage, is supplied to the circulation pipe and replaced by subsequent non-drinking water still containing cold water.

В заключение, по този начин се избягва прекаленото охлаждане на непитейната вода в началото на източването и прекаленото нагряване на непитейната вода в края на източването.In conclusion, this avoids overcooling of non-drinking water at the beginning of drainage and over-heating of non-drinking water at the end of drainage.

Claims

5 1. Non-drinking water heating installation having a heat exchanger, the primary part of which is supplied with a heat carrier through an inflow pipe and a return pipe, and the secondary part of which is provided with a circulation pipe containing at least one hot non-drinking water drainage point and which has a control device comprising a first temperature sensor in the initial portion of the circulation pipe and a device for adjusting the primary portion, influenced by the temperature sensor, to pass the coolant, characterized by with a second temperature sensor (21) affecting the adjusting device (23) being disposed in the end section (17) of the circulation pipe (9) after the inlet of cold water supply (15) in the downstream direction.

Installation according to claim 1, characterized in that the second temperature sensor (21) is at a considerable distance (a) from the inlet (8) of the heat exchanger.

20

Installation according to claim 2, characterized in that the distance (a) is such that the thermal energy required to heat the amount of cold water contained in the circulation pipe (9) at the end of the cold water drainage operation between the second temperature sensor (21) and the inlet (8) of the heat exchanger is in principle equal to the excess energy corresponding to the case when no water is discharged.

Installation according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the volume of the circulation pipe (9) between the inlet for cold water supply (15) and the inlet (8) of the heat exchanger is approximately equal to the volume of the secondary part (6) of the heat exchanger.

PCT / DK99 / 00276

BG-PA-104990

Installation according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the second temperature sensor (21) is located near the cold water inlet (15).

Installation according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the length of the circulation pipe (9) between the inlet for cold water supply (15) and / or the second temperature sensor (21) and the inlet (8) of the heat exchanger is 3 to 4 meters.

Installation according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a third temperature sensor affecting the adjusting device (23) is located on the return pipe.

Installation according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the adjusting device (23) is a motor valve.

Installation according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the circulation pipe (9) is provided with a non-return valve (14) closing to

20, a circulation pump (13) located between the last drainage point (12) and the cold water inlet (15).

Installation according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the temperature sensors (20, 21, 22) are electronic resistance sensors and 25 an electronic control device (19) is used.