NL1014305C1 - Zonneboiler. - Google Patents

Zonneboiler. Download PDF

Info

Publication number
NL1014305C1
NL1014305C1 NL1014305A NL1014305A NL1014305C1 NL 1014305 C1 NL1014305 C1 NL 1014305C1 NL 1014305 A NL1014305 A NL 1014305A NL 1014305 A NL1014305 A NL 1014305A NL 1014305 C1 NL1014305 C1 NL 1014305C1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
water heater
solar water
heater according
storage vessel
pipes
Prior art date
Application number
NL1014305A
Other languages
English (en)
Inventor
Jan Willem Klein Horsman
Original Assignee
Inalfa Ares Energy Systems B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inalfa Ares Energy Systems B V filed Critical Inalfa Ares Energy Systems B V
Priority to NL1014305A priority Critical patent/NL1014305C1/nl
Priority to EP01200417A priority patent/EP1130330B1/en
Priority to AT01200417T priority patent/ATE332481T1/de
Priority to DE60121236T priority patent/DE60121236D1/de
Application granted granted Critical
Publication of NL1014305C1 publication Critical patent/NL1014305C1/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/0095Devices for preventing damage by freezing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/136Defrosting or de-icing; Preventing freezing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/254Room temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/37Control of heat-generating means in heaters of electric heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/395Information to users, e.g. alarms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Defrosting Systems (AREA)

Description

Zonneboiler
De uitvinding heeft betrekking op een zonneboiler met ten minste één opslagvat voor verwarmd water, welk op-slagvat is voorzien van een toevoerleiding voor te verwarmen water en een afvoerleiding voor verwarmd water, waarbij mid-5 delen zijn toegepast om de zonneboiler, gedurende periodes van vorst, elektrisch te verwarmen.
Bij een bekende zonneboiler van het in de aanhef genoemde type worden de elektrische verwarmingsmiddelen gebruikt om een bevriezing van het water in de zonneboiler te 10 voorkome:.. Normaal gesproken betekent dit, dat gedurende periodes dat bevriezingsgevaar aanwezig is een continue elektrische verwarming van de zonneboiler (opslagvat en leidingen) wordt uitgevoerd. Het spreekt voor zich, dat hiermee een hoog energiegebruik gepaard gaat, met daaruit voort- i 15 vloeiende hoge kostén.
De uitvinding beoogt een zonneboiler van het onderhavige type te verschaffen, waarbij maatregelen zijn getroffen om een beschadiging van de zonneboiler ten gevolge van bevriezing op uitermate effectieve wijze te voorkomen, ter-20 wijl desondanks de energiekosten aanzienlijk verlaagd zijn ten opzichte van de stand van de techniek.
Hiertoe bezit de zonneboiler volgens de uitvinding het kenmerk, dat de elektrische verwarmingsmiddelen zijn uitgevoerd voor het tenminste periodiek ontdooien van de 25 toe- en/of afvoerleiding van het opslagvat.
De werking van de zonneboiler volgens de uitvinding is gebaseerd op het principe, dat slechts gedurende korte tijdsperiodes warmte aan de toe- en/of afvoerleiding van het opslagvat wordt toegevoerd, waardoor deze ten minste perio-30 diek ontdooien. Op het moment dat deze leidingen ontdooid zijn, kan een druk die zich ten gevolge van ijsvorming in 1 0 1 4 3 0 5 2 het opslagvat heeft opgebouwd, door het wegstromen van water worden verlaagd.
Terwijl overeenkomstig de stand van de techniek werd gekozen voor een benadering om een bevriezing van het 5 water in de zonneboiler te voorkomen, wordt overeenkomstig de uitvinding thans de benadering gekozen, om de ten gevolge van bevriezing en daarmee samenhangende uitzetting ontstane drukverhoging periodiek te ontlasten via de toe- en/of af-voerleiding die daartoe periodiek wordt ontdooid. De afvoer 10 van het overtollige water kan hierbij bijvoorbeeld plaatsvinden via een op zichzelf reeds bekende drukveiligheids-klep, waarmee het opslagvat in verbinding staat.
Met behulp van de zonneboiler volgens de uitvinding kan worden voorkomen, dat in het opslagvat door de uitzet-15 ting van gevormd ijs een te hoge druk ontstaat. Door de opgebouwde druk op periodieke wij ze te verminderen door het periodiek ontdooien van de betreffende leiding, kan het opslagvat bevriezen zonder dat schade optreedt.
In een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm wor-20 den de elektrische verwarmingsmiddelen bestuurd door een re-geleenheid die in verbinding staat met een temperatuursen-sor. Op basis van de gemeten temperatuur activeert de regeleenheid de elektrische verwarmingsmiddelen.
De temperatuursensor kan de temperatuur van de 25 meest kritische toe- of afvoerleiding meten, dat wil zeggen die leiding, welke het eerst een zodanig lage temperatuur bereikt dat daarin bevriezing van het water plaatsvindt. Het is echter ook mogelijk, dat de temperatuursensor de omgevingstemperatuur meet. Een andere mogelijkheid is het detec-30 teren van een met de omgevingstemperatuur samenhangende temperatuur op een andere plaats in de zonneboiler.
De regeleenheid kan in de zonneboiler geïntegreerd zijn, doch ook daarbuiten geplaatst zijn. Een daarbuiten geplaatste regeleenheid kan de vervangbaarheid van kwetsbare 35 of storingsgevoelige onderdelen ten goede komen.
1 f; . . : 3
In een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de zonneboiler volgens de uitvinding geldt verder, dat de regeleenheid op basis van het van de temperatuursensor verkregen signaal de tijdsduur van het inschakelen van de elek-5 trische verwarmingsmiddelen en/of het tijdsinterval tussen opeenvolgende periodes van inschakelen regelt. Bij wijze van voorbeeld wordt een regeling genoemd, waarbij de elektrische verwarmingsmiddelen bij omgevingstemperaturen lager dan 0°C elke 5 uur gedurende 15 minuten worden ingeschakeld. Indien 10 de temperatuur onder -10°C zakt, wordt het tijdsinterval tussen opeenvolgende periodes van inschakelen verkleind tot 2 uur, terwijl de tijdsduur van het inschakelen wordt verhoogd tot 30 minuten. Bij temperaturen beneden -15°C worden de elektrische verwarmingsmiddelen zelfs continu ingeschakeld.
15 De toepassing van een regeleenheid verschaft diver se extra mogelijkheden. Zo is het mogelijk, dat de regeleenheid is uitgevoerd voor het afgegeven van een waarschuwings-signaal, zoals akoestisch of optisch, wanneer het van de temperatuursensor verkregen signaal buiten een vooraf be-20 paald waarschijnlijkheidsinterval valt. In de praktijk betekent dit, dat een waarschuwingsignaal wordt afgegeven, wanneer de gemeten temperatuur lager of hoger is dan voor mogelijk wordt geacht.
Ook bestaat de mogelijkheid, dat de regeleenheid is 25 uitgevoerd voor het afgeven van een waarschuwingsignaal, zoals akoestisch of optisch, wanneer na inschakelen van de elektrische verwarmingsmiddelen geen met een temperatuurstijging overeenkomend signaal van de temperatuursensor wordt ontvangen. In een dergelijk geval is er hetzij sprake 30 van een defect van de elektrische verwarmingsmiddelen hetzij van een defect van de temperatuursensor.
Tevens wordt de mogelijkheid genoemd, dat de regeleenheid is voorzien van een opslag voor elektrische energie, zoals een condensator of dergelijke, die bij onder-35 breking van de stroomtoevoer naar de zonneboiler in verbin- 1014305 4 ding brengbaar is met waarschuwingmiddelen. Op deze wijze kan, ondanks een stroomuitval, gewaarschuwd worden voor het niet meer functioneren van de elektrische verwarmingsmiddelen, hetgeen tijdens periodes van vorst belangrijk kan zijn.
5 De elektrische verwarmingsmiddelen kunnen op tallo ze manieren uitgevoerd zijn. Hiervoor kunnen bijvoorbeeld op zichzelf bekende verwarmingslinten of buisverwarmingselemen-ten, die op de betreffende leidingen worden aangebracht, worden toegepast. Van belang is slechts, dat deze elektri-10 sche verwarmingsmiddelen voldoende warmte kunnen toevoeren aan de leidingen om deze ook onder de meest extreme omstandigheden te kunnen ontdooien. Zo zal in een specifiek voorbeeld tussen 10 en 50 Watt aan warmte moeten kunnen worden toegevoerd aan een leiding.
15 In een alternatieve uitvoeringsvorm van de zonne boiler geldt echter, dat de elektrische verwarmingsmiddelen bestaan uit een in de betreffende leiding aangebrachte ver-warmingsstaaf met hoog vermogen. Wanneer bijvoorbeeld een verwarmingsstaaf met een vermogen van enkele honderden tot 20 duizenden Watt wordt aangebracht, kunnen de elektrische verwarmingsmiddelen ook worden gebruikt voor het op temperatuur houden van de zonneboiler indien de zon gedurende langere tijd niet schijnt. Een dergelijke uitvoeringsvorm is met name gunstig, indien de zonneboiler wordt toegepast in warme 25 zonnige klimaten, waarbij de toepassing van een op zichzelf bekende afzonderlijke naverwarmer niet aan de orde is.
Aangezien bij de zonneboiler volgens de uitvinding gekozen is voor het periodiek ontdooien van de betreffende leidingen, en er derhalve tijdstippen kunnen optreden, waar-30 op door bevriezing geen stroming door de betreffende leidingen en het opslagvat mogelijk is, is bij dit type zonneboiler een goed werkende, op zichzelf bekende, mengautornaat of een door een drukverschil bestuurde klep nodig, die zorgt voor een bypass-stroming indien de doorstroming door het op-35 slagvat is geblokkeerd. Uiteraard moet, zoals bekend is, de i'i ·>· .
„ V £ '·- , 5 openingsdruk van een dergelijk klep of mengautomaat ruim boven de normale drukval bij tappen over het opslagvat liggen.
Bij een zonneboiler is doorgaans vanwege de veiligheid een mengautomaat aanwezig die moet voorkomen dat te 5 warm water uit de zonneboiler direct uit het tappunt (kraan) kan stromen. De meeste typen mengautomaten mengen altijd een kleine hoeveelheid koud water bij, zodat de voorkeur in die gevallen uitgaat naar een door een drukverschil gestuurde klep. In een dergelijke geval wordt de mengautomaat dan na 10 de naverwarmer geplaatst, alwaar de mengautomaat zowel een comfort- als veiligheidsfunctie krijgt.
Aangezien de zonneboiler volgens de onderhavige uitvinding toestaat, dat periodiek een bevriezen van de betreffende leidingen optreedt, is het gunstig, wanneer in de 15 betreffende toe- en/of afvoerleidingen voorzieningen zijn getroffen om het stukvriezen van deze leidingen te voorkomen. Deze voorzieningen kunnen o.a. bestaan uit in de betreffende leidingen aangebrachte comprimeerbare lichamen, zoals rubberslangen of dergelijke. Bij ijsvorming worden de-20 ze comprimeerbare lichamen samengeperst, zonder dat de betreffende leidingen uitzetten.
Als alternatief is het mogelijk, dat de voorzieningen bestaan uit een zodanige vormgeving van de betreffende leidingen, dat bij ijsvorming het ijs naar het opslagvat 25 wordt geleid. Hierbij kan worden gedacht aan een vormgeving van de leidingen, waarbij deze zich naar hun uiteinden toe enigszins verwijden. Tevens is het gunstig, wanneer er voor wordt gezorgd dat de betreffende leidingen niet te lang zijn.
30 Bij een zonneboiler van het type, waarop de uitvin ding betrekking heeft, geldt vaak dat de toe- en afvoerleidingen over enige afstand in het betreffende opslagvat uit-steken. Dit is een gevolg van het feit, dat op het uiteinde van de betreffende leidingen stromingsvoorzieningen zijn 35 toegepast die moeten voorkomen dat een overmatige menging
1 Ü 1 4 3 0 R
6 tussen toegevoerd koud water en in het opslagvat aanwezig warm water optreedt. Het in geval van bevriezing ontdooien van de in het opslagvat uitstekende gedeeltes van deze leidingen kan enige tijd vergen, hetgeen gepaard gaat met ver-5 hoogde energiekosten. Derhalve stelt de uitvinding in een speciale uitvoeringsvorm voor, dat in de toe- en afvoerlei-ding direct aansluitend op de binnenzijde van de opslagvat-wand kleine openingen zijn gevormd. Wanneer de betreffende leiding reeds tot aan de genoemde kleine openingen is ont-10 dooid kan reeds een drukontlasting van het opslagvat plaatsvinden, zonder dat de betreffende leiding geheel moet zijn ontdooid. Dergelijke kleine openingen beïnvloeden de normale stroming niet of niet noemenswaardig.
Het is ook mogelijk, dat de elektrische verwar-15 mingsmiddelen zijn uitgevoerd voor het niet laten bevriezen van de betreffende leidingen. Dit kan worden bewerkstelligd door een zorgvuldige keuze van zowel het tijdsinterval tussen opeenvolgende periodes van inschakelen van de elektrische verwarmingsmiddelen alsmede de tijdsduur van het in-20 schakelen daarvan. Dan blijft altijd een doorstroming met water tijdens tappen plaatsvinden, hetgeen op zichzelf reeds een goede methode is om ijsvorming te voorkomen, omdat steeds vers water wordt aangevoerd met een temperatuur variërend tussen ongeveer 2°C en 2 0°C.
25 Dit concept verschaft een aantal voordelen, waaron der het niet langer nodig zijn van een bypass-klep, het verschaffen van een extra signalering dat er iets mis is, wanneer de elektrische verwarmingsmiddelen niet meer functioneren en er geen warm tapwater ter beschikking is, en het 30 feit, dat onder normale omstandigheden de druk niet meer oploopt .
Binnen dit kader, doch niet hiertoe beperkt, is het dan ook gunstig, wanneer ter plaatse van de doorvoer van de toe- en afvoerleiding door de opslagvatwand deze opslagvat-35 wand bestaat uit een materiaal met een zo laag mogelijke 1 0 1 4 3 0 5 7 warmtegeleiding. Wanneer het opslagvat zelf bijvoorbeeld bestaat uit koper, kan het betreffende gedeelte van de opslag-vatwand worden uitgevoerd in roestvrij staal. Roestvrij staal heeft een warmtegeleidingscoëfficient van 27 W/mK, 5 terwijl deze bij koper 360 W/mK bedraagt.
Bij voorkeur geldt, dat het in het opslagvat gelegen uiteinde van de toe- en afvoerleiding op een hoger niveau is gelegen dan het buiten het opslagvat gelegen gedeelte daarvan. Een dergelijke uitvoeringsvorm dient een tweele-10 dig doel. Door een dergelijk hoogteverschil kan niet of nauwelijks een menging optreden van koud water in de betreffende leidingen en warm water in het opslagvat, aangezien warm water een lager soortelijk gewicht bezit dan koud water en derhalve de hoogste positie zal innemen. Bij temperaturen 15 onder 4°C treedt een omgekeerd effect op. Water van 4°C heeft een hogere dichtheid dan water van 0°C en zal derhalve omlaag zakken. Dit betekent, dat wanneer de temperatuur ter plaatse van het buiten het opslagvat gelegen gedeelte van de betreffende geleidingen tot in de buurt van 0°C is gezakt het zich 20 aldaar in deze leidingen bevindende water met die temperatuur wordt verdrongen door het iets warmere water met hogere dichtheid. Op deze wijze wordt het daadwerkelijke moment van bevriezen in aanzienlijke mate uitgesteld.
Een dergelijke uitvoeringsvorm van de zonneboiler 25 is met name van voordeel, wanneer deze bestaat uit een vacuum geïsoleerd dubbelwandig vat.
Zoals reeds eerder werd opgemerkt, staat de zonneboiler volgens de uitvinding toe, dat een bevriezing van het opslagvat optreedt. Hierdoor ontstaat door ijsvorming tijde-30 lijk een verhoogde druk in het opslagvat. Teneinde te voorkomen, dat dit tot het bezwijken van het vat leidt, kan het gunstig zijn, dat het opslagvat is voorzien van, een plastische uitzetting daarvan mogelijk makende voorzieningen, zoals golf-, ril- of harmonicavormige wandprofileringen. Ter 1014305 8 plaatse van deze wandprofileringen kan het opslagvat vervormen, zodat de uitzetting van het ijs kan worden opgenomen.
In een dergelijk geval is het verder van voorkeur, dat de zonneboiler is voorzien van middelen voor het aandui-5 den van een plastische vervorming van het opslagvat. Immers, éen dergelijke plastische uitzetting heeft weliswaar niet geleid tot het bezwijken van het vat, doch een vervanging van het opslagvat is in een dergelijk geval in het algemeen vereist.
10 Tenslotte wordt een uitvoeringsvariant van de zon neboiler genoemd, waarbij deze is voorzien van een aantal in serie geschakelde opslagvaten die onderling door verbin-dingsleidingen zijn verbonden, welke verbindingsleidingen voor opeenvolgende opslagvaten de toe- respectievelijk af-15 voerleidingen vormen. Bij een dergelijke uitvoeringsvariant worden ook de verbindingsleidingen op de in het voorgaande beschreven wijzen met behulp van elektrische verwarmingselementen ten minste periodiek ontdooid.
De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de 20 hand van de tekening, waarin een aantal uitvoeringsvormen van de zonneboiler volgens de uitvinding is weergegeven.
Figuur 1 toont, schematisch, een uitvoeringsvorm van de zonneboiler volgens de uitvinding, en figuur 2 toont, eveneens schematisch en op grotere 25 schaal, een detail van een andere uitvoeringsvorm van de zonneboiler volgens de uitvinding in doorsnede.
In figuur 1 is een zonneboiler weergegeven die is voorzien van drie in serie geschakelde opslagvaten 1, 2 en 3. Een toevoerleiding 4 voor te verwarmen water mondt uit in 30 het opslagvat 1, terwijl een afvoerleiding 5 voor verwarmd water het opslagvat 3 verlaat. Verbindingsleidingen 6 en 7 zijn toegepast voor het creëren van een verbinding tussen de vaten 1 en 2 respectievelijk 2 en 3.
Opgemerkt kan worden, dat de verbindingsleiding 6 35 fungeert als afvoerleiding voor het opslagvat 1 en toevoer- 1 r . 4 5 0 *= 9 leiding voor het opslagvat 2; de verbindingsleiding 7 fungeert op overeenkomstige wijze als afvoerleiding voor het opslagvat 2 en toevoerleiding voor het opslagvat 3.
Op de leidingen 4-7 zijn elektrische verwarmings-5 middelen 8 aangebracht. Via een in streep-puntlijn weergegeven stroomleiding 9 zijn deze elektrische verwarmingsmiddelen in serie geschakeld en aangesloten op een regeleenheid 10.
De regeleenheid 10 wordt door middel van een lei-10 ding 11 aangesloten op het stroomnet. Tevens is een tempera-tuursensor 12 door middel van een signaalleiding 13 verbonden met de regeleenheid 10.
In de toevoerleiding 4 bevindt zich een terugslagklep 14 en een drukveiligheidsklep 15.
15 Het samenstel uit elektrische verwarmingselementen 8, regeleenheid 10 en temperatuursensor 12 vormt een vorst-beveiliging voor de getoonde zonneboiler die als volgt werkt.
Ook bij optimale isolatie van de opslagvaten 1, 2 20 en 3 (bijvoorbeeld door middel van een isolatie 16 uit minerale wol, harde of zachte schuim of een vacuümspouw) kan tijdens een vorstperiode ijsvorming optreden in de opslagvaten 1, 2 en 3 en de leidingen 4-7. Onder invloed van de regeleenheid 10 worden de elektrische verwarmingsmiddelen 8 25 periodiek bekrachtigd, waardoor de genoemde leidingen dan worden ontdooid. Hierdoor kan een zich tengevolge van ijsvorming in de opslagvaten 1, 2 en 3 opgebouwde verhoogde druk door de afvoer van water via de genoemde leidingen worden verlaagd. De afvoer van dit overtollige water kan bij-30 voorbeeld plaatsvinden via de drukveiligheidsklep 15.
De temperatuursensor 12 bevindt zich op een zodanig plaats, dat op basis van de hierdoor geregistreerde temperatuur een goede regeling mogelijk is van enerzijds de tijdsduur van het inschakelen van de elektrische verwarmingsmid 1 0 1 k 3 0 5 10 delen 8 en anderzijds van het tijdsinterval tussen opeenvolgende periodes van inschakelen.
Gedurende het tijdsinterval tussen opeenvolgende periodes van het inschakelen van de elektrische verwarmings-5 middelen 8 bestaat derhalve de mogelijkheid, dat de leidingen 4-7 ten minste gedeeltelijk door bevriezing zijn geblokkeerd. Teneinde in een dergelijk geval toch een stroming vanaf de waterbron (31) naar het tappunt (32) mogelijk te maken, kan tussen de toevoerleiding 4 en afvoerleiding 5 een 10 bypass-leiding 17 aanwezig zijn die ter plaatse van een mengautomaat of drukverschilklep 18 op de afvoerleiding 5 is aangesloten. Tevens kan zich in de afvoerleiding een naver-warmer 19 bevinden.
Wanneer de aansturing van de elektrische verwar-15 mingsmiddelen zodanig is, dat het bevriezen van de genoemde leidingen te allen tijde wordt voorkomen, is een dergelijke bypass-leiding 17 en eventueel drukverschilklep 18 niet noodzakelij k.
In de getoonde uitvoeringsvorm moet het vermogen 20 van de elektrische verwarmingsmiddelen 8 voldoende zijn om de betreffende leidingen te kunnen ontdooien. Het is echter ook denkbaar, dat het vermogen van de elektrische verwarmingsmiddelen veel hoger is, waardoor ze ook kunnen worden gebruikt voor het verwarmen of op temperatuur houden van het 25 in de opslagvaten 1, 2 en 32 aanwezige water ten tijde van ontbrekende zonneschijn.
De in figuur 1 getoonde zonneboiler met vochtbevei-liging staat in principe toe, dat het in een opslagvat 1, 2 of 3 aanwezige water volledig bevriest. Door regelmatig de 3 0 toe- en afvoerleidingen te ontdooien kan de optredende druk-verhoging binnen de vaten (tengevolge van het uitzetten van het ijs) binnen bepaalde grenzen worden gehouden.
In figuur 2 is een uitvoeringsvorm van een opslagvat op grotere schaal weergegeven. Het getoonde opslagvat 35 bezit een binnenvat 20 dat zich binnen een buitenvat 21 be-
1 0 f 4 3 ^ K
11 vindt. De tussenruimte 22 is in hoofdzaak vacuüm. Een toe-voerleiding 23 en afvoerleiding 24 strekken zich door een deksel 25 van het buitenvat 21 en door de vacuümruimte 22 uit naar het inwendige van het binnenvat 20. Zoals getoond 5 is telkens het in het binnenvat 20 gelegen uiteinde van de leidingen 23 en 24 op een hoger niveau gelegen dan het daarbuiten gelegen gedeelte daarvan. Wanneer zich in het binnenvat 20 opgewarmd water bevindt, zal dit niet of nauwelijks mengen met het koudere water in de leidingen 23 en 24, aan-10 gezien het warmere water een lagere dichtheid heeft en derhalve de neiging bezit om op te stijgen.
Bij temperaturen onder 4°C treedt een omgekeerd effect op. Het water in de gedeeltes van de leidingen 23 en 24 ter plaatse van het deksel 25 van het buitenvat 21 koelt af 15 in de richting van 0°C. Echter, water van 4°C heeft een hogere dichtheid en is zwaarder. Dit warmere water bevindt zich, in de richting van het binnenvat 20, op een hoger niveau, en zal tengevolge van zijn hogere soortelijke gewicht omlaag zakken en het koudere water ter plaatse van het deksel 25 20 verdringen. Op deze wijze wordt het tijdstip van bevriezen ter plaatse van het deksel 25 uitgesteld.
In figuur 2 is tevens weergegeven, dat de toevoer-leiding 23 en afvoerleiding 24 zijn voorzien van openingen 26 die direct aansluiten op de binnenzijde van de vatwand 25 van het binnenvat 20. Dergelijke openingen 26 zijn gunstig, wanneer de betreffende leidingen 23 en 24 zich binnen het binnenvat 20 over enige afstand uitstrekken, bijvoorbeeld tengevolge van gestippeld aangeduide stromingsvoorzieningen 27. Ten einde een drukontlasting van het binnenvat 20 moge-30 lijk te maken, moet een stromingsverbinding gecreëerd worden door de betreffende leidingen. Hiertoe zou, indien de openingen 26 niet aanwezig zouden zijn, het gehele gedeelte van deze leidingen 23, en 24binnen het binnenvat ontdooid moeten worden. Tengevolge van de aanzienlijke uitstrekking daarvan 35 zou dit geruime tijd vergen. Bij aanwezigheid van de openin- 1 0 1 4 3 0 5 12 gen 26 echter hoeven de leidingen 23 en 24 slechts tot aan deze openingen te ontdooien teneinde reeds een drukontlas-ting van het binnenvat 20 mogelijk te maken.
Het deksel 25 van het buitenvat 21 kan uit een an-5 der materiaal dan het resterende gedeelte van het buitenvat 21 vervaardigd zijn, bijvoorbeeld roestvrij staal ten opzichte van koper. Het roestvrij staal bezit een lagere warm-tegeleidingscoëfficient, waardoor tijdens vorstperiodes een afkoeling van de leidingen 23 en 24 ter plaatse van het dek-10 sel 25 minder snel zal plaatsvinden.
Tenslotte is zichtbaar, dat in het binnenvat 20 een schematisch aangeduide wandprofilering 28 is gevormd. Deze staat, onder extreme omstandigheden, een plastische vervorming van het binnenvat 20 toe ter opname van de uitzetting 15 van het bevroren water. Eventueel kunnen middelen worden toegepast om een dergelijke plastische uitzetting extern aan te duiden. Dergelijke middelen zijn schematisch aangeduid door een scherpe punt 29 die bij verlenging van het binnenvat 20 een van buiten af zichtbare deuk vormt in het buiten-20 vat 21.
De beschreven vochtbeveiliging staat in principe toe, dat de verbindingsleidingen, zoals 6 en 7 in figuur 1, volledig bevriezen. Teneinde in een dergelijk geval een beschadiging van deze leidingen te voorkomen, kunnen in figuur 25 1 schematisch aangeduide comprimeerbare lichamen 30 in deze leidingen aanwezig zijn die een uitzetting van bevriezend water door compressie kunnen opnemen.
De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen, die binnen het door de 30 conclusies bepaalde kader op velerlei wijze kunnen worden gevarieerd.
J ^ a ï V ^

Claims (20)

1. Zonneboiler met ten minste één opslagvat voor verwarmd water, welk opslagvat is voorzien van een toevoerleiding voor te verwarmen water en een afvoerleiding voor verwarmd water, waarbij middelen zijn toegepast om de zonneboiler, gedurende 5 periodes van vorst, elektrisch te verwarmen, met het kenmerk, dat de elektrische verwarmingsmiddelen zijn uitgevoerd voor het ten minste periodiek ontdooien van de toe- en/of afvoerleiding van het opslagvat.
2. Zonneboiler volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10 de elektrische verwarmingsmiddelen worden bestuurd door een regeleenheid die in verbinding staat met een temperatuursen-sor.
3. Zonneboiler volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de temperatuursensor de temperatuur van de meest kritische 15 toe- of afvoerleiding meet.
4. Zonneboiler volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de temperatuursensor de omgevingstemperatuur meet.
5. Zonneboiler volgens een der conclusies 2-4, met het kenmerk, dat de regeleenheid in de zonneboiler is geïnte- 20 greerd.
6. Zonneboiler volgens een der conclusies 2-5, met het kenmerk, dat de regeleenheid op basis van het van de temperatuursensor verkregen signaal de tijdsduur van het inschakelen van de elektrische verwarmingsmiddelen en/of het tijdsinterval 25 tussen opeenvolgende periodes van inschakelen regelt.
7. Zonneboiler volgens een der conclusies 2-6, met het kenmerk, dat de regeleenheid is uitgevoerd voor het afgeven van een waarschuwingssignaal, zoals akoestisch of optisch, wanneer het van de temperatuursensor verkregen signaal buiten 30 een vooraf bepaald waarschijnlijkheidsinterval valt.
8. Zonneboiler volgens een der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat de regeleenheid is uitgevoerd voor het afgeven van een waarschuwingssignaal, zoals akoestisch of optisch, 10f4305 wanneer na inschakelen van de elektrische verwarmingsmiddelen geen met een temperatuurstijging overeenkomend signaal van de temperatuursensor wordt ontvangen.
9. Zonneboiler volgens een der conclusies 2-8, met het 5 kenmerk, dat de regeleenheid is voorzien van een opslag voor elektrische energie, zoals een condensator of dergelijke, die bij onderbreking van de stroomtoevoer naar de zonneboiler in verbinding brengbaar is met waarschuwingsmiddelen.
10. Zonneboiler volgens een der voorgaande conclusies, 10 met het kenmerk, dat de elektrische verwarmingsmiddelen bestaan uit een in de betreffende leiding aangebrachte verwar-mingsstaaf met hoog vermogen.
11. Zonneboiler volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in de betreffende toe- en/of afvoerlei- 15 dingen voorzieningen zijn getroffen om het stukvriezen van deze leidingen te voorkomen.
12. Zonneboiler volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de voorzieningen bestaan uit in de betreffende leidingen aangebrachte compriméerbare lichamen, zoals rubberslangen of 20 dergelijke.
13. Zonneboiler volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de voorzieningen bestaan uit een zodanige vormgeving van de betreffende leidingen, dat bij ijsvorming het ijs naar het opslagvat wordt geleid.
14. Zonneboiler volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de toe- en afvoerleidingen over enige afstand in het betreffende opslagvat uitsteken, met het kenmerk, dat in de toe- en afvoerleiding direct aansluitend op de binnenzijde van de opslagvatwand kleine openingen zijn gevormd.
15. Zonneboiler volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de elektrische verwarmingsmiddelen zijn uitgevoerd voor het niet laten bevriezen van de betreffende leidingen.
16. Zonneboiler volgens een der voorgaande conclusies, 35 met het kenmerk, dat ter plaatse van de doorvoer van de toe-en afvoerleiding door de opslagvatwand deze opslagvatwand bestaat uit een materiaal met een zo laag mogelijke warmtegelei-ding. j
17. Zonneboiler volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het in het opslagvat gelegen uiteinde van de toe- en afvoerleiding op een hoger niveau is gelegen dan het buiten het opslagvat gelegen gedeelte daarvan.
18. Zonneboiler volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het opslagvat is voorzien van een plastische uitzetting daarvan mogelijk makende voorzieningen, zoals golf-, ril- of harmonicavormige wandprofileringen.
19. Zonneboiler volgens conclusie 18, met het kenmerk, 10 dat deze is voorzien van middelen voor het aanduiden van een plastische vervorming van het opslagvat.
20. Zonneboiler volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze is voorzien van een aantal in serie geschakelde opslagvaten die onderling door verbindingsleidin- 15 gen zijn verbonden, welke verbindingsleidingen voor opeenvolgende opslagvaten de toe- respectievelijk afvoerleidingen vormen. 1014305
NL1014305A 2000-02-07 2000-02-07 Zonneboiler. NL1014305C1 (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1014305A NL1014305C1 (nl) 2000-02-07 2000-02-07 Zonneboiler.
EP01200417A EP1130330B1 (en) 2000-02-07 2001-02-05 Method for frost protection of a solar heater
AT01200417T ATE332481T1 (de) 2000-02-07 2001-02-05 Verfahren zum schutz vor frost einer solarheizung
DE60121236T DE60121236D1 (de) 2000-02-07 2001-02-05 Verfahren zum Schutz vor Frost einer Solarheizung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1014305A NL1014305C1 (nl) 2000-02-07 2000-02-07 Zonneboiler.
NL1014305 2000-02-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1014305C1 true NL1014305C1 (nl) 2001-08-08

Family

ID=19770761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1014305A NL1014305C1 (nl) 2000-02-07 2000-02-07 Zonneboiler.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1130330B1 (nl)
AT (1) ATE332481T1 (nl)
DE (1) DE60121236D1 (nl)
NL (1) NL1014305C1 (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN2014CN04214A (nl) * 2011-11-16 2015-07-17 Babcock & Wilcox Power Generat
US10876776B1 (en) 2017-12-15 2020-12-29 Robert Senia System and method for freeze protection of an air handling system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2457264C2 (de) * 1974-12-04 1977-01-13 Linde Ag Vakuumisolierter lager- oder transportbehaelter fuer tiefsiedende verfluessigte gase
US4246886A (en) * 1978-11-20 1981-01-27 Rondal Sitzlar Freeze protected hot water solar heating apparatus
GB2117436A (en) * 1982-03-26 1983-10-12 Paul Ferron Pipework frost protection system
GB8704708D0 (en) * 1987-02-27 1987-04-01 Holt D A Protection of water pipes
JPH01208655A (ja) * 1988-02-12 1989-08-22 Sanyo Electric Co Ltd 給湯装置及びその制御装置
EP0347124B1 (en) * 1988-06-17 1992-04-22 Martinus Adrianus Breij Apparatus and method for maintaining a minimum temperature for liquids in pipes
US5823177A (en) * 1996-01-16 1998-10-20 Whitehead; John C. Pumpless solar water heater with isolated pressurized storage

Also Published As

Publication number Publication date
EP1130330B1 (en) 2006-07-05
EP1130330A2 (en) 2001-09-05
ATE332481T1 (de) 2006-07-15
DE60121236D1 (de) 2006-08-17
EP1130330A3 (en) 2002-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8037931B2 (en) Hybrid water heating system
US5787723A (en) Remote ice making machine
JP5067858B2 (ja) 給湯装置
US5212957A (en) Refgrigerator/water purifier
US20120060827A1 (en) Control for a tankless water heater used with a solar water heating system
US7832466B2 (en) Water supply system
WO2010016988A1 (en) Hybrid water heating system
US20080092569A1 (en) Cooling unit with multi-parameter defrost control
KR20030029882A (ko) 히트 펌프 장치
US4764193A (en) Thermoelectric frost collector for freezers
US4356706A (en) Thermally-integrated heat exchanger and refrigerator
US5207761A (en) Refrigerator/water purifier with common evaporator
NL1014305C1 (nl) Zonneboiler.
US5860287A (en) Coolness storage for fixed capacity refrigeration system
US11199354B2 (en) Refrigeration unit having an accumulator, refrigeration system and method for controlling a refrigeration unit having an accumulator
RU2381423C2 (ru) Устройство для обеспечения охлажденной или подогретой жидкости на борту воздушного судна
JP2007071444A (ja) 給湯装置
GB2052712A (en) Energy Transfer System
CN108458391A (zh) 一种组合热水系统
JP2016223669A (ja) 制御装置及びヒートポンプ式給湯装置
NL1013261C1 (nl) Systeem voor het met zonne-energie verwarmen van tapwater met anti-Legionella-voorzieningen.
JP6783095B2 (ja) 冷凍・冷蔵ショーケース
KR101094804B1 (ko) 정수기
KR20010112184A (ko) 냉매회로를 이용한 물의 냉수 온수 및 고온수 공급장치
KR200473425Y1 (ko) 침지형 제빙기의 탈빙장치

Legal Events

Date Code Title Description
SD Assignments of patents

Owner name: INVENTUM HOLDING B.V.

VD2 Discontinued due to expiration of the term of protection

Effective date: 20060207