NL8502590A

NL8502590A - Inrichting voor het leveren van heet water en/of stoom.

Info

Publication number: NL8502590A
Application number: NL8502590A
Authority: NL
Original assignee: Verheijen Bv
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1987-04-16

Description

* · y^* N.0. 33.020 1 Μ·

Inrichting voor het leveren van heet water en/of stoom.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het leveren van heet water en/of stoom, voorzien van een gesloten ketel met een fnvoerleiding voor koud water, een afvoerleiding voor heet water en een afvoerleiding voor stoom, en een in de ketel aangebracht 5 verwarmingselement.

Dergelijke ketels zijn op zichzelf bekend. Het verwarmingselement in een dergelijke ketel kan worden gestuurd met behulp van een thermostaat zodanig, dat deze combinatie tracht om de temperatuur van het water in de ketel op een vooraf bepaalde waarde te handhaven. Bij een 10 temperatuur boven de 100ÖC zal de ruimte boven het water worden gevuld met stoom, waarbij de stoomdruk in hoofdzaak afhangt van de watertemperatuur. Ligt de temperatuur onder de 100°C dan is de ketel in principe alleen geschikt voor het leveren van heet water.

Als door de levering van heet water en/of stoom het waterniveau 15 daalt dan zal er water bijgevuld moeten worden. Door de invoer van koud water zal de temperatuur van het water in de ketel dalen zodat de "ketel direct na het bijvullen geen water van de gewenste temperatuur meer kan leveren. Deze temperatuursdaling is sterker naarmate meer koud water bijgevuld moet worden. Ook de stoomdruk kan aanmerkelijk dalen zodat 20 ook geen stoom van de gewenste temperatuur en druk meer geleverd kan worden. Nadat de ketel weer geheel gevuld is volgt een periode waarin door verwarming van het water de ketel weer terug wordt gebracht op de gewenste temperatuur respectievelijk druk, gereed voor hernieuwd bedrijf.

25 Het wordt als ernstig nadeel ondervonden dat dergelijke ketels ten behoeve van het bijvullen met water in feite enige tijd buiten bedrijf zijn zodat geen stoom en/of water van de gewenste temperatuur en/of druk kan worden geleverd.

De uitvinding tracht nu dit nadeel te elimineren. De uitvinding 30 berust op het inzicht dat het bijvullen van de ketel met koud water stapsgewijze moet plaats vinden, waarbij telkens een relatief kleine hoeveelheid koud water wordt bijgevuld en vervolgens de inhoud van de ketel eerst weer op de nominale temperatuur ^spectievelijk druk wordt gebracht voordat een volgende relatief kleine hoeveelheid koud water 35 wordt bijgevuld.

In overeenstemming hiermee verschaft de uitvinding nu een inrichting voor het leveren van heet water en/of stoom van in de aanhef genoemde soort, welke wordt gekenmerkt, doordat in de koud waterinvoer- «· 4 ï 2 leiding een door een stuurinrichting bediende kraan is opgenomen, dat in de ketel een niveausonde is aangebracht, die bij het bereiken van een maximum waterniveau in de ketel een signaal afgeeft aan de stuurinrichting voor het besturen van de kraan, en dat in de ketel een druk-5 sensor aanwezig is, die met de druk in de ketel evenredige signalen levert aan de stuurinrichting, welke stuureenheid een stapsgewijs vulpro-ces start zodra het waterniveau daalt onder het maximum waterniveau, waarbij afwisselend de kraan wordt geopend totdat een vooraf bepaalde relatief lage druk wordt gedetecteerd en vervolgens de kraan wordt ge-10 sloten en het verwarmingselement wordt ingeschakeeld totdat een vooraf bepaalde relatief hoge druk wordt gedetecteerd, welk vul proces bij het bereiken van een maximum waterniveau wordt beëindigd.

De uitvinding verschaft verder een inrichting voor het leveren van heet water en/of stoom, voorzien van een gesloten ketel met een invoer-15 leiding voor koud water, een afvoerleiding voor heet water en een af-voerleiding voor stoom, en een in de ketel aangebracht verwarmingselement, met het kenmerk, dat in de koud waterinvoerleiding een door een stuurinrichting bediende kraan is opgenomen, dat in de ketel een niveausonde is aangebracht, die bij het bereiken van een maximum waterni-20 veau in de ketel een signaal afgeeft aan de stuurinrichting voor het besturen van de kraan, en dat in de -ketel een sensor aanwezig is, die met de temperatuur in de ketel evenredige signalen levert aan de stuurinrichting, welke stuureenheid een stapsgewijs vulproces start zodra het waterniveau daalt onder het maximum waterniveau, waarbij afwisse-25 lend de kraan wordt geopend totdat een vooraf bepaalde relatief lage temperatuur wordt gedetecteerd en vervolgens de kraan wordt gesloten en het verwarmingselement wordt ingeschakeeld totdat een vooraf bepaalde relatief hoge temperatuur wordt gedetecteerd, welk vul proces bij het bereiken van een maximum waterniveau wordt beëindigd.

30 De uitvinding verschaft tevens een inrichting van in de aanhef ge noemde soort, welke het kenmerk draagt dat in de koud waterinvoerleiding een door een stuurinrichting bediende kraan is opgenomen, dat in de ketel een niveausonde is aangebracht, die bij het bereiken van een maximum waterniveau in de ketel een signaal afgeeft aan de stuurinrich-35 ting voor het besturen van de kraan, en dat de stuurinrichting voorzien is van een tijdmeeteenheid, welke stuureenheid een stapsgewijs vulproces start zodra het waterniveau daalt onder het maximum waterniveau, waarbij afwisselend de kraan wordt geopend gedurende een eerste vooraf bepaalde tijdsperiode en vervolgens de kraan wordt gesloten gedurende 40 een tweede vooraf bepaalde tijdsperiode, welk vul proces bij het berei- 85 0 2 59 0 3 ken van het maximum waterniveau wordt beëindigd.

In deze nevengeschikte inrichtingen volgens de uitvinding wordt het bijvullen van de ketel zodanig uitgevoerd dat steeds heet water en/ of stoom van vooraf bepaalde gewenste temperatuur en/of druk afgetapt 5 kan worden, ook tijdens het bijvullen van de ketel.

In het volgende zal de uitvinding in meer detail worden beschreven aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, die in de figuren zijn weergegeven.

Figuur 1 toont een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting vol-10 gens de uitvinding-

Figuur 2 toont een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, voorzien van een ketel 1 met in de ketel nabij de 15 bodem een verwarmingselement 2. De ketel is aan de linker zijde in de figuur voorzien van een koud waterinlaatleiding 6, die via een kraan 5 is aangesloten op een koud waterleiding 4. De kraan 5 wordt geopend en gesloten onder invloed van signalen die worden geleverd door een stuur-eenheid 12.

20 De ketel is verder voorzien van een kraan 7 voor het leveren van heet water en een kraan 8 voor het leveren van stoom uit de ketel. Verder zijn een aantal niveausonden aangebracht zoals de niveausonde 10 bij het maximum waterniveau B, welke niveausonde verbonden is met de besturingseenheid 12. De niveausonde 9, die geplaatst is bij een grens-25 niveau A, doet dienst als beveiligingselektrode om droog koken van de ketel te voorkomen. Ook deze sonde is verbonden met de stuureenheid 12 om zonodig het verwarmingselement uit te schakelen.

Aan de bovenzijde van de ketel is verder een druksensor 11 aangebracht, die met de stuureenheid 12 is verbonden en aan deze stuureen-30 heid met de druk in de ketel evenredige signalen levert.

De in figuur 1 getoonde inrichting werkt als volgt. Na het inschakelen van het apparaat wordt de kraan 5 geopend en wordt de ketel 1 met water gevuld tot aan de sonde 9. Bij het bereiken van de sonde 9 wordt de sensor 11 in werking gesteld. De door de sensor 11 geregistreerde 35 overdruk zal od dit moment zeker beneden een bepaalde drempelwaarde zijn, bijvoorbeeld beneden een drempelwaarde van 0,6 bar overdruk (er bevindt zich alleen koud water in de ketel), en daarom wordt de kraan 5 bij het bereiken van de sonde 9 gesloten. Tegelijkertijd wordt de ver-warmingseenheid 2 ingeschakeld en wordt de aanwezige hoeveelheid water 40 verwarmd tot het kookpunt waardoor de druk zal stijgen tot een nominale 85 0 2 5 5 0 4 bedrijfswaarde van 0,8 bar overdruk. Als de druksensor 11 deze nominale bedrijfsdruk signaleert, dan zal de stuureenheid 12 de verwarming 2 uitschakelen en de kraan 5 openen voor het invoeren van een nieuwe hoeveelheid water. Daardoor zal de druk in de ketel dalen en zodra de 5 druksensor 11 nu de drempelwaarde van 0,6 bar overdruk registreert wordt de kraan 5 gesloten en de verwarmingseenheid 2 weer ingeschakeld. De druk neemt weer toe tot 0,8 bar, enz. Deze cyclus herhaalt zich stapsgewijs tot het waterniveau B, gedetecteerd door de sensor 10, is bereikt. Zodra de maximum sonde 10 een signaal afgeeft aan de stuureen-10 heid 12 wordt het vul proces van de ketel beëindigd en wordt de kraan 5 gesloten.

Als door afgifte van stoom en/of heet water het maximum niveau.B wordt losgelaten dan zal de sonde 10 aan de stuureenheid 12 een signaal afgeven met als resultaat dat de stuureenheid 12 het boven beschreven 15 stapsgewijze vulproces opnieuw zal starten om het waterniveau weer op het maximum niveau B te brengen.

Aangezien er een vaste relatie bestaat tussen temperatuur en de druk is het ook mogelijk om de druksensor 11 te vervangen door een thermostaat die zodanig ingesteld is dat ze reageert bij een vooraf be-20 paalde, met de gewenste bedrijfsdruk overeenstemmende temperatuur, en «* bij een -vooraf bepaalde, met de minimum drempel waardedruk overeenstemmende temperatuur. Dergelijke thermostaten zijn op zichzelf bekend. Bij toepassing van een dergelijke thermostaat wordt het vulproces derhalve niet bestuurd door het afwisselend bereiken van de bedrijfsdruk 'en een 25 vooraf bepaalde minimum druk, maar wordt het vulproces bestuurd afhankelijk van twee temperaturen, de nominale bedrijfstemperatuur en een vooraf bepaalde minimum temperatuur.

Het zal verder duidelijk zijn dat er voor een ketel van bepaalde constructie en capaciteit een verband kan worden bepaald tussen de hoe-30 veelheid water die telkens per stapje wordt bijgevuld en de tijdsduur die nodig is om de nieuwe inhoud van de ketel weer op de nominale druk en/of temperatuur te brengen. Het is derhalve ook mogelijk, zoals in het voorgaande al is aangegeven, om in de stuurinrichting een tijdmeet-eenheid op te nemen die signalen levert voor het openen en sluiten van 35 de kraan 5 in een bepaalde tijdsverhouding.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm waarin dit principe is toegepast. De componenten die overeenstemmen met die uit figuur 1 zijn met dezelfde referentienummers aangegeven. Verder is als optie ook een tem-peratuurvoeler 3 aangeduid die een temperatuursignaal levert aan de 40 stuureenheid 12.

3502590 5

Na het inschakelen van het apparaat wordt de kraan 5 door de stuureenheid 12 geopend en wordt de ketel 1 tot het niveeau A gevuld met koud water. Wanneer dit waterniveau A door de sonde 9 wordt geregistreerd, dan geeft deze een signaal aan de stuureenheid 12 die de 5 verwarmingseenheid 2 inschakelt. Het water wordt verwarmd en zodra door de thermostaat 3 of door de druksensor 11 de vooraf ingestelde nominale temperatuur respectievelijk druk wordt geregistreerd zal de stuureenheid 12 de kraan 3 openen om een hoeveelheid koud water in te voeren.

De tijdmeeteenheid 12a in de stuureenheid 12 uit figuur 2 meet een eer-10 ste periode af en aan het einde van deze eerste periode wordt de kraan 5 gesloten en de verwarmingseenheid 2 ingeschakeld. Daarna meet de tijdeenheid 12a een tweede periode af die zodanig geozen is dat door verwarming van het aanwezige water de gewenste nominale druk en/of temperatuur in de ketel weer hersteld kan worden. Gedurende deze tweede 15 periode is de kraan 5 gesloten. Aan het einde van deze tweede periode wordt de kraan 5 weer geopend om een nieuwe hoeveelheid koud water in te laten, de tijdmeeteenheid begint weer een eerste periode af te meteri, enzovoort.

Bij het bepalen van de eerste periode moet er rekening mee worden 20 gehouden dat de in deze periode ingevoerde hoeveelheid koud water niet zo groot mag zijn dat de temperatuur en/of druk van de ketel onder de vooraf bepaalde drempelwaarde (minimum druk en temperatuur) daalt.

Opgemerkt wordt dat het niet noodzakelijk is om de verwarming telkens gedurende de eerste periode waarin water wordt bijgevuld uit te 25 schakelen. In de eerste plaats is deze periode relatief kort zodat het effect van het uitschakelen tamelijk gering is en in de tweede plaats wordt bij continue ingeschakelde verwarming de capaciteit daarvan beter benut. Dat geldt overigens voopr alle uitvoeringsvormen. Anderzijds kan er bij storing in de waterklep bij ingeschakelde verwarming onder om-30 standigheden een te sterke temperatuurstijging ontstaan zodat verdere veiligheidselementen wenselijk zijn.

In een praktijkvoorbeeld werd bij een ketel met 3 liter inhoud en een verwarmingseenheid van 1900 Watt en een kraan met een capaciteit van 2,5 liter per uur een eerste periode met geopende kraan van 9 se-35 conden telkens gevolgd door een tweede periode met gesloten kraan van 66 seconden. Deze dimensioned'ng van de eerste en tweede tijdsperioden bleek zeer geschikt te zijn om de ketel stapsgewijs bij te vullen zonder dat afbreuk werd gedaan aan de nominale bedrijfsomstandigheden. Met andere woorden ook tijdens het bijvullen van de ketel kon stoom van de 40 gewenste temperatuur en druk alsmede heet water van de gewenste tempe- 8502 59 0 «.

6 ratuur worden afgetapt.

Zowel in fig.1 als in fig»2 zal na het beëindigen van het vul proces de verwarmingseenheid weer worden bestuurd door de thermostaat of door de druksensor (zoals bijvoorbeeld in fig.1) zodanig dat de ge-5 wenste nominale temperatuur en/of druk wordt gehandhaafd.

8502590

Claims

1. Inrichting voor het leveren van heet water en/of stoom, voorzien van een gesloten ketel met een invoer!eiding voor koud water, een afvoerleiding voor heet water en een afvoerleiding voor stoom, en een 5 in de ketel aangebracht verwarmingselement, met het kenmerk, dat in de koud waterinvoerleiding een door een stuurinrichting bediende kraan is opgenomen, dat in de ketel een niveausonde is aangebracht, die bij het bereiken van een maximum waterniveau in de ketel een signaal afgeeft aan de stuurinrichting voor het besturen van de kraan, en dat in de ke-10 tel een druksensor aanwezig is, die met de druk in de ketel evenredige signalen levert aan de stuurinrichting, welke stuureenheid een stapsgewijs vulproces start zodra het waterniveau daalt onder het maximum waterniveau, waarbij afwisselend de kraan wordt geopend totdat een vooraf bepaalde relatief lage druk wordt gedetecteerd en vervolgens de kraan 15 wordt gesloten en het verwarmingselement wordt ingeschakeeld totdat een vooraf bepaalde relatief hoge druk wordt gedetecteerd, welk vul proces bij het bereiken van een maximum waterniveau wordt beëindigd.

2. Inrichting voor het leveren van heet water en/of stoom, voorzien van een gesloten ketel met een invoerleiding voor koud water, een 20 afvoerleiding voor heet water en een afvoerleiding voor stoom, en een in de ketel aangebracht verwarmingselement, met het kenmerk, dat in de koud waterinvoerleiding een door een stuurinrichting bediende kraan is opgenomen, dat in de ketel een niveausonde is aangebracht, die bij het bereiken van een maximum waterniveau in de ketel een signaal afgeeft 25 aan de stuurinrichting voor het besturen van de kraan, en dat in de ketel een sensor aanwezig is, die met de temperatuur in de ketel evenredige signalen levert aan de stuurinrichting, welke stuureenheid een stapsgewijs vulproces start zodra het waterniveau daalt onder het maximum waterniveau, waarbij afwisselend de kraan wordt geopend totdat een 30 vooraf bepaalde relatief lage temperatuur wordt gedetecteerd en vervolgens de kraan wordt gesloten en het verwarmingselement wordt ingeschakeeld totdat een vooraf bepaalde relatief hoge temperatuur wordt gedetecteerd, welk vulproces bij het bereiken van een maximum waterniveau wordt beëindigd.

3. Inrichting voor het leveren van heet water en/of stoom, voor zien van een gesloten ketel met een invoerleiding voor koud water, een afvoerleiding voor heet water en een afvoerleiding voor stoom, en een in de ketel aangebracht verwarmingselement, met het kenmerk, dat in de koud waterinvoerleiding een door een stuurinrichting bediende kraan is 40 opgenomen, dat in de ketel een niveausonde is aangebracht, die bij het j - J J -*.· * yf bereiken van een maximum waterniveau in de ketel een signaal afgeeft aan de stuurinrichting voor het besturen van de kraan, en dat de stuurinrichting voorzien is van een tijdmeeteenheid, welke stuureenheid een stapsgewijs vul proces start zodra het waterniveau daalt onder het maxi-5 mum waterniveau, waarbij afwisselend de kraan wordt geopend gedurende een eerste vooraf bepaalde tijdsperiode en vervolgens de kraan wordt gesloten gedurende een tweede vooraf bepaalde tijdsperiode, welk vul-proces bij het bereiken van het maximum waterniveau wordt beëindigd.

4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat enerzijds 10 de eerste periode zodanig kort wordt gekozen dat er door de invoer van water in deze periode slechts een vooraf bepaalde mate van daling van temperatuur en/of druk in de ketel optreedt en anderzijds de verhouding tussen de eerste en tweede periode zodanig wordt gekozen dat door de invoer van water gedurende de eerste periode de temperatuur en/of de 15 druk in de ketel slechts zover daalt dat deze daling in de daarop volgende tweede periode, waarin geen water wordt ingevoerd, door het ingeschakelde verwarmingselement althans bij benadering kan worden gecompenseerd.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het ken-20 merk, dat na het bereiken van het maximum waterniveau het verwarmingselement wordt gestuurd door een thermostaat waarmee de watertemperatuur op een vooraf bepaalde waarde wordt gehouden.

6. Inrichting volghens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat na het bereiken van het maximum niveau het verwarmingsele- 25 ment wordt gestuurd door de stuureenheid afhankelijk van een ingangssignaal geleverd door de druksensor zodanig dat de druk in de ketel op een vooraf bepaalde waarde wordt gehandhaafd. J Λ -Λ r f* Λ - . \ V ·Λ irf } -