DK146269B - Anlaeg til opvarmning af brugsvand - Google Patents

Description

i 146269

Opfindelsen angår et anlæg til opvarmning af brugsvand med en varmeveksler, der på sin primærside enten opvarmes direkte eller fødes fra en centralvarmekedel, og som på sin sekundærside har et rørsystem, der er sluttet til en koldtvandsforsy-5 ningskilde, og som eventuelt indeholder en akkumuleringskedel, samt hvor der efter varmevekslerens sekundærside er koblet en blandeventil, der er udformet som trevejsventil, og som er sluttet til en ledning for varmtvandstilførsel, hvilken ledning eventuelt i en lukket sløjfe fører vand tilbage til sekundærsi-10 den, samt hvor brugsvandstemperaturen er regulerbar til en forudbestemt, eventuelt regulerbar værdi ved hjælp af en termostat, der reagerer på brugsvandets temperatur, og som indvirker på ventilen, hvilken termostat er anbragt inde i trevejsventilen i et rum, der optager det blandede brugsvand og indvirker på en 15 ventilmekanisme, der styrer varmtvandstilstrømningen og koldt-vandstilstrømningen i fællesskab, hvilken ventilmekanisme har et dobbelt ventillegeme, der er forspændt ved hjælp af en fjeder, og hvor termostaten ved stigende brugsvandstemperatur formindsker varmtvandstilstrømningen og forøger koldtvandstilstrømningen.

20 Ved kendte anlæg opvarmes koldt ledningsvand ved hjælp af en varmeveksler af varmt fremløbsvand fra et centralvarmeanlæg eller af varmt fremløbsvand fra et centralvarmeanlæg, der er blandet med tilbageløbsvand,eller opvarmningen sker ved hjælp af en anden varmekilde til en temperatur på f.eks. 80°C, der er væsent-25 lig højere end en egnet brugsvandstemperatur på f.eks. 50°C, således at brugsvandet med denne temperatur står til rådighed som meget varmt brugsvand enten direkte fra varmeveksleren eller fra en akkumuleringskedel, der akkumulerer dette varme vand. Medens varmevekslerens primærside fører tilbage til op-30 varmningskedlens tilbageløbstilslutning,og i det mindste ved sommerdrift også kan fødes uafhængigt af centralvarmeanlæggets vandkredsløb, sørger en termostatisk styrbar blandeventil for, at det til at begynde med meget varme ledningsvand blandes med koldere ledningsvand til et varmt brugsvand, der har den ved 35 hjælp af termostaten indstillelige egnede temperatur. Herunder kan det rørledningssystem, som fører fra blandeventilen og til tappestederne for varmt vand ende ved tappestederne,eller rørsy-stemet kan være udformet som en lukket rørledningssløjfe, der er ført forbi tappestederne på en sådan måde, at det ikke aftap- 2 146269 pede vand i den lukkede rørlednings sløjfe ved hjælp af en pumpe føres tilbage til blandeventilen ved det sted, hvor også det kolde ,nu eventuelt ved hjælp af det tilbagestrømmende brugsvand tilsvarende opvarmede ledningsvand tilføres.

5 Ved de to i det foregående nævnte anlæg til varmtbandsbe- redning er det imidlertid ikke særligt heldigt, at der opstår væsentlige varmetab, når aftagning af varmt vand er afbrudt i længere tid, nemlig derved at der under stilstandstiderne undviger mere eller mindre store varmemængder fra rørledningssyste-10 merne og udefter, d.v.s. i reglen ind i den tilhørende bygnings vægge, hvilket kan medføre væsentlige varmetab. Det har derfor været foreslået under bestemte tidsrum om dagen at afbryde varmt-vandstilførslen til tappestederne.

Et kendt forslag til opnåelse af dette går ud på simpelt-15 hen at udkoble varmevekslerens primærside, når der ikke aftages varmt vand. En sådan udkobling medfører imidlértid den ulempe, at der kan hengå væsentlige tidsrum - ved anlæg i flerfamilieshuse, hvor varmeveksleren på forhånd er tømt for varmt vand endog indtil flere timer - indtil det ønskede varme vand påny står til 20 rådighed ved tappestederne. Et andet forslag, som afhjælper den sidstnævnte ulempe, går ud på i rørledningssystemet til det varme brugsvand og efter blandeventilen at anbringe en simpel afspærringsventil, som afspærres i forudbestemte tidsrum. Dette medfører imidlertid den ulempe, at der i disse spærretider over-25 hovedet ikke kan aftages vand fra tappestederne, og der er fare for, at aftapningshanerne på grund af den manglende vandafgivelse simpelthen efterlades åbne, således at der senerehen, nemlig efter automatisk åbning af den nævnte afspærringsventil, pludseligt strømmer varmt vand ud af tappestederne, uden at dette ob-30 serveres, hvilket under visse omstændigheder endog kan føre til vandskader på grund af oversvømmelse.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse, at fuldkommengøre et anlæg af den indledningsvis nævnte art til varmtvands-beredning på en sådan måde, at der muliggøres en tidsmæssig af-35 brydelse af varmtvandsforsyningen uden de i det foregående nævnte ulemper.

Dette formål: opnås ifølge opfindelsen ved, at det dobbelte ventil legeme fra den side af termostaten, der vender bort fra 3 146269 det dobbelte ventillegeme, og ved hjælp af en af et koblingsur aktiverbar styremekanisme periodisk og til tilvejebringelse af en styring af det dobbelte ventillegeme er forskydeligt mod fjederens kraft til lukkestillingen for den ventil, der styrer 5 varmtvandstilstrømningen og en tilsvarende afbrydelse af varmt- vandstilstrømningen i indstillelige tidsrum. Ved hjælp af en sådan udformning og styrbarhed af termostaten fremkommer der i de tidsrum, hvor der ikke skal afgives varmtvand, samtidig med afskæringen af varmtvandstilførslen til trevejsventilen en fuld-10 stændig åbning af koldtvandstilførslen. Ved tappestederne kan der derefter kun aftages så meget varmt vand, eventuelt blandet med frisk koldt vand, som svarende til den mængde varme vand, der ved omstillingstidspunktet befinder sig i det mellem trevejsventilen og aftapningsstederne værende rørledningssystem. Begyn-15 der derefter et nyt tidsrum, i hvilket varmt vand skal stå til rådighed ved aftapningsstederne, står sådant varmt vand praktisk taget umiddelbart til rådighed efter omkoblingen af ventilen, fordi termosten allerede under koldtvandsafgivelsen er blevet forindstillet i retning af fuld åbning af varmtvandstilstrømnin-20 gen. Ved den første varmtvandsaftapning efter omstillingen vil termostaten imidlertid straks reagere overfor det varme vands temperatur og omstille trevejsventilen til en sådan blanding af det varme vand med koldt vand,at der ved tappestederne står det ønskede varme brugsvand til rådighed.

25 Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser et anlæg til beredning af varmt brugsvand med et åbent rørledningssystem, som kun fører hen til tappestederne, 30 fig. 2 ligeledes skematisk et sådant anlæg til beredning af varmt brugsvand, ved hvilket det varme brugsvand føres forbi ved aftapningsstederne i form af en lukket rørledningssløjfe, gennem hvilken det varme vand ledes tilbage til trevejsventilen, og 35 fig. 3 en som trevejsventil udformet termostatisk reguler bar blandeventil til anlægget vist i aksialt snit og i væsentligt forstørret målestok i forhold til fig. 1 og 2, og hvor blandeventilen kan styres periodisk ved hjælp af et koblingsur over en styremekanisme, 4 146269 der er anbragt i række på blandeventilen.

Ved det i fig. 1 viste første udførelseseksempel fører en ledning 10, der udgår fra en ikke vist varmekedel,til primærsiden 11 til en varmeveksler 12, der danner en varmtvandsbereder, og 5 primærsiden 11 er ved den i forhold til ledningen 10 modsatte ende og over en yderligere ledning 13 ført tilbage til den nævnte varmekedel på ikke nærmere vist måde. Varmeveksleren 121 s sekundærside 14 er ved den ene ende og over en ledning 21 sluttet til en koldtvandstilførsel 19, og sekundærsiden 14's anden 10 ende er over en yderligere ledning 15 sluttet til et tilslutningssted 27, jfr. fig. 3, til en trevejsventil 16, fra hvilken et yderligere tilslutningssted 28, fig. 3, over en ledning 20 ligeledes er sluttet til koldtvandstilførslen 19. Et tredie tilslutningssted 26 til trevejsventilen 16 fører til et rørled-15 ningssystem 17, der i fig. 1 kun er anskueliggjort ved hjælp af en enkelt rørledning, der fører til forskellige aftapningssteder 18 for aftagelse af varmt brugsvand.

Det,hvad angår dets hidtil beskrevne bestanddele,kendte anlæg til beredning af varmt brugsvand arbejder på følgende måde: 20 Da varmeveksleren 12 ved drift af anlægget gennem ledningen 15 vil afgive varmt vand med en i forhold til egnet varmt brugsvand for høj temperatur, tilsættes dette varme vand koldt vand gennem ledningen 20 i en sådan grad, at der i rørledningssystemet 17 står varmt brugsvand med en egnet temperatur på f.eks.

25 tilnærmelsesvis 50°C til rådighed, og denne tilspædning af koldt vand sker ved hjælp af trevejsventilen 16, der reguleres termostatisk på en måde, som vil blive nærmere beskrevet i det følgende. Der skal ganske vist tages hensyn til, at det varme vand, der befinder sig i rørledningssystemet 17, i tilfælde af 30 en udkobling af samtlige tappesteder 18 på grund af manglende tilførsel af frisk varmt vand i tidens løb vil blive afkølet til omgivelsernes temperatur, d.v.s. temperaturen i den bygning, hvori rørledningssystemet 17 er anbragt. Det kan derfor ikke undgås, at der efter længere stilstandstidsrum uden nogen 35 varmtvandsaftapning ved den første åbning af et aftapningssted 18 til at begynde med må ventes et bestemt tidsrum, indtil det mere eller mindre afkølede vand er strømmet ud, og der er tilstrømmet nyt brugsvand, hvis temperatur er termostatisk reguleret.

5 146269

Imidlertid kan den i det foregående nævnte ventetid undgås ved, at man til trevejsventilen 16 i stedet for rørledningssystemet 17 ifølge fig. 1 ifølge det i fig. 2 viste andet udførelseseksempel og på ligeledes kendt måde tilslutter en lukket 5 rørledningssløjfe, hvoraf én rørledning 17’ på samme måde som ved det første udførelseseksempel fører til tappestederne 18, men hvor rørledningen 17' nu er sluttet til den til trevejsventilen 16 førende koldtvandsledning, nemlig ved hjælp af en fra tappestederne 18 tilbagevendende yderligere del 17", hvorved 10 der fremkommer en lukket rørledningssløjfe med rørledningerne 17', 17" og 20", hvori der, nemlig i rørledningen 17”, er indskudt en pumpe 22, der pumper det brugsvand, der ikke bliver brugt, tilbage til trevejsventilen 16 i form af en svag cirkulation. Ved rørledningen 17" 's tilslutningssted er ledningen 20' 15 desuden, nemlig over en yderligere ledningsdel 20" sluttet til koldtvandstilførslen 19, således at de to ledninger 20' og 20" samtidigt erstatter ledningen 20 i det første udførelseseksempel.

Selv om varmetab heller ikke lader sig undgå ved dette anlæg, nemlig på grund af varmeafgivelse fra rørledningen 17' 20 til bøsningens vægge eller andre omgivelser,hvilket varmetab navnlig i det tilfælde, hvor der kun sker en svag' vandtilførsel gennem rørledningen 17', kan føre til et vist temperaturfald ved tappestederne 18 i forhold til trevejsventilen 16, kan det dog ved en passende indstilling af cirkulationsgraden ved pumpen 25 22 sikres, at der ved tappestederne 18 til enhver tid står til strækkeligt varmt brugsvand til rådighed, også selv om samtlige tappesteder skulle forblive lukkede i længere tid.

Den for begge udførelseseksempler ens virkemåde af trevejsventilen 16 skal herefter beskrives nærmere under henvisning 30 til fig. 3, og til at begynde med i det omfang hvor en sådan trevejsventil 16 er kendt.

Medens trevejsventilen 16's tre tilslutningssteder 26,27 og 28 ved det første udførelseseksempel ifølge fig. 1 er forbundet i denne rækkefølge med ledningerne 17,15 og 20, er de 35 ved det anlæg, der svarer til det andet udførelseseksempel i fig. 2, forbundet med ledningerne 17', 15 og 20'. Herunder danner en rørstuds, som befinder sig ved tilslutningsstedet 27, ved sin indre ende et ventilsæde 29 til et ventillegeme 30, der 146269 6 på sin bort fra ventilsædet 29 vendende side og ved hjælp af en ventilspindel 32, der langs sin omkreds bærer et armkors 33, fører gennem en mellemvæg 53 i ventilhuset 36 og ind i et udstrømningskammer for ventilen, der står i forbindelse med tilslut-5 ningsstudsen 26, i hvilket udstrømningskammer spindlen ligger aksialt an mod termostaten 31's giverside. Herunder spændes ventilspindlen 32 mod termostaten 31 ved hjælp af en fjeder 34, hvis ene ende hviler mod den rørstuds, som danner tilslutningsstedet 27, og hvis anden ende hviler mod et yderligere ventil-10 legeme 52, der er fast forbundet med armkorset 33. Til at begynde med antages det, at termostaten 31 ved den bort fra ventilspindlen 32 vendende side er ubevægeligt understøttet ved hjælp af en aksialt forløbende stav 37. Til denne understøtning skal det blot bemærkes, at den tillader en vis aksial indstilling 15 af staven 37, som forløber udefter gennem ventilhuset 36,til tilvejebringelse af en tilsvarende forindstilling af termostaten 31 til en ønsket vandtemperatur.

Som det yderligere fremgår af fig. 3, danner ventilhuset 36's mellemvæg 53 ved det sted, hvor armkorset 33 går gennem mellem-20 væggen 53, og ved den side af mellemvæggen, som vender mod ventilsædet 29, et yderligere ventilsæde 51, der hører til ventillegemet 52. Derved danner de to ventillegemer 30 og 52 tilsammen et dobbelt ventillegeme, der samtidig styrer to ventiler, idet det dobbelte ventillegeme på den ene side styrer åbningen mel-25 lem ventilsædet 29 og ventillegemet 30, og på den anden side styrer åbningen mellem ventillegemet 52 og ventilsædet 51 på en sådan måde, at når den ene ventils åbning forøges, formindskes den anden ventils åbning på tilsvarende måde.

Ved den side af mellemvæggen 53, som vender bort fra udstrøm-30 ningskammeret, der fører til tilslutningsstudsen 26, findes der et indstrømningskammer i ventilhuset 36, hvilket indstrømningskammer står i forbindelse med tilslutningsstedet 28 for det kolde vand, således at der ved den viste åbning af de to ventiler 29,30 og 51,52 vedvarende strømmer en blanding af varmt og koldt 35 vand til den til udstrømningskammeret forbundne tilslutningsstuds 26. Herunder sørger et fjederhus 35, som omgiver fjederen 34 op til ventillegemet 52, for at det varme vand først kan blandes med det gennem ventilen 51,52 tilstrømmende kolde vand i området for armkorset 33.

1Λ6269 7

Hvis man antager, at der i ventilhuset 36's udstrømningskam-mer ved den viste åbnestilling af det dobbelte ventillegeme 30, 52 netop hersker den ønskede temperatur af brugsvandet, vil ventilen forblive i den viste stilling. Antager man derimod, at 5 temperaturen af brugsvandet i udstrømningskammeret pludselig stiger, f.eks. som følge af en kraftigt formindsket vandafgivelse til rørledningssystemet 17, henholdsvis rørledningen 17', vil termostaten 31 udvide sig i aksial retning og vil svarende til sin øverste stive understøtning tilvejebringe en forskydning 10 af det dobbelte ventillegeme 30,52 mod fjederen 34*s kraft og i retning mod ventilsædet 29, hvilket medfører en formindskelse af varmtvandstilstrømningen og en tilsvarende forøgelse af koldtvandstilstrømningen. Da termostaten 31 føler den nu formindskede temperatur af det varme brugsvand, afsluttes den nævn-15 te bevægelse hurtigt, og der indstiller sig derefter en ny stilling af det dobbelte ventillegeme 30,52, i hvilken der påny i ventilhuset 36's udstrømningskammer hersker den ønskede temperatur af det afgivne varme vand.

Hvad angår de hidtil beskrevne dele er trevejsventilen 16 20 i og for sig kendt. Af fig. 3 fremgår det imidlertid, at staven 37, som slutter sig aksialt til den bort fra ventilspindlen 32 vendende side af termostaten 31, og som enten blot er understøttet af denne eller er forbundet med den, rager ind i en styremekanisme 38, hvis cylindriske hus 39 er fastholdt på ventilhuset 25 36. En øverste åbning i huset 39 er lukket ved hjælp af et dæksel 40, der er indskrueligt ved hjælp af en gevindtap 50 i et indvendigt gevind i huset 30. Aksialt er dækslet 40 forsynet med en tap 41, der rager ind i huset 39, og til tappens frie ende slutter der sig en fjedertallerken 42 til en aksialt i for-30 hold dertil forløbende bifilart viklet skruefjeder 43, hvis anden ende er understøttet ved hjælp af en yderligere fjedertallerken 44, som befinder sig ved den øverste frie ende af staven 37.

Med udtrykket "bifilart viklet" skal der her forstås, at skruefjederen 43's fjedertråd består af et bimetal, og at fjederen 35 således reagerer overfor temperaturændringer med tilsvarende længdeændringer.

Som det yderligere fremgår af fig. 3, bærer den øverste fjedertallerken 32 langs sin omkreds en spolekerne 46 til en 8 148269 vsrmevikling 45, hvis ender er sluttet til en med en strømkilde 48 forbundet strømkreds 47. I denne strømkreds 47 findes der desuden et koblingsur 49, ved hjælp af hvilken varmeviklingen 45 kan opvarmes, svarende til et på sædvanlig måde indstille-5 ligt program og i bestemte tidsrum. En opvarmning af varmeviklin gen 45 ved hjælp af strømkilden 48 medfører en forlængelse af skruefjederen 43, hvilket medfører en kraft, som er større end fjederen 34's modsat rettede kraft, og herunder er fjederbevægelsen så stor, at ventillegemet 34 uafhængigt af den forudgående 10 stilling af det dobbelte ventillegeme 30,52 forskydes indtil fast anlæg mod ventilsædet 29. Indkoblingen af varmeviklingen 45 medfører således, at varmtvandstilstrømningen til trevejsventilen 16 afbrydes, og koldtvandstilførsien åbnes fuldstændigt. Når koblingsuret 49 afslutter opvarmningen af varmeviklingen 45, 15 trækker skruefjederen 43 sig påny tilbage til den .længde, som den tidligere havde, således at trevejsventilen 16 påny styres termostatisk .

Såfremt der skal ske en ændring af den ønskede brugsvandstemperatur, skal dækslet 40 blot skrues tilsvarende yderligere 20 ind i huset 39 eller skrues ud i forhold til huset. Medens en yderligere indskruning medfører en formindskelse af den regulerede vandtemperatur, medfører en skruning udefter af dækslet 40 en forøgelse af vandtemperaturen.

På grund af den beskrevne tidsmæssige udkoblelighed af 25 enhver varmtvandstilstrømning ind i varmtvandsforsyningens rørledningssystem, henholdsvis 17 og 17', 17", opnås det, at der under udkoblingstiden også undgås varmetab til bygningsvægge eller andre omgivelser. Navnlig ved det i fig. 2 viste andet udførelseseksempel for anlægget,ifølge hvilket der under den 30 termostatiske styring sker en vedvarende varmtvandscirkulation gennem den lukkede rørlednings løkke 17',17" samt ledningen 20', fremkommer der en væsentlig besparelse, hvad angår opvarmningsenergi, når der gennem den bukkede rørlednings løkke i længere tidsrum kun cirkulerer koldt vand.

Claims (3)

146269 Patentkrav.

1. Anlæg til opvarmning af brugsvand med en varmeveksler (12), der på sin primærside (11) enten opvarmes direkte eller fødes fra en centralvarmekedel, og som på sin sekundærside (14) 5 har et rørsystem, der er sluttet til en koldtvandsforsynings- kilde (19), og som eventuelt indeholder en akkumuleringskedel, samt hvor der efter varmevekslerens (12) sekundærside (14) er koblet en blandeventil (16), der er udformet som trevejsventil, og som er sluttet til en ledning (15) for varmtvandstilførsel, 10 hvilken ledning eventuelt i en lukket sløjfe fører vand tilbage til sekundærsiden (14), samt hvor brugsvandstemperaturen er regulerbar til en forudbestemt, eventuelt regulerbar værdi ved hjælp af en termostat (31), der reagerer på brugsvandets temperatur, og som indvirker på ventilen (16), hvilken termostat (31) er 15 anbragt inde i trevejsventilen (16) i et rum, der optager det blandede brugsvand og indvirker på en ventilmekanisme (29,30; 51,52), der styrer varmtvandstilstrømningen (ved 27) og koldt-vandstilstrømningen (ved 28) i fællesskab, hvilken ventilmekanisme (29,30;51,52) har et dobbelt ventillegeme (30,52), der er 20 forspændt ved hjælp af en fjeder (34), og hvor termostaten (31) ved stigende brugsvandstemperatur formindsker varmtvandstilstrømningen og forøger koldtvandstilstrømningen, kendetegnet ved, at det dobbelte ventillegeme (30,52) fra den side af termostaten (31), der vender bort fra det dobbelte ventillege-25 me (30,52), og ved hjælp af en af et koblingsur (49) aktiverbar styremekanisme (38), periodisk og til tilvejebringelse af en styring af det dobbelte ventillegeme (30,52) er forskydeligt mod fjederens (34) kraft til lukkestillingen for den ventil (29,30), der styrer varmtvandstilstrømningen og en tilsvarende 30 afbrydelse af varmtvandstilstrømningen i indstillelige tidsrum.

2. Anlæg ifølge krav 1,kendetegn et ved, at styremekanismen (38) er anbragt direkte på trevejsventilen (16) og er indrettet til at bevirke en aksial forskydning af det dobbelte ventillegeme.

3. Anlæg ifølge krav 1 eller 2,kendetegn et ved, at styremekanismen (38) har en elektrotermisk motor med en varme vikling (45), der er opvarmelig over koblingsuret (49), samt en bimetalfjeder (43), der er understøttet i et hus (39) for sty-