NL1004410C2

NL1004410C2 - Heater and method for operating it.

Info

Publication number: NL1004410C2
Application number: NL1004410A
Authority: NL
Inventors: Wim Benschop; Johan Derk Brouwer; Paulus Albertus Bartholo Bruin
Original assignee: Cooperatieve Inkoopvereniging
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1998-05-14
Also published as: CA2241944A1; DE69730948D1; ATE278163T1; WO1998020287A1; JP2000505881A; KR19990076959A; EP0880660B1; EP0880660A1; AU5479698A; DE69730948T2; KR100557803B1; CN1210582A

Abstract

The invention relates to an apparatus for heating fluid, comprising: first supply means (2) for supplying fuel; second supply means (4) for supplying oxidizing agent; burner means (5) for combusting fuel and oxidizing agents after mixing thereof; and a first heat exchanger (8) to be heated by flue gases of the burner means (5) and arranged helically round the burner means (5).

Description

55

VERWARMINGSTOESTEL EN WERKWIJZE VOOR HET BEDRIJVEN DAARVANHEATER AND METHOD FOR ITS OPERATION

Verwarmingstoestellen met een verbeterd rendement (VR) en hoog-rendement (HR) zijn in Nederland en daarbuiten op grote schaal in gebruik voor het 10 verwarmen van woningen en andere ruimten. Voor veel woningen is het van belang dat dergelijke verwarmingstoestellen zo compact mogelijk worden uitgevoerd, terwijl dient te worden vermeden dat de toestellen zo gecompliceerd zijn dat regelmatig kostbaar 15 service-onderhoud dient plaats te vinden.Heaters with improved efficiency (VR) and high efficiency (HR) are widely used in the Netherlands and abroad for heating homes and other spaces. For many homes it is important that such heating appliances are made as compact as possible, while it should be avoided that the appliances are so complicated that regular expensive service maintenance has to take place.

Deze bekende verwarmingstoestellen vertonen een aantal nadelen, waarvan een aantal belangrijke de omvang van de toestellen zijn, waardoor deze moeilijk in een kast of dergelijke ingebouwd kunnen worden; de uitstoot 2 0 van CO en N0X, alsmede het daarmee samenhangende rendementsverlies, bijvoorbeeld doordat aanzienlijke temperatuurverschillen binnen de inrichting aanwezig zijn.These known heating appliances have a number of drawbacks, some of which are important in terms of the size of the appliances, which make it difficult to install them in a cupboard or the like; the emissions of CO and NOx, as well as the associated loss of efficiency, for instance because considerable temperature differences are present within the installation.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 4.222.350 is 25 een efficient toestel bekend, dat omvat - eerste toevoermiddelen voor het toevoeren van brandstof; - tweede toevoermiddelen voor het toevoeren van oxidatiemiddel; 30 - brandermiddelen voor het na menging van brandstof en oxidatiemiddelen verbranden daarvan; - een door afgassen van de brandermiddelen te verwarmen eerste warmtewisselaar die schroefvormig om de brandermiddelen is aangebracht; en 35 - een tweede warmtewisselaar voor het verwarmen van tap- of drinkwater.From US patent 4,222,350 an efficient device is known which comprises - first supply means for supplying fuel; - second supply means for supplying oxidizing agent; 30 - burner means for combustion thereof after mixing of fuel and oxidizing agents; - a first heat exchanger to be heated by waste gases from the burner means, which is arranged helically around the burner means; and 35 - a second heat exchanger for heating tap or drinking water.

Deze bekende inrichting is vanwege naast elkaar geplaatste leidingen voor het verwarmen van fluidum voor 1004410 2 CV-water resp. tapwater, weinig compact, terwijl het rendement van de eerste en/of tweede warmtewisselaar te wensen overlaat.This known device is because of adjacent pipes for heating fluid for 1004410 2 central heating water resp. tap water, not very compact, while the efficiency of the first and / or second heat exchanger leaves something to be desired.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding 5 dit nadeel te ondervangen, en derhalve een compacte en nog efficientere inrichting te verschaffen.It is an object of the present invention to overcome this drawback, and thus to provide a compact and even more efficient device.

Dit doel wordt bereikt, doordat een leiding van de tweede warmtewisselaar werkzaam is gekoppeld met een de eerste warmtewisselaar en een verwarmingscircuit, en 10 dat de eerste en/of tweede warmtewisselaar omvat een binnenbuis en een zich concentrisch daar omheen uitstrekkende buitenbuis, waarbij de binnenbuis ten minste gedeeltelijk wordt verwarmd door primair verwarmd fluïdum, dat tussen de binnenbuis en de buitenbuis 15 stroomt.This object is achieved in that a conduit of the second heat exchanger is operatively coupled to a first heat exchanger and a heating circuit, and that the first and / or second heat exchanger comprises an inner tube and an outer tube extending concentrically around it, the inner tube being is heated at least in part by primary heated fluid flowing between the inner tube and the outer tube 15.

Doordat een leiding van de tweede warmtewisselaar is aangesloten op het CV-circuit wordt het tapwater op efficiënte en gecombineerde wijze verwarmd, wanneer de installatie wordt aangesproken voor 20 ruimteverwarming. Door de concentrische buizen wordt het rendement eveneens verhoogd.Because a pipe from the second heat exchanger is connected to the heating circuit, the tap water is heated in an efficient and combined manner when the installation is used for space heating. The efficiency is also increased by the concentric tubes.

Voorts zijn bijv. uit EP-A-0 570 201 en EP-A-0 385 700, verwarmingstoestellen met verhoogd rendement bekend; deze ontberen echter een tweede warmtewisselaar 25 voor het op efficiënte wijze verwarmen van tapwater.Furthermore, EP-A-0 570 201 and EP-A-0 385 700, for example, heaters with increased efficiency are known; however, they lack a second heat exchanger 25 for heating tap water efficiently.

De onderhavige uitvinding verschaft voorts een inrichting die is voorzien van een reservoir voor het tijdelijk opslaan van verwarmd water, waarbij het reservoir een tweede warmtewisselaar omvat, die werkzaam 30 is gekoppeld met de eerste warmtewisselaar.The present invention further provides an apparatus comprising a reservoir for temporarily storing heated water, the reservoir comprising a second heat exchanger operatively coupled to the first heat exchanger.

Bij voorkeur is de inrichting volgens de onderhavige uitvinding voorzien van een derde warmtewisselaar, die is aangebracht in het afvoerkanaal voor de verwarmde afgassen en die dient voor het 35 voorverwarmen van het tapwater.Preferably, the device according to the present invention is provided with a third heat exchanger, which is arranged in the discharge channel for the heated waste gases and which serves for preheating the tap water.

De voorkeursuitvoeringsvorm met een reservoir is bij voorkeur voorzien van pompmiddelen voor het rondpompen van medium in het verwarmingscircuit voorzien .10 0 4410 3 van een toerentalregeling, of tenminste een AAN/UIT-regeling, waarbij de pompwerking wordt verminderd of onderbroken op het tijdstip waarbij vanuit het warm waterreservoir, of direct daarna, warm water wordt 5 gevraagd door de gebruiker, waardoor wordt voorkomen dat, bij niet gebruiken van de inrichting voor verwarmingsdoeleinden, het relatief koude water vanuit de eerste warmtewisselaar in het reservoir terecht komt. Indien noodzakelijk, wordt de brander gestart, en wordt 10 de eerste warmtewisselaar verwarmd, waarna de pompwerking van de pompmiddelen wordt vergroot.The preferred embodiment with a reservoir is preferably provided with pumping means for circulating medium in the heating circuit provided with a speed control, or at least an ON / OFF control, in which the pump operation is reduced or interrupted at the time at which the hot water reservoir, or immediately after that, hot water is requested by the user, whereby, when the device is not used for heating purposes, the relatively cold water is prevented from entering the reservoir from the first heat exchanger. If necessary, the burner is started, and the first heat exchanger is heated, after which the pumping action of the pumping means is increased.

Bij voorkeur worden de afgassen dicht langs de eerste warmtewisselaar gedrongen voor het met zo groot mogelijk rendement uitwisselen van de warmte tussen de 15 afgassen en de warmtewisselaar, waarbij voor dit doel de zijwanden van de ringvormige ruimte bij voorkeur een contour hebben die tenminste gedeeltelijk is aangepast aan de buitencontour van de warmtewisselaar, ter verdere vergroting van een gelaagde gasstroom langs de 20 warmtewisselaar.Preferably, the waste gases are forced close to the first heat exchanger in order to exchange the heat between the waste gases and the heat exchanger with the greatest possible efficiency, the side walls of the annular space for this purpose preferably having a contour that is at least partly adapted to the outer contour of the heat exchanger, to further increase a layered gas flow along the heat exchanger.

In een woning is behalve voor ruimteverwarming eveneens thermische energie benodigd voor een aantal andere doeleinden, bijvoorbeeld voor reiniging, zoals hete lucht voor een wasdroger of afwasmachine en 25 dergelijke, alsmede voor koken en het verwarmen van in een woning te laten stromen verversingslucht. Deze thermische energie wordt in de meeste woningen opgewekt met behulp van elektriciteit, hetgeen vanuit energetisch rendement onvoordelig is.In a house, in addition to space heating, thermal energy is also required for a number of other purposes, for example for cleaning, such as hot air for a tumble dryer or dishwasher and the like, as well as for cooking and heating of fresh air to flow in a house. This thermal energy is generated in most homes with the help of electricity, which is advantageous from an energy efficiency point of view.

30 De onderhavige uitvinding stelt derhalve voorts voor bovengenoemde inrichting te voorzien van een warmtewisselingseenheid die in warmtegeleidend contact met de bovenzijde van de inrichting is aangebracht, en die is voorzien van een invoer voor het invoeren van te 35 verwarmen medium en een uitvoer voor verwarmd medium.The present invention therefore further proposes to provide the above-mentioned device with a heat exchange unit which is arranged in heat-conducting contact with the top of the device, and which is provided with an inlet for the introduction of medium to be heated and an outlet for heated medium.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen worden verduidelijkt aan de hand van de navolgende voorkeursuitvoeringsvorm daarvan, 1004410 4 met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin tonen: figuur 1 een gedeeltelijk opengewerkt aanzicht in perspectief van een voorkeursuitvoeringsvorm van een 5 inrichting volgens de onderhavige uitvinding; figuur 2 een grafiek ter illustratie van het bedrijf van de voorkeursuitvoeringsvorm uit figuur 1; figuur 3 een gedeeltelijk weggebroken aanzicht in perspectief van een alternatieve uitvoeringsvorm van 10 het in figuur 1 getoonde reservoir; figuur 4 een gedeeltelijk doorgesneden en gedeeltelijk weggebroken aanzicht in perspectief van een alternatieve uitvoeringsvorm van de brander en primaire warmte-wisselaar uit figuur 1; 15 figuur 5 een gedeeltelijk weggebroken zij aanzicht van een alternatieve uitvoeringsvorm van de primaire warmte-wisselaar uit figuur 1 en 4; figuur 6 een gedeeltelijk weggebroken aanzicht in perspectief van de bevestiging aan een wand van een 20 voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding; figuur 7 een schema van een verdere voorkeursuitvoeringsvorm voor gebruik van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding; 25 figuur 8 een vooraanzicht van een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; en figuur 9 een aanzicht in perspectief van een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een reservoir voor 30 warm water ten gebruike bij een inrichting volgens de onderhavige uitvinding.Further advantages, features and details of the present invention will be elucidated with reference to the following preferred embodiment thereof, 1004410 4 with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows a partly cut-away perspective view of a preferred embodiment of a device according to the present invention; Figure 2 is a graph illustrating the operation of the preferred embodiment of Figure 1; figure 3 shows a partly broken away perspective view of an alternative embodiment of the reservoir shown in figure 1; figure 4 shows a partly sectioned and partly broken away perspective view of an alternative embodiment of the burner and primary heat exchanger of figure 1; Figure 5 shows a partly broken away side view of an alternative embodiment of the primary heat exchanger of figures 1 and 4; figure 6 shows a partly broken away perspective view of the attachment to a wall of a preferred embodiment of the device according to the present invention; figure 7 shows a diagram of a further preferred embodiment for use of the device according to the present invention; Figure 8 is a front view of a further preferred embodiment of the present invention; and Figure 9 is a perspective view of a further preferred embodiment of a hot water reservoir for use in an apparatus according to the present invention.

Een verwarmingsinrichting 1 (figuur 1) omvat een toevoerleiding 2 voor gas met een schematisch aangeduide gasregeling 3, alsmede een schematisch 35 aangeduide ventilator 4 voor toevoer van lucht aan een brander 5 waar het gas met de lucht wordt gemengd en verbrand. Het gas en de lucht worden gemengd in een in hoofdzaak hol cilindrische binnenbus 6 die kan zijn 1004410 5 voorzien van niet getoonde mengmiddelen en die voorzien is van openingen, die uitmonden in een verbrandingsruimte waaromheen een warmtewisselaar 8 is opgesteld, welke ruimte is omsloten door een aan de bovenzijde gesloten, 5 in hoofdzaak cylindrische buitenbus 9. De gassen worden in benedenwaartse richting afgebogen en geleid tussen de buitenwand van de binnenbus 6 en de binnenwand van de buitenbus 9 langs de warmtewisselaar 8. Bij voorkeur is zowel de binnenwand van de buitenbus 9 als de buitenwand 10 van de binnenbus 6 qua vorm enigszins aangepast aan de ringvormige buizen van de warmtewisselaar 8, opdat een goede warmte-uitwisseling tussen de warme gassen en de inhoud van de warmtewisselaar plaatsvindt.A heating device 1 (Figure 1) comprises a gas supply pipe 2 with a gas control 3 schematically indicated, and a fan 4 for supplying air schematically indicated to a burner 5 where the gas is mixed with the air and burned. The gas and air are mixed in a substantially hollow cylindrical inner sleeve 6 which may be provided with mixing means (not shown) and which has openings opening into a combustion space around which a heat exchanger 8 is arranged, which space is enclosed by a closed at the top, 5 substantially cylindrical outer sleeve 9. The gases are deflected downwards and guided between the outer wall of the inner sleeve 6 and the inner wall of the outer sleeve 9 along the heat exchanger 8. Preferably both the inner wall of the outer sleeve 9 as the outer wall 10 of the inner sleeve 6 is slightly adapted in shape to the annular tubes of the heat exchanger 8, so that a good heat exchange takes place between the hot gases and the contents of the heat exchanger.

De schroefvormige warmtewisselaar 8 omvat bij 15 voorkeur een binnenbuis 10 en een buitenbuis 11. Voor goede warmte-overdracht zijn aan de binnenbuis stervormige vindelen 12 aangebracht die warmte-geleidend contact maken met de buitenbuis ll. De binnenbuis 10 wordt doorstroomt door zogeheten tapwater dat met behulp 2 0 van een kraan in een huishouden aftapbaar is als warm water en dat wordt aangevoerd via een leiding 12. Tapwaterleiding 12 eindigt bij aansluitstuk 13, waarop tevens een aanvoerleiding 14 aansluit, die via een driewegklep 16 en een pomp 15 op het circuit van een CV 25 systeem aansluit, via een aanvoerleiding 17 en een afvoerleiding 28.The helical heat exchanger 8 preferably comprises an inner tube 10 and an outer tube 11. For good heat transfer, star-shaped sections 12 are arranged on the inner tube, which make heat-conducting contact with the outer tube 11. The inner tube 10 is flowed through by so-called tap water which with the aid of a tap in a household can be drained off as hot water and which is supplied via a pipe 12. DHW pipe 12 terminates at connecting piece 13, to which also a supply pipe 14 connects, which via a three-way valve 16 and a pump 15 to the circuit of connect a central heating system 25, via a supply line 17 and a discharge line 28.

In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld wordt het tapwater voorts aangevoerd via een leiding 18 die voor het voorverwarmen van het tapwater, dat bijvoorbeeld 3 0 een temperatuur van 5-15°C heeft, via een gevouwen warmtewisselaar 19 in een afvoergedeelte 2 0 voor de rookgassen is aangebracht. Na doorstroming van de binnenbuis 10 van de warmtewisselaar 8, wordt het tapwater via koppelstuk 21 en leiding 22 naar reservoir 35 23 geleid voor het tijdelijk opslaan daarvan, zodat direct warm water ter beschikking is voor de gebruiker bij het opendraaien van een kraan. Het reservoir 23, dat op niet getoonde wijze goed geïsoleerd is, is voorzien 1004410 6 van een binnenbus 24, opdat het instromende tapwater volgens pijlen C allereerst in opwaartse richting wordt gestuwd en vervolgens tussen buitenwand 25 van het reservoir naar binnenbus 24 stroomt naar afvoerstomp 26 5 voor het aftappen van het tapwater (pijl D) .In the present exemplary embodiment, the tap water is further supplied via a pipe 18 which, for preheating the tap water, which for instance has a temperature of 5-15 ° C, is arranged via a folded heat exchanger 19 in a discharge section for the flue gases. . After flow through the inner tube 10 of the heat exchanger 8, the tap water is led via coupling piece 21 and line 22 to reservoir 35 23 for temporary storage, so that hot water is immediately available to the user when opening a tap. The reservoir 23, which is well insulated in the manner not shown, is provided with an inner sleeve 24, so that the inflowing tap water according to arrows C is first pushed upwards and then flows between outer wall 25 of the reservoir to inner sleeve 24 to drain stub 26 5 for draining the tap water (arrow D).

In de ringvormige tussenruimte van het reservoir 23 is een tweede warmtewisselaar 27 aangebracht waardoorheen het via leidingen 28, driewegklep 16 en leiding 29 aangevoerde fluïdum van de CV-installatie 10 stroomt.A second heat exchanger 27 is arranged in the annular space of the reservoir 23, through which flows the fluid supplied by the heating installation 10 via pipes 28, three-way valve 16 and pipe 29.

Op niet getoonde wijze is de inrichting volgens de onderhavige uitvinding bij voorkeur voorzien van een besturingseenheid, die de driewegklep 16, de pomp 15 en de gasregeling 3 aanstuurt. De driewegklep 16 wordt 15 bestuurd hetzij voor in een intern circuit verwarmen van het medium, danwel voor gebruik waarbij voortdurend warmte aan het CV-circuit moet worden geleverd, en de aanvoer- en afvoerleiding van dat CV-circuit daarmee voortdurend in verbinding staan.In a manner not shown, the device according to the present invention is preferably provided with a control unit, which controls the three-way valve 16, the pump 15 and the gas control 3. The three-way valve 16 is controlled either for heating the medium in an internal circuit or for use in which heat must be continuously supplied to the heating circuit, and the supply and discharge pipe of that heating circuit are continuously connected to it.

20 Uit de kromme in de grafiek van figuur 2 is zichtbaar dat bij het aftappen van tapwater in een woning met een leiding van bepaalde lengte tussen aftappunt en inrichting volgens de onderhavige uitvinding, de temperatuur binnen ± 15 seconden op een niveau van 60°C 25 is, en verder niet meer onder dit niveau komt. Bij deze meting is gebleken dat het van voordeel is het starten van de pomp voor het primaire verwarmingsfluidum enigszins te vertragen, bijvoorbeeld met een tijdsduur van 5-15 seconden, of op een lager niveau in te stellen, 30 wanneer de brander in werking moet worden gesteld om de gevraagde hoeveelheid warmte te leveren. Zodoende wordt voorkomen dat zich nog in de warmtewisselaar bevindend koud water alvorens te worden opgewarmd, in het reservoir geraakt.20 The curve in the graph in figure 2 shows that when tap water is drawn off in a house with a pipe of a certain length between the tap point and device according to the present invention, the temperature within ± 15 seconds at a level of 60 ° C 25 and no longer falls below this level. This measurement has shown that it is advantageous to slightly delay the starting of the pump for the primary heating fluid, for example with a duration of 5-15 seconds, or to set it at a lower level, when the burner is to be started to supply the requested amount of heat. This prevents cold water still in the heat exchanger from getting into the reservoir before being heated.

3 5 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de inrichting volgens de onderhavige uitvinding voorzien van een reservoir 50 (figuur 3) voor tapwater, dat eenvoudiger en tegen lagere kosten vervaardigbaar is dan 1 0 0 44 1 0 7 het reservoir 23 uit figuur 1. Het te verwarmen tapwater wordt via een aanvoerleiding 51 aan de onderzijde van het reservoir 50 geleid in een gang tussen twee opvolgende windingen 52 en 53 van een schroefvormige, aan een 5 buitenmantel 54 aangebrachte plaat 55, opdat het aangevoerde tapwater wordt voorverwarmd, alvorens in het inwendige van een warmtewisselaar 56 te geraken via een instroomopening 57. Aan de onderzijde van de warmtewisselaar 56 is een afvoerleiding 58 op het inwendige 10 daarvan aangesloten voor afvoer van het verwarmde tapwater.In a further preferred embodiment the device according to the present invention is provided with a reservoir 50 (figure 3) for tap water, which is simpler and can be manufactured at a lower cost than 1 0 0 44 1 0 7 the reservoir 23 of figure 1. heating tap water is led via a supply pipe 51 at the bottom of the reservoir 50 into a passage between two successive windings 52 and 53 of a helical plate 55 arranged on an outer jacket 54, so that the supplied tap water is preheated before entering the interior of to reach a heat exchanger 56 via an inflow opening 57. At the bottom of the heat exchanger 56, a discharge pipe 58 is connected to its interior 10 for discharge of the heated tap water.

In een alternatieve, niet getoonde uitvoeringsvorm kan de schroefvormige plaat 55 worden vervangen door een aantal, boven elkaar aangebrachte 15 concentrische schijven met doorgangopeningen voor het doorlaten van het water.In an alternative embodiment, not shown, the helical plate 55 can be replaced by a number of concentric discs arranged one above the other with passage openings for the passage of the water.

De warmtewisselaar 56 omvat een groot aantal in hoofdzaak rechtopstaande pijpen die via een niet getoond verdeelstuk zijn aangesloten op een aanvoerleiding 59 2 0 voor warm CV-water. Aan de bovenzijde monden de staande pijpen aan in een centrale retourpijp 60, waarop een afvoerleiding 61 voor het CV-water aansluit.The heat exchanger 56 comprises a large number of substantially upright pipes which are connected via a manifold (not shown) to a supply pipe 59 2 0 for hot central heating water. At the top, the standing pipes open into a central return pipe 60, to which a discharge pipe 61 for the central heating water connects.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding (figuur 4) 25 is in een door een buitenbus 65, een deksel 66 en een binnenbus 67 gedefinieerde ruimte, een schroefvormige warmte-wisselaar 68 aangebracht, die een buitenbuis 69 en een binnenbuis 70 omvat. De via een ventilator 71 aangevoerde lucht wordt voor het verhogen van het 30 verbrandingsrendement gemengd met via een aanvoeraansluiting 72 toegevoerd gas, door middel van een aantal horizontaal opgestelde platen 73, 74, 75 respectievelijk 76 die telkens zijn voorzien van doorgangsopeningen die in opvolgende platen versprongen 35 zijn aangebracht voor het verkrijgen van een goed gemengde wervelende stroming van het mengsel, dat in een brander 77 wordt verbrand. De uit de brander 77 tredende gassen worden langs de pijpen van de warmte-wisselaar 68 .10 0 44 1 0 8 geleid en aan de onderzijde via een afvoer 78 voor de afgassen af gevoerd. Door de goede menging van lucht en gas, wordt een volledige verbranding van het mengsel bereikt, waardoor de uitstoot van CO en Ν0χ zoveel 5 mogelijk wordt vermeden. Teneinde overmatige verhitting van de binnenbuis te vermijden is bij voorkeur boven de van openingen voorziene platen 73-76 een gesloten stroomplaat 80 aangebracht.In an alternative embodiment of a device according to the present invention (figure 4) 25, in a space defined by an outer sleeve 65, a cover 66 and an inner sleeve 67, a helical heat exchanger 68 is provided, which includes an outer tube 69 and an inner tube 70 includes. To increase the combustion efficiency, the air supplied via a fan 71 is mixed with gas supplied via a supply connection 72, by means of a number of horizontally arranged plates 73, 74, 75 and 76 respectively, each of which has passage openings which are staggered in successive plates 35 are provided to obtain a well mixed swirling flow of the mixture which is burned in a burner 77. The gases emerging from the burner 77 are led along the pipes of the heat exchanger 68.10 0 44 1 0 8 and discharged at the bottom via a discharge 78 for the waste gases. Due to the good mixing of air and gas, a complete combustion of the mixture is achieved, whereby the emission of CO and Ν0χ is avoided as much as possible. In order to avoid excessive heating of the inner tube, a closed flow plate 80 is preferably arranged above the apertured plates 73-76.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is 10 tussen een buitenmantel 85 (figuur 5) en een schroefvormige pijp 88 een tussenmantel 89 aangebracht, van in hoofdzaak cilindrische vorm, waarin openingen 87 volgens de spoed van de schroefvormige buis van de warmte-wisselaar 88 zijn aangebracht. Op niet getoonde 15 wijze kan de pijp 88 zijn voorzien van vinnen of lamellen teneinde warmte-overdracht te vergroten. Door de lokatie van de openingen 87, ter hoogte van de hartlijn van de schroefvormige pijp, worden de afgassen gedwongen zo goed mogelijk langs de omtrek van de schroefvormige pijp van 20 de warmtewisselaar te stromen alvorens in een tussenruimte 90 te geraken, langs welke de afgassen benedenwaarts worden afgevoerd. Voor het verder vergroten van het rendement, zijn langs de onderste schroefvormige windingen van de warmtewisselaar 88 voorts van openingen 25 voorziene schotten 91, 92 aangebracht, waardoor de afgassen verder langs de warmtewisselaar stromen.In a further preferred embodiment, an intermediate jacket 89, of substantially cylindrical shape, is provided between an outer jacket 85 (figure 5) and a helical pipe 88, in which openings 87 are arranged according to the pitch of the helical tube of the heat exchanger 88. In a manner not shown, the pipe 88 may be provided with fins or fins to increase heat transfer. The location of the openings 87, at the axis of the helical pipe, forces the off-gases to flow as best as possible around the circumference of the helical pipe of the heat exchanger before entering an intermediate space 90, along which the off-gases discharged downwards. In order to further increase the efficiency, partitions 91, 92 provided with openings 25 are provided along the lower helical windings of the heat exchanger 88, through which the waste gases flow further along the heat exchanger.

Voor installatie- en onderhoudswerkzaamheden is het van belang dat de inrichting volgens de onderhavige uitvinding, die zeer compact kan worden uitgevoerd, op 30 eenvoudige wijze aan een wand, bijvoorbeeld in een kast, bevestigbaar is, terwijl de toegankelijkheid tot het inwendige van de kast gewaarborgd moet zijn. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een kast 93 (figuur 6) , die bij voorkeur uit een 35 voorste gedeelte 94 dat afneembaar is, en een achterste gedeelte 95 bestaat, via dat achterste gedeelte bevestigd aan een strookvormige plaat 96 die met behulp van schroefbouten, zoals 97 aan een wand W is bevestigd, 10044 10 9 daaraan opgehangen. Daartoe is aan het achterste gedeelte 95 een plaat 98 bevestigd, bij voorkeur vastgelast, die achtereen haakeinde 99 in de strookvorinige plaat 96 grijpt, en daaraan is opgehangen. Voorts is de onderzijde 5 van het achterste gedeelte 95 op een in doorsnede in hoofdzaak U-vormig profiel 100 gesteund waaraan met behulp van klembeugels 101, 102 etcetera de toe- en afvoerleidingen voor CV-water en tapwater bevestigbaar zijn. De diverse onderdelen, zoals besturingselektronica 10 103, en andere niet getoonde onderdelen, zoals de warmtewisselaars en het reservoir voor het tapwater, zijn bij voorkeur aan het, stevig aan de wand W bevestigde, achterste gedeelte 95 van de kast 93 aangebracht, bijvoorbeeld door middel van daarin geplaatste beugels 15 104. In een andere niet getoonde voorkeursuitvoeringsvorm, kan het achterste gedeelte 95 van de kast aan de onderzijde voorzien zijn van pennen die in uitsparingen in de beugel 100 grijpen, waardoor eveneens voorkomen wordt dat kast 93 vanwege zijn gewicht 20 voorover kan kantelen.For installation and maintenance work it is important that the device according to the present invention, which can be of very compact design, can be easily mounted on a wall, for instance in a cupboard, while ensuring accessibility to the interior of the cupboard. must be. According to a preferred embodiment of the present invention, a box 93 (figure 6), which preferably consists of a front part 94 which is removable, and a rear part 95, is fastened via that rear part to a strip-shaped plate 96 which is secured by means of threaded bolts, such as 97 is attached to a wall W, 10044 10 9 suspended therefrom. For this purpose, a plate 98 is attached to the rear part 95, preferably welded, which engages a hook end 99 in the strip-shaped plate 96 and is suspended therefrom. Furthermore, the underside 5 of the rear section 95 is supported on a substantially U-shaped profile 100 in cross section to which the supply and discharge pipes for central heating water and tap water can be fixed by means of clamping brackets 101, 102, etc. The various parts, such as control electronics 10 103, and other parts (not shown), such as the heat exchangers and the tap water reservoir, are preferably arranged on the rear part 95 of the cabinet 93, which is firmly attached to the wall W, for example by means of of brackets placed therein 104. In another preferred embodiment (not shown), the rear portion 95 of the cabinet at the bottom may be provided with pins engaging recesses in the bracket 100, thereby also preventing cabinet 93 from leaning forward can tip over.

In de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding in figuur 7, is aan de bovenzijde van de inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding, een verdere warmtewisselaar aangebracht, die in geleidend 25 contact wordt gebracht, bijvoorbeeld met het afvoergedeelte 2 0 voor de rookgassen. Aan de ingang van deze verdere warmtewisselaar 40 wordt relatief koele lucht L ingevoerd, waarbij de verwarmde lucht via pijlen M en respectievelijk N in een droogmachine 41 wordt 30 gebracht, voor het op energetisch verantwoorde wijze drogen van wasgoed.In the embodiment of the present invention in figure 7, a further heat exchanger is arranged on the top side of the device 1 according to the present invention, which is brought into conductive contact, for instance with the flue gas discharge section. Relatively cool air L is introduced at the entrance of this further heat exchanger 40, the heated air being introduced into a drying machine 41 via arrows M and N, respectively, for drying laundry in an energetically responsible manner.

In de uitvoeringsvorm volgens figuur 8 is naast de branderconstructie 120 (zoals die van figuur 5) met schematisch aangeduide mengmiddelen 121 een 35 warmtewisselaar 122 aangebracht in plaats van een reservoir voor tapwater, waardoor de uitvinding nog compacter kan worden uitgevoerd. Aan de bovenzijde is de inrichting 125 voorzien van bij voorkeur verschuifbare 1 0 0 44 1 0 10 aansluitstukken 126 en 127 voor het gemakkelijk aansluiten van de luchttoevoer en de afvoer van de verbrandingsgassen. Aan de onderzijde zijn de diverse aansluitingen voor CV-water, gas en leidingwater 5 aangebracht. Bij voorkeur zijn deze aansluitingen geklemd tussen een vormstuk aan de kast en een daarop vastschroefbaar contrastuk, opdat de diverse onderdelen in een liggend opgestelde kast kunnen worden geassembleerd, waarna het contrastuk passend over de 10 aansluitingen wordt vastgeschroefd. Dit vergemakkelijkt assemblage en installatiewerkzaamheden.In the embodiment according to figure 8, in addition to the burner construction 120 (such as that of figure 5) with schematically indicated mixing means 121, a heat exchanger 122 is arranged instead of a reservoir for tap water, so that the invention can be made even more compact. At the top, the device 125 is provided with preferably displaceable connecting pieces 126 and 127 for easy connection of the air supply and the discharge of the combustion gases. The various connections for central heating water, gas and tap water 5 are arranged at the bottom. Preferably, these connections are clamped between a molding on the cabinet and a counterpiece which can be screwed onto it, so that the various parts can be assembled in a cabinet arranged horizontally, after which the counterpiece is screwed on appropriately over the connections. This facilitates assembly and installation work.

Hoogstwaarschijnlijk dankzij de goede thermische balans waardoor grote thermische verschillen in het compacte ontwerp van de inrichting volgens de 15 onderhavige uitvinding achterwege blijven, is gebleken dat de uitstoot van ΝΟχ en CO bij dit toestel volgens de onderhavige uitvinding uiterst lage waarden vertonen. Metingen hebben uitgewezen dat het rendement van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding het 20 theoretisch rendement van 100%, althans aanzienlijk meer dan 95% bedraagt, terwijl de uitstoot van CO en NOx zeer laag is (maximaal ca. 95 ppm (bij 32 kW) respectievelijk ca. 13 ppm (bij 32 kW)).Most likely, due to the good thermal balance which eliminates large thermal differences in the compact design of the device according to the present invention, it has been found that the emissions of ΝΟχ and CO with this device according to the present invention have extremely low values. Measurements have shown that the efficiency of the device according to the present invention is the theoretical efficiency of 100%, at least considerably more than 95%, while the emission of CO and NOx is very low (maximum approx. 95 ppm (at 32 kW) approx. 13 ppm (at 32 kW), respectively.

Bij een verdere voorkeursuitvoeringsvorm voor 25 een zogenoemde tappot voor warm water (fig. 9) is deze opgebouwd uit een in hoofdzaak cilindrisch vat 130 dat van metaal kan zijn, maar bij voorkeur is samengesteld uit twee kunststof schalen 131 resp. 132, die met niet getoonde verbindingsmiddelen, zoals banden of 30 schroefbouten, losmaakbaar aan elkaar bevestigbaar zijn teneinde bijv. bij kalkaanslag het reservoir te openen en te reinigen. In het vat 130 is een schroefvormige metalen buis 133, bij voorkeur van metaal aangebracht, waar omheen een pijp of slang 134, bijv. van dunne kunststof 35 (wanddikte bijv. minder dan lmm) is aangebracht. Via aansluitsstomp 135 wordt warm water uit het verwarmingssysteem in de schroefvormige binnenbuis 133 gebracht, terwijl het water aan de bovenzijde via 1004410 11 aansluitstomp 136 wordt teruggevoerd naar dat systeem.In a further preferred embodiment for a so-called hot water tap (Fig. 9), it is built up from a substantially cylindrical vessel 130, which may be of metal, but is preferably composed of two plastic shells 131 and 13, respectively. 132, which can be releasably attached to each other with connecting means (not shown), such as bands or screw bolts, in order, for example, to open and clean the reservoir during limescale. In the vessel 130 there is arranged a helical metal tube 133, preferably of metal, around which a pipe or hose 134, for instance of thin plastic 35 (wall thickness, for example less than 1 mm), is arranged. Hot water from the heating system is introduced into the helical inner tube 133 via connection stub 135, while the water is recycled at the top via 1004410 11 connection stub 136 to that system.

Het te verwarmen tapwater wordt via aansluitstomp 137 in het vat 130 gevoerd, terwijl dat water in de tussenruimte tussen de kunststof slang 134 de schroefvormige 5 binnenbuis 133 via de bovenzijde benedenwaarts wordt geleid tot in aansluitstomp 138 waarop een warm waterleiding wordt aangesloten. Op getoonde wijze zijn tussen de binnenbuis 133 en de kunststof slang 134 op bepaalde locaties afstandhouders aangebracht, teneinde te 10 voorkomen dat de doorgang voor het te verwarmen water wordt versperd. Eveneens is op getoonde wijze nabij de aansluitstomp 137 een temperatuurvoeler in het vat aangebracht, die voelt of de temperatuur van het water in het vat bijv. onder 40°C daalt, waarna warm CV water moet 15 worden aangevoerd. Het te verwarmen water wordt allereerst voorverwarmd tijdens de opwaartse beweging daarvan, terwijl het zeer goed wordt verwarmd bij de neergaande beweging tussen de schroefvormige buis 133 en de kunststof slang 134. Doordat gebruik wordt gemaakt van 20 een kunststof slang die is aangebracht om de schroefvormige binnenbuis 133, wordt een qua kosten uiterst gunstige warmtewisselaar bereikt, terwijl voor de binnenbuis gebruik kan worden gemaakt van standaard in de handel verkrijgbare elementen. De opbouw is zodanig 25 compact dat deze kan worden opgenomen in de in de voorgaande beschreven compacte verwarmingsinrichtingen.The tap water to be heated is fed into the vessel 130 via connection stub 137, while that water is led downward through the upper part between the plastic hose 134 and the helical inner tube 133 into connection stub 138 to which a hot water pipe is connected. In the manner shown, spacers are arranged between the inner tube 133 and the plastic hose 134 at certain locations, in order to prevent the passage for the water to be heated from being blocked. A temperature sensor is also arranged in the vessel near the connecting stub 137, which senses whether the temperature of the water in the vessel falls, for example, below 40 ° C, after which warm central heating water must be supplied. The water to be heated is first preheated during its upward movement, while it is very well heated during the downward movement between the helical tube 133 and the plastic hose 134. Because use is made of a plastic hose arranged around the helical inner tube 133, a cost-effective heat exchanger is achieved, while for the inner tube use can be made of standard commercially available elements. The construction is compact such that it can be accommodated in the compact heating devices described above.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de boven beschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. Binnen de strekking van de onderhavige uitvinding, die 30 wordt bepaald door de navolgende conclusies, zijn velerlei modificaties denkbaar. Een voorbeeld van een dergelijke niet beperkende modificatie is het plaatsen van een tweede tapwaterreservoir in het toestel volgens de onderhavige uitvinding, daar in de binnenruimte 35 daarvan nog ruimte beschikbaar is, en daar de stabiele hoge temperatuur van het tapwater daarmede nog beter gewaarborgd kan worden.The present invention is not limited to the above described preferred embodiments thereof. Many modifications are conceivable within the scope of the present invention, which is defined by the following claims. An example of such a non-limiting modification is the placing of a second tap water reservoir in the appliance according to the present invention, since space is still available in its interior 35, and since the stable high temperature of the tap water can thus be guaranteed even better.

100 44 1 0100 44 1 0

Claims

5

A device for heating fluid, comprising; - first supply means for supplying fuel; 10. second supply means for supplying oxidizing agent; - burner means for their combustion after mixing of fuel and oxidizing agents; - a first heat exchanger to be heated by waste gas from the burner means, which is arranged helically around the burner means; and - a second heat exchanger for heating tap or drinking water, characterized in that the second heat exchanger is connected to a heating circuit, and in that the first and / or second heat exchanger comprises an inner tube and an outer tube extending around it, wherein the inner tube is heated at least in part by primary heated fluid flowing between the inner tube and the outer tube.

An apparatus according to claim 1, wherein the burner means comprise mixing means for mixing the fuel and the oxidizing agent.

3. Device as claimed in claim 2, wherein the mixing means comprise a number of plate parts provided with passage openings.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein a jacket provided with openings is arranged around the helical heat exchanger.

5. Device as claimed in any of the foregoing claims, provided with a third heat exchanger for preheating tap water with the aid of the waste gases. 1004410

6. Device as claimed in any of the foregoing claims, provided with pump means with speed control, at least one ON / OFF control, the speed being controlled depending on the time at which tap water is drawn off.

The device of claim 6, wherein the annular space has an inner contour that is at least slightly adapted to the outer contour of the heat exchanger tubes.

8. Device as claimed in any of the foregoing claims, comprising a three-way switch for switching the first heat exchanger between a first position in which it communicates with the heating circuit and a second position with which it communicates with the second heat exchanger.

Device as claimed in any of the foregoing claims, provided with a control unit for temporarily interrupting or reducing the pumping action of the pump.

10. Device as claimed in any of the foregoing claims, provided with a heat exchange unit which is arranged in heat-conducting contact with the top of the device, and which is provided with an inlet for the input of heatable medium and an output for heated medium.

A method of operating an apparatus according to any one of claims 1-10.

12. Device as claimed in any of the claims 1-10, provided with suspension means for suspending it. 30 1004410