DE2729718A1 - SYSTEM FOR HOT WATER GENERATION FOR TAPPING - Google Patents
SYSTEM FOR HOT WATER GENERATION FOR TAPPINGInfo
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Description
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CHAFFOTEAUX ET MAURTCHAFFOTEAUX ET MAURT
Die Erfindung betrifft die Anlagen zur Erzeugung warmen Wassers zum Abzapfen, welche im wesentlichen einen Wärmeaustauscher enthalten, dessen primärer Strömungskreis einen Teil einer eine Antriebepumpe und einen Kalorienerzeuger enthaltenden geschlossenen Schleife bildet, während der im öegenstrom an dem Primärkreis angebrachte Sekundärkreis strömungsaufwarts mit kaltem Wasser gespeist wird und strömungsabwärts an eine Vorrichtung zur Ausgabe von war mem Wasser angeschlossen ist, wobei der Primärkreis des Austauschers vorzugsweise parallel zu einem Zentralheizungskreis mit Heizkörpern o.dgl. liegt, wobei dann ein Dreiwegeventil gestattet, das aus dem Generator austretende warme Wasser nach Belieben in den Primärkreis oder in den Heizkreis zu schicken. The invention relates to the systems for generating warm water for tapping, which essentially contain a heat exchanger, the primary flow circuit of which forms part of a closed loop containing a drive pump and a calorie generator, while the secondary circuit attached to the primary circuit in the upstream direction is fed with cold water upstream and is connected downstream to a device for dispensing war mem water , the primary circuit of the exchanger preferably in parallel with a central heating circuit with radiators or the like. is, in which case a three-way valve allows the hot water emerging from the generator to be sent to the primary circuit or the heating circuit at will.
Die Erfindung betrifft im besonderen von derartigen Anlagen solche, welche mit einem thermostatischen Organ versehen sind, welches gestattet, die Temperatur des am Ausgang des Sekundärkreises des Austauschers ausgegebenen warmen Wassers auf einen bestimmten Wert einzustellen, wie dies zur Speisung einer Dusche oder zum Füllen einer Badewanne wünschenswert sein kann.The invention relates in particular to such systems which are provided with a thermostatic element, which allows the temperature of the hot water discharged at the outlet of the secondary circuit of the exchanger to be reduced to a certain value Value as it may be desirable for feeding a shower or filling a bathtub.
Bei diesen Anlagen enthält das thermostatische Organ im allgemeinen eine wärmeempfindliche Sonde, welche wenigstens teilweise in den aus dem Sekundärkreis des Austauschers austretenden Strom warmen Wassers unmittelbar vor der Ausgabe desselben eintaucht. Das (wenigstens teilweise) Eintauchen der Sonde ist erforderlich, um eine geringste Trägheit der Wärmeregulierung zu erhalten, d.h. eine vernachlässigbare Ansprechzeit derselben.In these systems, the thermostatic element generally contains a thermosensitive probe, which at least partially immersed in the flow of warm water emerging from the secondary circuit of the exchanger immediately before the output of the same. That (at least partial) immersion of the probe is required in order to obtain the least inertia of thermoregulation, i.e. one negligible response time of the same.
Eine derartige Lösung besitzt den Nachteil eines schnellen Kesselsteinansatzes an der Sonde und dem Leitungsabschnitt, in welchen sie eingetaucht ist, da das Vorhandensein der Sonde eine ge-Such a solution has the disadvantage of rapid scale build-up on the probe and the line section in which it is immersed, since the presence of the probe
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wisse Wirbelbewegung in dem Warmwasserstrom in diesem Abschnitt erzeugt.certain vortex motion is generated in the hot water flow in this section.
Dieser Kesselsteinansatz besitzt den Nachteil einer Verringerung der Empfindlichkeit der Sonde und im Grenzfall einer Einschnürung des betreffenden Leitungsabschnitts.This scale build-up has the disadvantage of reducing the sensitivity of the probe and, in the limiting case, of a Constriction of the relevant line section.
Die Anmelderin hat nun höchst überraschend festgestellt, daß, wenn der Austauscher der betreffenden Anlage eine genügende Wirksamkeit besitzt, d.h. eine genügend große Austauschfläche und eine sehr geringe Trägheit, so daß er eine schnelle Überführung der Kalorien von dem Primärkreis auf den Sekundärkreis gewährleistet, insbesondere infolge der in jedem Augenblick dieser Überführung betroffenen kleinen Wasservolumen, die Wassertemperatur am Ausgang des Primärkreises des Austauschers im allgemeinen bis auf 1 oder 2 Grad praktisch identisch mit der Wassertemperatur am Ausgang des zweiten Kreises des Austauschers.ist.The applicant has now found, very surprisingly, that if the exchanger of the system in question has a sufficient Efficiency, i.e. a sufficiently large exchange area and very little inertia, that it has rapid transfer ensures the calories from the primary circuit to the secondary circuit, in particular due to the small volume of water affected at each moment of this transfer, the water temperature at The exit of the primary circuit of the exchanger is generally practically identical to the water temperature at the exit, except for 1 or 2 degrees of the second circle of the exchanger. is.
Sie hat daher den Gedanken gehabt, die Sonde zur Steuerung der thermostatischen Regelung nicht mehr an dem Ausgang des Sekundärkreises anzuordnen, sondern an dem Ausgang des Primärkreises.She therefore had the idea that the probe for controlling the thermostatic regulation would no longer be at the output of the secondary circuit to be arranged, but at the output of the primary circuit.
Eine derartige Anordnung besitzt den großen Vorteil eines vernachlässigbaren Kesselsteinansatzes an der Sonde, da der Primärkreis von in einem geschlossenen Strömungskreis strömendem Wasser durchströmt wird und der von einem derartigen Wasser herrührende Kesselsteinansatz stark verringert wird, da die in diesem Wasser enthaltenen Mineralstoffe sich nicht erneuern, nachdem sie sich in dem betreffenenden geschlossenen Strömungskreis abgesetzt haben.Such an arrangement has the great advantage of negligible scale build-up on the probe, as the primary circuit is traversed by water flowing in a closed flow circuit and that originating from such water Scale build-up is greatly reduced, as the minerals contained in this water do not renew themselves after they are in have discontinued the relevant closed flow circuit.
Die von der so an dem Primärkreis angebrachten Sonde gelieferten Informationen können natürlich in der gleichen Weise ausgewertet werden, wie die von den Sonden der bekannten Anlagen gelieferten Informationen.The information supplied by the probe attached to the primary circuit in this way can of course be evaluated in the same way as the information provided by the probes of the known systems.
Insbesondere kann in dem vorteilhaften Fall, in welchem die Antriebspumpe elektrisch gespeist wird und der Kalorienerzeuger ein gasbeheizter Kessel ist, bei welchem die Zündung des Brenners durch die Strömung des Wassers in dem Heizkörper gesteuert wird, die Sonde so benutzt werden, daß sie automatisch die elektrische Speisung des Motors der Pumpe unterbricht und somit die Pumpe stillsetzt und den Brenner zum Erlöschen bringt, sobald die von dieser Sonde festgestellte Wassertemperatur einen bestimmten Wert übersteigt, während sie diese Speisung wieder herstellt, sobald die Tem-In particular, in the advantageous case in which the drive pump is fed electrically and the calorie generator is a gas-fired boiler in which the ignition of the burner is controlled by the flow of water in the radiator Probe can be used in such a way that it automatically interrupts the electrical supply to the motor of the pump and thus stops the pump and extinguishes the burner as soon as the water temperature detected by this probe exceeds a certain value, while it restores this supply as soon as the temperature
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peratur wieder unter diesen Wert fällt.temperature falls below this value again.
Die Erfindung ist nachstehend beispielshalber unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, deren einzige Abbildung sehr schematisch eine erfindungsgemäße Anlage zur Erzeugung von warmem Wasser zeigt.The invention is explained below by way of example with reference to the drawing, the only illustration of which is very shows schematically a system according to the invention for producing warm water.
Diese Anlage enthält in an sich bekannter Weise einen Wärmeaustauscher 1, dessen Primärkreis 2 (welcher die Kalorien zuführt) und dessen Sekundärkreis 3 (welcher die Kalorien empfängt) so ausgebildet sind, daß sie von zwei im Gegenstrom strömenden Wassermengen durchströmt werden.This system contains a heat exchanger in a manner known per se 1, whose primary circuit 2 (which supplies the calories) and whose secondary circuit 3 (which receives the calories) are designed so that they are traversed by two countercurrent flows of water.
Der Primärkreis 2 ist in einem geschlossenen Strömungskreis nacheinander an eine durch einen Elektromotor angetriebene Antriebspumpe 4, einen vorzugsweise durch die Verbrennung eines Gases beheizten Kalorienerzeuger 5 und ein Dreiwegeventil 6 angeschlossen.The primary circuit 2 is in a closed flow circuit one after the other to a drive pump driven by an electric motor 4, a calorie generator 5, which is preferably heated by the combustion of a gas, and a three-way valve 6 is connected.
Dieses Ventil ist so angeordnet, daß es die Verbindung zwischen seinen beiden ersten, mit dem Ausgang des Kalorienerzeugers 5 bzw. mit dem Primärkreis 2 verbundenen Kanälen herstellt oder unterbricht. This valve is arranged in such a way that it connects its first two with the output of the calorie generator 5 or with the primary circuit 2 connected channels or interrupts.
Der dritte Kanal des Ventils 6, mit welchem der erste Kanal desselben verbunden ist, wenn die Verbindung zwischen den beiden ersten Kanälen des Ventils unterbrochen ist, ist an einen Zentralheizungskreis angeschlossen, welcher Heizkörper 7 o.dgl. enthält und parallel zu dem Primärkreis 2 liegt.The third channel of the valve 6 to which the first channel of the same is connected when the connection between the two first channels of the valve is interrupted, is connected to a central heating circuit, which radiator 7 or the like. contains and is parallel to the primary circuit 2.
Der Sekundärkreis 3 des Austauschers wird mit kaltem Wasser durch eine strömungsaufwärts liegende Leitung 8 gespeist, und sein strömungsabwärts liegendes Ende ist an einen mit einem Hahn 10 versehenen Warmwasserausgeber 9 angeschlossen.The secondary circuit 3 of the exchanger is fed with cold water through an upstream line 8, and be The downstream end is connected to a cock 10 provided Hot water dispenser 9 connected.
Die Betätigung des Ventils 6 wird durch die Betätigung des Hahns 10 so gesteuert, daß beim Abzapfen das von dem Kalorienerzeuger 5 erwärmte Wasser automatisch in den Primärkreis 2 des Austauschers geschickt wird, während bei Fehlen einer Abzapfung dieses warme Wasser in ein Zentralheizungskreis 7 geschickt wird. Diese Steuerung ist schematisch durch den strichpunktierten Pfeil 11 auf der Zeichnung angedeutet.The actuation of the valve 6 is controlled by the actuation of the tap 10 so that when the tap is drawn from the calorie generator 5 heated water is automatically sent to the primary circuit 2 of the exchanger, while in the absence of a tap this warm water is sent to a central heating circuit 7. This control is shown schematically by the dash-dotted arrow 11 indicated in the drawing.
Natürlich sind beliebige gewünschte thermostatisehe oder andere Mittel vorgesehen, welche den Kessel 5 außerhalb der Zapfperioden neutralisieren, d.h. wenn sich das Ventil 6 in seiner Stellung befindet, in welcher es eine Verbindung zwischen seinem ersten undOf course, any thermostats or others are desired Means are provided which neutralize the boiler 5 outside the tapping periods, i.e. when the valve 6 is in its position located in which there is a connection between his first and
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seinem dritten Kanal herstellt. Dies ist z.B. im Sommer der Fall, wenn keine Zentralheizung erforderlich ist, oder auch während der Heizperiode, wenn die Heizkörper 7 genügend warm sind.establishes its third channel. This is the case e.g. in summer, when no central heating is required, or during the heating season when the radiators 7 are sufficiently warm.
In den bekannten Anlagen der oben beschriebenen Art sind außerdem thermostatische Mittel vorgesehen, welche die Temperatur des von dem Hahn 10 ausgegebenen warmen Wassers auf eine bestimmte Temperatur regeln. Dies ist insbesondere der Fall, wenn dieses warme Wasser zur Speisung einer Dusche oder einer Badewanne bestimmt ist. In the known systems of the type described above, thermostatic means are also provided which the temperature regulate the hot water discharged from the faucet 10 to a certain temperature. This is especially the case when this warm water is intended for feeding a shower or bathtub.
Diese Mittel umfassen eine (schematisch auf der Zeichnung durch das strichpunktierte Rechteck 12 dargestellte) Sonde, welche in den bei A aus dem Sekundärkreis 3 austretenden Wasserstrom unmittelbar vor dem Warmwasserausgeber und dem Hahn 10 eintaucht. These means include a (schematically on the drawing by the dash-dotted rectangle 12) probe, which in the emerging at A from the secondary circuit 3 water flow immersed immediately in front of the hot water dispenser and the tap 10.
Solange die von der Sonde 12 festgestellte Temperatur des ausgegebenen Wassers unter einem gewünschten Wert t bleibt, greift die thermostatisehe Regelung nicht ein.As long as the temperature of the water dispensed as determined by the probe 12 remains below a desired value t, the thermostatic control does not intervene.
Sobald jedoch die von der Sonde festgestellte Wassertemperatur einen Wert t übersteigt, tritt die Regelung in Tätigkeit, indem sie insbesondere einen in den Speisekreis des Motors der Pumpe eingeschalteten Schalter öffnet. Die hierdurch bewirkte Stillsetzung der Pumpe hat das Erlöschen des Brenners des Kessels zur Folge, wodurch die Wassertemperatur in dem Primärkreis 2 des Austauschers und schließlich die des durch den Hahn 10 ausgegebenen Wassers in dem Sekundärkreis 3 gesenkt wird.However, as soon as the water temperature determined by the probe exceeds a value t, the control comes into operation, in particular by opening a switch connected to the supply circuit of the motor of the pump. Which caused it Shutting down the pump causes the boiler burner to go out, reducing the water temperature in the primary circuit 2 of the Exchanger and finally that of the water discharged through the tap 10 in the secondary circuit 3 is lowered.
Wenn der Austauscher 1 eine große Wirksamkeit, d.h. eine große Austauschfläche, welche eine gute Überführung von Kalorien von dem Primärkreis auf den Sekundärkreis gewährleistet, sowie eine geringe Trägheit besitzt, d.h. eine vernachlässigbare Ansprechzeit für die Überführung der Kalorien (infolge der in jedem Augenblick von dieser Überführung betroffenen geringen Wasservolumen), zeigt die Erfahrung ganz überraschend, daß die Wassertemperatur an dem Ausgang B des Primärkreises 2 bis auf höchstens 2° praktisch die gleiche wie die Wassertemperatur an dem Ausgang A des Sekundärkreises 3 ist.If the exchanger 1 has a high efficiency, i.e. a large exchange area, which is a good transfer of calories from the primary circuit to the secondary circuit and has a low inertia, i.e. a negligible response time for the transfer of calories (due to the small volume of water affected by this transfer at any given moment), Experience shows, quite surprisingly, that the water temperature at output B of the primary circuit 2 is practical up to a maximum of 2 ° is the same as the water temperature at the output A of the secondary circuit 3.
So sind mit einem Kessel 5 von 22.000 kcal und einem Wärmeaustauscher 1 mit Platten oder Schalen gemäß der französischen Patentschrift Nr. 73 03795 der Anmelderin und ihren beiden ZusätzenSo with a boiler 5 of 22,000 kcal and a heat exchanger 1 with plates or trays according to the French Applicant's patent specification No. 73 03795 and its two additions
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Nr. 75 21715 und und 76 17959 (Austauscher, in welchem die übereinanderliegenden Platten oder Schalen eine Folge von Stufen bilden, welche abwechselnd dem Primärkreis und dem Sekundärkreis des Austauschers angehören, welcher eine große Wirksamkeit und eine geringe Trägheit hat) die entsprechenden Wassertemperaturen an den Punkten A (der Abzapfung entsprechenderAusgang des Sekundärkreises), B (Ausgang des Primärkreises) und C (Eingang des Primärkreises) für von 180 auf 440 Liter in der Stunde zunehmende abgezapfte Warmwassermengen durch die folgende Tabelle gegeben:No. 75 21715 and and 76 17959 (exchanger in which the superimposed Plates or shells form a series of stages, which alternate between the primary circuit and the secondary circuit of the Exchanger belong to, which has a high efficiency and a low inertia) the corresponding water temperatures at the Points A (output of the secondary circuit corresponding to the tapping), B (output of the primary circuit) and C (input of the primary circuit) for tapped hot water quantities increasing from 180 to 440 liters per hour given by the following table:
Aus diesem Grunde taucht erfindungsgemäß die schematisch durch das Rechteck 13 auf der Zeichnung angedeutete Sonde der thermostatischen Regelvorrichtung an dem Ausgang B des Primärkreises ein.For this reason, according to the invention, the thermostatic probe, indicated schematically by the rectangle 13 in the drawing, appears Control device at output B of the primary circuit.
Diese Regelung kann die Speisung des Elektromotors der Pumpe 4 steuern, wie dies schematisch durch den strichpunktierten Pfeil 14 auf der Zeichnung angedeutet ist.This regulation can control the feeding of the electric motor of the pump 4, as shown schematically by the dash-dotted arrow 14 is indicated on the drawing.
Diese Regelung kann jedoch auch auf beliebige andere gewünschte Weise ausgebildet sein, indem sie kontinuierlich oder mit einer Auf-Zu-Regelung ein beliebiges anderes Organ betätigt, welches unmittelbar oder mittelbar die Temperatur des in dem Primärkreis 2 strömenden Wassers beeinflussen kann.This regulation can, however, also be designed in any other desired manner, in that it is continuous or with an on-off regulation any other organ operated, which directly or indirectly the temperature of the flowing in the primary circuit 2 Water can affect.
So könnte man das Dreiwegeventil 6 so ausbilden, daß es die seinem ersten Kanal zugeführten Warmwassermengen auf seinen zweiten und seinen dritten Kanal entsprechend der Stellung seines Steuerorgans aufteilt, wobei dann diese Stellung durch die von der Sonde gegebenen thermostatischen Angaben gesteuert wird.So you could train the three-way valve 6 so that it its first channel supplied amounts of hot water on its second and third channel according to the position of its control organ divided, this position is then controlled by the thermostatic information given by the probe.
Man könnte auch eine unmittelbare Wirkung der Sonde auf ein Organ in Betracht ziehen, welches die Zufuhr des Gases zu dem Brenner des Kessels 5 steuert.One could also envisage a direct action of the probe on an organ which is responsible for supplying the gas to the burner of the boiler 5 controls.
Wie bereits oben ausgeführt, bietet das Eintauchen der Sonde in den Primärkreis anstatt in den Sekundärkreis des Austauschers 1 den wesentlichen Vorteil, die Gefahr eines Kesselsteinansatzes anAs already stated above, the immersion of the probe in the primary circuit instead of the secondary circuit of the exchanger 1 offers the main advantage of the risk of scale build-up
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dieser Sonde durch den Wasseretrom, in welchen sie eintaucht, beträchtlich zu verringern.of this probe due to the flow of water in which it is immersed to reduce.
Die obige Tabelle zeigt, daß, wenn man an dem Hahn 10 Wasser mit einer Temperatur von größenordnungsmäßig 60° C abzuzapfen wünscht, und zwar unabhängig davon, ob die thermische Regelung durch die Austrittstemperatur des Primärkreises 2 oder die Austrittstemperatur des Sekundärkreises 3 gesteuert wird, die Temperatur C am Eingang des Primärkreises umso höher ist, je höher die abgezapfte Warmwassermenge ist. Da diese Temperatur bei C in der Nähe der Austrittstemperatur des Kessels 5 liegt, bleibt der Kessel praktisch für die größten abgezapften Wassermengen ständig gezündet, während er bei kleineren Wassermengen während verhältnismäßig langer Zeiten erloschen bleibt, welche z.B. ein Fünftel der gesamten Abzapfdauer erreichen können.The table above shows that if you turn the tap 10 Desires to tap water with a temperature of the order of 60 ° C, regardless of whether the thermal control is controlled by the outlet temperature of the primary circuit 2 or the outlet temperature of the secondary circuit 3, the temperature C at the input of the primary circuit, the higher the higher the amount of hot water drawn. Since this temperature is at C in the Is close to the outlet temperature of boiler 5, the boiler remains lit practically for the largest amounts of tapped water, while in the case of smaller amounts of water it remains extinguished for relatively long times, e.g. one fifth of the can reach the entire dispensing time.
Die Ausbildung und die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Anlage gehen ohne weiteres aus den obigen Ausführungen hervor.The design and the mode of operation of the system according to the invention are readily apparent from the statements above.
Diese Anlage besitzt gegenüber den bisher bekannten den oben angegebenen wesentlichen Vorteil hinsichtlich des praktischen Fehlens eines Kesselsteinansatzes an der zur Vornahme der thermostatischen Regelung benutzten eingetauchten Sonde.This system has the above-mentioned significant advantage in terms of practicality over the previously known ones No scale build-up on the immersed probe used for thermostatic control.
Die Anmelderin hat ferner festgestellt, daß die erfindungsgemäße Anordnung (Eintauchen der Sonde in den Ausgang des Primärkreises des Austauschers anstatt in den Ausgang des Sekundärkreises) den folgenden unerwarteten anderen Vorteil mit sich brachte.The applicant has also found that the arrangement according to the invention (immersion of the probe in the output of the primary circuit of the exchanger instead of the output of the secondary circuit) brought the following unexpected other advantage.
Die Reaktionsschleife der thermostatischen Regelung ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung erheblich kurzer als bei den bekannten Anordnungen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind nämlich das steuernde Element (Primärkreis 2) und das gesteuerte Element (Pumpe und Kessel 5) der Regelung an dem gleichen geschlossenen Strömungskreis angeordnet, so daß die von dem gesteuerten Element bei einer Regelung erzeugte Regelwirkung sich sehr schnell an dem steuernden Element fühlbar macht, und umgekehrt, so daß die "Araprechzeit11 der Regelung sehr kurz ist. Bei den bisher bekannten Anordnungen, bei welchen das gesteuerte Element das gleiche wie oben ist (Pumpe und Kessel), während das steuernde Element der Sekundärkreis 3 des Austauschers 1 ist, enthält dagegen die Reaktionsschleife außer dem obigen geschlossenen Strömungskreis noch diesen Austauscher, so daß zu der Trägheit der erfindungsgemäßen RegelungThe reaction loop of the thermostatic control is considerably shorter in the arrangement according to the invention than in the known arrangements. In the arrangement according to the invention, namely, the controlling element (primary circuit 2) and the controlled element (pump and boiler 5) of the control are arranged on the same closed flow circuit, so that the control effect generated by the controlled element during a control is very quickly applied to the controlling one Element makes perceptible, and vice versa, so that the "Araprechzeit 11 the control is very short. In the previously known arrangements in which the controlled element is the same as above (pump and boiler), while the controlling element is the secondary circuit 3 of the exchanger 1, on the other hand, the reaction loop also contains this exchanger in addition to the above closed flow circuit, so that the regulation according to the invention is inert
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noch die thermische Trägheit des Austauschers hinzutritt, selbst wenn diese klein ist.nor is the thermal inertia of the exchanger added, even if this is small.
Der auf diese Weise erfindungsgemäß erzielte Gewinn an der Ansprechzeit der Regelung gleicht reichlich die oben angegebene geringe Unvollkommenheit hinsichtlich der Steuertemperatur, durch welche die Regelung gesteuert wird, aus.The present invention thus obtained profit to the response time of the control compensates abundant, the above mentioned small imperfection with respect to the temperature control by which the control system is operated from.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |