NL1017198C1 - Verwarming voor vloeistof. - Google Patents

Description

Verwarming voor vloeistof

De uitvinding heeft betrekking op een verwanningsinrichting van het type dat met een gesloten, in bedrijf onder druk staande vloeistofkringloop werkt.

5 In de vloeistofkringloop is enerzijds een verwarmingsketel opgenomen waarin warmte wordt toegevoerd aan de in de kringloop circulerende vloeistof.

Anderzijds zijn in de vloeistofkringloop opgenomen radiatoren en/of convectoren door middel waarvan warmte van de vloeistof afgegeven wordt aan de te verwarmen ruimten. In de plaats van of in aanvulling op convectoren en radiatoren kan een luchttransportsysteem 10 worden toegepast.

Inrichtingen van deze soort omvatten een vloei stofreservoir waarin het extra volume aan vloeistof opgenomen wordt dat door uitzetting ten gevolge van verwarming van de vloeistof ontstaat. Bij afkoeling van de vloeistof in de vloeistofkringloop wordt weer vanuit het reservoir vloeistof terug in de kringloop gebracht om de volumevermindering door deze 15 afkoeling te compenseren.

Een verwarmingsinrichting van deze soort is beschreven in de internationale octrooiaanvragen PCT/NL95/00034 en PCT/NL96/00175, en in de Europese octrooiaanvrage EP 99201037.1.

Eén van de kenmerken van voomoemde verwarmingsinrichtingen is dat onder meer sprake is 20 van enige vloeistofverlies. In de betreffende uitvindingen zijn hiertoe maatregelen opgenomen, om dit vloeistofverlies te compenseren.

Voorts is bij de in deze aanvragen beschreven verwarmingsinrichting het vloeistofreservoir drukloos en kan vloeistof uit het reservoir in het onder drukstaande systeem worden gebracht door middel van een pomp. Ook het gasarm maken van de 25 vloeistof is één van de kenmerkende maatregelen in voomoemde aanvragen.

De huidige aanvrage betreft een verdere ontwikkeling, en beschrijft uitvoeringsvormen van de uit de genoemde octrooiaanvragen bekende verwarmingsinrichting, vooral bedoeld voor kleine verwarmingsinrichtingen.

Een belangrijke eigenschap van de uitvinding, en terug te vinden bij de uitvoeringsvormen, 30 de voorwaardelijke suppletie.

Bij de gangbare suppletiemaatregelen wordt een vloeistofgebrek gedetecteerd, waarna vervolgens een beperkte hoeveelheid vloeistof mag w orden toegevoegd aan de verwarmingsinrichting.

Kenmerkend voor deze uitvinding is de maatregelen waardoor het suppleren ingeval 35 van vloeistofgebrek alleen kan plaatsvinden bij een nog voldoende hoge installatiedruk, en

10 1 V

2 een goed functionerend expansiereservoir. Omdat de hoeveelheid toe te voeren suppletievloeistof is begrensd, zal bij een te grote lekkage de suppletie stoppen, wanneer de installatiedruk verder daalt.

Ook kan de venvarmingsinrichting, met behulp van een speciale schakelfunctie, 5 rechtstreeks vanuit een externe vloeistofbron geheel worden gevuld, waarbij de expansie- en suppletieinrichting na het bereiken van de gewenste installatiedruk, weer in de normale bedrijfstoestand schakelt.

Bij een van de uitvoeringsvormen is het mogelijk om een standaard expansiereservoir met membraan en stikstofvulling toe te passen, terwijl zonder een pomp om vloeistof uit het 10 reservoir in het onder drukstaande systeem te brengen kan worden gewerkt (kostenbesparend).

Tevens is er een directe controle mogelijk van de onderhoudstoestand van het expansiereservoir, zonder dat het reservoir hiervoor behoeft te worden gedemonteerd.

15 Ter verduidelijking van de uitvinding worden in deze aanvrage een aantal uitvoeringsvormen nader uitgewerkt.

Figuur 1 toont het eerste ventieldeel met drukregel- en veiligheidsfiincties voor een koel- of verwarmingsinrichting van het type dat met een gesloten, in 20 bedrijf onder druk staande vloeistofkringloop werkt.

Figuur la-d tonen vier bedrijfstoestanden van het ventiel van figuur 1.

Figuur 2 toont een tweede ventieldeel. eveneens met drukregel- en veiligheidsfiincties, alsmede een controlemogelijkheid van de onderhoudstoestand van het expansiereservoir.

25 Figuur 2a-d tonen vier bedrijfstoestanden van het ventiel van figuur 2.

Figuur 3 toont een samenstelling van de uitvinding.

Figuur 4 Een uitvoeringsvorm volgens de eerder genoemde octrooiaanvragen, waarbij de niveauschakelaars box en in het expansiereservoir zijn gemonteerd.

30

In de samenstellingtekening van figuur 3 zijn de twee ventielen 1 en 2 weergegeven, waarbij ventiel 1 (verder weergegeven in de figuren 1. la t/m d) wordt bediend door de installatiedruk van de verwarmingsinstallatie en ventiel 2 (verder weergegeven in de figuren 2, en 2a-d) wordt bediend door de gewichtsveranderingen in het expansiereservoir 18, dat 35 hiervoor aan het uiteinde van een arm 3 is gemonteerd.

J

Werking ventiel 1.

Op de afbeelding van figuur 1 is te zien hoe de installatiedruk via poort PI een membaan 24 met een hieraan bevestigde plunjer 26 omhoog en naar beneden zal bewegen 5 tegen de veerdruk van veer 29, afhankelijk van hoogte van deze installatiedruk en de veerspanning.

Plunjer 26 is voorzien van openingen, welke corresponderen met de boringen van de poorten P2 en P3. De afdichtingen tussen het ventielhuis 21, de verschillende poorten en de plunjer 26 worden gewaarborgd door een zevental afdichtingrubbers 27 (O-ringen). Poort P2 10 is bedoeld om te worden aangesloten op een externe vloeistofbron, vanwaar suppletie kan plaatsvinden.

Dit zal meestal een aansluiting betreffen op de drinkwaterinstallatie.

Als extra veiligheid is in poort P2 een dubbele keerklep opgenomen, welke bevat een klep 31 met een zittingbus 33, met hierin een veer 34, waarmee een vloeistofstroom alleen mogelijk 15 is in de richting van de peil bij P2. Anderzijds wordt de zittingbus 33 tegen een afdichtingrubber 35 gepositioneerd door de veerdruk van veer 32, vermeerderd met de vloeistofdruk in de stromingsrichting van P2. Met behulp van een tweede afdichtingsrubber 37 naast afdichtingsrubber 35, opgesloten door klephuis 23, is de afdichting in de stromingsrichting van de peil P2 gegarandeerd.

20 De zittingbus 33 zal echter tegen de veerdruk van veer 32 worden bewogen, wanneer er sprake is van een grotere vloeistofdruk tegen de stromingsrichting van de peil bij P2. De zittingbus 33 zal hierdoor niet meer afdichten op afdichtingsrubber 35, waardoor vloeistofstroom zal uitwijken via poort P4. Omdat het hier gaat om een beveiliging tegen een calamiteit, ter voorkoming dat vloeistof terug kan stromen naar de suppletiebron. zal poort 25 P4 bij voorkeur worden aangesloten op het riool.

Poort P3 is aan te sluiten op de verwarmingsinrichting, in de uitvoeringsvorm onderbroken door ventiel 2. Hiervoor is poort P4 van ventiel 1 aangesloten op poort 16 van ventiel 2.

Bij een normale systeemdruk zal de plunjer 26 in een bovenste stand blijven staan, waarbij 30 de veer is ingedrukt. Er is nu geen verbinding tussen de poorten P2 en P3.

Deze situatie is te zien bij figuur la. Bij figuur lb is de systeemdruk gedaald tot onder een minimale druk. In deze stand is de plunjer 26 iets lager, waardoor de poorten P2 en P4 zijn geopend met een kleine opening. Hierdoor kan met slechts een geringe doorstroming suppletie plaatsvinden. Bij een echte lekkage zal de systeemdruk verder dalen, en zakt de 4 plunjer 26 iets verder. De opening tussen de poorten P2 en P4 is nu geblokkeerd, omdat het niet wenselijk is om te suppleren bij een grotere lekkage.

Tenslotte is er een mogelijkheid om een verwarmingsinrichting te vullen vanuit een nog lege toestand. Hiervoor kan een plug 30, welke is te zien op figuur 1, worden ingedrukt.

5 Door middel van een door veerdruk aangedrukt kogeltje 28, weergegeven in een boring in de bovenkap 22, zal de plug 30 op de ingedrukte stand houden, op een hiertoe aangebrachte groef op de plug 30.

Door het indrukken van de plug 30 wordt de veerdruk op 29 in de richting van de plunjer 26 vergroot. De plunjer 26 verplaatst zich verder naar beneden, waardoor een 10 maximale opening tot stand komt tussen de poorten P2 en P3. De verwarmingsinrichting wordt nu gevuld, waarbij ventiel (indien geplaatst) natuurlijk gefixeerd moet staan in de stand volgens figuur 2b.

Wanneer de installatiedruk is toegenomen tot een gewenste waarde, zal de druk op het membraan 24 c.q. plunjer 26, via de veer 29, uiteindelijk de plug 30 doen terugschieten 15 door de vergrendeling veroorzaakt door de kogeldruk 28 op de groef in de plug 30. De druk zal nu moeten corresponderen met de plunjerstanden volgens de figuren la of lb.

Van ventiel 1 in figuur 1 is nog nader te noemen de afdichtingsplug 25, waarmee de boring in de plunjer 26 is afgedicht en membraan 24 wordt vastgehouden. Membraan 24 is vervolgens ingeklemd tussen het onderhuis 20 en bovenhuis 21. Voorts zijn er 20 beluchtingsgaatjes 36 aangegeven, om de volumeveranderingen mogelijk te maken, zonder drukgevolgen. Het is mogelijk om ventiel 1 afzonderlijk te gebruiken, zonder ventiel 2.

Werking ventiel 2

Bij de uitvoeringsvorm is voor de werking van ventiel 2 uitgegaan van een standaard 25 expansiereservoir 18, waarbij een membraan 19 de inhoud scheidt in een droog gedeelte waarin zich een gas (meestal stikstof) onder druk bevindt (in de figuur de ruimte weergegeven onder het membraan 19), en een nat gedeelte voor de opname van expansievloeistof uit de verwarmingsinrichting (in de figuur de ruimte weergegeven boven het membraan 19). Afhankelijk van de vloeistofinhoud in het expansiereservoir 18, 30 resulterend in een gewicht overeenkomstig de vloeistofinhoud in het expansiereservoir 18, zal de arm, waaraan aan het uiteinde het expansiereservoir 18 is gemonteerd, een kracht uitoefenen op het ventiel 2.

In figuur 2 is weergegeven hoe de arm 3 een geheel vomit met het binnenwerk 2 van ventiel 2. Omdat het binnenwerk 2 vrij kan draaien in -¾ P 1 ··* ·- q 5 ventielhuis 1, kan het expansiereservoir 18 aan het uiteinde van de arm 3 op en neer bewegen. Door een verdraaiing van het binnenwerk 2 ten opzichte van het ventielhuis 1, worden de ventielpoorten geopend en gesloten.

Zoals weergegeven in figuur 2 kan de vloeistof door de holle ruimte van arm 3 5 stromen via de poorten 14, 15 en 16 van ventiel 2, van de verwarmingsinrichting, drinkwaterinstallatie of rioolaansluiting van en naar het expansiereservoir. Het gewicht van het expansiereservoir 18 wordt gedeeltelijk gecompenseerd door een veer 11, welke is ingeklemd tussen de grondplaat 10, dat een geheel vormt met het ventielhuis 1, en een steunplaat 9, dat een geheel vormt met de arm 3.

10 Hierdoor zal de arm 3 met het aan het uiteinde gemonteerde expansiereservoir 18, bij voorkeur een hoek van 90° vormen met de grondplaat 10, in een vrijwel horizontale stand dus, zolang de vloeistofmhoud in het expansiereservoir tenminste 1/3 deel bedraagt van de totale inhoud.

De inhoudsveranderingen boven deze inhoud van 1/3 deel zijn representatief voor de 15 fluctuaties in de normale bedrijfstoestanden van de verwarmingsinrichting.

In deze basisstand (horizontaal) is in ventiel 2 alleen poort 14 geopend, welke de verbinding mogelijk maakt tussen de verwarmingsinrichting en het expansiereservoir.

Wanneer de vloeistof in de inrichting een maximale temperatuur heeft bereikt, zal het expansiereservoir 19 -binnen een veiligheidsmarge- nagenoeg geheel met vloeistof zijn 20 gevuld, terwijl het expansiereservoir 19 in dit voorbeeld van de uitvinding, tenminste voor 1/3 deel gevuld moet zijn met vloeistof, wanneer de vloeistof in de inrichting geheel is afgekoeld. Bedraagt de vloeistofinhoud in het expansiereservoir minder dan 1/3 deel, dan zal de arm 3 met het hieraan gemonteerde expansiereservoir 19 omhoog worden geduwd door de veer 11. Met vloeistofinhouden in het expansiereservoir tussen 1/3 en 1/4 deel, zal de arm 3 25 met het binnenwerk 2 een hoek maken van ca. 8° ten opzichte van de horizontale normale stand. In deze stand is een naast poort 14 (verbinding met de verwarmingsinrichting) nu ook poort 16 geopend. Via poort 16 is de verbinding geopend naar een externe vloeistofbron, meestal is dit de drinkwaterinstallatie, vanwaar suppletievloeistof kan worden toegevoerd, om een vloeistofgebrek te compenseren.

30 De toevoer van suppletievloeistof zal in principe begrensd zijn, om ingeval van een echte lekkage de schade te beperken. Hoewel de uitvinding werkbaar gemaakt kan worden met alleen ventiel 2, zijn extra veiligheden zoals een begrensde suppletietoevoer, en de voorwaarde van een minimaal aanwezige installatiedruk, in ventiel 1 ondergebracht.

Deze veiligheden worden bij de werking van ventiel 1 behandeld.

(! i./ ; ! i O G

6

Op de afbeeldingen van figuur 2c is te zien, dat wanneer sprake is van een vloeistoflekkage in de verwarmingsinrichting, groter dan de suppletie van vloeistof via een externe bron, de arm 3 met het hieraan gemonteerde expansiereservoir 19 verder naar boven zal worden bewogen door de veer 11. Door de hoekverandering van binnenwerk 2 ten 5 opzichte van ventielhuis 1 wordt poort 16 gesloten. Niet aangegeven in de tekening is een blokkering in de draaihoekbegrenzer, waardoor de arm 3 niet van de positie in figuur 2c naar figuur 2d kan verdraaien, zonder de blokkering eerst te ontgrendelen. Poort 14 blijft gewoon geopend, waardoor de expansiemogelijkheid voor de verwarmingsinrichting gewaarborgd blijft, terwijl de suppletie is gestaakt.

10 Met behulp van de draaihoekbegrenzer 12 is het mogelijk om het ventiel in twee posities te manipuleren. In figuur 2b is ventiel 2 in de openingsstand voor suppletie gekomen. De arm 3 met het expansiereservoir 18 maakt een hoek van ongeveer 8 ° ten opzichte van de horizontale stand. Door de draaihoekbegrenzer 12 op te lichten (zie afbeelding linksboven) zal, omdat de arm 3 niet verder omhoog kan, de suppletie continu 15 aanhouden, tot de installatie is gevuld (dan valt de draaihoekbegrenzer 12 terugvallen in de normale stand).

Op de afbeeldingen van figuur 2d is weergegeven hoe een expansiereservoir 18 in een hoogste stand kan worden getild. In deze stand is alleen poort 15 geopend. De vloeistof in het expansiereservoir 18 zal nu door de gasdruk aan de andere zijde van het membraan 19 20 uit het expansiereservoir 18 naar de rioolaansluiting via poort 15 worden afgevoerd.

Bij een goed functionerend expansiereservoir 18, zal nagenoeg alle vloeistof worden afgevoerd, waarna het expansiereservoir 18 door de veerdruk van veer 11 in deze hoogste positie wordt gehouden. Het vullen en de ingebruikname kan vervolgens weer plaatsvinden zoals hierboven beschreven bij figuur 2b.

25 Indien het expansiereservoir 18 te weinig gasdruk bevat, deze weer naar beneden zakken aan de arm 3 (nog vol of gedeeltelijk gevuld met vloeistof).

Door de arm 3 en het expansiereservoir 18 in de hoogste stand te houden, is het mogelijk om de draaihoekbegrenzer 12 omhoog te duwen, waarbij de arm 3 in deze positie blijft staan.

Het expansiereservoir 18 kan nu worden losgenomen en vervangen, zonder dat de installatie 30 behoeft te worden afgetapt.

Op de afbeelding van figuur 2 zijn de volgende onderdelen nog te noemen.

Om het binnenwerk 2 goed te kunnen centreren in het ventielhuis 1 tegen de veerdruk van veer 11 en het gewicht van de arm 3 en het expansiereservoir 18, zijn twee geleidingsringen 6 aangegeven. Het binnenwerk 2 wordt in het ventielhuis 1 opgesloten met een schijf 4 en 35 een moer 5.

7

Tussen de openingen in het binnenwerk 2 en het ventielhuis 1, naar de verschillende poorten 14, 15 en 16, zijn drie afdichtingrubbers 8 (o-ringen) opgenomen, telkens één voor iedere opening afzonderlijk, om de afdichting te garanderen.

De ontluchting is geregeld door een standaard vlotterventiel 17, in de 5 uitvoeringsvorm gemonteerd op het uiteinde van arm 3. In de holle arm 3 zou een speciaal smoorventiel 37 kunnen worden aangebracht, waarbij de vloeistof in de richting van het expansiereservoir 18 een extra weerstand ondervindt, en een relatieve drukverlaging resulteert in een ontgassing van de vloeistof. Omdat de vlotteronduchter 17 zich direct achter het smoorventiel 37 bevindt, zullen vrijkomende gassen direct via de vlotteronduchter 17 10 worden afgevoerd. In de richting van het expansiereservoir 18 ondervindt de vloeistof geen weerstand van het smoorventiel 37.

Tenslode is van de draaihoekbegrenzer 12 nog te vermelden de bevestiging aan beugel 13, welke een draaibeweging van de draaihoekbegrenzer 12 toestaat terwijl steun 13 zelf vast is gemonteerd op de grondplaat 10.

15 De draaihoekbegrenzer 12 is voorzien van een sleutelprofiel, waarmee een stift 7. welke is gemonteerd aan de steunplaat 9, wordt omsloten, en de eerder beschreven standen van het draaibare gedeelte van het ventiel 2 worden geregeld.

Het is mogelijk om ventiel 2 afzonderlijk te gebruiken, zonder ventiel 1.

Ook zijn er combinaties mogelijk van beide ventielfuncties, om de in de uitvinding beoogde 20 eigenschappen te verkrijgen. Een niet nader uitgewerkt voorbeeld hiervan is de mogelijkheid, waarbij elektrisch of mechanisch ventielen worden bediend, op aangestuurd vanuit de installatiedruk, dan wel door middel van de vloeistofmhoud van het expansiereservoir, dan wel een combinatie van beiden.

25 In figuur 4 wordt een vereenvoudigde uitvoeringsvorm weergegeven van de Microserver (zie octrooiaanvrage EP 99201037.1). De toevoer van suppletievloeistof vindt rechtstreeks plaats, zonder een atmosferische onderbreking. De ruimtebesparing door het achterwege laten van een suppletiebuffer staat een compactere constructie toe, waarbij de specifieke attributen zoals een vlotter om een suppletie-reedcontact 38 en laagwater-reedcontact 39 te schakelen, 30 en een gasafvoerpijp met vlotteronduchter, welke gelijktijdig de vlotter geleid, op eenvoudige wijze kunnen worden gemonteerd via een rond gat bij voorkeur aan de bovenzijde van een expansiereservoir, waarbij tussen een montageflens 40 met een geringere diameter dan voomoemd gat en een van buitenaf te monteren montagering 42, een rubberprofiel 41 wordt ingeklemd tussen de montageflens 40. Het rubberprofiel omsluit 35 gelijktijdig de rand van de opening van het expansiereservoir.

„

Claims (1)

1 De conclusie conform hetgeen hiervoor in de aanvrage is vermeld, met inbegrip van 5 de omschreven uitvoerings- en toepassingsvormen.