NL1036866C2 - Inrichting en werkwijze voor het bij een tappunt verschaffen van verwarmd water. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor het bij een tappunt verschaffen van verwarmd water.

BESCHRIJVING

5 De onderhavige uitvinding heeft volgens een eerste aspect betrekking op een inrichting voor het naar een tappunt toevoeren van warm water, de inrichting omvattende een centrale waterverwarmer, ten minste één tappunt, een warmwatertoevoer die zich uitstrekt van de centrale waterverwarmer naar het ten minste ene tappunt en een locale waterverwarmer die nabij het ten minste ene 10 tappunt in de warmwatertoevoer is opgenomen.

Een bekende inrichting omvat een combiketel met een waterleiding van de combiketel naar een aantal kranen, waaronder een keukenkraan. Wanneer de keukenkraan wordt bediend voor het verkrijgen van warm water stroomt water door de combiketel, waar het wordt verwarmd, en in een toevoerleiding van de 15 combiketel naar de keukenkraan. Omdat het water de gehele leiding moet doorstromen, duurt het enige tijd voor warm water de keukenkraan bereikt. Wanneer de keukenkraan vervolgens wordt dichtgedraaid is de toevoerleiding gevuld met warm water, dat vervolgens afkoelt. Bij deze bekende inrichting wordt water en energie verspild. In een aanloopfase staat de keukenkraan open tot het warme 20 water van de combiketel de keukenkraan bereikt. Water dat gedurende de aanloopfase uit de keukenkraan stroomt wordt meestal niet gebruikt. Na het afsluiten van de kraan koelt het water in de waterleiding af. Vaak is de hoeveelheid water in de toevoerleiding groter dan de hoeveelheid die in een enkele tapbeurt wordt afgetapt. Gedurende de aanloopfase wordt door het verwarmde water 25 bovendien warmte afgegeven aan de waterleiding, waardoor het nog langer duurt voor het water bij de keukenkraan de gewenste temperatuur heeft. Om de tijd tussen het opendraaien van de warmwaterkraan en de beschikbaarheid van warm water te verkorten, is het bekend een kleine boiler als zogenoemde combinatie-verwarmer nabij de waterkraan te plaatsen, zodat slechts een zeer korte 30 toevoerleiding van de boiler naar de keukenkraan nodig is. Een andere bekende oplossing in het plaatsen van een zogenaamde instant water heater als combinatieverwarmer nabij de keukenkraan, die water verwarmt wanneer de warmwaterkraan geopend is. Een nadeel van de extra boiler is dat die constant water op een hoge temperatuur moet houden. Een nadeel van de instant water 1036866 2 heater is dat de opwarmcapaciteit relatief groot moet zijn om de hoeveelheid water die er doorheen stroomt in de corresponderend korte tijd tot de gewenste hoge temperatuur te verwarmen.

De onderhavige uitvinding beoogt daarom een oplossing te 5 verschaffen voor de hierboven genoemde bezwaren van de stand van de techniek, althans om een inrichting te verschaffen die relatief snelle beschikbaarheid van warm water mogelijk maakt en waarmee verspilling ten opzichte van elk van de hierboven genoemde inrichtingen kan worden gereduceerd. Dit doel wordt door de uitvinding bereikt doordat waarneemmiddelen zijn voorzien voor het waarnemen van 10 de temperatuur en/of een temperatuurtoename van het water stroomopwaarts van en nabij de locale waterverwarmer voor het kunnen sturen van de watertoevoer naar het tappunt. Uitgaande van de onderhavige uitvinding kan dit op verschillende manieren worden bereikt, waarvan er hiernavolgend enkele nader zullen worden toegelicht. De uitvinding is gebaseerd op het principe dat per tapbeurt afhankelijk 15 van de duur van de tapbeurt een zo gunstig mogelijke (combinatie) van verwarming van het water wordt aangewend. Met de inrichting volgens de uitvinding wordt de mogelijkheid verschaft water afhankelijk van de waargenomen temperatuur of termperatuurtoename op verschillende manieren naar het ten minste ene tappunt te leiden. Een mogelijke manier is als volgt: wanneer bij het tappunt warm water wordt 20 gevraagd, wordt de toevoerleiding vanuit de centrale waterverwarmer gevuld met warm water. Het reeds voor het bedienen van het tappunt in de toevoerleiding aanwezig water wordt via de locale waterverwarmer, die het passerend water verwarmt, naar het tappunt gevoerd. Wanneer een temperatuur of temperatuurtoename wordt waargenomen die indiceert dat zojuist door de centrale water-25 verwarmer verwarmd water in de toevoerleiding bij de locale waterverwarmer komt slaat de locale waterverwarmer uit en wordt het water eventueel via de omleiding naar het tappunt gestuurd. Wanneer langdurig, dat wil zeggen over een periode die langer duurt dan nodig voor het met warm water vullen van de warmwatertoevoer, warm water bij het ten minste ene tappunt wordt getapt wordt aldus na de 30 aanloopperiode voor het verschaffen van warm water gebruik gemaakt van de relatief efficiënte centrale waterverwarmer. Wanneer relatief kort, dat wil zeggen korter dan de aanloopperiode, warm water wordt getapt hoeft niet de gehele warmwatertoevoer van de centrale waterverwarmer tot het tappunt met warm water te worden gevuld. Aldus is de door de uitvinding beoogde doelstelling bereikt. De 3 waarneemmiddelen kunnen ook zijn ingericht voor het waarnemen van een temperatuurafname, op basis van welke waarneming het systeem opnieuw kan worden ingesteld.

De waarneemmiddelen omvatten bij voorkeur een warmtesensor 5 en/of een temperatuursensor waarmee de temperatuur of een temperatuurtoename van het water kan worden waargenomen. Op basis van een door een dergelijke sensor gemeten waarde kunnen eventuele vervolgacties in gang worden gezet.

Het heeft daarbij de voorkeur dat zendmiddelen zijn voorzien voor het verzenden van een met de door de sensor waargenomen temperatuur en/of 10 temperatuurtoename corresponderend signaal. Aldus kan een besturingsinrichting of een bedieningsinrichting op basis van het verzonden signaal worden aangestuurd. Maar een sensor zou ook in de bedieningsinrichting kunnen zijn opgenomen.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding 15 zijn schakelmiddelen voorzien voor het in- en uitschakelen van de locale waterverwarmer. De schakelmiddelen kunnen daarbij zijn ingericht voor het reageren op een door de zendmiddelen verzonden signaal. Aldus kan de locale waterverwarmer op basis van een waargenomen temperatuur en/of temperatuurtoename door de schakelmiddelen worden uitgeschakeld. Dit om te voorkomen dat 20 locale waterverwarmer ingeschakeld blijft wanneer warm water uit de centrale waterverwarmer door de locale waterverwarmer stroomt, hetgeen energieverlies zou opleveren.

Alternatief is in de warmwatertoevoer een bypass om de locale waterwarmer voorzien, waarbij water door of om de locale waterverwarmer wordt 25 geleid door geleidingsmiddelen die zijn ingericht om te reageren op een waarneming door de waarneemmiddelen. Ook hierbij zal de locale waterverwarmer worden uitgeschakeld wanneer warm water uit de centrale waterverwarmer tot nabij de locale waterverwarmer geraakt, omdat het water bij een bepaalde temperatuur of temperatuurverhoging om de locale waterverwarmer heen wordt geleid.

30 Het heeft daarbij de voorkeur dat de warmwatertoevoer en de bypass samenkomen tot een enkel leidingdeel naar het ten minste ene tappunt. Hierdoor hoeft zich slechts één leiding uit te strekken naar de ingang van het tappunt voor warm water en volstaat slechts één aansluiting op de warmwatertap.

De geleidingsmiddelen voor het door of om de locale water- 4 verwarmer leiden van water omvatten bij voorkeur ten minste één klep. De ten minste ene klep kan een driewegklep omvatten die water van de centrale waterverwarmer door en/of om de locale warmwaterverwarmer voert. Daarbij zal koud water door, maar voldoende warm water om locale waterwarmer worden 5 geleid. Onvoldoende verwarmd water kan deels door en deels om de locale waterverwarmer worden geleid. De ten minste ene klep kan ook twee tweeweg-kleppen omvatten die de toevoer van water door de waterverwarmer respectievelijk door de bypass openen respectievelijk sluiten. Bij een punt waarop de eventuele bypass en de warmwatertoevoer samenkomen, kunnen eveneens één of meer 10 kleppen zijn voorzien.

De centrale waterverwarmer kan een combiketel omvatten, maar kan ook een andere warmwaterinrichting omvatten, bijvoorbeeld een boiler.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de locale waterverwarmer een doorstroomverwarmer. Met een doorstroom-15 verwarmer kan eenvoudig een kleine hoeveelheid water snel worden verwarmd. De locale waterverwarmer kan ook van een ander type zijn, zoals bijvoorbeeld een boiler met een relatief kleine inhoud.

Volgens een tweede aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het van een centrale waterverwarmer via een 20 warmwatertoevoer met een locale waterverwarmer naar een tappunt toevoer van warm water, waarbij de temperatuur of een temperatuurtoename van het water in de warmwatertoevoer stroomopwaarts van en nabij de locale waterverwarmer wordt gemeten en in afhankelijkheid van een meting al dan niet door de locale waterverwarmer wordt verwarmd. Het probleem dat met een dergelijke werkwijze wordt 25 opgelost, stemt overeen met het probleem en de oplossing die zijn besproken met betrekking tot het eerste aspect van de onderhavige uitvinding. Ook hier geldt dus het principe dat bij het tappen van warm water een gunstige (combinatie van) verschaffing van warm water kan worden gerealiseerd.

Het heeft daarbij de voorkeur dat de warmwatertoevoer is voorzien 30 van een bypass om de locale waterverwarmer en dat het water in afhankelijkheid van de meting door de locale waterverwarmer of om de locale waterverwarmer heen naar het tappunt wordt geleid. De locale waterverwarmer kan een doorstroomverwarmer omvatten.

Alternatief heeft het de voorkeur dat het water door de locale 5 waterverwarmer stroomt, waarbij de locale waterverwarmer in afhankelijkheid van het resultaat van de meting is of wordt in- of uitgeschakeld. Hierbij kan een sensor zijn voorzien voor het waarnemen van de temperatuur en/of een temperatuurtoename van het water of een in de warmwatertoevoer stroomopwaarts en nabij de 5 locale waterverwarmer. De sensor zou dan de betreffende schakeling kunnen beïnvloeden.

Volgens een derde aspect van de onderhavige uitvinding heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het aanpassen van een inrichting voor het naar een tappunt toevoeren van warm water, de inrichting omvattende een 10 centrale waterverwarmer, ten minste één tappunt en een warmwatertoevoer die zich uitstrekt van de centrale waterverwarmer naar het ten minste ene tappunt, waarbij een sensor wordt voorzien voor het meten van de temperatuur en/of een temperatuurtoename van het water in de warmwatertoevoer voor het in afhankelijkheid van de waarneming van de sensor al dan niet door een locale 15 waterverwarmer doen verwarmen van water dat door de warmwatertoevoer stroomt. Wanneer de warmwatertoevoer reeds is voorzien van een locale waterverwarmer kan de werkwijze omvatten het aanbrengen van een sensor en een schakelinrichting voor het in afhankelijkheid van de waarneming van de sensor doen inschakelen van de locale waterverwarmer, rechtstreeks danwel door het omleiden van het water.

20 De onderhavige uitvinding zal hiernavolgend aan de hand van voorbeelduitvoeringsvormen nader worden toegelicht onder verwijzing naar de bijgevoegde figuren, waarin:

Figuur 1 een vereenvoudigde schematische weergave toont van een omleidingssysteem van een huis; 25 Figuren 2a en 2b detail I uit figuur 1 in twee verschillende toestanden tonen; en

Figuur 3 een alternatieve uitvoeringsvorm van detail I uit figuur 1 toont.

Figuur 1 toont een sterk vereenvoudigde voorbeelduitvoeringsvorm 30 van een waterleidingsysteem 1 voor een huis met een hoofdwaterleiding 2 met een vertakking 3 naar een koudwatertoevoerleiding 4 en een toevoerleiding 5 voor combiketel 6. Koudwatertoevoerleiding 4 loopt naar een keukenkraan 8 met een koudwatertap 9 en een warmwatertap 10. Warmwatertoevoer 7 leidt eveneens naar keukenkraan 8. Parallel aan het laatste deel van warmwatertoevoer 7 is een instant 6 water heater 11 via aanvoerleiding 12 en afvoerleiding 13 geschakeld. In warmwatertoevoer 7 is een sensor 14 voorzien. De parallelschakeling van warmwatertoevoer 7 en instant water heater 11, aangeduid met I wordt in varianten in figuren 2a, 2b en 3 meer in detail weergegeven en nader toegelicht.

5 Figuur 2a toont deel I uit figuur 1 meer in detail met warmwatertoevoer 7, instant water heater 11, aanvoerleiding 12, afvoerleiding 13 en sensor 14. Verder zijn twee driewegkleppen 15,16 voorzien.

Figuur 3 toont deel I uit figuur 1 in een alternatieve uitvoeringsvorm meer in detail. Verwijzingscijfers die verwijzen naar elementen die vergelijkbaar met 10 die uit figuren 2a en 2b zijn met 30 verhoogd.

Nu kijkend naar figuur 1 wordt een waterleidingsysteem 1 van een huis schematisch en sterk vereenvoudigd weergegeven. Water wordt via een hoofdwaterleiding 2 het huis (niet getoond) binnengeleid, waar het bij een vertakking wordt vertakt naar een koudwatertoevoerleiding 4 naar keukenkraan 8 en een 15 toevoerleiding 5 voor combiketel 6. Wanneer koudwatertap 9 van keukenkraan 8 wordt opengedraaid, stroomt water vanuit de hoofwaterleiding 2 via koudwatertoevoerleiding 4 rechtstreeks naar keukenkraan 8 totdat koudwatertap 9 wordt dichtgedraaid. Wanneer warmwatertap 10 wordt opengedraaid, stroomt water vanuit hoofdwaterleiding 2 naar de combiketel 6 die het water op op zich bekende wijze 20 verwarmt en via warmwatertoevoer 7 richting keukenkraan 8 voert. Wanneer de warmwatertap 10 wordt opengedraaid, slaat eveneens instant water heater 11, die bijvoorbeeld in een keukenkastje onder keukenkraan 8 is gepositioneerd aan. Sensor 14, in dit geval een temperatuursensor, meet de temperatuur van het water in leiding 7 direct voor aanvoerleiding 12. Figuur 2a toont de toestand van de 25 watertoevoer nabij instant water heater 11 direct na het opendraaien van warmwatertap 10 van keukenkraan 8 meer in detail. Wanneer de keukenkraan 8 enige tijd geen warm water heeft gevraagd, zal het water in warmwatertoevoer 7 bij het opendraaien van warmwatertap 10 zijn afgekoeld, bijvoorbeeld tot de omgevingstemperatuur. Daarom zal de temperatuur van het water bij temperatuur-30 sensor 14 in het begin relatief laag blijven, totdat het in leiding 7 aanwezige water kort daarvoor door door middel van combiketel 6 verwarmd water uit warmwatertoevoer 7 is voortgestuwd. Vooralsnog stuurt sensor 14 op op zich bekende wijze een signaal naar driewegklep 5 door via aanvoerleiding 12 voor het door instant water heater 11 doen stromen van water uit warmwatertoevoer 7. Het uit 7 warmwatertoevoer toegevoerde koude water wordt door instant water heater 11 verwarmd en wordt via afvoerleiding 13 via warmwatertoevoer 7 naar keukenkraan 8 geleid. Een gebruiker die warmwatertap 10 opendraait zal daarom slechts relatief korte tijd, zijnde de duur voor het doen leegstromen van de warmwatertoevoer 7 van 5 afvoerleiding 13 naar keukenkraan 8 van koud water worden voorzien, waarna het door instant water heater 11 verwarmde water uit keukenkraan 8 stroomt. Wanneer nu door sensor 14 door het meten van de temperatuur of temperatuurtoename van het water wordt waargenomen dat warm water uit combiketel 6 de sensor 14 in warmwatertoevoer 7 heeft bereikt, stuurt sensor 14 op op zich bekend wijze een 10 signaal naar driewegklep 15 voor het afsluiten van aanvoerleiding 12, zodat het warme water uit toevoerleiding 7 rechtstreeks, dus niet via instant water heater 11 naar keukenkraan 8 stroomt. Driewegklep 16 zal als gevolg van de waterdruk die in warmwatertoevoer 7 toeneemt en in afvoerleiding 13 afneemt, afvoerleiding 13 afsluiten voor een goede doorstroming van warmwatertoevoer 7. Deze toestand is 15 getoond in figuur 2b. Wanneer aanvoerleiding 12 wordt afgesloten, wordt tevens instant water heater 11 uitgeschakeld. Een gebruiker zal dus na het opendraaien van warmwatertap 10 relatief snel worden voorzien van warm water uit instant water heater 11. Zodra warm water uit combiketelsensor 14 (de bypass 12, 11, 13) heeft bereikt, wordt warm water uit de combiketel 6 naar keukenkraan 8 toegevoerd. Een 20 gebruiker krijgt dus snel warm water uit een relatief veel energie verbruikende instant water heater 11. Maar wanneer warm water uit combiketel 6 de bypass bereikt, wordt keukenkraan 8 voorzien van water dat door de relatief energiezuinige combiketel 6 is verwarmd.

Een alternatieve uitvoeringsvorm van detail I wordt getoond in 25 figuur3, waarbij instant water heater 41 permanent in warmwatertoevoer 37 is opgenomen en waarbij sensor 44 bij het waarnemen van een bepaalde temperatuur of temperatuurtoename instant water heater 41 uitschakelt. Het water stroomt aldus wel door instant water heater 41, maar deze verwarmt het reeds door combiketel 6 verwarmde water niet (verder). Nadat de warmwatertap is dichtgedraaid, zal op enig 30 moment de toestand als beschreven aan het begin, voor het opendraaien van de warmwatertap worden hersteld. Dit kan worden geïnitieerd door het dichtdraaien van de warmwatertap, door een sensor die de temperatuur of temperatuurafname waarneemt, het verlopen van een tijdsduur of op alternatieve wijze.

In de figuren en de bovenstaande beschrijving zijn slechts enkele 8 voorbeelduitvoeringsvormen getoond en beschreven van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding. Het moge duidelijk zijn dat vele, al dan niet voor de vakman voor de hand liggende, varianten denkbaar zijn binnen de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding die wordt bepaald door de hiernavolgende conclusies. Zo 5 kan in plaats van de instant water heater een keukenboiler zijn opgenomen. Verder kunnen uiteraard verscheidene locale waterverwarmers in een waterleidingsysteem zijn opgenomen, bijvoorbeeld ook bij een badkamerkraan en een eventuele warmwaterkraan bij een toilettafel in een slaapkamer. Het aanpassen van een bestaand waterleidingsysteem kan geschieden door het plaatsen van een geschikte 10 sensor en daardoor aangestuurde schakelaar voor het aan- en uitschakelen van een instant water heater. Indien nog geen instant water heater in het waterleidingsysteem is voorzien, kan een bypass met een instant water heater of een boiler worden aangebracht.

15 1036866

Claims (13)

1. Inrichting voor het naar een tappunt toevoeren van warm water, de inrichting omvattende een centrale waterverwarmer, ten minste één tappunt, een 5 warmwatertoevoer die zich uitstrekt van de centrale waterverwarmer naar het ten minste ene tappunt en een locale waterverwarmer die nabij het ten minste ene tappunt in de warmwatertoevoer is opgenomen, met het kenmerk, dat waarneem-middelen zijn voorzien voor het waarnemen van de temperatuur en/of een temperatuurtoename van het water stroomopwaarts van en nabij de locale 10 waterverwarmer voor het kunnen sturen van de watertoevoer naar het tappunt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de waarneemmiddelen een warmtesensor en/of een temperatuursensor omvatten.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat zendmiddelen zijn voorzien voor het verzenden van een met de door de sensor waargenomen 15 temperatuur en/of temperatuurtoename corresponderend signaal.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat schakel-middelen zijn voorzien voor het in- en uitschakelen van de locale waterverwarmer, en dat de schakelmiddelen zijn ingericht voor het reageren op een door de zendmiddelen verzonden signaal.

5. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in de warmwatertoevoer een bypass om de locale waterverwarmer is voorzien, waarbij water door of om de locale waterverwarmer wordt geleid door geleidingsmiddelen die zijn ingericht om te reageren op een waarneming door de waarneemmiddelen.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de warmwater toevoer en de bypass samenkomen tot een enkel leidingdeel naar het ten minste ene tappunt,

7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de geleidingsmiddelen ten minste één klep omvatten.

8. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de centrale waterverwarmer een combiketel omvat.

9. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de locale waterverwarmer een doorstroomverwarmer omvat.

10. Werkwijze voor het van een centrale waterverwarmer via een 1036866 warmwatertoevoer met een lokale waterverwarmer naar een tappunt toevoeren van warm water, met het kenmerk, dat de temperatuur of temperatuurtoename van het water in de warmwatertoevoer stroomopwaarts van en nabij de locale waterverwarmer wordt gemeten en in afhankelijkheid van die meting al dan niet door de 5 locale waterverwarmer wordt verwarmd.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de warmwatertoevoer is voorzien van een bypass om de locale waterverwarmer en dat het water in afhankelijkheid van de meting door de locale waterverwarmer of om de locale waterverwarmer heen naar het tappunt wordt geleid.

12. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het water door de locale waterverwarmer stroomt, waarbij de locale waterverwarmer in afhankelijkheid van het resultaat van de meting is of wordt in- of uitgeschakeld.

13. Werkwijze voor het aanpassen van een inrichting voor het naar een tappunt toevoeren van warm water, de inrichting omvattende een centrale 15 waterverwarmer, ten minste één tappunt en een warmwatertoevoer die zich uitstrekt van de centrale waterverwarmer naar het ten minste ene tappunt, met het kenmerk, dat een sensor wordt voorzien voor het meten van de temperatuur en/of een temperatuurtoename van het water in de warmwatertoevoer voor het in afhankelijkheid van de waarneming van de sensor al dan niet door een locale 20 waterverwarmer doen verwarmen van water dat door de warmwatertoevoer stroomt. 1036866