NL1007244C2

NL1007244C2 - Inrichting voor het verwarmen van water.

Info

Publication number: NL1007244C2
Application number: NL1007244A
Authority: NL
Inventors: Abraham Anthony John De Graaff
Original assignee: Stork J E Ventilatoren Bv
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-15
Also published as: EP0908687A1

Description

INRICHTING VOOR HET VERWARMEN VAN WATER

De uitvinding betreft een inrichting voor het verwarmen van water. Bekend is daartoe een wateropslag-vat, dat is voorzien van een watertoevoer en waterafvoer, in welk wateropslagvat een elektrisch verwarmingselement 5 is opgenomen voor het verwarmen van het water.

Verder zijn ruimteverwarmingsinrichtingen bekend, die zijn voorzien van een warmtewisselaar, waarmee effectief warmte kan worden onttrokken aan retour-lucht uit een verwarmde ruimte, bijvoorbeeld een woning, 10 welke warmte wordt gebruikt voor het voorverwarmen van verse buitenlucht die wordt gebruikt als ventilatielucht en als verwarmde lucht voor het verwarmen van de ruimte.

In het Franse octrooischrift FR-A-2 356 098 is een inrichting beschreven voor het verwarmen van water, 15 welke inrichting omvat: een inlaat voor retourlucht uit een ruimte, bijvoorbeeld een woning; een afvoer voor retourlucht naar buiten; een tussen die inlaat en die afvoer aanwezige, 20 van een verdamper deel uitmakende eerste warmtewisselaar; een wateropslagvat met een watertoevoer en een waterafvoer; een in dat wateropslagvat aanwezige, van een condensor deel uitmakende tweede warmtewisselaar; 25 een in een met tweefasen-medium gevuld warmte- pompcircuit met de verdamper en de condensor opgenomen, elektrisch aandrijfbare compressor; zodanig, dat bij retourluchttransport van de inlaat naar de afvoer de eerste warmtewisselaar warmte 30 aan die retourlucht onttrekt en tijdens werkzaamheid van de compressor via het tweefasen-medium in het warmtepomp-circuit met verhoogde temperatuur aan de tweede warmte- 1007244· 2 wisselaar wordt toegevoerd voor het verwarmen van het in het wateropslagvat aanwezige water.

Bij deze bekende inrichting wordt gebruik gemaakt van warmteterugwinning uit de retourlucht uit de 5 ruimte, teneinde het in het warmteopslagvat aanwezige water tot aanzienlijk hoge temperatuur te verwarmen.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel de kosten van het energieverbruik voor een bewoner te verminderen, bijv. om gedurende beperkte periode van bijv.

10 een dag door gebruikmaking van de warmtepomp het in het vat aanwezige water met gebruik van mimimale energiekosten te verwarmen.

De onderhavige uitvinding verschaft een inrichting omvattende: 15 een inlaat voor retourlucht uit een ruimte, bijvoorbeeld een woning; een afvoer voor retourlucht naar buiten; een tussen die inlaat en die afvoer aanwezige, van een verdamper deel uitmakende eerste warmtewisselaar; 20 een wateropslagvat met een watertoevoer en een waterafvoer; een in dat wateropslagvat aanwezige, van een condensor deel uitmakende tweede warmtewisselaar; een in een met tweefasen-medium gevuld warmte-25 pompcircuit met de verdamper en de condensor opgenomen, elektrisch aandrijfbare compressor; zodanig, dat bij retourluchttransport van de inlaat naar de afvoer de eerste warmtewisselaar warmte aan die retourlucht onttrekt en tijdens werkzaamheid van 30 de compressor via het tweefasen-medium in het warmtepomp-circuit met verhoogde temperatuur aan de tweede warmtewisselaar wordt toegevoegd voor het verwarmen van het in het wateropslagvat aanwezige water, gekenmerkt door een omloopleiding die tussen de inlaat en de 35 afvoer is aangesloten; een klep voor het in en uit schakelen van de omloopleiding; en 1007244 3 besturingsmiddelen voor het besturen van de klep.

Om te zorgen dat de eerste warmtewisselaar niet wordt verstopt door stof of aangekoekt vuil, is bij 5 voorkeur stroomopwaarts ten opzichte van de eerste warmtewisselaar een stoffilter geplaatst.

Teneinde een luchtstroom met instelbaar debiet te kunnen realiseren, is bij voorkeur tussen de inlaat en de afvoer een ventilator geplaatst. Deze ventilator kan 10 naar keuze in het gebied van de inlaat of in het gebied van de afvoer worden geplaatst. Om geluidstechnische redenen verdient plaatsing in de afvoer de voorkeur.

Bij voorkeur omvat de ventilator een gelijk-stroommotor, teneinde het energetisch rendement te verho-15 gen, terwijl de bestuurbaarheid wordt verbeterd.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen. In de tekeningen tonen: figuur 1 een sterk geschematiseerd eerste uitvoeringsvoorbeeld; 20 figuur 2 een deel van een tweede uitvoerings- voorbeeld; en figuur 3 een schematische voorstelling van een derde uitvoeringsvoorbeeld.

Een inrichting 1 voor het verwarmen van water 2 25 omvat een inlaat 3 voor invoer van retourlucht uit een ruimte bijv. een woning. Inrichting 1 is voorts voorzien van een afvoer 5 voor retourlucht 6 tot buiten de inrichting. Tussen de inlaat 3 en de afvoer 5 is een eerste warmtewisselaar 8 aangebracht, die deel uitmaakt van een 30 verdamper 7. Van de inrichting 1 maakt tevens een water-opslagvat 9, dat is voorzien van een watertoevoer 19 en een waterafvoer 20, deel uit. In het wateropslagvat 9 is een tweede warmtewisselaar 11 geplaatst, waarvan een condensor 10 deel uit maakt. De verdamper 7 en de condensor 35 10 zijn opgenomen in een warmtepompcircuit 12, dat is gevuld met een zogeheten tweefasen-medium zoals freon, ammoniak, alkaan of ander geschikt medium. In het warmtepompcircuit 12 is tevens een compressor 13 opgenomen, die 1007244 4 zoals schematisch is aangeduid elektrisch aandrijfbaar is.

Bij het transport van retourlucht van de inlaat 3 naar de uitvoer 5 onttrekt de eerste warmtewisselaar 8 5 warmte aan die retourlucht 4 en tijdens werkzaamheid van de compressor 13 wordt via het tweefasen-medium in het warmtepompcircuit warmte aan de tweede warmtewisselaar toegevoerd, teneinde de temperatuur van het water 2 te verhogen.

10 In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld is nabij de invoer 3 stroomopwaarts ten opzichte van de eerste warmtewisselaar 8 een stoffilter 14 geplaatst, teneinde te voorkomen dat stof de werking van de inrichting 1 kunnen verstoren.

15 Nabij de afvoer 5 is een elektrisch aandrijf- bare ventilator 15 aangebracht, waarvan bij voorkeur een gelijkstroommotor deel uit maakt, teneinde de luchtstroom naar wens te kunnen instellen en zonder rendementsverlies te kunnen regelen.

20 In de inrichting 1 is voorts een omloopleiding 27 opgenomen, die met behulp van een klep 16 kan worden geopend en gesloten. Zoals schematisch ter rechter zijde van figuur 1 aangeduid, is de inrichting volgens de onderhavige uitvinding voorzien van besturingsmiddelen 25 18, die zijn ingericht om besturingssignalen af te geven aan de compressor 13, de ventilator 17 en de klep 16 (of in de voorkeursuitvoeringvorm volgens figuur 2 de klep 22), alsmede een signaal aan een verwarmingselement 21, dat bijv. met 230V wisselspanning wordt gevoed. Van de 30 besturingsmiddelen kan een zogeheten PLC deel uitmaken.

Het verwarmingselement 21 kan, alhoewel in sommige omstandigheden niet noodzakelijk, in bepaalde omstandigheden effectief worden toegepast voor eventueel noodzakelijke snelle bijverwarming van het water of 35 verwarming daarvan, indien aan de retourlucht geen of te weinig warmte kan worden onttrokken.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 2, bevindt ventilator 15', (met gelijkstroommotor 17') zich in ‘^0724f a 5 de aanvoerleiding 13 van de lucht. De overige onderdelen zijn zoveel mogelijk met dezelfde verwijzingscijfers (al dan niet met accenten) aangeduid, alhoewel de klep in de omloopleiding bij dit uitvoeringsvoorbeeld op een enigs-5 zins andere locatie is aangebracht en is aangeduid met het verwijzingsnummer 22.

Bij de praktische voorkeursuitvoeringsvorm volgens figuur 3, waarbij dezelfde verwijzingnummers als in figuur 1 en 2 zijn gebruikt, is het opslagvat 9 fysiek 10 gescheiden en goed geïsoleerd ten opzichte van het gedeelte waarin terugwinning van de warmte uit de retour-lucht plaatsvindt.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen; de ge-15 vraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn.

t007244

Claims

1. Inrichting (1) voor het verwarmen van water (2), welke inrichting omvat: een inlaat (3) voor retourlucht (4) uit een ruimte, bijvoorbeeld een woning; 5 een afvoer (5) voor retourlucht (6) naar bui ten; een tussen die inlaat (3) en die afvoer (5) aanwezige, van een verdamper (7) deel uitmakende eerste warmtewisselaar (8); 10 een wateropslagvat (9) met een watertoevoer (19) en een waterafvoer (20); een in dat wateropslagvat (9) aanwezige, van een condensor (10) deel uitmakende tweede warmtewisselaar (11) ; 15 een in een met tweefasen-medium gevuld warmte- pompcircuit (12) met de verdamper (7) en de condensor (10) opgenomen, elektrisch aandrijfbare compressor (13); zodanig, dat bij retourluchttransport van de inlaat (3) naar de afvoer (5) de eerste warmtewisselaar 20 (8) warmte aan die retourlucht (4) onttrekt en tijdens werkzaamheid van de compressor (13) via het tweefasen-medium in het warmtepompcircuit (12) met verhoogde temperatuur aan de tweede warmtewisselaar wordt toegevoerd voor het verwarmen van het in het wateropslagvat (9) 25 aanwezige water (2), gekenmerkt door een omloopleiding (27) die tussen de inlaat (3) en de afvoer (5) is aangesloten; een klep (16) voor het in en uit schakelen van de omloopleiding (27); en 30 besturingsmiddelen (18) voor het besturen van de klep (16) . 1007244

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin stroomopwaarts ten opzichte van de eerste warmtewisselaar (8) een stoffilter (14) is geplaatst.

3. Inrichting volgens conclusie 1, waarin 5 tussen de inlaat (3) en de afvoer (5) een ventilator (15) is geplaatst.

4. Inrichting volgens conclusie 3, waarin de ventilator (15) een gelijkstroommotor (17) omvat.

5. Inrichting volgens conclusie 1, omvattende 10 een door een in bestuurbare klep (16) , en uitschakelbare omloopleiding (27; 21'), die tussen de inlaat (3) en de afvoer (5) is aangesloten.

6. Inrichting volgens conclusie 5, omvattende besturingsmiddelen (18) voor het gedurende een te kiezen 15 tijdsperiode bekrachtigen van de compressor (13) tijdens besturing van de omloopleiding (27; 27') respectievelijk het gedurende een volgende tijdsperiode buiten bedrijf houden van de compressor (13) tijdens het geopend houden van de omloopleiding (27; 27'). 1007244