NL1010272C1 - Inrichting voor het verwarmen van tapwater en tapwaterinstallatie. - Google Patents

Description

V02311

Titel: Inrichting voor het verwarmen van tapwater en tapwa-terinstallatie

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting volgens het inleidende gedeelte van conclusie 1 alsmede op een tapwaterinstallatie volgens het inleidende gedeelte van conclusie 6.

5 Een dergelijke inrichting voor het verwarmen van tap water alsook een dergelijke tapwaterinstallatie met een inrichting voor het verwarmen van tapwater zijn uit de praktijk algemeen bekend.

Daarbij kan de inrichting voor het verwarmen van tap-10 water in vele vormen aanwezig zijn, zoals in de vorm van een warmtewisselaar die tapwater verwarmt door warmte-uitwisseling met een door een centrale verwarmingsketel verwarmd warmte-overdrachtsmedium (in het algemeen ook water), in de vorm van een boiler waarin een voorraad verwarmd tap-15 water wordt aangehouden of in de vorm van zonnecollectoren. Al deze inrichtingen hebben met elkaar gemeen, dat voor een effectieve warmte-overdracht naar het tapwater een relatief fijnmazig stelsel van geleidingen voor tapwater en/of een warmte overdragend medium aanwezig is.

20 De opkomst van snel te bedienen tapwaterkranen, zoals eenhendel-kranen heeft met zich meegebracht dat het probleem va'n waterslag door het snel sluiten van kranen zich nu ook voordoet in het warmwater-gedeelte van binnen een bouwwerk geïnstalleerd leidingstelsels. Verder worden bij toepassing 25 van zonnecollectoren en dergelijke, waarbij de marginale kosten van het verwarmen van water relatief laag zijn, wasmachines en afwasmachines vaak op de warmwaterleiding aangesloten. De meestal snel sluitende afsluiters van dergelijke apparaten veroorzaken dan waterslag in het warmwater-30 gedeelte van een binnen een bouwwerk geïnstalleerd leiding-stelsel.

Waterslag in het warmwater-gedeelte van een binnen een bouwwerk geïnstalleerd leidingstelsel brengt het bijzondere probleem met zich mee, dat de waterslag die drukpieken van 1010272 -2- ca. 60 bar kan veroorzaken doordringt in het genoemde fijnmazige gedeelte van apparatuur voor het verwarmen van water. Het blijkt in de praktijk moeilijk en kostbaar, te waarborgen dat waterslag in dergelijke apparaten geen bijgeluiden 5 veroorzaakt. Daarbij komt dat dergelijke bijgeluiden zich via de leidingen ver voortplanten. Verder stellen de optredende drukpieken hoge eisen aan de drukbestendigheid van de constructie, hetgeen strijdig is met het streven door fijnmazigheid en dunwandige uitvoering een effectieve warmte-10 overdracht te bereiken.

De uitvinding heeft als doel een eenvoudige en tegen lage kosten te realiseren oplossing te verschaffen om de genoemde nadelige gevolgen voor waterverwarmingsapparatuur van waterslag in het warmwater-gedeelte van een binnen een bouw-15 werk geïnstalleerd leidingstelsel ten minste aanzienlijk te beperken.

Dit doel wordt volgens de onderhavige uitvinding bereikt door een inrichting van de initieel aangeduide soort uit te voeren overeenkomstig het kenmerkende deel van con-20 clusie 1. Daarnaast wordt dit doel wordt volgens de onderhavige uitvinding ook bereikt door een tapwaterinstallatie van de initieel aangeduide soort uit te voeren overeenkomstig het kenmerkende deel van conclusie 6.

Via het drukvereffeningskanaal wordt waterslag die de 25 tapwaterverwarmingsinrichting vanaf een afgiftepunt nadert of bereikt, althans voor een belangrijk deel, weggeleid naar gedeeltes van het leidingstelsel stroomopwaarts van de tap-waterverwarmingsinrichting. Hierdoor bereikt hoogstens een klein gedeelte van de waterslag het warmte-overdrachtsgebied 30 van de tapwaterverwarmingsinrichting, zodat bijgeluiden betrouwbaar worden voorkomen en grote piekbelastingen door hoge drukpieken worden voorkomen. De klep voor het doorlaten van water in reactie op een waterdruk in de uitlaat of de warmwaterleiding die hoger is dan een tegelijkertijd in de 35 inlaat of de toevoerleiding heersende waterdruk zorgt er daarbij voor, dat gedurende normaal bedrijf het toegevoerde, 10l02 T 2 -3- te verwarmen tapwater naar het warmte-overdrachtsgebied van de tapwaterverwarmingsinrichting stroomt.

De oplossing volgens de uitvinding kan in het algemeen tegen aanzienlijk lagere kosten gerealiseerd worden dan het 5 toepassen van een waterslagdemper, welke in de praktijk bovendien veelal geen afdoende oplossing voor de gestelde problemen biedt.

Navolgend wordt de uitvinding nader toegelicht aan de hand van twee uitvoeringsvoorbeelden, waarbij wordt verwezen 10 naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 een geschematiseerd, deels opengewerkt aanzicht van een tapwaterverwarmingsinrichting en daarop aansluitende leidingen, en fig. 2 een schematische weergave van een stelsel van 15 tapwaterleidingen in een bouwwerk.

De in fig. 1 getoonde inrichting 1 voor het verwarmen van tapwater is aangesloten op een toevoerleiding 2 voor het toevoeren van te verwarmen tapwater en op een warmwaterlei-ding 3 voor het voeren van verwarmd tapwater naar een afgif-20 tepunt, in dit geval gevormd door een eenhendel-mengkraan 4. Verder is de inrichting 1 aangesloten op een toevoerleiding 5 voor het toevoeren van als warmte-overdrachtsmedium dienend warm water (hierna C.V. water) dat afkomstig is van een ketel van een centraal verwarmingssysteem en op een retour-25 leiding 6 voor het naar de ketel terugvoeren van C.V. water dat door de inrichting heen is gevoerd. Voor het aansluiten van de inrichting zijn koppelingen 7-10 toegepast.

De inrichting 1 is verder voorzien van een inlaat 11 voor het inlaten van te verwarmen tapwater, een met die in-30 laat 11 communicerende warmtewisselaar 12 met een tapwater-geleiding 13 stroomafwaarts van die inlaat 11. Stroomafwaarts van de tapwatergeleiding 13 sluit daarop een uitlaat 14 voor het uitlaten van verwarmd tapwater aan. De uitlaat 14 is stroomafwaarts van de tapwatergeleiding 13 is gelegen. 35 De inlaat 11 en de uitlaat 14 zijn verbonden door een drukvereffeningskanaal 15, dat een overbrugging van de tapwatergeleiding 13 vormt. In het drukvereffeningskanaal 15 is 1010272 -4- een klep 16 opgenomen voor het doorlaten van water in reactie op een waterdruk in de uitlaat 14 die hoger is dan een tegelijkertijd in de inlaat 11 heersende waterdruk.

Als de kraan 4 zeer snel wordt gesloten treedt, in het 5 bijzonder indien de kraan 4 van minder goede kwaliteit is, een waterslag op die via de warmwaterleiding 3 en de koppeling 8 de uitlaat 14 bereikt. Aldaar bevindt zich een vertakking naar de tapwatergeleiding 13 en het drukvereffe-ningskanaal 15. Dankzij de aanwezigheid van deze vertakking 10 ontspant de drukgolf die de waterslag vormt zich voor een belangrijk deel via het drukvereffeningskanaal 15 en vervolgens in de toevoerleiding 2, zodat de drukpiek die de tapwatergeleiding 13 bereikt aanzienlijk gereduceerd wordt. Daarbij wordt een zodanig sterke reductie van de door de druk-15 golf veroorzaakte belasting van het binnenwerk van de tapwa-terverwarmingsinrichting 1 bereikt, dat bijgeluiden betrouwbaar worden voorkomen. De beperking van de belasting is daarbij in het bijzonder sterk, omdat de overbrugging via de drukvereffeningsleiding 15 in het algemeen minder weerstand 20 biedt dan de weg via de relatief fijnmazige tapwatergeleiding 13.

Doordat bij de getoonde inrichting het drukvereffe-ningskanaal 15 buiten de warmtewisselaar 12 om verloopt, zijn geen extra door C.V. water omspoelde aansluitingen of 25 naden nodig, zodat geen extra risico van lekkage van C.V. water naar het tapwater-net optreedt. Bovendien zijn de voorzieningen 15, 16 voor het beperken van de gevolgen van waterslag buiten de warmtewisselaar eenvoudig te monteren, te inspecteren en, zo nodig, te repareren.

30 De klep 16 voor het doorlaten van water in reactie op een waterdruk in de uitlaat 14 die hoger is dan een tegelijkertijd in de inlaat 11 heersende waterdruk kan op vele wijzen zijn uitgevoerd. De klep kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een overdruk klep die gesloten is bij onder norma-35 le omstandigheden heersende drukverschillen tussen de inlaat 11 en de uitlaat 14 en zich opent zodra het drukverschil een min?72 -5- bepaalde waarde overschrijdt ongeacht de richting van het drukverschil.

Bij de inrichting volgens het onderhavige voorstel is de klep 16 in het drukvereffeningskanaal 15 echter uitge-5 voerd als een terugslagklep die zich uitsluitend opent voor het in een richting van de uitlaat 14 naar de inlaat 11 doorlaten van water. Dit biedt het voordeel, dat de klep reeds bij een zeer lage druk en daardoor zeer snel kan reageren op een drukgolf afkomstig van de kraan 4, zodat een 10 groot deel van de drukgolf door het drukvereffeningskanaal 15 kan lopen. Opgemerkt wordt overigens, dat de klep 16 in het drukvereffeningskanaal 15 tevens ingericht kan zijn voor het tijdens normaal bedrijf doorlaten van een beperkte stroom water van de inlaat 11 naar de uitlaat 14, bijvoor-15 beeld indien het gewenst is water dat afkomstig is van een boiler en dat (voor kiemdoding en/of ter verhoging van de capaciteit) een temperatuur boven de gewenste afgiftetempe-ratuur heeft te mengen met koud water om een mengsel met de beoogde afgiftetemperatuur te bereiken.

20 De voorgestelde drukvereffeningsleiding 15 met klep 16 is van bijzonder voordeel in combinatie met inrichtingen zoals de getoonde inrichting 1, waarbij de tapwatergeleiding 13 door een spleet 17 tussen twee wanden 18, 19 door verloopt. In een dergelijke inrichting kunnen reeds kleine be-25 wegingen van de tapwatergeleiding 13 leiden tot slaan van de tapwatergeleiding 13 tegen de wanden 18, 19 en, dientengevolge, tot bijgeluiden. Dit geldt in het bijzonder indien, zoals bij de getoonde inrichting, de tapwatergeleiding 13 bovendien schroeflijnvormig verloopt en daarbij de spleet 17 30 hulsvormig is. Een dergelijke tapwatergeleiding heeft een geringe vormstabiliteit, waardoor deze onder invloed van waterslag gemakkelijk kan bewegen en tegen de wanden 18, 19 kan slaan.

Teneinde een gemakkelijke ontspanning van de drukgolf 35 via het drukvereffeningskanaal te bevorderen is het voordelig, indien het drukvereffeningskanaal een groter intern 1010272 -6- dwarsdoorsnede-oppervlak heeft dan de uitlaat 14 en/of de tapwatergeleiding 13.

In fig. 2 is een toepassing van de voorgestelde oplossing in een tapwaterinstallatie getoond. Deze tapwaterin-5 stallatie heeft een toevoerleiding 22 voor het toevoeren van tapwater, een met de toevoerleiding 22 communicerende tapwa-terverwarmingsinrichting 21 stroomafwaarts van die toevoerleiding 22 en een met de tapwaterverwarmingsinrichting 21 communicerende warmwaterleiding 23 met afgiftepunten 24, 40, 10 41 aan een stroomafwaarts uiteinde daarvan, welke warmwater leiding 23 stroomafwaarts van de tapwaterverwarmingsinrichting 21 is gelegen. De tapwaterinrichting kan bijvoorbeeld een warmtewisselaar bevatten via welke afvalwarmte wordt benut om water te verwarmen. Verder heeft de toevoerleiding 22 15 een vertakking 42 die eveneens communiceert met afgiftepunten 24 en 40 alsmede met een koudwater-afgiftepunt 43. De afgiftepunten 41 en 43 zijn aansluitingen van een wasmachine 44 voor het daaraan toevoeren van warm en koud water.

Tussen de warmwaterleiding 23 en de toevoerleiding 22 20 is een drukvereffeningskanaal 35 aangesloten dat de toevoerleiding 22 met de warmwaterleiding 23 verbindt en een overbrugging van de tapwaterverwarmingsinrichting 21 vormt. In het drukvereffeningskanaal 35 is een klep 36 geplaatst voor het doorlaten van water in reactie op een waterdruk in de 25 warmwaterleiding 23 die hoger is dan een tegelijkertijd in de toevoerleiding 22 heersende waterdruk. Via het drukveref-feningskanaal 35 wordt een drukgolf op in essentie dezelfde wijze voor een belangrijk deel weggeleid van het binnenwerk van de tapwaterverwarmingsinrichting 21 als via de drukver-30 effeningsleiding 15 die in fig. 1 is getoond.

Om stuwing van een gedeelte van een waterslag dat het drukvereffeningskanaal 35 passeert te beperken, is stroomafwaarts van de tapwaterverwarmingsinrichting 21 een terugslagklep 45 geplaatst die althans een gedeelte van een druk-35 golf tegen kan houden.

1010272

Claims (7)

1. Inrichting voor het verwarmen van tapwater, omvattende een inlaat (11) voor het inlaten van te verwarmen tapwater, een met die inlaat (11) communicerende warmtewisselaar (12) met een tapwatergeleiding (13) stroomafwaarts van 5 die inlaat (11) en een met genoemde tapwatergeleiding (13) communicerende uitlaat (14) voor het uitlaten van verwarmd tapwater, welke uitlaat (14) stroomafwaarts van genoemde tapwatergeleiding (13) is gelegen, gekenmerkt door een druk-vereffeningskanaal (15) dat de inlaat (11) en de uitlaat 10 (14) verbindt en een overbrugging van genoemde tapwaterge leiding (13) vormt, in welk drukvereffeningskanaal (15) een klep (16) is geplaatst voor het doorlaten van water in reactie op een waterdruk in de uitlaat (14) die hoger is dan een tegelijkertijd in de inlaat (11) heersende waterdruk.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij het druk veref feningskanaal (15) buiten de warmtewisselaar (12) om verloopt.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij genoemde klep een terugslagklep (16) is welke zich uitsluitend 20 opent voor het in een richting van de uitlaat (14) naar de inlaat (11) doorlaten van water.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde tapwatergeleiding (13) door een spleet (17) tussen twee wanden (18, 19) door verloopt.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij genoemde tapwatergeleiding (13) schroeflijnvormig verloopt en waarbij genoemde spleet (17) hulsvormig is.

6. Tapwaterinstallatie, omvattende een toevoerleiding (22) voor het toevoeren van tapwater, een met genoemde toe- 30 voerleiding communicerende tapwaterverwarmingsinrichting (21) stroomafwaarts van die toevoerleiding (22) en een met genoemde tapwaterverwarmingsinrichting (21) communicerende warmwaterleiding (23) met een afgiftepunt (24, 40, 41) aan 1010272 -8- een stroomafwaarts uiteinde daarvan, welke warmwaterleiding (23) stroomafwaarts van genoemde tapwaterverwarmingsinrich-ting (21) is gelegen, gekenmerkt door een drukvereffenings-kanaal (35) dat de toevoerleiding (22) en de warmwaterlei-5 ding (23) verbindt en een overbrugging -van genoemde tapwa-terverwarmingsinrichting (21) vormt, in welk drukvereffe-ningskanaal (35) een klep (36) is opgenomen voor het doorlaten van water in reactie op een waterdruk in de warmwaterleiding (23) die hoger is dan een tegelijkertijd in de toe-10 voerleiding (22) heersende waterdruk.

7, Tapwaterinstallatie volgens conclusie 6, waarbij genoemde klep een terugslagklep (36) is welke zich uitsluitend opent voor het in een richting van de warmwaterleiding (23) naar de toevoerleiding (22) doorlaten van water. 1010272