NL2028575B1 - Verwarmingstoestel - Google Patents

Abstract

Een verwarmingstoestel omvat een behuizing (10) met een daardoor omsloten toestelvolume (15). Het toestel omvat een vloeistofaanvoer (13) voor een vloeistofstroom en een vloeistofafvoer (14) voor de vloeistofstroom bij een verhoogde vloeistoftemperatuur. Verder omvat het toestel een gasinlaat (11) voor een gasstroom, alsmede een gasuitlaat (12). Een warmtewisselaar (W2) is voorzien tussen de gasstroom en de vloeistofstroom. Een door een aandrijving (40) aangedreven compressor (30) brengt de gasstroom stroomopwaarts van de warmtewisselaar (W2) op een verhoogde druk en temperatuur. Stroomopwaarts van de gasuitlaat is een door de gasstroom aangedreven turbine (50) voorzien welke een uitgangsvermogen levert dat aan de aandrijving van de compressor (30) wordt geleverd. De compressor (30) heeft een mechanische aandrijving (40) die het door de turbine (500 geleverde vermogen aanvult tot het door de compressor (30) opgenomen vermogen.

Description

Verwarmingstoestel De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verwarmingstoestel met een behuizing, omvattende een door de behuizing omsloten toestelvolume met een vloeistofaanvoer voor een vloeistofstroom van een eerste vloeistoftemperatuur, een vloeistofafvoer voor de vloeistofstroom bij een tweede, hogere vloeistoftemperatuur, een gasinlaat voor een gasstroom, een gasuitlaat voor de gasstroom, een warmtewisselaar tussen de gasstroom en de vloeistofstroom, welke in staat en ingericht is om een warmte uitwisselend contact tussen de vloeistofstroom en de gasstroom te bevorderen, en een door een aandrijving aangedreven compressor met een opgenomen vermogen, welke in staat en ingericht is om de gasstroom stroomopwaarts van de warmtewisselaar op een verhoogde druk en een verhoogde temperatuur te brengen.

Bij een verwarmingstoestel van de in de aanhef beschreven soort wordt door middel van de compressor mechanische energie aan de gasstroom toegevoerd en omgezet in warmte.

Deze warmte wordt vervolgens door middel van de warmtewisselaar afgestaan aan de vloeistofstroom die daardoor in temperatuur toeneemt.

Dit principe wordt gewoonlijk aangeduid als de Brayton cyclus naar de Amerikaanse ingenieur die zijn zogenoemde ready motor op dit fenomeen baseerde.

Soms wordt de cyclus ook wel joulecyclus genoemd naar de

Britse fysicus James Prescot Joules en ook wel wordt de inrichting beschreven als een luchtcirculatie warmtepomp {air cycle heat pump). De braytoncycius of joulecyclus is een thermodynamisch kringproces dat bij constante druk warmte omzet in mechanische arbeid.

In het toestel van de in de aanhef beschreven soort wordt dit proces omgekeerd toegepast.

Dit is ook het geval in het warmwatertoestel dat wordt beschreven in Chinese octrooiaanvrage CN 108730763. Dit toestel omvat een motorisch aangedreven compressor parallel met een turbine aangedreven compressor, beiden als eindtrap in serie met een verdere motorisch aangedreven compressor.

Een ingaande luchtstroom wordt door dit stelsel van compressors op een verhoogde temperatuur gebracht om de daarbij opgewekte warmte vervolgens via een warmtewisselaar aan een primaire waterstroom af te staan.

Hoewel in dit bekende toestel gebruik wordt gemaakt van het hiervoor genoemde Brayton werkingsprincipe, leidt dat in het bekende toestel tot een betrekkelijk ingewikkelde opzet

-2- waarin niet minder dan drie compressors en een turbine zijn betrokken, waarvan er twee compressors bovendien van een motorische aandrijving zijn voorzien. Niet alleen is dit vanuit energetisch oogpunt weinig efficiënt, bovendien verhoogt deze veelheid aan onderdelen de kostprijs en storingsgevoeligheid van het toestel, dat daardoor ook economisch en operationeel weinig aantrekkelijk is.

Met de onderhavige uitvinding wordt ondermeer beoogd te voorzien in een verwarmingstoestel dat aanzienlijk kansrijker is.

Om het beoogde doel te bereiken heeft een verwarmingstoestel van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding als kenmerk dat stroomopwaarts van de gasuitlaat in het toestelvolume een door de gasstroom aangedreven turbine in de gasstroom is voorzien welke een uitgangsvermogen levert dat aan de aandrijving van de compressor wordt geleverd, en dat de compressor een mechanische aandrijving omvat die het door de turbine geleverde vermogen aanvult tot het door de compressor opgenomen vermogen. Aldus verzorgt de turbine reeds een deel van het benodigde vermogen dat door de compressor wordt opgenomen. De mechanische aandrijving behoeft daardoor nog slechts in het tekort te voorzien, bijvoorbeeld in de vorm van een motorische aandrijving van de compressor.

Het verwarmingstoestel volgens de uitvinding onderscheid zich door een aangedreven turbo- compressor die wordt gevormd door de energetische koppeling van de turbine met de aangedreven compressor. De turbocompressor is in het bijzonder een centrifugale iuchtcompressor met slechts één bewegend onderdeel in de vorm van een doorgaande rotor as die de rotors van de compressor en turbine onderling verbindt. Deze rotor as kan zijn opgehangen in luchtfolie lagers (air foil bearings). Eventueel kunnen daarvoor ook magnetische lagers worden toegepast. In beide gevallen is er gedurende bedrijf een lage weerstand en treedt slechts zeer beperkte slijtage op. Daarnaast is een dergelijk systeem vrij van olie of andere smeermiddelen en is er nagenoeg geen onderhoud nodig aan mechanische onderdelen. De turbocompressor heeft aan de ene zijde een compressor schoepenwiel en aan de andere een turbine schoepenwiel. Beiden kunnen op maat worden gedimensioneerd en vormgegeven en op elkaar en op de applicatie worden afgestemd en gefabriceerd, zodat beide onderdelen bij voorkeur bij eenzelfde en voor elk onderdeel optimaal toerental een efficiënte compressie respectievelijk expansie uitvoeren. Door uit te gaan van eenzelfde toerental worden

_3- overbrengverliezen tot een minimum beperkt. Tussen de compressor en turbine van de turbocompressor bevindt zich de aandrijving, bijvoorbeeld in de vorm van een permanente magneet synchrone (PMS) motor die geschikt is voor hoge toerentallen.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van het toestel heeft daartoe als kenmerk dat de turbine mechanisch met de aandrijving van de compressor is gekoppeld. In de praktijk blijkt met een dergelijke aangedreven turbo-compressor in het toestel te kunnen worden volstaan, hetgeen een aanzienlijke besparing aan onderdelen oplevert en een verhoging van zowel het energetisch als operationeel rendement van het toestel belangrijk verhoogt. In een voorkeursuitvoeringsvorm is het toestel volgens de uitvinding daarbij gekenmerkt doordat de mechanische aandrijving van de compressor een aandrijfmotor omvat, in het bijzonder een elektromotor, met een werkas en dat een uitgaande as van de turbine is gekoppeld met de werkas van de aandrijfmotor. Het gaat hierbij om een rechtstreekse koppeling tussen de turbine en die van de compressor. Hun individuele toerentallen kunnen door een geschikte overbrengverhouding van een tussenliggende overbrenging worden afgestemd. Met voordeel worden echter de rotors en schoepen van de turbine en compressor zodanig vormgegeven en gedimensioneerd dat beiden op althans nagenoeg een gelijk toerental in een althans nagenoeg optimaal toerentalgebied opereren.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm heeft een verwarmingstoestel volgens de uitvinding als kenmerk dat de behuizing het daardoor omsloten toestelvolume althans in hoofdzaak gasdicht afsluit, dat de compressor een compressoriniaat voor de gasstroom omvat, en dat de compressorintaat door tussenkomst van het toestelvolume de gasstroom van de gasinlaat van het toestel afneemt. Aldus wordt het ingesloten toestelvolume van de behuizing betrokken in de gasstroom die daardoor in warmte uitwisselend contact kan treden met verbruikers die in hetzelfde toestelvolume zijn gehuisvest. Zo zal bijvoorbeeld met name de motorisch aangedreven compressor onvermijdelijk warmte genereren. Deze warmte kan aldus met voordeel ten minste ten dele door de gasstroom worden opgenomen vooraleer de gasstroom door de compressor wordt ingelaten.

In laatst genoemd opzicht is een bijzondere voorkeursuitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding gekenmerkt doordat in het toestelvolume een elektronische besturingsinrichting van het toestel is voorzien, waarbij de besturingsinrichting is geplaatst om stroomopwaarts van

A- de compressor in warmte uitwisselend contact met de gasstroom te treden. Net zoals veel andere elektronica, dissipeert een besturingsinrichting gewoonlijk onvermijdelijk warmte. Deze wordt aldus ten minste ten dele door de gasstroom opgenomen. Niet alleen warmt de gasstroom daardoor op, wat bijdraagt aan het energetische rendement van de inrichting; ook levert dit een voor veel elektronica wenselijke koeling.

Een verder energetisch voordeel wordt bereikt met een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding dat is gekenmerkt doordat tussen de aan de gasinlaat van het toestel ingenomen gasstroom en de aan de uitlaat uitgeblazen gasstroom een verdere warmtewisselaar in het toestelvolume is voorzien, welke een warmte uitwisselend contact tussen de ingenomen en uitgeblazen gasstroom bevordert. Eventuele restwarmte in de uitgelaten gasstroom kan op deze wijze ten minste ten dele worden teruggewonnen door daarmee de ingelaten gasstroom te verrijken.

Met het oog op residentiële toepassingen heeft een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding als kenmerk dat het toestelvolume van de behuizing door wanden is omsloten, welke wanden akoestische dempend zijn uitgevoerd. Door een dergelijke akoestische scheiding van het toestelvolume ten opzichte van de omgeving kan de akoestische belasting voor de omgeving worden gereduceerd. Dit is bij uitstek in residentiele toepassingen een belangrijke factor voor de acceptatie van een dergelijk toestel, zoals in woningen en kantoren, maar strekt ook meer in het algemeen tot voordeel.

Om tevens geluid dat anders via de gasuitlaat nog zou kunnen ontwijken te onderdrukken, is een verdere uitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de gasuitlaat van een akoestische demperinrichting is voorzien. Een voorkeursuitvoeringsvorm heeft daarbij als kenmerk dat de gasuitlaat de akoestische demperinrichting omvat en de demperinrichting binnen het toestelvolume is aangebracht. In het laatste geval wordt niet alleen een extra akoestische isolatie van de wanden van de behuizing benut, maar wordt tevens eventuele ijsvorming in de gasuitlaat vermeden als gevolg van de soms zeer lage temperatuur van de uitgeblazen gasstroom. Het toestelvolume zal als gevolg van de daarin aanwezige verbruikers, leidingen en warmtewisselaar(s) in het algemeen een vorstvrije omgeving bieden waarin eventueel ijsvorming de kans krijgt om te smelten en als condens te worden afgevoerd.

-5- Het verwarmingstoestel kan behalve voor een primaire warmtevoorziening, via de genoemde primaire vloeistofstroom, desgewenst tevens dienen voor levering van warmte aan een verder thermodynamisch systeem.

In dat opzicht heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding als kenmerk dat een verdere warmtewisselaar is voorzien die warmte uitwisselend contact tussen de vloeistofstroom en een secundaire vloeistofstroom bevordert, Om energetische verliezen in secundaire warmtestroom te beperken, heeft ook in dit geval een voorkeursuitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding als kenmerk dat de behuizing de verdere warmtewisselaar in het toestelvolume omvat en van een aanvoer en een afvoer voor de secundaire vloeistofstroom is voorzien.

Voor woningen en kantoren kan door middel van deze secundaire vloeistofstroom bijvoorbeeld worden voorzien in verwarmd tapwater, Een verdere uitvoeringsvorm van het toestel heeft daartoe als kenmerk dat de secundaire vloeistofstroom een residentieel tapwater systeem voedt.

Hoewel het toestel zich leent voor uiteenlopende gassen in de gasstroom en ook de vloeistofstroom uiteenlopend kan zijn samengesteld, heeft een meest praktische uitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding als kenmerk dat de gasstroom een omgevingsluchtstroom omvat die uit een omgeving van het toestel wordt ingenomen en naar de omgeving wordt uitgeblazen, in het bijzonder een buitenluchtstroom.

Niet alleen is een dergelijke luchtstroom gewoonlijk onbeperkt rechtstreeks beschikbaar, ook is lucht onschadelijk voor de omgeving en dus tevens vanuit oogpunt van milieuveiligheid een verantwoorde keuze.

Voor wat betreft de vloeistofstroom heeft een bijzonder praktische uitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding als kenmerk dat de vloeistofstroom een waterstroom omvat die door een centraal verwarmingssysteem van een gebouw wordt gevoerd, in het bijzonder van een woning.

Gebleken is dat gebruikmakend van voornamelijk bestaande, commercieel op ruime schaal verkrijgbare componenten een dergelijk toestel op economisch concurrerende wijze kan worden gerealiseerd met een thermisch vermogen dat toereikend is voor een gemiddelde woning, met inbegrip van bestaande woningen.

Daarmee biedt de uitvinding een belangrijke bijdrage aan de energietransitie waarbij gasgestookte verwarmingsketels en soortgelijke verwarmingstoestellen op basis van verbranding van fossiele brandstoffen zoveel mogelijk dienen te worden uitgebannen.

-6- De uitvinding zal navolgend nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een bijbehorende tekening.

In de tekening toont: Figuur 1 een uitvoeringsvoorbeeld van een verwarmingstoestel volgens de uitvinding in een isometrisch aanzicht; Figuur 2 het toestel van figuur 1 in een linker zij-aanzicht;

Figuur 3 het toestel van figuur 1 in een rechter zij-aanzicht; Figuur 4 een thermodynamische stroomschema van het toestel van figuur 1. Overigens zij daarbij opgemerkt dat de figuren zuiver schematisch en niet steeds op (eenzelfde) schaal zijn getekend.

Met name kunnen terwille van de duidelijkheid sommige dimensies in meer of mindere mate overdreven zijn weergegeven.

Overeenkomstige delen zijn in de figuren met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.

Figuur 1 toont een binnenwerk van een uitvoeringsvoorbeeld van een verwarmingstoestel in een isometrisch aanzicht.

Het toestel is hoofdzakelijk opgenomen in een luchtdichte en akoestisch dempende toestelbehuizing 10 die het toestel afsluit, zie ook figuur 2 en 3. De behuizing 10 is samengesteld uit akoestisch isolerende panelen 1-3 die een akoestische demping bieden en is afsluitbaar door middel van een eveneens akoestisch dempende toesteldeur 4. In de behuizing is een luchtinlaat 11 met een luchtfilter voorzien evenals een luchtuitlaat 12. De luchtinlaat 11 en luchtuitlaat 12 staan bijvoorbeeld via een dakdoorvoer in verbinding met de buitenlucht.

De behuizing 10 is verder voorzien van een systeem waterinlaat 13 en syteem wateruitlaat 14 voor respectievelijk een aanvoer en een retour van een warmwater circulatie van een residentieel centraal verwarmingssysteem {CV}. De circulatie wordt verzorgd door een waterpomp 5 buiten het toestel die gewoonlijk deel van het CV systeem zal uitmaken.

Desgewenst kan het toestel met deze pomp zijn uitgerust en eveneens deze functie overnemen.

De luchtinlaat 11 leidt een ingelaten luchtstroom via een regenerator W1 naar een inwendig toestelvolume 15 binnen de luchtdichte behuizing 10. Binnen dit toestelvolume 15 is een compressor 30 ondergebracht die met een compressorinlaat 31 vrij in het toestelvolume 15 opent.

De regenerator W1 omvat een lucht/lucht warmtewisselaar en heeft een primaire luchtinlaat in open verbinding met de luchtinlaat 11 van het toestel en opent met een primaire luchtuitlaat 12 naar binnen het toestelvolume 15. De bij atmosferische druk en temperatuur via de regenerator W1 ingelaten luchtstroom wordt aldus via het toestelvolume met een debiet ys van de orde van tussen 1100 en 1200 kubieke meter per uur door de compressor 30 aangezogen. De compressor 30 wordt daartoe door een PMS elektromotor 40 aangedreven met een toerental van de orde van 35000-50000 omwentelingen per minuut, Een elektrische voeding van de elektromotor en overigen elektrische of elektronische componenten van het toestel wordt van een vast lichtnet betrokken, waarvoor een gangbare tweefase wisselspanning van 230 volt of drie-fase wisselspanning van 400 volt volstaat. De compressor 30 comprimeert de ingelaten luchtstroom naar een verhoogde druk van de orde van rond 2 bar. In dit voorbeeld wordt een compressiedruk van circa 1,85 bar gerealiseerd. De aldus in de luchtstroom geleverde mechanische energie vertaalt zich volgens de algemene gaswetten naar een temperatuurstijging van de orde van 65 °C. Deze warme luchtstroom verlaat de compressor 30 via een compressoruitlaat 32. De compressoruitlaat 32 is verbonden met een primaire inlaat 41 van een lucht/water warmtewisselaar W2, Aan secundaire zijde is een secundaire inlaat 43 van de warmtewisselaar W2 gekoppeld met de wateraanvoer 13 van het toestel om daarvan een te verwarmen retour waterstroom van het CV systeem te ontvangen. Een typische retourtemperatuur daarvan bedraagt rond 30 °C. Door warmte-uitwisseling met de verwarmde lucht van de compressor stijgt deze temperatuur naar tussen 70 °C en 80 °C. Het verwarmde CV water wordt aan een secundaire uitlaat 44 van de warmtewisselaar W2 afgelaten en via een drieweg-klep 60 naar een warm-water uitgang 14 van het toestel geleid. Daar is het verwarmde water afneembaar voor een aanvoer van het CV systeem.

De luchtstroom van de compressor 30 heeft een groot deel van zijn warmte inhoud in de warmtewisselaar W2 verloren en verlaat de warmtewisselaar aan een primaire uitlaat 42 bij een temperatuur van de orde van tussen 30 °C en 35 °C. De van de compressor 30 afkomstige luchtstroom wordt via een secundaire zijde van de regenerator W1 gevoerd om daar een restant van zijn warmte aan de via de inlaat 11 ingelaten luchtstroom af te staan. De ingelaten luchtstroom wordt typisch bij een temperatuur van de orde van 5 °C ingelaten en warmt hierdoor naar de orde van 20-30 °C op om bij die temperatuur in het toestelvolume te worden ingelaten.

-8- Het stroompad van de ingelaten tuchtstroom is dusdanig geconfigureerd dat de luchtstroom in warmte uitwisselend contact kan treden met verschillende energie verbruikers binnen het toestelvolume, zoals met name de elektromotor 40 en een centrale besturingseenheid 100 met vermogenselektronica en een inverter van het toestel. Niet alleen biedt dit een voor die componenten wenselijke luchtkoeling; tevens draagt dit bij aan het energetische rendement van de inrichting doordat de inlaat luchtstroom van de compressor 30 aldus reeds op een hogere temperatuur wordt gebracht. De temperatuur van de door de compressor 30 afgeblazen luchtstroom daalt in de regenerator W1 naar de orde van tussen 5 en 10 °C. Deze luchtstroom heeft nog steeds een verhoogde druk van de orde van 1,85 bar {185 kPa) en wordt naar de inlaat 51 van een turbine 60 geleid om daarin zijn overdruk kwijt te raken. De daarbij vrijgekomen mechanische energie wordt op de uitgaande werkas van de elektromotor 40 gekoppeld en draagt daarmee bij aan het door de compressor opgenomen vermogen.

De turbocompressor 30,40,50 is een centrifugale luchtcompressor, met siechts één bewegend onderdeel. Deze rotor wordt op zijn plaats gehouden door middel van luchtfolie lagers (air foil bearings). Eventueel kunnen daarvoor ook magnetische lagers worden toegepast. In beide gevallen is er gedurende bedrijf geen contact tussen de rotor en de motorbehuizing, waardoor er een lage weerstand is en slechts zeer beperkte slijtage optreedt. Daarnaast is het systeem vrij van olie of andere smeermiddelen en is er nagenoeg geen onderhoud nodig aan mechanische onderdelen. De turbocompressor 30,40,50 heeft aan de ene zijde een compressor 30 schoepenwiel en aan de andere een turbine 50 schoepenwiel. Beiden zijn op maat op elkaar en de applicatie afgesteld en gefabriceerd, zodat bij eenzelfde voor beide onderdelen 30,50 optimaal toerental een efficiënte compressie en expansie plaats vinden. Eventueel kan door een overbrengverhouding aan ebide schoepen een onderling afwijkend toerental worden opgelegd. Door echter uit te gaan van eenzelfde toerental worden overbrengverliezen echter aldus tot een minimum beperkt. In het midden van de turbocompressor bevindt zich de aandrijving in de vorm van een permanente magneet synchrone (PMS) motor die geschikt is voor hoge toerentallen. Door adiabatische expansie van de lucht daalt ook de temperatuur van de luchtstroom naar ver onder het vriespunt, De luchtstroom verlaat de turbine 60 aan een turbine uitlaat 52 typisch bij

-9- een temperatuur van de orde van -30 °C tot -40 °C. Bij deze temperatuur wordt de luchtstroom via de luchtuitlaat 12 door het toestel afgeblazen. In de luchtuitlaat 12 kan eventueel een akoestische demper worden opgenomen om de geluidsbelasting van het toestel voor de omgeving te beperken. Bij voorkeur wordt deze in het relatief warme toestelvolume 15 voorzien om aanvriezing en condensvorming daarin tegen te gaan. De warmtewisselaars W1,W2 zijn van het vlakke plaat type (plate fin) en zijn tegenstroom (counter flow} georiënteerd. De tegenstroom oriëntatie zorgt voor hogere thermische effectiviteit in een compact en gewicht besparend formaat. In de figuren is de relatieve positionering van turbocompressor (30,50) ten opzichte van warmtewisselaars (W1,W2) zichtbaar. De layout is ontworpen met het oog op een minimalisering van het aantal richtingsverandering tussen compressor uitlaat {32) en een turbineinlaatstuk (52) om een zo gering mogelijke drukval te behalen.

In het getoonde voorbeeld is tevens een tweede warmwater circuit voorzien. Het gaat daarbij om een tap-water installatie die via de drieweg klep 60 met het toestel is gekoppeld. Via een drinkwater/water platenwarmtewisselaar W3 is dit circuit met de primaire waterstroom 13,14 van het toestel gekoppeld. In dit voorbeeld is uitgegaan van een tap-water circuit dat geheel buiten het toestel is gelegen, maar desgewenst kunnen één of meer componenten daarvan ook in het toestel (volume) zijn voorzien. Ten behoeve van een opwarming van het tapwater leidt de driewegklep 60 het verwarmde water via een inlaat 81 en uitlaat 82 over een primaire zijde van de warmtewisselaar W3. De warmtewisselaar W3 ontvangt aan zijn secundaire zijde 83,84 het tapwater dat naar een warmwater opslagvat 80 wordt geleid, gewoonlijk aangeduid als boiler, In dit voorbeeld is uitgegaan van een boiler van 50 liter, maar desgewenst kan de inhoud daarvan groter of kleiner worden gekozen. Een waterpomp 85 in het tapwater circuit circuleert het tapwater over de warmtewisselaar W3 en de boiler 80, die daardoor op temperatuur wordt gehouden. Het aan de tapwater inlaat 81 ingelaten koude leidingwater wordt bij een temperatuur van typisch de orde van 80 °C aan een tapwater uitgang 82 van het systeem aangeboden.

Al met al biedt de uitvinding een verwarmingstoestel dat door de afwezigheid van een interne verbranding van fossiele brandstoffen een duurzame alternatief biedt voor gangbare verwarmingstoestellen die nog afhankelijk zijn van een verbranding van hout, aardgas of olie.

-10- Hiermee levert de uitvinding in het bijzonder een bijdrage aan de als noodzakelijk ervaren energie-transitie waarin fossiele brandstoffen zoveel mogelijk dienen te worden uitgebannen.

Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter een enkele uitvoeringsvoorbeeld nader werd toegelicht, moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt.

Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een gemiddelde vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk.

Claims (14)

-11- Conclusies:

1. Verwarmingstoestel met een behuizing, omvattende een door de behuizing omsloten toestelvolume met een vloeistofaanvoer voor een vloeistofstroom van een eerste vioeistoftemperatuur, een vloeistofafvoer voor de vloeistofstroom bij een tweede, hogere vloeistoftemperatuur, een gasinlaat voor een gasstroom, een gasuitlaat voor de gasstroom, een warmtewisselaar tussen de gasstroom en de vlgeistofstroom, welke in staat en ingericht is om een warmte uitwisselend contact tussen de vloeistofstroom en de gasstroom te bevorderen, en een door een aandrijving aangedreven compressor met een opgenomen vermogen, welke in staat en ingericht is om de gasstroom stroomopwaarts van de warmtewisselaar op een verhoogde druk en een verhoogde temperatuur te brengen, met het kenmerk dat stroomopwaarts van de gasuitlaat in het toestelvolume een door de gasstroom aangedreven turbine in de gasstroom is voorzien welke een uitgangsvermogen levert dat aan de aandrijving van de compressor wordt geleverd, en dat de compressor een mechanische aandrijving omvat die het door de turbine geleverde vermogen aanvult tot het door de compressor opgenomen vermogen.

2. Verwarmingstoestel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de turbine mechanisch met de aandrijving van de compressor is gekoppeld.

3. Verwarmingstoestel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de mechanische aandrijving van de compressor een aandrijfmotor omvat, in het bijzonder een elektromotor, met een werkas en dat een uitgaande as van de turbine is gekoppeld met de werkas van de aandrijfmotor.

4. Verwarmingstoestel volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de behuizing het daardoor omsloten toestelvolume althans in hoofdzaak gasdicht afsluit, dat de compressor een compressorinlaat voor de gasstroom omvat, en dat de compressorinlaat door tussenkomst van het toestelvolume de gasstroom van de gasinlaat van het toestel afneemt.

-12-

5. Verwarmingstoestel volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat in het toestelvolume een elektronische besturingsinrichting van het toestel is voorzien, waarbij de besturingsinrichting is geplaatst om stroomopwaarts van de compressor in warmte uitwisselend contact met de gasstroom te treden.

6, Verwarmingstoestel volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat tussen de aan de gasinlaat van het toestel ingenomen gasstroom en de aan de uitlaat uitgeblazen gasstroom een verdere warmtewisselaar in het toestelvolume is voorzien, welke een warmte uitwisselend contact tussen de ingenomen en uitgeblazen gasstroom bevordert.

7. Verwarmingstoestel volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het toestelvolume van de behuizing door wanden is omsloten, welke wanden akoestische dempend zijn uitgevoerd.

8. Verwarmingstoestel volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de gasuitlaat van een akoestische demperinrichting is voorzien.

9. Verwarmingstoestel volgens conclusie 8, met het kenmerk dat de gasuitlaat de akoestische demperinrichting omvat en de demperinrichting binnen het toestelvolume is aangebracht.

10. Verwarmingstoestel volgens één of meer der voorgaande conclusie, met het kenmerk dat een verdere warmtewisselaar is voorzien die warmte uitwisselend contact tussen de vloeistofstroom en een secundaire vloeistofstroom bevordert.

11. Verwarmingstoestel volgens conclusie 10, met het kenmerk dat de behuizing de verdere warmtewisselaar in het toestelvolume omvat en van een aanvoer en een afvoer voor de secundaire vloeistofstroom is voorzien,

12. Verwarmingstoestel volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk dat de secundaire vloeistofstroom een residentieel tapwater systeem voedt.

-13-

13. Verwarmingstoestel volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de gasstroom een omgevingsluchtstroom omvat die uit een omgeving van het toestel wordt ingenomen en naar de omgeving wordt uitgeblazen, in het bijzonder een buitenluchtstroom.

14. Verwarmingstoestel volgens één of meer der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de vloeistofstroom een waterstroom omvat die door een centraal verwarmingssysteem van een gebouw wordt gevoerd, in het bijzonder van een woning.