NL1012588C2 - Modulair verwarmingstoestel voor verwarming van ruimten en tapwater. - Google Patents

Description

5

MODULAIR VERWARMINGSTOESTEL VOOR VERWARMING VAN RUIMTEN EN TAPWATER

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verwarmingstoestel voor het verwarmen van water voor ruimteverwarming, omvattende ten minste twee, verwarmingseenheden die elk een warmtebron en tenminste 10 een met de warmtebron thermisch gekoppelde warmtewisselaar omvatten, waarbij de verwarmingseenheden in een eerste groep voor ruimteverwarming en in een tweede groep voor tapwaterverwarming zijn verdeeld.

Dergelijke verwarmingstoestellen zijn bekend 15 uit DE-A-34 09 213.

Deze literatuurplaats beschrijft een combiketel met geisereigenschappen met twee ongelijke branders.

Dit betreft een ketel met een zeer gering vermogen, waarbij de structuur een uitbreiding van het 20 vermogen en een modulaire opbouw niet toelaat.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijke inrichting, die door modulariteit geschikt is voor een groot vermogen, en die flexibel bruikbaar is.

25 Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dergelijk verwarmingstoestel dat eveneens geschikt is voor het gelijktijdig indirekt verwarmen van tapwater en waarbij de voordelen van een modulaire opbouw worden gehandhaafd.

30 Dit doel wordt bereikt, doordat de verwarmingseenheden identiek zijn en doordat het verwarmingstoestel een regelinrichting omvat voor het onafhankelijk van elkaar regelen van de temperatuur van de verwarmingseenheden van de eerste groep en de 35 temperatuur van de verwarmingseenheden van de tweede groep.

Als gevolg van deze maatregelen worden de voordelen van een modulaire opbouw gehandhaafd, terwijl 1012588 2 tevens de voordelen van een een gecombineerd toestel, worden gehandhaafd.

Verder is uit NL-A-1003624 een verwarmingstoestel bekend, dat voorzien is van een aantal 5 hoofdzakelijk identieke verwarmingseenheden, welke in afhankelijkheid van het vereiste vermogen van het verwarmingstoestel worden samengevoegd. Deze vorm van modulaire opbouw leidt tot een vereenvoudiging van productie, ontwerp en logistiek. De uit deze publicatie 10 bekende verwarmingsinrichting is slechts geschikt voor het verwarmen van water voor een enkel doel, in casu ruimteverwarming.

Hierbij wordt er op gewezen dat op zich verwarmingstoestellen voor het verwarmen van tapwater en voor 15 het verwarmen van water ten behoeve van ruimteverwarming uiteraard bekend zijn. De gelijktijdigheid van verwarmen op verschillende temperaturen van water ten behoeve van tapwater en ruimteverwarming is hiermee echter niet mogelijk.

20 Bij het verwarmen van water voor twee verschil lende doeleinden zal bij het optimaliseren van de regeling voor de temperatuur van een doel, voor het andere doel de optimalisatie niet volledig zijn. Door de deel-maatregel dat het verwarmingstoestel een regelinrichting 25 omvat voor het onafhankelijk van elkaar regelen van de temperatuur van de verwarmingseenheden van de eerste groep en de temperatuur van de verwarmingseenheden van de tweede groep kan voor beide doeleinden, in casu ruimteverwarming en tapwaterverwarming een optimalisatie worden 30 verkregen. Het rendement van de totale inrichting wordt hierdoor sterk vergroot.

Deze regeling heeft tot gevolg dat de temperatuur van de tot diverse groepen behorende eenheden sterk kan verschillen. Dit kan leiden tot situaties, waarin de 35 warmere eenheid zoveel warmte toevoert aan een aangrenzende, tot een andere groep behorende eenheid met een lagere temperatuur, dat het in de koudere eenheid aanwezige water zal gaan koken.

1012588 3

Dit wordt vermeden, doordat de tot de eerste groep behorende verwarmingseenheden thermisch geïsoleerd zijn ten opzichte van de tot de tweede groep behorende verwarmingseenheden.

5 Storende warmtestroming wordt hiermee vermeden.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is tenminste een van de tot de eerste groep behorende verwarmingseenheden ingericht voor het naar keuze verwarmen van water voor het verwarmen van tapwater of het verwarmen 10 van water voor ruimteverwarming. Deze maatregel biedt de mogelijkheid de capaciteit van de verwarmingsinrichting voor ruimteverwarming tijdelijk te vergroten, bijvoorbeeld bij het na een weekend opwarmen van een kantoorgebouw .

15 In principe is het tevens mogelijk de omgekeer de maatregel toe te passen, doch het praktisch nut hiervan is niet groot. Voor tapwaterverwarming is immers veelal een buffervoorraad aanwezig voor het opvangen van piekbelastingen.

20 Tevens is het in principe mogelijk slechts een van de verwarmingseenheden van de eerste groep tijdelijk te gebruiken voor het verwarmen van tapwater. Dit vereist echter veel kleppen en daarmee samenhangende besturing, zodat dit voor wat betreft de kosten minder aantrekkelijk 25 is.

Het is echter wel aantrekkelijk alle tot de eerste groep behorende verwarmingseenheden in te richten voor het naar keuze verwarmen van water voor het verwarmen van tapwater of het verwarmen van water voor ruimte-30 verwarming.

Hiervoor is slechts weinig extra appartuur noodzakelijk, terwijl de flexibiliteit sterk toeneemt.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm is de regelinrichting ingericht voor het toekennen van 35 prioriteit aan de vraag naar water voor tapwaterverwarming boven de vraag naar water voor ruimteverwarming. Ook hier geldt immers dat voor de ruimteverwarming veelal gedurende een lange tijd een laag vermogen wordt gevraa 1012588 4 gd, terwijl de voorziening van tapwater wordt gehandhaafd door een buffervoorraad die in een korte tijd met een groot vermogen opgewarmd wordt.

Volgens weer een andere uitvoeringvorm zijn de 5 verwarmingseenheden naast elkaar opgesteld en omvat elk van de verwarmingseenheden twee, aan weerszijden van de warmtebron opgestelde warmtewisselaars. Dit leidt tot een plaatsbesparende en flexibele opstelling.

Volgens een andere uitvoeringsvorm zijn de 10 warmtewisselaars van naburige, tot dezelfde groep behorende verwarmingseenheden samengevoegd. Hiermee wordt ruimte bespaard.

Volgens een laatste uitvoeringsvorm is tussen de warmtewisselaars van de tot de eerste groep behorende 15 eenheden en het tapwatercircuit een secundaire warmtewisselaar geschakeld. Dit biedt de mogelijkheid tot een vrije keuze van het materiaal voor de primaire warmtewisselaars, aangezien geen rekening meer behoeft te worden gehouden met de eisen voor tapwater.

20 Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen, waarin voorstellen: figuur 1: een schema ter verklaring van een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 25 figuur 2: een schema ter verklaring van een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; en figuur 3: een schema ter verklaring van een derde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

In figuur 1 is het schema getoond van een in 30 zijn geheel met "1" aangeduid verwarmingstoestel. Het verwarmingstoestel wordt gevormd door een aantal naast elkaar opgestelde, hoofdzakelijk identieke verwarmingseenheden 2. Elke verwarmingseenheid 2 wordt gevormd door een warmtebron in de vorm van een brander 3 en een aan 35 weerszijden daarvan aangebrachte warmtewisselaar 4.

Bij de verwarmingstoestellen volgens de onderhavige uitvinding zijn de verwarmingseenheden 2 in verschillende groepen verdeeld; namelijk een eerste, in 1012588 5 figuur 1 rechts weergegeven groep, welke is ingericht voor ruimteverwarming en de tweede, in figuur 1 links geplaatste groep, welke is ingericht voor het verwarmen van tapwater.

5 Hiertoe zijn de warmtewisselaars 4 van de rechter groep verwarmingseenheden aangesloten op een watercircuit 5 dat onderdeel vormt van een gebruikelijke CV-installatie.

Hierbij wordt gas, of mogelijkerwijs een andere 10 brandstof door middel van een gastoevoerleiding 6 toegevoerd aan de branders 3, welke de betreffende verwarmingseenheden verwarmen. Voor het regelen van de gastoe-voer is in de leiding 6 een regeltoestel 7 opgenomen. Hierbij is uiteraard een veelheid van regelingen moge-15 lijk, zoals op thermostaten, welke op diverse ruimten zijn aangebracht en combinaties hiervan.

Het linker deel van de reeks verwarmingseenheden 4 is aangesloten op een kringloopwaterleidingstelsel 8. Dit kringloopwaterleidingstelsel 8 leidt naar een 20 secundaire warmtewisselaar 9, waarvan de andere zijde doorlopen wordt door het tapwaterleidingstelsel 10. Deze constructie biedt immers de mogelijkheid de warmtewisselaars 4 van aluminium of een aluminium bevattende legering te vervaardigen, hetgeen productietechnisch aantrek-25 kelijk is. Aangezien dergelijke warmtewisselaars niet direkt door tapwater mogen worden doorlopen, moeten afzonderlijke, bijvoorbeeld van koper vervaardigde, extra warmtewisselaars 9 worden toegepast.

Overigens is het wel mogelijk de warmtewisse-30 laars, welke dienen ter verwarming van tapwater, te vervaardigen van een materiaal dat zonder toxische of hygiënische bezwaren geschikt is door tapwater te worden doorlopen. De scheidingswarmtewisselaar komt dan te vervallen.

35 De desbetreffende branders 3 zijn aangesloten op een gastoevoerleiding 11, waarin een regelaar 12 is opgenomen, welke door middel van klassieke regelparame-ters wordt bestuurd.

'10 1 2 5 8 β 6

Het zal duidelijk zijn dat als gevolg van deze configuratie de voordelen van een modulaire opbouw kunnen worden gecombineerd met de voordelen van een gescheiden, relatief simpele regeling, welke bestuurd wordt door een 5 bovenliggende hoofdregeling.

Deze voordelen worden eveneens verkregen bij de in figuur 2 afgebeelde configuratie. Hierbij worden de onderdelen aangeduid met dezelfde referentienummers als de onderdelen in figuur 1. Het verschil met de in figuur 10 1 afgebeelde configuratie is dat er sprake is van een specifieke scheidingswarmtewisselaar 13. Deze scheidings-warmtewisselaar 13 wordt samengesteld uit twee helften 4a, welke overigens overeenkomen met de warmtewisselaars 4a, welke overigens tevens in figuur 1 aan de einden van 15 de reeks verwarmingseenheden zijn opengesteld. Hierbij komen deze "halve" warmtewisselaars overeen met de helft van de structuur van de normale, volledige warmtewisselaars 4. Met deze configuratie wordt voorkomen dat een ruimte voor een eenheid ongebruikt blijft, zoals in 20 figuur 1 zichtbaar is.

In figuur 3 is een laatste configuratie getoond, welke overigens overeenkomt met de in figuur 2 getoonde configuratie, maar waarbij de twee linker verwarmingseenheden 2 naar keuze gebruikt kunnen worden voor 25 ruimteverwarming of voor tapwaterverwarming. De keuze hiervan hangt af van de vraag van de beide soorten verwarming, waarbij normaliter deze linker eenheden geschakeld zijn voor tapwaterverwarming, doch wanneer de vraag aan ruimteverwarming groter is dan door de rechterverwar-30 mingseenheden kan worden opgewekt, tijdelijk de ruimte-verwarmingscapaciteit kan worden vergroot, zij het door afname van de tapwaterverwarmingscapaciteit. Voor het regelen wordt gebruik gemaakt van een driewegklep 15, welke door een centrale besturingsinrichting 14 wordt be-35 stuurd, welke overigens tevens de regelaar 7 en 12 bestuurt .

1012588 7

In het algemeen heeft echter de vraag naar tapwater een hogere prioriteit dan de vraag naar ruimteverwarming .

Tenslotte wordt er op gewezen dat bij de in 5 figuur 3 weergegeven configuratie alle verwarmingseenhe-den, welke zijn ingericht voor het verwarmen van tapwater, naar keuze kunnen worden gebruikt voor het verwarmen van ruimten. Het is echter ook mogelijk slechts een deel van het totale aantal verwarmingseenheden dat oorspron-10 kelijk geschikt is voor het verwarmen van tapwater, omschakelbaar te maken voor beide soorten verwarming. Dit leidt echter tot een nog gecompliceerdere regel- en leidingstructuur.

15 1012588

Claims (8)

1. Verwarmingstoestel voor het verwarmen van 5 water voor ruimteverwarming, omvattende ten minste twee, verwarmingseenheden die elk een warmtebron en tenminste een met de warmtebron thermisch gekoppelde warmtewisselaar omvatten, waarbij de verwarmingseenheden in een eerste groep voor ruimteverwarming en in een tweede groep 10 voor tapwaterverwarming zijn verdeeld, met het kenmerk, dat de verwarmingseenheden hoofdzakelijk identiek zijn en dat het verwarmingstoestel een regelinrichting omvat voor het gelijktijdig onafhankelijk van elkaar regelen van de temperatuur van de verwarmingseenheden van de eerste 15 groep en de temperatuur van de verwarmingseenheden van de tweede groep.

2. Verwarmingstoestel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tot de eerste groep behorende verwarmingseenheden thermisch geïsoleerd zijn ten opzichte van 20 de tot de tweede groep behorende verwarmingseenheden.

3. Verwarmingstoestel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat tenminste een van de tot de eerste groep behorende verwarmingseenheden is ingericht voor het naar keuze verwarmen van water voor het verwarmen van tapwater 25 of het verwarmen van water voor ruimteverwarming.

4. Verwarmingstoestel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat alle tot de eerste groep behorende verwarmingseenheden zijn ingericht voor het naar keuze verwarmen van water voor het verwarmen van tapwater of 30 het verwarmen van water voor ruimteverwarming.

5. Verwarmingstoestel volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de regelinrichting is ingericht voor het toekennen van prioriteit aan de vraag naar water voor tapwaterverwarming boven de vraag naar water voor ruimte- 35 verwarming.

6. Verwarmingstoestel volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verwarmingseenheden naast elkaar zijn opgesteld, en dat elk van de 1012588 « verwarmingseenheden twee, aan weerszijden van de warmtebron opgestelde warmtewisselaars omvat.

7. Verwarmingstoestel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de warmtewisselaars van naburige, tot 5 dezelfde groep behorende verwarmingseenheden zijn samengevoegd .

8. Verwarmingstoestel volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat tussen de warmtewisslaars van de tot de eerste groep behorende 10 eenheden en het tapwatercircuit een secundaire warmtewisselaar is geschakeld. 1012588