NL8304126A - Werkwijze en inrichting voor het verwarmen van vloeistoffen. - Google Patents

Description

» '* m VO 5266

Titel: Werkwijze en inrichting voor het verwarmen van vloeistoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwarmen van water en andere vloeistoffen, waarbij een boiler is voorzien van een toevoerleiding voor koud water, van een aftapleiding voor warm water, van een in het bovenste deel van de boiler aangebracht, een verwar-5 mingsgebied bepalend, in het bijzonder door fluidum doorstroomd of elektrisch bedreven verwarmingspijpregister, alsmede van .een vanaf de onderkant van de boiler lopende en weer in het verwarmingsgebied uitmondende circulatieleiding met een circulatiepomp, alsmede op een werkwijze voor het bedrijven van een dergelijke inrichting.

10 Boilers zijn in het algemeen nodig voor het verwarmen en opslaan van alle soorten vloeistoffen, in het bijzonder voor de industrie of landbouw bestemd water, zodat zij dus altijd een dubbele werking hebben.

Met dergelijke boilers is het mogelijk een door de inhoud daarvan bepaalde hoeveelheid vloeistof langzaam tot de gewenste eindtemperatuur 15 te verwarmen en klaar te houden voor het aftappen, waarbij de gehele.

opgeslagen, verwarmde hoeveelheid vloeistof in een in vergelijking met de opwarmtijd betrekkelijk korte tijd kan worden afgegeven. Op grond van de in vergelijking met doorstroomverwarmers lange opwarmtijd van een boiler komen als warmtebronnen ook bronnen met een klein thermisch vermogen in 20 aanmerking.

Boilers hebben op gebruikelijke wijze aan de onderzijde een toevoer-leiding voor koud water, en aan de bovenzijde een aftapleiding voor warm water, waarbij een verwarmingspijpregister zich bevindt in het onderste boilergebied, zodat het verwarmde water tijdens het verwarmen in de 25 boiler opstijgt en kouder water naar het verwarmingspijpregister stroomt.

Deze circulatie eindigt met het uitschakelen van het verwarmingspijpregister, namelijk wanneer de gehele hoeveelheid water de gewenste eindtemperatuur heeft bereikt-Wanneer dan warm water wordt afgetapt, hetgeen in de regel pas geschiedt na het bereiken van de eindtemperatuur, stroomt koud 30 water toe aan de onderzijde van de boiler, hetgeen plaatsvindt onder het zoveel mogelijk voorkomen van turbulenties, zodat zich in het water van de boiler een stabiele temperatuurstratificatie instelt, waarbij boven een smal mengtemperatuurgebied, de bepaalde warmwatertemperatuur, en onder dit gebied, de toelooptemperatuur zoveel mogelijk behouden blijft.

33 8 3 0 4 1 2 6 •Γ -2-

• V

De op een tussen temperatuur zich bevindende tussenlaag wordt met het verloop van de tijd door warmtegeleiding van het water hoger.

Deze boilers hebben het nadeel, dat water met de gewenste eindtempera-tuur pas na het volledig opwarmen van al het boilerwater kan worden afge-5 tapt zodat ook bij het aftappen van deelhoeveelheden, de niet afgetapte waterhoeveelheid altijd vooraf op de gewenste temperatuur wordt gebracht.

Uit het Franse octrooischrift 78 18 8J2 is het bekend een verwarmingspijpregister in het bovenste gebied van een boiler te voorzien, een toe-voerleiding voor koud water aan de onderzijde van de boiler, alsmede een 10 aftapleiding voor warm water aan de bovenzijde van de boiler om op deze manier altijd een voorafbepaald, op de eindtemperatuur zich bevindend minimaal watervolume beschikbaar te stellen. Het verwarmingspijpregister kan binnen een redelijk spanne tijds echter alleen het water in het bovenste boilergebied verwarmen, omdat een natuurlijke convectie met 15 het daaronder zich bevindende koude water niet plaatsvindt, maar de genoemde stabiele temperatuurstratificatie zich instelt. Derhalve moet de rest van de boilerinhoud anders worden verwarmd. Hiertoe is een vanaf de onderzijde van de boiler zich uitstrekkende, een circuiatiepomp en een zonnecel bevattende, in hoofdzaak onder het verwarmingsgebied van 20 het verwarmingspijpregister in de boiler uitmondende circulatieleiding voorzien. Derhalve heeft het Franse octrooischrift 78 18 872 betrekking op het samenstel· van een boiler met verwarmingspijpregister met een onder het eigenlijke boilerdeel voorziene, en door middel van een buitenliggende warmtebron verwarmde accumulator, waarbij het verwarmingspijpregister 25 door een temperatuurtaster via een thermostaat wordt in- en uitgeschakeld, zodat altijd een voorafbepaalde hoeveelheid warmwater met de gewenste temperatuur ter beschikking staat. Deze boiler wordt bij het aftappen van warm water via de daaronder liggende accumulator voorzien van koud water.

Dit boiler-accumulatorsamenstel heeft het nadeel, dat de op de gewenste 30 eindtemperatuur ter beschikking staande hoeveelheid water bij· een falend aanbod van warmte door de zonnecel, niet kan worden veranderd. Een soort gelijke warmwaterinstallatie met dezelfde nadelen is ook bekend uit het Franse octrooischrift 76 05 690.

Aan de uitvinding ligt derhalve de opgave ten grondslag een het 35 verwarmen van beperkte deelhoeveelheden vloeistof op een bepaalde temperatuur mogelijk makende inrichting van de in de aanhef vermelde soort, 8 3 Π ^ 1 $ * 1 * -3- alsmede een werkwijze voor het bedrijven van een dergelijke inrichting te verschaffen. De voorkeur verdienen oplossingen, die het verwannen van de vloeistof met de kleinst mogelijke hoeveelheid energie waarborgen en hiertoe in het bijzonder mede de zonne-energie met een zo 5 groot mogelijk rendement benutten.

De uitvinding gaat uit van de grondgedachte om voor het verwarmen, koude vloeistof vanaf de onderzijde van de boiler te pompen in het boven in de boiler zi di bevindende verwarmingsgebied en de verwarming na het door het verwarmingspijpregister overdragen van een bepaalde hoeveelheid 10 warmte, te beëindigen. Op deze wijze wordt overeenkomstig de rondgepompte hoeveelheid koudere vloeistof, de in het verwarmingsgebied verwarmde vloeistoflaag overeenkomstig de verwachte behoefte aan verwarmde vloeistof naar beneden wordt vergroot. Met betrekking tot een inrichting, wordt deze opgave opgelost door een instelbare begrenzer voor de hoeveelheid 15 verwarming van het verwarmingspijpregister.

Onder "verwarmingsgebied" wordt het door het verwarmingspijpregister beïnvloede convectiegebied boven in de boiler begrepen..

De onderste grens van het verwarmingsgebied wordt derhalve in hoofdzaak bepaald door de plaats van het, het diepst liggende verwar-20 mingsvlak van het verwarmingspijpregister, waarbij het naar beneden op het convectiegebied aansluitende, de overgang naar het koude gebied vormende warmtegeleidingsgebied dus in beginsel niet wordt gerekend bij het verwarmingsgebied.

Het volgens de uitvinding in de boiler voeden van koude vloeistof, 25 te weten in een aan de bovenzijde liggend verwarmingsgebied, leidt tot het mengen van reeds warmere en nog koudere vloeistof. Voor deze koude, eveneens door het verwarmingspijpregister te verwarmen vloeistof, wordt bij deze uitvoering dus in wezen het doorstrooraverwarmerbeginsel verwezenlijkt. Het is duidelijk, dat de toevoer van koudere vloeistof in het 30 verwarmingsgebied, moet zijn aangepast aan het thermisch vermogen van het verwarmingspijpregister om de voorafbepaalde eindtemperatuur te bereiken.

Als begrenzer voor de verwarmingshoeveelheid kunnen zeer verschillende stelsels worden gebruikt, zoals tijdschakelklokken of meters 35 voor de hoeveelheid warmte met een schakeIcontact of een contactthermometer op bepaalde hoogten van de boiler.

Bij het verwarmen van deelhoevéelheden van de boilerinhoud schakelt de begrenzer van de hoeveelheid warmte zowel het verwarmingspijpregister Λ *τ ». ? r* λ 53 - · · \f / n

t,f \ar - < *-« V

» t» -4- uit als de circulatiepomp, waarbij tijdens het verwarmen van de gehele boilerinhoud, op een bepaald moment alleen het verwarmingspijpregister wordt uitgeschakeld.

De uitvinding waarborgt dus het verwarmen van bepaalde vloeistof-5 hoeveelheden in een boiler tot op een voorafbepaalde temperatuur met een betrekkelijk klein verwarmingspijpregister,· zonder hiervoor een noemenswaardig ingewikkelde regeling te drijven.

De gecirculeerde hoeveelheid koudere vloeistof kan op bijzonder eenvoudige wijze worden aangepast aan het thermische vermogen van het 10 verwarmingspijpregister, doordat een in het verwarmingsgebied aangebrachte temperatuurtaster de circulatiepomp in- en uitschakelt. Op deze wijze is ook bij het met tussenpozen aftappen van verwarmde vloeistof, altijd een bepaalde minimale temperatuur in het verwarmingsgebied gewaarborgd.. Hiertoe schakelt de temperatuurtaster met voordeel de circu-15 latiepomp uit. of eerst geheel niet in, zolang de vloeistoftemperatuur in het verwarmingsgebied zich onder de voorafbepaalde minimale waarde bevindt, waarbij pas na het bereiken van de eveneens bepaalde eind-temperatuur, de circulatiepomp wordt ingeschakeld.

Het bereiken van de gewenste verwarmingstemperatuur voor een 20 voorafbepaalde deelhoeveelheid vloeistof wordt met voordeel gewaarborgd door althans een het verwarmingspijpregister uitschakelende temperatuurtaster in de boiler.Wanneer het uitschakelen van het verwarmingspijpregister op zijn laatst wordt gewenst, wanneer de gehele boilerinhoud een maximale temperatuur heeft bereikt, is de voornoemde temperatuur-25 taster aangebracht op de diepste plaats van de boiler. Een of meer boven de diepste plaats waaronder het verwaaningsgebied in de boiler voorziene temperatuurtasters maken het uitschakelen mogelijk van het verwarmingspijpregister nadat de gewenste hoeveelheid vloeistof de eindtemperatuur heeft bereikt. Deze vloeistofhoeveelheid kan ook traploos worden ver-30 anderd door gebruik van een zo genoemde bandtaster, in het bijzonder in samenhang met althans nog een temperatuurtaster in het verwarmingsgebied.

Het energieverbruik van het verwarmingspijpregister neemt bij een overigens onveranderde wijze van handelen, af wanneer de circulatie-35 leiding is gekoppeld met een uitwendige energiebron waarvoor een met de secundaire zijde in de circulatieleiding ingebouwde warmteuitwisselaar is aan te bevelen.

8 3 C 4 1 2 5 Λ ^ * -5-

Als uitwendige energiebron komt in beginsel elke thermische energiebron in aanmerking, zoals bijvoorbeeld een verwarmingsketel, afvalwarmte en warmtebron, waarbij zonne-opvanginrichtingen in het bijzonder geschikt zijn, omdat deze in staat zijn om bijvoorbeeld voor 5 de industrie en de landbouw bestemd water te verwarmen tot op het gebied van het sanitair gebruikelijke temperaturen. De uitvoering van de boiler in de zonne-opvanginrichting is warmtetechnisch bijzonder voordelig, omdat isolatiemoeilijkheden bij de boiler hierdoor in vergaande mate vervallen. Hiervoor verdient het gebruik de voorkeur van zonne-opvanginrich-10 tingen met een in het bijzonder cilindrische, parabolische reflector, rond de brandhartlijn waarvan de boiler concentrisch is aangebracht.

Een dergelijke parabolische reflector wordt met voordeel gedraaid rond de brandhartlijn, en met de zonnestand meegevoerd. In het bijzonder verdient het aanbeveling om halfgeleider-elementen als energie-opvang-15 inrichtingen concentrisch aan te brengen ten opzichte van het brandpunt resp. de brandhartlijn van de parabolische reflector, alsmede hierbij bij voorkeur het oppervlak van de boiler te gebruiken als drager van de halfgeleiderelementen. Een dergelijke inrichting bereikt een duidelijke stijging van het zonne-energierendement en stelt bij het gebruik van 20 halfgeleiderelementen behalve de voelbare warmte in bepaalde mate ook stroom ter beschikking.

De parabolische reflector kan zonder noemenswaardig energieverlies eenvoudiger worden vervaardigd, wanneer hij bestaat uit althans drie, bij voorkeur vijf vlakke deelvlakken, waarvan de plaatsing zo goed mo-25 gelijk is aangepast aan de parabolische vorm.

Ook andere, bijvoorbeeld halfkogelvormige of kogelvormige adsorbeer-inrichtingen of als adsorbeerinrichting dienende boilers, kunnen echter ook worden gebruikt in een zonne-opvanginrichting, en in het bijzonder met een of meer optische ogen met inbegrip van een correctie voor het sei-30 zoen, met de zon worden meegeleid.

Het is duidelijk, dat de hiervoor beschreven zonne-opvanginrichtingen in beginsel ook geschikt zijn in samenhang met elke andere soort vloeistof accumulatoren in plaats van een warmwater-boiler.

Andere, de circulatiepomp in- en uitschakelende temperatuurtasters 35 maken in het bijzonder bij het medegebruiken van uitwendige energiebronnen, een eenvoudige besturing mogelijk in de zin van een zo goed 83C4125 -6- I \ mogelijke energiebenutting, waarbij zij het echter in samenhang met een veiligheidsklep aan de bovenzijde van de boiler ook mogelijk maken, oververhittingen in de gehele installatie te voorkomen.

Een aantal stroomopwaarts van de boiler achter elkaar aangebrachte 5 wateraccumulatoren maakt een aanzienlijke vergroting mogelijk van het verwarmbare en daardoor gedurende korte tijd ter beschikking staande vloeistofvolume zonder dat daardoor andere verwarmingspijpregisters aanwezig moeten zijn, waarbij toch een op de aftaptemperatuur zich bevindend minimaal vloeistofvolume ter beschikking staat voor een met 10 tussenpozen plaatsvindend gebruik. Anders worden de aan de bovenzijde elk met de onderzijde van de volgende accumulator tenslotte met de boiler verbonden vloeistofvolumina opeenvolgend verwarmd. Op deze wijze kunnen de warmwaterhoeveelheden binnen zeer brede grenzen worden aangepast aan het. verwachte verbruik. In dit geval verschuift de laaggrens tussen 15 warm- en koudwater zich van een boiler naar de volgende, en verder naar de daarachter aangebrachte accumulatoren, zodat met een enkel verwarmingspijpregister een praktische, vooraf gekozen willekeurig kleine tot willekeurig grote vloeistofhoeveelheid op de nominale temperatuur kan worden gebracht.

20 De aan de uitvinding ten grondslag liggende opgave wordt met betrekking tot de werkwijze opgelost, doordat tijdens het verwarmen van de vloeistof in het verwarmingsgebied , de circulatiepomp op de eerder beschreven wijze in bedrijf is, en na het afgeven van een voorafbepaalde hoeveelheid warmte althans het verwarmingspijpregister wordt 25 uitgeschakeld. Door het verder lopen van de circulatiepomp na het uitschakelen van het verwarmingspijpregister, kan de gehele boilerinhoud op een regelmatige mengtemperatuur worden gebracht. Een dergelijk verder lopen is echter in de eerste plaats van belang wanneer slechts een deel van de boilerinhoud moet worden verwarmd door het verwarmingspijpregister 30 en de rest van de boilerinhoud moet worden verwarmd in de mate, waarin een uitwendige energiebron ter beschikking staat, of wanneer de gehele boilerinhoud reeds is verwarmd en metbéiulp van een uitwendige energiebron het naverwarmen op hogere temperaturen gewenst is.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, 35 waarin: 8304126 * % -7- fig. 1 een schematisch, gedeeltelijk in doorsnede, afgebeelde boiler toont met de bijbehorende leidingen, fig. 2 een schematisch afgebeelde installatie toont voor het bereiden van warm water, 5 fig. 3 in doorsnede een zonne-opvanginrichting toont met een cilindrische, parabolische reflector, en fig. 4 in doorsnede een andere zonne-opvanginrichting toont met een cilindrische, parabolische reflector.

Een boiler 1 heeft aan de onderzijde 2 een toevoerleiding 3 10 voor koud water, alsmede aan de bovenzijde 4 een aftapleiding 5 voor wam water. In het bovenste deel 6 van de boiler 1 is een, een ver-warmingsgebied 7 bepalend, in het bijzonder met fluïdum doorstroomd of elektrisch bedreven verwarmingspijpregister 8 aangebracht met naar een niet-afgebeelde energiebron voerende aansluitingen 9 en 10.

15 De bij het verwannen zich instellende vloeistof convectie in het verwar-mingsgebied is naar beneden werkzaam tot ongeveer de met een onderbroken lijn afgebeelde grenslaag 11. Een vanaf de onderzijde 2 van de boiler zich uitstrekkende circulatieleiding 12 omvat de leidingen 13,14,15,16 en 5, alsmede een circulatiepomp 17 en accumulatoren 18 en 19, waarbij 20 de circulatieleiding 12 ook de leidingen 13,14,14' en 5, alsmede de circulatiepomp 17 kan omvatten. Een in het verwarmingsgebied 7 aangebrachte temperatuurtaster 20 in de vorm van een contactthermometer schakelt op een niet-afgebeelde wijze de circulatiepomp 17 in en uit.

Andere temperatuurtasters 21,22, 23 vormen samen met een niet-afgebeelde 25 keuzeschakelaar een begrenzer 24 voor de hoeveelheid warmte, waarbij zij het verwarmingspijpregister 8 op een niet afgebeelde wijze uitschakelen.

Na het met water vullen van het gehele stelsel, wordt eerst het verwarmingspijpregister 8, bijvoorbeeld in de vorm van een elek-30 trische verwarmingsinzetstuk met een vermogen van 2 kW ingeschakeld voor het verwarmen van het verwarmingsgebied 7 tot aan de grenslaag 11, d.w.z. · in hoofdzaak het bovenste derde deel van de boilerinhoud, op 60°C. Bij het bereiken van deze temperatuur schakelt de temperatuurtaster 20 de circulatiepomp 17 in. Zodoende wordt koud water 35 bij de bovenzijde 4 van de boiler in het verwarmingsgebied 7 naar binnen geleid, totdat de temperatuur in de temperatuurtaster 20 is gedaald tot 55°C, waarna de temperatuurtaster 20 de circulatiepomp 17 J *' “ « J .· 0 -8- uitschakelt, en de werking wordt herhaald, zodra de temperatuur van 60°C weer bij de temperatuurtaster 20 is bereikt. Op deze wijze verschuift de grens tussen het warme en het koude water in de boiler 1 zich steeds verder naar beneden. Deze werking kan nu eindigen, 5 doordat het verwarmingspijpregister 8 en de circulatiepomp 17 na een voorafgekozen tijd worden uitgeschakeld. Dit uitschakelen vindt echter bij voorkeur plaats door een van de temperatuurtasters 21,22,23 in afhankelijkheid van de voorkeuze op het moment, dat de temperatuur van 60°C bij de vooraf gekozen temperatuurtaster is bereikt, waarbij 10 in plaats daarvan ook echter een temperatuur-bandtaster kan worden gebruikt voor het traploos voorktsen van de hoeveelheid warm water.

Indien ook de inhoud van de accumulatoren 18 en 19 geheel of gedeeltelijk moet worden verwarmd op 60°C, moeten op overeenkomstige wijze andere temperatuurtasters afzonderlijk of als temperatuur-bandtasters zijn voorzien, 15 waarbij het de voorkeur verdient, dat de toevoer leiding voor koud water zich bevindt aan de onderzijde van de laatste accumulator 19.

Na het afsluiten van het verwarmen kan al het voorverwarmde water in een betrekkelijk korte tijd via de aftapleiding 5 voor warm water en de leiding 25 worden toegevoerd aan een verbruiker 26. Hierbij stroomt 20 koud water automatisch via de toevoerleiding 3 na. De verbruiker kan met de boiler, zoals bij een accumulatorverwarming, ook een gesloten stelsel vormen.

Volgens fig. 2 kan in de circulatieleiding 12 een warmtewisselaar 27 met een secundaire zijde 28 zijn ingebouwd. De primaire zijde 29 van 25 de warmtewisselaar 27 maakt deel uit van een uit leidingen 30-33, een circulatiepomp 34, een uitwendige energiebron, in het bijzonder een zonne-opvanginrichting 35, alsmede eventueel een veelwegklep 36 bestaande primaire kringloop 37. Ook· is echter een zogenoemde thermosifoncirculatie mogelijk in de primaire kringloop 37, wanneer de energiebrop 35 namelijk 50 lager is aangebracht dan de warmtewisselaar 27.

Deze uitvoering houdt de naar de zonne-opvanginrichting toestromende kringloopvloeistof altijd op de laagst mogelijke temperatuur, waardoor ook bij een geringe bestraling, energie wordt gewonnen.

In het geval van het ontbreken van zonnebestraling, wordt een volle-55 dig verwarmen van de gehele boilerinhoud 1 bereikt op de in samenhang met fig. 1 beschreven wijze, d.w.z dat de temperatuurtaster 20 het ver- 8304126 i % -9- warmingspijpregister 8, alsmede de circulatiepomp 17 bij bijvoorbeeld 60°C uitschakelt of de circulatiepomp 17 tussen 55 en 60°C schakelt en de temperatuurtaster 38 het verwarmingspijpregister 8 uitschakelt bij het bereiken van 60°C. Alle nominale waarden van de besturingselektro-5 nika kunnen met betrekking tot de gemiddelde waarde intern naar boven of naar beneden worden versteld.

Zodra de warmtebron (energiebron) 35 voldoende energie levert, wordt deze benut voor het in stand houden van de boilertemperatuur, doordat de pomp 34 van de primaire kringloop 37 begint te lopen, wanneer 10 de uitlaattemperatuur vein de energiebron 35, gemeten met de temperatuurtaster 39, hoger is dan de uitlaattemperatuur aan de secundaire zijde van de warmtewisselaar 27, gemeten met de temperatuurtaster 40. De circulatiepomp 17 van de boiler- resp. secundaire kringloop 41 mag alleen dan zijn ingeschakeld, wanneer de temperatuur bij de taster 40 van de 15 warmtewisselaar hoger is dan die van de taster 20 in het verwarmingsgebied. De taster 40 kan ook zijn aangebracht in een op de secundaire uitlaat van de warmtewisselaar 27 volgende leiding.

Wanneer de in het verwarmingsgebied door het verwarmingspijpregister zonder bediening van de circulatiepomp 17 verwarmde vloeistof voldoende 20 is als minimale hoeveelheid, kan de rest van de boilerinhoud ook uitsluitend worden opgewarmd door de uitwendige energoebron 35, doordat de in de tekening niet afgebeelde besturingselektronika het verwarmingspijpregister bij het bereiken van de eindtemperatuur bij de temperatuurtaster 20 uitschakelt, de circulatiepomp 34 alleen loopt wanneer de tem-25 peratuur bij de taster 39 hoger is dan die bij de taster 40, alsmede de circulatiepomp 17 alleen is ingeschakeld wanneer de temperatuur bij de taster 40 hoger is dan die bij de taster 20. Het is duidelijk, dat in beginsel op dezelfde wijze ook de gehele boilerinhoud kan worden verwarmd met behulp van de uitwendige energiebron 35, zonder dat het verwarmings-30 pijpregister 8 wordt ingeschakeld.

Een bij voorkeur in het verwarmingsgebied 7 aangebrachte vei-ligheidsthermostaat schakelt het verwarmingspijpregister 8 bij het bereiken van een voorafbepaalde maximale temperatuur, bijvoorbeeld 90°C, uit voor het geval, dat de besturingselektronika faalt. Als verdere zeker-35 heid kan een aanvullende smeltveiligheid aan de veiligheidsthermostaat 3304126 Λ ' -10- het verwarmingspijpregister uitschakelen in het geval van een elektrisch bedrijf.

Een bijzonder doelmatige bescherming tegen oververhitting van de warmwaterinstallatie of bijzondere delen van de installatie, waarborgt 5 een aan dé bovenzijde 4 van de boiler aangebrachte, bij voorkeur stuurbare aflaatklep (veiligheidsklep) 42 in samenhang met een temperatuur-taster in het in het bijzonder te beveiligen, gebied van de warmwaterinstallatie. Deze aflaatklep opent bij het overschrijden van de bij de genoemde taster voorafbepaalde maximale temperatuur, zodat warm water uit 10 de boiler wegstroomt en koud water nastroomt, totdat bij de betreffende taster een voorafbepaalde temperatuur naar beneden wordt overschreden.

Bij deze temperatuurtaster kan het gaan om de reeds vermelde, in het bijzonder de taster 38 of 39. In een dergelijk geval van oververhitting werken de circulatiepompen en de andere temperatuurtasters op anders gebrui-15 kelijke wijze verder, zodat het toegestroomde koude water voor het afkoelen automatisch wordt toegevoerd aan de oververhitte plaats van de warmwaterinstallatie. Een dergelijke, in de eerste plaats voor zonne-opvanginrichtingen belangrijke beveiliging kan zijn uitgebreid, doordat in bijvoorbeeld de primaire kringloop 37, een drukveiligheidsklep 43 is 20 aangebracht, die bij het overschrijden van een voorafbepaalde druk in de kringloop van bijvoorbeeld 3 bar, opent. Een dergelijke drukveiligheidsklep kan ook aanvullend een onderdruk aanwijzen en een automatisch bijvullen van de vloeistof in de primaire kringloop 37 teweegbrengen.

Bij gesl'oten stelsels kan in het geval van oververhitting in plaats van 25 · een aflaatklep, ook een stroomafwaarts van de boiler aangebrachte ver-bruikergroep zich in werking stellen.

Bij het hiervoor beschreven stelsel zijn dus twee verschillend grote vloeistofvolumina naar keuze verwarmbaar met alleen het verwarmingspijpregister 8, te weten alleen de inhoud van het verwarmingsgebied 30 7 of de gehele boilerinhoud, waarbij de begrenzer voor de hoeveelheid warmte bij de temperatuurtasters 20 en 38 ,in verbinding staat met de besturingselektronika.

Het hiervoor beschreven stelsel kan worden uitgebreid wanneer bij een voldoende ter beschikkingstaande hoeveelheid energie van de uitwendige 35 energiebron 35, niet alleen de gehele boilerinhoud op een voorafbe- paalde maximale temperatuur kan worden verwarmd en daarop kan worden gehouden, maar daarenboven voldoende energie aanwezig is voor het voeden van een andere warmwaterstelsel, zoals een zwembadverwarming of dergelijke, 8304126

•r K

% -11-

Een dergelijke verdere installatie kan op gebruikelijke wijze bestaan uit bijvoorbeeld een verwarmingsketel 44, een warmwateraccumulator 45, alsmede een verbruikergroep 46. Het koppelen van een dergelijke installatie aan bet onderhavige warmwaterstelsel vindt plaats via een 5 warmtewisselaar 47, die met de primaire zijde aan de koudwaterzijde via een leiding 48 is verbonden met de leiding 30 van de primaire kringloop 37, en aan de warmwaterzijde via een leiding 49 met de veelweg- -32 klep 36 van de leiding* Hierbij is de veelwegklep 36 gekoppeld mat een niet afgeheelde voorrangsschakeling, waarmee bij het bereiken van een 10 voorafbepaalde maximale boilertemperatuur van bijvoorbeeld 65°C bij de temperatuurtaster 38, een vergelijking wordt uitgevoerd met temperatuur tasters 50,51,52 in de secundaire kringloop 54 van de warmtewisselaar 47. De temperatuurtaster 50 is aangebracht aan de uitlaat aan de secundaire zijde van de warmtewisselaar 47, waarbij de temperatuur-15 taster 51 is aangebracht aan de bovenzijde, en de temperatuurtaster 52 aan de onderzijde van de warmwateraccumulator 45. Wanneer de temperatuur bij de taster 50 dan hoger is dan bij de taster 51, nadat de veelwegklep 36 reeds is overgeschakeld en de warmtewisselaar 47 wordt voorzien door de uitwendige energiebron 35, wordt een circulatiepomp 53 in de se-20 cundaire kringloop 54 van de warmtewisselaar 47 ingeschakeld. Op deze wijze kan de inhoud van de warmwateraccumulator 45, eventueel met tussenpozen, worden opgewarmd totdat aan de temperatuurtaster 52 een voorafbepaalde temperatuur van bijvoorbeeld 90°C is bereikt, waarna de veelwegklep 36 weer kan overschakelen naar de boiler 1. Dit overschakelen 25 kan ook plaatsvinden, wanneer de temperatuurtaster 20 of 38 aan de boiler 1 het naar beneden overschrijden van de nominale waarde aanwijst.

Overigens wordt de tot de verwarmingsketel 44 behorende warmwater-installatie op gebruikelijke wijze bestuurd, en alleen voor de koppeling met de onderhavige warmwaterinstallatie uitgerust met een voorrangs-30 klep 55. In beginsel kunnen willekeurig veel verbruikers in serie zijn geschakeld en gekoppeld met de boiler.

De zonne-opvanginrichting volgens fig. 3 heeft een aan de binnenzijde beklede, vijfvlakkige parabolische reflector 56 (ook drie, zeven of meer vlakken zijn mogelijk, alsmede een diepe in plaats van een 35 vlakke constructie), die voor een zo goed mogelijke aanpassing aan een parabolische vorm, met het lichtdoorlatende afdekvlak 57 een hoek 58 8304123 ψ -12- van 50°, en met het achtervlak 59 een hoek 60 van 141° vormt. Hierbij bedraagt de breedte van het overigens in hoofdzaak rechthoekige, langwerpige afdekvlak 57 ongeveer 1 m, en de afstand tot het achtervlak 59 ongeveer 0,35 m. De kniklijnen 61,62 hebben een afstand van ongeveer 5 0,08 nj tot het vlak van het achtervlak 59. Een cilindrische houder 63 met een diameter van ongeveer de breedte van het achtervlak 59 strekt zich in de door de parabolische reflector 56 en het afdekvlak 57 gevormde dwarsdoorsnede concentrisch uit ten opzichte van de brandlijn 64 van de nagenoeg parabolische reflector, en kan aan het buitenoppervlak dicht 10 zijn bezet met bij bestraling door licht warmte-afgevende halfgeleiderelementen 65. Door deze uitvoering wordt een buitengewoon groot en intensief te gebruiken opvangvlak voor zonne-energie verschaft. Het buitenvlak 66 van de parabolische reflector 56 kan zijn voorzien van een warmte-isolatie, en de gehele zonne-opvanginrichting kan rond de brandlijn 64 15 als draaihartlijn met de zonneloop worden meegevoerd, alsmede tijdens de nachtelijke uren of bij het ontbreken van zonnestraling, door het naar boven wijzen van het buitenvlak 66 naar de atmosfeer of een op andere wijze gestuurd te sluiten afdekking van het vlak 57 worden beschermd tegen warmteverliezen en schadelijke milieu-invloeden. Dit kan -bijvoor-20 beeld geschieden door een andere geïsoleerde halve schaal 67, die zodanig om het draaipunt 11 is aangebracht, dat zij het afdekvlak 57 bij het ontbreken van straling, sluit. Een dergelijke zonne-opvanginrichting bereikt bij een even groot opvangvlak in vergelijking tot een vlakke opvanginrichting een hoger energierendement. Met bijzonder voordeel kan 25 de houder 63 tevens de werking overnemen van de onderhavige boiler, en zodoende een ruimtesparende en warmtetechnisch bijzonder doeltreffende waterbereiding waarborgen, waardoor tevens de werking wordt overgenomen van een boiler, een accumulator en een absorbeerinrichting. Voor dit doel kan de houdermantel ook bestaan uit doorzichtig materiaal, en in de 30 houder een stralingabsorberend materiaal hebben. In het bij-zonder is het mogelijk de houder ook alleen te benutten als warmwateraccumulator van de zonne-opvanginrichting, en deze naar behoefte te koppelen met de onderhavige boiljar. In ieder geval ontstaat de mogelijkheid om de zonne-opvanginrichting1' voor het meebewegen met de zonnestand, aan elk der 35 concentrische resp. uitlaatstompen aan de koppen van de schouders 63 te draaien.

Aan de houder 63 grenzende holle ruimten kunnen voor het voorkomen vanwarmteverliezen, onder vacuum zijn geplaatst.

8 3 0 4 1 2 6 -13-

Bijzonder doelmatig is een van een warmte-isolatie voorziene zoime-opvanginrichting 35 volgens fig. 4, die eveneens is voorzien van een accumulator of boiler in de vorm van een houder 63, alsmede van een cirkelvormig gebogen., warmte-isolatie-afdekking 67. Het brandpunt van de 5 parabolische reflector 56 valt samen met het middelpunt 11 van de cilindrische accumulator en de afdekking. De zonne-opvanginrichting wordt met de buitenranden 68,69 langs de onderbroken cirkellijn 70 met de zonnestand meebewogen (afgebeeld is de stand naar het ware zuiden (zenit)). Omdat de cirkellijn 70 dezelfde krommingsstraal bezit als het binnen-10 vlak van de afdekking 67, is de accumulator 's nachts respectievelijk ook op de momenten van het ontbreken van zonnestraling, volledig voor warmte geïsoleerd respectievelijk voor warmte te isoleren (dit laatste wanneer de afdekking 67 rond het punt 11 draait).

830*1"'

Claims (27)

1. Inrichting voor het verwannen van vloeistoffen/ waarbij een boiler is voorzien van een toevoerleiding voor koudwater, van een aftapleiding voor warmwater, van een in het bovenste deel van de boiler aangebracht, een verwarmingsgebied bepalend verwarmingspijp-5 register, alsmede van een vanaf de onderzijde van de boiler zich uitstrekkende, en weer in het verwarmingsgebied uitmondende circulatie-leiding met een circulatiepomp, gekenmerkt door een instelbare begrenzer (24) voor de hoeveelheid warmte van het verwarmingspijpregister (8).

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door een, in het verwarmingsgebied (7) aangebrachte, de circulatiepomp (17) in- en uitschakelende temperatuurtaster (20).

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door althans een het verwarmingspijpregister (8) kunnen uitschakelende tempera- 15 tuurtaster. (21,22,23;38) in de boiler (1).

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een in de circulatieleiding (12) met de secundaire zijde (28) aangebrachte warmtewisselaar (27), en door een uitwendige energiebron.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door 20 een temperatuurtaster (40) in de circulatieleiding (12) of in de secundaire zijde (28) van de warmtewisselaar (27).

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de primaire kringloop (37) van de warmtewisselaar (27) nog een circulatiepomp (34) heeft.

7. Inrichting volgens een der conclusies 4-6, gekenmerkt door een temperatuurtaster (39) in de primaire kringloop (37).

8. Inrichting volgens een der conclusies 4-7, gekenmerkt door een zonne-opvanginrichting (35) in de primaire kringloop (37) van de warmtewisselaar (27) .

9. Inrichting volgens een der conclusies 4-8, met het kenmerk, dat de boiler (1) is aangebracht in de uitwendige energiebron, in het bijzonder de zonne-opvanginrichting (35).

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, gekenmerkt door een zonne- opvanginrichting (35) met een althans een halfgeleiderelement (65) in 35 het brandpuntsgebied opnemende reflector(56). 8304125 % * « -15-

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de halfgeleiderelementen (65) concentrisch zijn aangebracht ten opzichte van het brandpunt (64) van een parabolische reflector (56).

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat 3 de parabolische reflector (56) bestaat uit althans drie vlakke deel- vlakken.

13. Inrichting volgens een der conclusies 9-12, gekenmerkt door een afhankelijk van de zonnestraling af te dekken zonne-opvanginrichting.

14. Inrichting volgens een der conclusies 9-13, gekenmerkt door een ^0 van een warmte-isolatie voorziene parabolische reflector (56), waarvan de randen (68,69) op een cirkelboog (70) rond het brandpunt (11) liggen, door een van een warmte-isolatie voorziene afdekking (67), waarvan het binnenvlak op de cirkelboog (70) ligt, alsmede door een cilindrische houder (63) met het middelpunt (11) in de parabool. ^•5 15. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door nog andere, de circulatiepomp (17) in- en uitschakelende tempera-tuurtasters(38-40).

16. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een veiligheidsklep (42) aan de bovenzijde(4) van de boiler (1).

17. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een aantal stroomopwaarts van de boiler (1) achter elkaar aangebrachte, wateraccumulatoren (18,19).

13. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een met het verwarmingspijpregister (8) gekoppelde 25 veiligheidsthermostaat.

19. Inrichting volgens een der conclusies 4-18, gekenmerkt door een via een voorrangsschakeling (36) met de primaire kringloop (37) van de warmtewisselaar (27) gekoppelde andere warmtekringloop (47-49, 30-32, 34,35). ^0 20. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een contactthermometer, met instelbare schakeltemperaturen als temperatuurtaster.

21. Werkwijze voor het bedrijven van de inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de circulatiepomp tijdens het verwarmen van de vloei-35 stof in het verwarmingsgebied in bedrijf is, en althans het verwarmings- 8 3 0 'r 1 2 3 *1 -16- pijpregister na het afgeven van een voorafbepaalde hoeveelheid warmte wordt uitgeschakeld.

22. Werkwijze volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat een temperatuurtaster de circulatiepomp bij het overschrijden van de voor- 5 afbepaalde temperatuurwaarde van de vloeistof inschakelt, en bij het naar beneden overschrijden van een voorafbepaalde temperatuurwaarde uitschakelt.

23. Werkwijze volgens conclusie 21 of 22, met het kenmerk, dat het verwarmingspijpregister bij het bereiken van een gewenste vloeistof-10 temperatuur op een bepaalde hoogte van de boiler, wordt uitgeschakeld.

24. Werkwijze volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de circulatiepomp na het uitschakelen van het verwarmingspijpregister, doorloopt.

25. Werkwijze volgens een der conclusies 21-24, met het kenmerk, dat een circulatiepomp in de primaire kringloop van een aan de secun- 15 daire zijde in de circulatieleiding voorziene warmtewisselaar wordt ingeschakeld, zodra de temperatuur in de secundaire kringloop onder de temperatuur in de primaire kringloop ligt.

26. Werkwijze volgens een der conclusies 21-25, met het kenmerk, dat de, de circulatiepomp in de secundaire kringloop in- en uitschakelende 20 temperatuurtaster, het verwarmingspijpregister bij het overschrijden van een voorafbepaalde temperatuur uitschakelt.

27. Werkwijze volgens een der conclusies 21-26, met het kenmerk, dat de circulatiepomp in de secundaire kringloop wordt ingeschakeld wanneer de temperatuur aan de secundaire zijde van de warmtewisselaar hoger ligt 25 dan de boilertemperatuur.

28. Werkwijze volgens een der conclusies 21-27, met het kenmerk, dat een veiligheidsklep aan de bovenzijde van de boiler onder het nastromen van koud water opent, wanneer een temperatuurtaster een voorafbepaalde temperatuur overschrijdt.

29. Werkwijze volgens een dei^onclusies 21-28, met het kenmerk, dat de hoeveelheid te verwarmen vloeistof traploos wordt gestuurd door middel van een temperatuurtaster in het verwarmingsgebied, alsmede een temperatuurbandtaster in het boilergebied. 8304126