CZ32509U1 - Elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách, zejména pro radiorátorový okruh, podlahové vytápění a ohřev teplé užitkové vody - Google Patents

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

Elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách, zejména pro radiátorový okruh, podlahové vytápění a ohřev teplé užitkové vody

Oblast techniky

Technické řešení se týká elektrokotle pro ústřední topení, obsahující radiátorový okruh, podlahové vytápění a ohřev teplé užitkové vody (TUV).

Dosavadní stav techniky

Jsou známé různé elektrokotle. Pokud však je zapotřebí tyto použít pro vytápění objektu obsahujícího radiátorový okruh a okruh podlahového vytápění, je nutno je doplnit dalším zařízením, které pro okruh podlahového vytápění zajistí sníženou teplotu teplonosné látky.

Dosud známé elektrokotle rovněž neumožňují použít plný výkon kotle pro ohřev TUV. Dosud známé elektrokotle realizují ohřev TUV kontinuálně, což je méně účinné.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách, zejména pro radiátorový okruh, podlahové vytápění a ohřev TUV, podle tohoto technického řešení. Jeho podstata spočívá v tom, že obsahuje výměník s topnými spirálami, hlavní čerpadlo, teplotní čidlo, indikující teplotu teplonosné látky na výstupu z výměníku a řídící jednotku. Elektrokotel dále obsahuje výstupní potrubí radiátorového okruhu a výstupní potrubí okruhu ohřívače TUV, popřípadě obsahuje pouze společné výstupní potrubí radiátorového okruhu a okruhu ohřívače TUV.

Součástí elektrokotle je rovněž zpětné potrubí radiátorového okruhu a zpětné potrubí okruhu ohřívače TUV a minimálně jeden nízkoteplotní zdroj. Nízkoteplotní zdroj umožňuje snížení teploty otopného media pro podlahové vytápění. Každý nízkoteplotní zdroj je opatřen pomocným čerpadlem, teplotním senzorem, směšovacím ventilem a vývody pro napojení přináležícího okruhu podlahového vytápění. Zpětné potrubí radiátorového okruhu a zpětné potrubí okruhu ohřívače TUV jsou vzájemně propojené přepínacím ventilem, ze kterého jsou vyvedeny na vstup výměníku. Na vstup řídící jednotky je přivedeno teplotní čidlo, umístěné na výstupu výměníku, kde snímá teplotu otopné vody vystupující z výměníku. Na vstup řídící jednotky jsou rovněž přivedeny jednotlivé teplotní senzory jednotlivých nízkoteplotních zdrojů, indikujících teploty teplonosné látky v jednotlivých okruzích podlahového vytápění.

Výstup řídící jednotky je propojen s topnými spirálami výměníku, dále s přepínacím ventilem, s hlavním čerpadlem, s pomocnými čerpadly a se směšovacími ventily nízkoteplotních zdrojů.

Rovněž je podstatné, že řídící jednotka je opatřena vstupem pro teplotní snímač, umožňující napojení teplotního snímače, který je umístěn v okruhu TUV na ohřívači TUV.

Podstatné je, že řídící jednotka je opatřena vstupem ekvitermního čidla, propojeným s ekvitermním čidlem, které je umístěné vně budovy.

Dále je podstatné, že řídící jednotka je opatřena alespoň jedním vstupem pokojového termostatu, který je umístěn ve vytápěném prostoru budovy.

Konečně je podstatné, že řídící jednotka je opatřena alespoň jedním vstupem pokojové ovládací jednotky, která je umístěna ve vytápěném prostoru budovy.

- 1 CZ 32509 U1

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí obrázků, na kterých je znázorněn elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách podle tohoto technického řešení. Na obr. 1 je hydraulické schéma elektrokotle podle prvního příkladného provedení. Na obr. 2 je hydraulické schéma elektrokotle podle druhého příkladného provedení. Na obr. 3 je hydraulické schéma elektrokotle s vyznačením nízkoteplotních zdrojů. Na obr. 4 je elektrické schéma elektrokotle podle tohoto technického řešení. Na obr. 5 je hydraulické schéma elektrokotle, u kterého je společné výstupní potrubí radiátorového okruhu a okruhu ohřívače TUV.

Příklady uskutečnění technického řešení

Je zapotřebí instalovat vhodný elektrokotel pro teplovodní vytápění rodinného domku, který má tři místnosti opatřené radiátory, dvě místnosti opatřené podlahovým vytápěním a 150 litrový ohřívač 11 TUV, ohřívaný vodou z topného systému. Proto je zvolen elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách podle tohoto technického řešení, jak je znázorněno na obr. č. 1.

Tento elektrokotel obsahuje výměník 1 se dvěma topnými spirálami 2, každá o příkonu 5 kW, hlavní čerpadlo 14 pro cirkulaci otopné vody, teplotní čidlo 20, které je umístěné na výstupu otopné vody z výměníku 1 a řídící jednotku 3. Elektrokotel je opatřen výstupním potrubím 9a radiátorového okruhu 8 a výstupním potrubím 9b okruhu ohřívače 11 TUV. Na výstupní potrubí 9a radiátorového okruhu 8 jsou paralelně napojeny tři radiátory, každý v jedné místnosti rodinného domku. Pro zpětný přívod otopné vody z radiátorového okruhu 8 a z okruhu ohřívače 11 TUV je elektrokotel opatřen zpětným potrubím 12 radiátorového okruhu 8 a zpětným potrubím 13 okruhu ohřívače 11 TUV. Zpětné potrubí 12 radiátorového okruhu 8 a zpětné potrubí 13 okruhu ohřívače 11 TUV jsou vzájemně propojeny přepínacím ventilem 10 a přes hlavní čerpadlo 14 napojeny na vstup výměníku 1. Pro možnost připojení dvou okruhů podlahového vytápění je elektrokotel vybaven dvěma nízkoteplotními zdroji 4.

Každý nízkoteplotní zdroj 4 je opatřen pomocným čerpadlem 6, teplotním senzorem 7, směšovacím ventilem 19 a vývody 5 pro napojení okruhu podlahového vytápění.

Elektrokotel je dále opatřen řídící jednotkou 3, na jejíž vstup je přivedeno teplotní čidlo 20, teplotní snímač 15 a dva teplotní senzory 7, každý z jednoho nízkoteplotního zdroje 4. Výstup řídící jednotky 3 je propojen s topnými spirálami 2, přepínacím ventilem 10, hlavním čerpadlem 14, pomocnými čerpadly 6 a směšovacími ventily 19.

Funkce zařízení je následující:

Při rozběhu otopného systému je požadováno, aby nejprve došlo knahřátí TUV v ohřívači 11 TUV na teplotu 45 °C, poté ke spuštění radiátorového okruhu 8 a současně k vpuštění otopné vody o teplotě max. 30 °C do podlahového vytápění jedné místnosti a k vpuštění otopné vody o teplotě max. 38 °C do podlahového vytápění druhé místnosti. Proto je takto známým způsobem naprogramována řídící jednotka 3. Protože řídící jednotka 3 je svým výstupem napojena na topné spirály 2, provede zapnutí obou topných spirál 2, čímž zajistí maximální výkon elektrokotle. Protože řídící jednotka 3 je svým výstupem napojena rovněž na hlavní čerpadlo 14 a přepínací ventil 10, spustí hlavní čerpadlo 14 a přepne přepínací ventil 10 do polohy umožňující proudění otopné vody pouze přes okruh ohřívače 11 TUV, a to tak dlouho, než teplotní čidlo 15 zaznamená požadovanou teplotu TUV 45 °C. Poté řídící jednotka 3 přepne přepínací ventil 10 do polohy umožňující proudění vody pouze přes radiátorový okruh 8 a současně spustí obě pomocná čerpadla 6. Současně pomocí jednoho směšovacího ventilu 19 nastaví jeden nízkoteplotní zdroj 4 tak, že pustí otopnou vodu o teplotě 30 °C do podlahového vytápění jedné místnosti. Obdobně

-2CZ 32509 U1 nastaví pomocí druhého směšovacího ventilu 19 druhý nízkoteplotní zdroj 4 tak, že pustí otopnou vodu o teplotě 38 °C do podlahového vytápění druhé místnosti.

V první místnosti, která je opatřena podlahovým vytápěním, je umístěn pokojový termostat 16, propojený na vstup řídící jednotky 3. Řídící jednotka 3 pomocí příslušného směšovacího ventilu 19 řídí teplotu otopné vody vystupujícího z prvního nízkoteplotního zdroje 4, a tím udržuje nastavenou teplotu v první místnosti. Přitom nepřekročí maximální zvolenou teplotu otopné vody 30 °C.

Druhá místnost s podlahovým vytápěním je opatřena pokojovou ovládací jednotkou 17, propojenou na vstup řídící jednotky 3. Pokojová ovládací jednotka 17 umožňuje nejen volbu více teplotních režimů, nýbrž je schopna vyhodnotit rychlost nárůstu, resp. poklesu teploty v místnosti a vhodně na to reagovat. Sníží se tím amplituda teplotních překmitů teploty v místnosti, když již při nárůstu teploty je pokojová ovládací jednotka 17 schopna ve vhodný okamžik snížit přes řídící jednotku 3 pomocí směšovacího ventilu 19 teplotu otopné vody v podlahovém vytápění. Přitom nepřekročí maximální zvolenou teplotu otopné vody 38 °C. V místnostech opatřených radiátory, jsou tyto radiátory opatřeny ventily s termoregulačními hlavicemi, pomocí nichž je známým způsobem regulována zvolená teplota v místnosti. Teplota na výstupu elektrokotle je měřená teplotním čidlem 20, napojeným na řídící jednotku 3. V řídící jednotce 3 je nastavena maximální teplota, která nemá být překročena. V tomto příkladném provedení je nastavena maximální teplota 80 °C.

V případě dosažení teploty 80 °C řídící jednotka 3 sníží výkon elektrokotle vypnutím topné spirály 2.

V druhém příkladném provedení, znázorněném na obr. č. 2 je zapotřebí zabezpečit teplovodní vytápění bytové jednotky, která má dvě místnosti opatřené radiátory, jednu místnost opatřenou podlahovým vytápěním, a 100 litrový ohřívač 11 TUV vytápěný vodou z topného systému. K vytápění je rovněž použit elektrokotel podle tohoto technického řešení. Navíc je použito ekvitermní čidlo 18, které je umístěné vně budovy a je napojeno na vstup řídící jednotky 3.

Funkce zařízení je obdobná. Podle venkovní teploty měřené ekvitermním čidlem 18 a zejména podle časového vývoje venkovní teploty je s časovým předstihem řídící jednotkou 3 známým způsobem regulována teplota otopné vody na výstupu z výměníku 1, která je měřená teplotním čidlem 20. Místnost s podlahovým vytápěním je opatřena pokojovou ovládací jednotkou 17, kontinuálně komunikující s řídící jednotkou 3. Podle zvoleného algoritmu nastavuje řídící jednotka 3 teplotu nízkoteplotního zdroje 4.

V jiném příkladném provedení, znázorněném na obr. č. 5 je rozdílné pouze to, že je realizováno společné výstupní potrubí 9 radiátorového okruhu 8 a okruhu ohřívače 11 TUV.

Průmyslová využitelnost

Elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách, podle tohoto technické řešení je možné zejména využít pro vytápění rodinných domků, které mají radiátorový okruh, okruh podlahového vytápění a okruh ohřevu TUV.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (20)

1. Elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách, zejména pro radiátorový okruh, podlahové vytápění a ohřev teplé užitkové vody (TUV), vyznačující se tím, že obsahuje

-3 CZ 32509 U1 výměník (1) s topnými spirálami (2), hlavní čerpadlo (14), teplotní čidlo (20), řídící jednotku (3), výstupní potrubí (9a) radiátorového okruhu (8) a výstupní potrubí (9b) okruhu ohřívače (11) TUV nebo společné výstupní potrubí (9) radiátorového okruhu (8) a okruhu ohřívače (11) TUV, a zpětné potrubí (12) radiátorového okruhu (8) a zpětné potrubí (13) okruhu ohřívače (11) TUV, a dále minimálně jeden nízkoteplotní zdroj (4), který je opatřen pomocným čerpadlem (6), teplotním senzorem (7), směšovacím ventilem (19) a vývody (5), přičemž zpětné potrubí (12) radiátorového okruhu (8) a zpětné potrubí (13) okruhu ohřívače (11) TUV jsou vzájemně propojené přepínacím ventilem (10), přitom na vstup řídící jednotky (3) je přivedeno teplotní čidlo (20) a teplotní senzory (7), a výstup řídící jednotky (3) je propojen s topnými spirálami (2), s přepínacím ventilem (10), s hlavním čerpadlem (14), s pomocnými čerpadly (6) a se směšovacími ventily (19).

2. Elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách podle nároku 1, vyznačující se tím, že řídící jednotka (3) je opatřena vstupem pro teplotní snímač (15) umožňujícím napojení teplotního snímače (15), který je umístěn v okruhu TUV na ohřívači (11) TUV.

3. Elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách podle nároku 1 nebo podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že řídící jednotka (3) je opatřena vstupem ekvitermního čidla (18), propojeným s ekvitermním čidlem (18), které je umístěné vně budovy.

4. Elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že řídící jednotka (3) je opatřena alespoň jedním vstupem pokojového termostatu (16), který je umístěn ve vytápěném prostoru budovy.

5. Elektrokotel pro topné okruhy o různých teplotách podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že řídící jednotka (3) je opatřena alespoň jedním vstupem pokojové ovládací jednotky (17), která je umístěna ve vytápěném prostoru budovy.

3 výkresy

Seznam vztahových značek

1 - výměník

2 - topná spirála

3 - řídící jednotka

4 - nízkoteplotní zdroj

5 - vývody

6 - pomocné čerpadlo

7 - teplotní senzor

8 - radiátorový okruh

9 - společné výstupní potrubí

9a - výstupní potrubí radiátorového okruhu

9b - výstupní potrubí okruhu ohřívače TUV

10 - přepínací ventil

11 - ohřívač TUV

12 - zpětné potrubí radiátorového okruhu

13 - zpětné potrubí okruhu ohřívače TUV

14 - hlavní čerpadlo

15 - teplotní snímač

16 - pokojový termostat

17 - pokojová ovládací jednotka

18 - ekvitermní čidlo

19 - směšovací ventil

20 - teplotní čidlo