JP6934869B2 - タンクに収容された流体のための熱交換および熱成層システム、ならびに該システムを備えた熱水タンク - Google Patents
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Description
2 貯蔵タンク
5 サーモスタット混合弁
7 熱交換器
10 一次回路
11 二次回路
19 循環ポンプ
Claims (10)
- 熱水タンクのタンク(2)に収容された二次流体のための熱交換および熱成層システム(1)であって、前記タンク(2)は上部および下部を有しており、
当該システム(1)は、前記二次流体の流れのための二次回路(11)を備え、前記二次回路(11)は、前記タンク(2)の前記上部および下部に流体連通するように構成され、
当該システム(1)は更に、前記二次回路(11)に作用して、前記二次流体を前記タンク(2)の下部から前記二次回路(11)を通って前記タンク(2)の上部へと循環させるように構成された循環ポンプ(19)と、前記二次回路(11)の一部分(18)に作用して、前記二次流体を前記タンク(2)の上部へと導入される前に加熱するように構成された熱交換器(7)と、前記二次回路(11)に作用して、使用時に前記タンク(2)の内部の前記二次流体の熱成層を保つために前記二次回路(11)を通る前記二次流体の温度および流量を前記熱交換器(7)との熱交換に応じて調整するように構成されたサーモスタット混合弁(5)と、を備えており、
前記二次回路(11)は、
前記タンク(2)の下部に流体接続して、前記タンク(2)から前記二次流体を取り入れるように構成された下部開口(14)と、
前記タンク(2)の上部に流体接続して、前記タンク(2)に前記二次流体を導入するように構成された上部開口(15)と、
前記二次流体を加熱するために前記熱交換器(7)に対応した第1の部分(18)と、
前記下部開口(14)を前記サーモスタット混合弁(5)に流体接続させる第2の部分(12)と、
前記サーモスタット混合弁(5)と前記第1の部分(18)とを流体接続させる第3の部分(16)と、
前記第1の部分(18)を前記サーモスタット混合弁(5)および前記上部開口(15)の両方に流体接続させる第4の部分(17)と、
を有し、
前記サーモスタット混合弁(5)は、
前記タンク(2)の上部と流体連通するように構成された前記二次回路(11)の第4の部分(17)と流体連通する高温入口開口(3)と、
前記タンク(2)の下部と流体連通するように構成された前記二次回路(11)の第2の部分(12)と流体連通する低温入口開口(4)と、
前記熱交換器(7)と対応する前記二次回路(11)の第1の部分(18)と流体連通する前記二次回路(11)の第3の部分(16)と流体連通する出口開口(6)と、
を有し、
前記サーモスタット混合弁(5)は、使用時において、
前記サーモスタット混合弁(5)の高温入口開口(3)に対応する前記二次流体の温度(TC)が、前記出口開口(6)での流体温度についての第1の予め設定された温度(T1)以下である場合には、前記低温入口開口(4)を閉じて、前記タンク(2)の下部からの前記二次流体の流れを妨げることで、前記二次流体の加熱のために、すべてが前記高温入口開口(3)を通過して出口開口(6)に流れるように前記熱交換器(7)と前記サーモスタット混合弁(5)との間だけで、前記二次回路(11)を残りの二次流体が循環することを許容し、
前記サーモスタット混合弁(5)の高温入口開口(3)に対応する前記二次流体の温度(TC)が、前記出口開口(6)での流体温度についての前記第1の予め設定された温度(T1)よりも高い場合には、前記タンク(2)の内部の前記二次流体の熱成層を保つべく前記タンク(2)の上部に前記二次流体を導入するように前記二次流体の温度(TC)と前記第1の予め設定された温度(T1)との間の差に比例したやり方で前記サーモスタット混合弁(5)を通る前記二次流体の流量を変化させる、
ように構成されている、ことを特徴とするシステム。 - 前記サーモスタット混合弁(5)は、使用時において、
前記サーモスタット混合弁(5)の前記高温入口開口(3)に対応する前記二次流体の温度(TC)が、前記第1の予め設定された温度(T1)以下である場合には、前記低温入口開口(4)を閉じて、前記下部開口(14)からの前記二次流体の流れを妨げることで、前記二次流体が前記二次回路(11)の内部の前記二次流体の加熱のために前記二次回路(11)の前記第3の部分(16)、前記第1の部分(18)、および前記第4の部分(17)の間を流れることを許容し、
前記サーモスタット混合弁(5)の前記高温入口開口(3)に対応する前記二次流体の温度(TC)が、前記第1の予め設定された温度(T1)よりも高い場合には、前記タンク(2)の内部の熱成層のために前記上部開口(15)に前記加熱された二次流体を導入するように、前記低温入口開口(4)を開き、即ち部分的または完全に開いた状態に保ち、前記高温入口開口(3)に対応する前記二次流体の温度(TC)と前記第1の予め設定された温度(T1)との間の差に比例したやり方で前記低温入口開口(4)を通る前記二次流体の流量を変化させる、
ように構成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記熱交換器(7)は、例えばヒートポンプなどの外部の加熱手段によって加熱された一次熱運搬流体の流れのための一次回路(10)を備えており、前記一次回路(10)は、前記二次流体を加熱するために前記熱交換器(7)に対応する前記二次回路(11)の前記第1の部分(18)に直接的または間接的に熱接触している、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のシステム。
- 前記循環ポンプ(19)は、前記二次回路(11)の前記第2の部分(12)および/または前記第4の部分(17)から前記二次流体を取り入れるために前記二次回路(11)の前記第3の部分(16)に対応して配置されている、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記タンク(2)の所定のレベルにおいて第2の予め設定された温度(T2)に達するときに前記熱交換器(7)に対応する前記二次流体の加熱を中断させるために、前記タンク(2)の1つまたは複数の高さレベルにおいて検出される温度に従って前記二次回路(11)内の前記二次流体の温度を調整する調節システムを更に備える、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記調整システムは、前記タンク(2)の1つまたは複数のレベルに配置され、前記タンク(2)のそれぞれのレベルにおける前記二次流体の温度を検出することができる例えばプローブなどの検出手段を備える、ことを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記二次回路(11)の前記第2の部分(12)は、前記タンク(2)の内部に挿入されるように構成され、あるいは前記タンク(2)の外側に配置されるように構成されている、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記サーモスタット混合弁(5)は、前記循環ポンプ(19)に直接接続されている、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のシステム(1)。
- 下部および上部を有するタンク(2)と、請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱交換および熱成層システム(1)とを備える熱水タンク。
- 前記タンク(2)は密閉容器型であることを特徴とする、請求項9に記載の熱水タンク。
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