NL1037113C2

NL1037113C2 - Inrichting en werkwijze voor centrale verwarming en het leveren van warm tapwater.

Info

Publication number: NL1037113C2
Application number: NL1037113A
Authority: NL
Inventors: Petrus Cornelis Jozef Emmen
Original assignee: Petrus Cornelis Jozef Emmen
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-01-12
Also published as: NL1038083A; NL1038083C2

Description

Inrichting en werkwijze voor centrale verwarming en het leveren van warm tapwater 5

Terrein van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor centrale verwarming en het leveren van warm tapwater. De uitvinding betreft tevens een werkwijze voor centrale verwarming en het leveren van warm tapwater middels zo een inrichting.

10

Achtergrond van de uitvinding

Bekend zijn gecombineerde inrichtingen voor centrale verwarming (CV) en het leveren van warm tapwater. Dergelijke bekende inrichtingen zijn er in vele uitvoeringsvormen en 15 omvatten doorgaans een gasgestookte ketel voor het verwarmen van het CV water en het tapwater. De energiezuinigheid is daarbij bijzonder belangrijk. Om een zo groot mogelijk rendement te halen, wordt bijvoorbeeld warmte aan de hete rookgassen ontrokken, of men maakt gebruik van extra energiebronnen zoals een zonnecollector. Zo vinden we in US 4106692 een CV / warm tapwater installatie omvattende een ketel 20 15 en een aparte boiler 10 waarmee koud leidingwater 60 wordt verwarmd middels de ketel en/of een zonnecollector 200. In DE 3014647 een warm tapwater installatie omvattende een elektrische boiler 1 en een zonneboiler 2 voor het voorverwarmen van koud leidingwater, waarop eventueel ook een andere hulpenergiebron kan worden aangesloten, zoals een warmtepomp of een CV systeem. In US 4314547 een CV / warm 25 tapwater installatie omvattende een ketel 14 voor het leveren van warmte aan radiatoren 10, en een zonnecollector 12 voor het leveren van warmte aan de radiatoren en/of aan een warm tapwater boiler 26. In JP 58115257 een warm tapwater installatie omvattende een zonnecollector 18, een ketel 21, en een boiler 13 waarin koud leidingwater wordt verwarmd met heet water afkomstig van de zonnecollector en de ketel. In DE 4222550 30 een warm tapwater installatie omvattende een verwarmingsketel 1 en een warmtewisselaar 2 waarin koud leidingwater b wordt verwarmd door hete rookgassen a 10371u 2 afkomstig van de verwarmingsketel. In EP 0806612 een CV / warm tapwater installatie omvattende een zonnecollector, een gasketel 1 en een boiler/buffer 2 waarin koud water wordt verwarmd door de gasketel en/of de zonnecollector. In FR 2813117 een CV / warm tapwater installatie omvattende een zonnecollector 3 voor het verwarmen van 5 tapwater middels een boiler 30 en van CV water via een warmtewisselaar 5. Indien nodig kan via een mengvat 42 worden bij gesprongen. In EP 1947394 een CV / warm tapwater installatie omvattende een ketel 6, een zonnecollector 10, een CV boiler 4 en een tapwater boiler 7. De zonnecollector kan de ketel meehelpen met het verwarmen van c.v water via boiler 4 en het verwarmen van tapwater via boiler 7. In EP 1983267 10 een CV / warm tapwater installatie omvattende een combiketel 2, een zonnecollector 18 en een zonneboiler 19 om de combiketel mee te helpen. In EP 2031311 tenslotte, een CV / warm tapwater installatie omvattende een ketel 2, een warmwater boiler 6 en een extra boiler 1 om extra warmte op te slaan afkomstig van een kachel 12 en/of een zonnecollector 13 en die te gebruiken als extra energie. Bekend zijn dus vele 15 configuraties van CV / warm tapwater systemen met een ketel en/of kachel en/of zonnecollector en warmtewisselaars, boilers en/of buffers, en de octrooiliteratuur dienaangaande is zeer omvangrijk. Er blijft echter een groeiende behoefte aan steeds energiezuiniger systemen met een nog hoger totaal rendement. De onderhavige uitvinding nu voorziet in een dergelijk systeem.

20

Samenvatting van de uitvinding

De uitvinding verschaft daartoe een inrichting volgens conclusie 1 en een werkwijze volgens conclusie 5. Met ‘verbonden’ wordt in het kader van de uitvinding bedoeld 25 ‘direct of indirect, fluïdisch en/of thermisch verbonden’. Door het overdragen van warmte aan koud water vanuit afgekoeld eerste medium c.q. CV retourwater middels de, van de eerste verwarmingsmiddelen c.q. het gasgestookte verwarmingstoestel gescheiden, warmteoverdrachtsmiddelen, zal koud water worden voorverwarmd zodat minder energie nodig is voor het, middels de tweede verwarmingsmiddelen c.q. eerste 30 boiler of buffervat, verder opwarmen naar de gewenste taptemperatuur. Het afgekoelde CV retourwater zal daarbij nog verder afkoelen hetgeen leidt tot een hoger rendement 3 van de eerste verwarmingsmiddelen c.q. het gasgestookte verwarmingstoestel. De inrichting wint daarmee nog meer aan energiezuinigheid. Er kan daarbij een warmtepomp worden toegepast bij het middels de tweede verwarmingsmiddelen verwarmen van water om aldus een nog energiezuiniger installatie te verkrijgen. Ook 5 een ander, bij voorkeur energie-efficiënt, toestel kan worden gebruikt mits het water maar tot een voldoend hoge temperatuur kan worden verwarmd.

Daarbij kan middels omzettingsmiddelen, bijvoorbeeld een zonnecollector, welke tevens zijn verbonden met de warmteoverdrachtsmiddelen, zonne-energie worden 10 omgezet in warmte opgeslagen in een tweede medium, bijvoorbeeld een antivries zoals glycol, en warmte worden overgedragen vanuit verwarmd tweede medium naar koud water. Zo vormen de omzettingsmiddelen c.q. de zonnecollector, een tweede energiebron voor het voorverwarmen van koud water zodat weer minder energie nodig is voor het, middels de tweede verwarmingsmiddelen c.q. eerste boiler of buffervat, 15 verder opwarmen naar de gewenste taptemperatuur. Daarbij kunnen de omzettingsmiddelen c.q. de zonnecollector worden verbonden met de warmteoverdrachtsmiddelen middels een warmtewisselaar welke onderdeel uitmaakt van de warmteoverdrachtsmiddelen. Dat zal nader worden toegelicht in de hiernavolgende beschrijving van uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding.

20

Korte beschrijving van de figuren

De uitvinding wordt in het navolgende nader toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden van een inrichting en een werkwijze volgens de uitvinding, min 25 of meer schematisch weergegeven in de figuren. Daarin toont: - figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; en - figuur 2 een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

4

Uitvoeringsvoorbeelden volgens de uitvinding

Een eerste uitvoeringsvorm (1) van een inrichting volgens de uitvinding omvat een CV deelsysteem omvattende een gasgestookt verwarmingstoestel (2), een aantal radiatoren (3), een eerste leiding (4) voor het aanvoeren van warm water (5) vanuit het 5 verwarmingstoestel (2) naar de radiatoren (3) en een tweede leiding (6) voor het terugvoeren van afgekoeld retourwater (7) vanuit de radiatoren (3) naar verwarmingstoestel (2). De inrichting (1) omvat tevens een tapwater deelsysteem omvattende een eerste boiler of buffervat (8), een derde leiding (9) voor het aanvoeren van te verwarmen water (10) naar de eerste boiler of buffervat (8) vanuit een aansluiting 10 (11) voor koud water (12) en een vierde leiding (13) voor het afvoeren van verwarmd water (14) uit de eerste boiler of buffervat (8) naar een aantal tappunten (15). Volgens de uitvinding nu omvat de inrichting (1) tevens een tweede boiler of buffervat (16) voor het voorverwarmen van koud water (12) waartoe de tweede boiler of buffervat (16) is verbonden met de tweede leiding (6) en tevens met de derde leiding (9) zodanig dat 15 warmte kan worden overgedragen vanuit afgekoeld retourwater (7) in het CV systeem naar koud water (12) in het tapwater deelsysteem. In het gegeven voorbeeld vindt de warmteoverdracht plaats door de tweede boiler of buffervat (16) te vullen met koud water (12), en retourwater (7) door een daaraan verbonden warmtewisselaar c.q. een interne spiraalleiding te laten lopen.

20

Een tweede uitvoeringsvorm (20) van een inrichting volgens de uitvinding omvat, naast genoemde onderdelen van de eerste uitvoeringsvorm (1), tevens een zonne-energie deelsysteem omvattende een zonnecollector (21), een vijfde leiding (22) voor het aanvoeren van te verwarmen glycol (23) naar de zonnecollector (21) en een zesde 25 leiding (24) voor het afvoeren van verwarmd glycol (25) uit zonnecollector (21). Daarbij zijn de vijfde leiding (22) en de zesde leiding (24) zodanig verbonden met de tweede boiler of buffervat (16) dat warmte kan worden overgedragen vanuit verwarmd glycol (25) in het zonne-energie deelsysteem naar koud water (12) in het tapwater deelsysteem. In het gegeven voorbeeld vindt deze warmteoverdracht in twee stappen 30 (i,ii) plaats: (i) vanuit glycol (25) naar retourwater (7) via een warmtewisselaar (26) waarop de vijfde leiding (22) en de zesde leiding (24) als ook de tweede leiding (6) zijn 5 aangesloten, en (ii) vanuit retourwater (7) naar koud water (12) via de tweede boiler of buffervat (16). Zo is het glycol dubbel fluïdisch gescheiden van het tapwater hetgeen wenselijk dan wel vereist is. Afhankelijk van het weer en de vraag naar verwarming vanuit het CV deelsysteem, de vraag naar warm tapwater in het tapwatersysteem, de 5 beschikbare hoeveelheid zonne-energie en de heersende temperaturen in de diverse onderdelen, worden een aantal kleppen en pompen voor het regelen van de waterstromen aangestuurd door een regelunit. Zo kan optimaal gebruik worden gemaakt van de warmte beschikbaar in het CV retourwater en/of water in het zonne-energie deelsysteem, een en ander zoals een deskundige duidelijk zal zijn.

10

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de gegeven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de uitvinding allerlei varianten mogelijk zijn. Wezenlijk is dat retourwater in een CV systeem wordt gebruikt om koud water in een tapwater systeem vóór te verwarmen middels warmteoverdrachtsmiddelen, 15 bijvoorbeeld omvattende een aparte boiler of buffervat. Dat leidt ook tot een hoger totaai rendement van het gebruikte CV verwarmingstoestel dat daarbij niet meer wordt aangesproken voor het tapwaterbedrijf.

1 0 3 7 1 1 3

Claims

1. Inrichting (1,20) voor centrale verwarming en het leveren van warm tapwater, omvattende: 5. eerste verwarmingsmiddelen, bijvoorbeeld een gasgestookt verwarmingstoestel (2), voor het verwarmen van een eerste medium, bijvoorbeeld water, stoom of lucht; - warmteafgiftemiddelen, bijvoorbeeld een aantal radiatoren (3), voor het afgeven van warmte vanuit verwarmd eerste medium naar de omgeving; 10. een eerste leiding (4) voor het aanvoeren van verwarmd eerste medium (5) vanuit de eerste verwarmingsmiddelen naar de warmteafgiftemiddelen; - een tweede leiding (6) voor het terugvoeren van afgekoeld eerste medium (7) vanuit de warmteafgiftemiddelen naar de eerste verwarmingsmiddelen; - tweede verwarmingsmiddelen, bijvoorbeeld een eerste boiler of buffervat (8), 15 voor het verwarmen van water; - een derde ieiding (9) voor het aanvoeren van te verwarmen water (10) naar de tweede verwarmingsmiddelen vanuit een aansluiting (11) voor koud water (12); en - een vierde leiding (13) voor het afvoeren van verwarmd water (14) uit de tweede 20 verwarmingsmiddelen naar ten minste één tappunt (15), met het kenmerk, dat de inrichting tevens omvat: warmteoverdrachtsmiddelen, bijvoorbeeld omvattende een tweede boiler of buffervat (16), voor het voorverwarmen van koud water (12) waartoe de warmteoverdrachtsmiddelen zijn verbonden met de tweede leiding (6) en tevens 25 met de derde leiding (9) zodanig dat warmte kan worden overgedragen vanuit afgekoeld eerste medium (7) naar koud water (12).

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de inrichting (20) tevens omvat: - omzettingsmiddelen, bijvoorbeeld een zonnecollector (21), voor het omzetten van zonne-energie in warmte opgeslagen in een tweede medium, bijvoorbeeld 30 een antivriesmiddel zoals glycol; 1 0 3 7 1 13 - een vijfde leiding (22) voor het aanvoeren van te verwannen tweede medium (23) naar de omzettingsmiddelen; en - een zesde leiding (24) voor het afVoeren van verwarmd tweede medium (25) uit de omzettingsmiddelen, 5 met het kenmerk, dat de vijfde leiding (22) en de zesde leiding (24) zodanig zijn verbonden met de warmteoverdrachtsmiddelen dat warmte kan worden overgedragen vanuit verwarmd tweede medium (25) naar koud water (12).

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de warmteoverdrachtsmiddelen tevens een warmtewisselaar (26) omvatten waarop de vijfde leiding (22) en de zesde 10 leiding (24) zijn aangesloten.

4. Inrichting volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de tweede verwarmingsmiddelen een warmtepomp omvatten.

5. Werkwijze voor centrale verwarming en het leveren van warm tapwater, 15 omvattende: - het middeis eerste verwarmingsmiddelen, bijvoorbeeld een gasgestookt verwarmingstoestel (2), verwarmen van een eerste medium, bijvoorbeeld water, stoom of lucht; - het middels warmteafgiftemiddelen, bijvoorbeeld een aantal radiatoren (3), 20 overdragen van warmte vanuit verwarmd eerste medium naar de omgeving; - het middels een eerste leiding (4) aanvoeren van verwarmd eerste medium (5) vanuit de eerste verwarmingsmiddelen naar de warmteafgiftemiddelen; - het middels een tweede leiding (6) terugvoeren van afgekoeld eerste medium (7) vanuit de warmteafgiftemiddelen naar de eerste verwarmingsmiddelen; 25. het middels tweede verwarmingsmiddelen, bijvoorbeeld een eerste boiler of buffervat (8), verwarmen van water; - het middels een derde leiding (9) aanvoeren van te verwarmen water (10) naar de tweede verwarmingsmiddelen vanuit een daartoe voorziene aansluiting (11) voor koud water (12); en 30. het middels een vierde leiding (13) afVoeren van verwarmd water (14) uit de tweede verwarmingsmiddelen naar ten minste één tappunt (15), met het kenmerk, dat de werkwijze tevens omvat: - het middels warmteoverdrachtsmiddelen, bijvoorbeeld omvattende een tweede boiler of buffervat (16), voorverwarmen van koud water (12) waartoe de warmteoverdrachtsmiddelen worden verbonden met de tweede leiding (6) en 5 tevens met de derde leiding (9) zodanig dat warmte kan worden overgedragen vanuit afgekoeld eerste medium (7) naar koud water (12).

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij de werkwijze tevens omvat: - het middels omzettingsmiddelen, bijvoorbeeld een zonnecollector (21), omzetten van zonne-energie in warmte opgeslagen in een tweede medium, bijvoorbeeld 10 een anti vriesmiddel zoals glycol; - het middels een vijfde leiding (22) aanvoeren van te verwarmen tweede medium (23) naar de omzettingsmiddelen; en het middels een zesde leiding (24) afvoeren van verwarmd tweede medium (25) uit de omzettingsmiddelen, 15 met het kenmerk, dat de werkwijze tevens omvat: het verbinden van de vijfde leiding (22) en de zesde leiding (24) mei de warmteoverdrachtsmiddelen zodanig dat warmte kan worden overgedragen vanuit verwarmd tweede medium (25) naar koud water (12).

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de werkwijze tevens omvat: 20. het aansluiten van de vijfde leiding (22) en de zesde leiding (24) op een warmtewisselaar (26) welke onderdeel uitmaakt van de warmteoverdrachtsmiddelen.

8. Werkwijze volgens een der conclusies 5-7, met het kenmerk, dat een warmtepomp wordt toegepast bij het middels de tweede verwarmingsmiddelen verwarmen van 25 water. 1 03 7 1 13