NO345644B1 - Ventiler for vannvarmere med 1 eller 2 stusser og oppvarming fra ekstern varme kilde - Google Patents

Description

VENTILSAMMENSTILLING

Teknisk felt

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en komplett ventil til en vannvarmer med alle nødvendige funksjoner i henhold til EN 1489, WRAS og USA-påbud.

Ventilen skal i tillegg ha anslutninger på ventilen for tur/retur fra en eller flere eksterne varmekilder. For eksempel solpanel ved-, gass- eller oljekjele, eller varmepumpe for oppvarming av en vannvarmer. Likeledes har ventilen anslutning på ventilen for kaldtvann (KV)-rør/varmtvann (VV)-rør og returrør. Det skal fortrinnsvis benyttes en standard vannvarmer og kun ett vannsystem, nemlig kaldt forbruksvann. Likeledes skal det fortrinnsvis kunne kobles til en sirkulasjonsledning med temperaturreguleringsventil og pumpe for omgående høy temperatur på varmtvann ved tapping for å spare energi og vann, uten skoldefare.

Teknisk bakgrunn

Figur 1 viser en kjent vannvarmer 1 med innebygd varmeveksler 4 for oppvarming fra en ekstern varmekilde. Innebygget i tanken er en coil med eget trykkløst vann, ofte glykol, og derfor må det være en sirkulasjonspumpe 6. Denne pumpen 6 vil trekke mye strøm for å kunne løfte vannet og sørge for sirkulering opp til for eksempel et tak for solpanel. Likeledes må en egen sikkerhetsventil 13 og et ekspansjonskar 12 benyttes.

Oppsummering av oppfinnelsen

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å konstruere en vannvarmer med kun 1 eller 2 anslutninger på toppen eller undersiden på tanken, for montering av en ventil hvor alt av nødvendig utstyr er innebygget.

Vi viser til følgende kjente løsninger:

GB 2460352, EP 3147574A1, EP 2812717 A1, EP 1637817 A1, EP 2317233 A1, WO 9418509 A1 og NO 303300 B1. Ingen av disse kjente løsningene innehar alle funksjonene som oppnås ved den foreliggende oppfinnelsen.

Ved å bygge disse funksjonene riktig i forhold til hverandre i ventilen og samtidig få montert tur/retur rør inne i og utenfor vanntanken, har vi fått en enkel og rimelig løsning.

Likeledes kan man benytte forbruksvannet med trykk på ca.3 bar for sirkulasjon mellom tank og ekstern varmekilde. Her vil en sirkulasjonspumpe med lavt forbruk, f.eks. kun 2watt, være nok til å sirkulere vannet, da den slipper å løfte vannet 5-10 meter høyde slik som for eksempel ved et solpanel. Ved å bruke forbruksvannet under trykk kan vannvarmerens sikkerhetsventil og ekspansjonskar også benyttes for oppvarming fra separat varmekilde.

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 viser en vannvarmer med oppvarming fra en ekstern varmekilde ved hjelp av en varmeveksler, ifølge teknikkens stand.

Figur 2 viser en vannvarmer med oppvarming fra en ekstern varmekilde og en sirkulasjonsledning 9-29 for omgående varmtvann og hvor ventilen sitter på toppen av tanken.

Figur 3 viser en gjennomskåret ventil 16 montert på toppen av tank 19 med 1 stk. anslutning 17 for kaldt og varmt vann og tilslutning til ekstern varmekilde ved sine anslutninger og rør 10 og 11.

Figur 3a viser samme ventil 16 sett utvendig.

Figur 4 viser en gjennomskåret ventil 25 montert i bunn av tank 19 med 1 stk. anslutning 17 for kaldt og varmt vann og tilslutning til ekstern varmekilde ved sine anslutninger og rør 10-11.

Figur 4a viser samme ventil 25 sett utvendig.

Figur 5 viser en gjennomskåret ventil 21 montert på toppen av tank 19 med 2stk anslutninger 22 for kaldt og varmt vann og tilslutning til ekstern varmekilde ved sine anslutninger og rør 10-11.

Figur 5a viser samme ventil 21 sett utenfra og i tillegg underdelen av sikkerhetsventil 23 støpt i samme ventilhus 21 og overdel av sikkerhetsventil 23a.

Figur 6 viser et varmtvannskap 28 med fordeler rør og en temperaturreguleringsventil 31 med sirkulasjonspumpe 32 for sirkulasjon.

Figur 7 viser en utførelsesform av vannvarmeren med et kryss og tilbakeslagsventiler tilpasset for tilkobling til rør for sirkulasjon av vann.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Figur 1 illustrerer en tank 1 til vannvarmer med en el-kolbe 2 for ettervarme styrt av en termostat 3 slik at vannet på toppen holder 70 grader for å hindre legionella i forbruksvannet.

På toppen av tanken er det montert en ventil 14 med stoppekran, tilbakeslagsventil og en temperaturreduksjonsventil som gir maks.64 grader ut i tappekran.

Likeledes er det montert en sikkerhetsventil 13a og et ekspansjonskar 12a for å sikre et makstrykk på 10 bar. Alt dette er i henhold til teknikkens stand. For oppvarming av vannet i tanken 1 fra en ekstern varmekilde, for eksempel solpanel-, ved-, olje- og gasskjele eller en varmepumpe er det i tanken 1 montert en varmeveksler 4 med en sugeledning 5, en pumpe 6 og et varmekilderør 7 som leder til en varmekilde, og som gir returvæske tilbake i et varmekildereturrør 8 og inn i et returrør 9 i varmeveksleren 4 i tanken 1.

Pumpen 6 starter ved hjelp av styring fra en termostat med følere 10 og 11, når vannet i tanken 1 har for lav temperatur og stopper når temperaturen er på det høyeste nivået satt av termostaten. Det lukkede vannsystemet har en egen sikkerhetsventil 13b og et ekspansjonskar 12b. I tillegg har systemet for forbruksvannet i tanken 1 tilsvarende komponenter. Alt dette er i henhold til teknikkens stand.

Henvisningstallene som brukes for å beskrive kjent teknikk samsvarer ikke med henvisningstallene som brukes ved beskrivelsen av den foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 viser et eksempel på et helt system som benytter en ventil 21 i henhold til oppfinnelsen, i perspektiv, hvor en vannvarmer 19 har montert en ventil 21 på toppen av tanken 19. Tanken 19 har to anslutninger der et internt kaldtvannsrør 5a og et sugerør 10 er montert inn og ført til bunnen av tanken, og et internt returrør 11a er ført halvveis ned i tanken 19. Et kaldtvannsskap 27 fører vannet fra kaldtvannstilførselen (vist ved pil) gjennom et kaldtvannstilførselsrør 1 inn i ventilen 21. Ved tapping i et tappested 30, føres det kalde vannet ned i det interne kaldtvannsrøret 5a til bunnen av tanken 19 og videre trykkes det oppvarmede vannet i toppen av tanken ut gjennom temperaturreguleringsventilen 8 i ventilen 21 (fig.3). Det oppvarmede vannet strømmer ut gjennom varmtvannsrøret 9 til et varmtvannsskap 28 til fordeling, for eksempel til tappestedet 30.

Hvis varmtvannsrøret 9 er langt og huseier raskt ønsker riktig temperatur, kan en temperaturreguleringsventil 31 med sirkulasjonspumpe 32 (se fig.6) monteres i skapet 28 med en sirkulasjonsledning 29 som fører vannet tilbake til ventilen 21 og ned i det interne returrøret 11a.

Vannet med temperatur på 70 grader sirkulerer da mellom tanken 19 og skapet 28. Ved tapping blir 70 graders vann redusert til ønsket tappetemperatur ved å blandes med kaldtvann fra et utløpsrør 1a, og ventilen 31 kan innstilles til for eksempel å levere 55 grader vann via røret 33. Dette vil gi nærmest omgående levering av varmt vann i tappestedet 30.

En sirkulasjonspumpe 24 på f.eks.2 watts suger kaldtvann fra bunnen av tanken 19 gjennom et internt kaldtvannsrør 5a, opp i ventil 21 og ut i et eksternt kaldtvannsrør 5b til sirkulasjonspumpen 24. Det kalde vannet strømmer videre til en ekstern varmekilde, for eksempel gjennom et solpanel, og derfra gjennom et varmekildereturrør 26 og et eksternt returrør 11b, Vannet strømmer videre inn i ventilen 21 og det interne returrøret 11a. Dette gir full sirkulasjon med forbruksvannet som medium for oppvarming av tanken 19 fra en ekstern varmekilde.

Figur 3 viser en komplett ventil 16 støpt i f.eks. messing. Ventilen 16 monteres på toppen av tanken 19 med sin stuss 17 og fordi den bare har én stuss, kan ventilen roteres 360 grader for ønsket inn og utløpsretning for rørene 1, 9. For deretter å fikseres ved å skru en kontramutter 18 til den stopper.

Ventilen 16 har alle påbudte funksjoner som stoppekran 2, tilbakeslagsventil 4, med kontrollplugg 3, påskrudd sikkerhetsventilen i anslutningen 14. ventilen 16 har også en termostatisk blandeventil i et hulrom 8. Videre er ventilen 16 forbundet med et ekspansjonskar 13a, gjennom et ekspansjonskarrør 13.

I stussen 17 er det tre rør som er fastskrudd i ventilen 16 og ført ned i tanken 19.

Ved tapping føres kaldt vann inn i ventilen i en anslutning 1, gjennom et sete i stoppekranen 2, inn til sete for tilbakeslagsventilen 4 og ned til bunnen av tanken 19 ved hjelp av det interne kaldtvannsrøret 5a.Kaldtvannet trykker det varme vannet opp i stussen 17 på toppen av tanken 19 og opp i ventilens hulrom 7 og inn i temperaturreduksjonsventilens hulrom 8. I dette hulrommet 8 kommer kaldtvann inn til setet 6 og føres ut av ventilen16 gjennom et varmtvannsfordelingsrør 9.

Ytterligere funksjoner på ventil 16 er en anslutning 15 for montasje av en trykkog temperatur-sikkerhetsventil, normalt kalt PT-ventil, hvor en temperaturføler 12 føres ned i toppen av tanken gjennom hulrommet 7 og stussen 17.

Funksjonen til PT-sikkerhetsventilen er at den åpner både ved temperatur over 90 grader og trykk over 9 bar. Den andre sikkerhetsventilen 14 åpner over 9 bar. Dette resulterer i tredobbel sikkerhet mot svikt.

Ekspansjonskaret 13a forhindrer drypping fra sikkerhetsventilen ved trykkøkning når tanken oppvarmes uten tapping. Dette reduserer vannforbruket. Ekspansjonskaret 13a er forbundet med ventilen 16 ved ekspansjonskarrøret Oppvarming av tank 19 ved hjelp av ekstern oppvarming 30 (figur 2), slik som f.eks. solpanel, suges tankens forbruksvann fra bunnen av tanken via røret 10 ved hjelp av f.eks. en 2 watt sirkulasjonspumpe 24 til solpanelrørene 25, 26, tilbake med oppvarmet vann i det eksterne returrøret 11b, inn i ventilen 16 og halvveis ned i tanken gjennom det interne returrøret 11. Det er således ikke noen ekstra sikkerhetsventil og ekspansjonskar, og kun ett vannsystem.

Figur 3a viser ventilen 16 sett utenfra med et stoppekranratt 20 og kontroll for en tett tilbakeslagsventil plugg 3.

Figur 4 viser en ventil 25 hvor alle funksjoner er like som ventil 16, men der ventilen 25 er montert i bunnen av tanken 19. PT-ventilen 15 ikke montert i kald sone. Kaldtvannsrøret 5 ført til bunnen av tanken og tettet i enden med fire utløp for å spre vannet i bunnen. Et varmtvannsrør 7 er ført til toppen av tanken 19. Kaldt vann suges fra bunnen av tanken 19 i et rør 10 ut til ekstern oppvarming ved hjelp av en sirkulasjonspumpe 24 og tilbake med oppvarmet vann i et rør 11 som er ført opp til midten av tanken 19.

Figur 4a. Ventilen 25 har flyttet anslutningen 14 for sikkerhetsventilen ned til front for overløp. Ventilen 25 har samme ene stuss 17 og kontramutter 18 for valgfri montering og fastspenning som for ventilen 21 beskrevet i figur 3.

Figur 5 viser ventil 21 med samme gjennomgående løp 1, 9 som ventilene 16 og 25. Forskjellen er at tanken 19 har 2stk stusser 22 sveiset til tankens topp 19.

Ved tapping føres kaldt vann inn i anslutningen 1 gjennom stoppekranens sete 2 og tilbakeslagsventilens sete 4 og ned i kaldtvannsrøret 5 til bunnen av tanken 19. Et rør 5 er montert slik at det strekker seg inn i stussen 22. Det varme vannet på toppen forlater tanken 19 gjennom stussen 22 i åpningen 7 og føres opp i hulrommet 8 for blanding med kaldt vann fra åpningen 6 og føres ut gjennom åpningen 9. Begge ventilenes anslutninger som er montert til stussene 22, er på ventilen 21 ført ut fra senter av hulrommene 4 og 8. Dette gir fri passasje av rørene 10, 11 ned i tank 19 uten å hindre bevegelige deler i hulrommene 4 og 8.

Ved ønske om oppvarming av tanken 19 fra en ekstern varmekilde, benyttes en sirkulasjonspumpe (ikke vist) til å suge tankens 19 forbruksvann fra bunnen av tanken gjennom røret 10 ut gjennom ventilens anslutning 10, via en ekstern varmekilde og i retur fra denne gjennom røret 11 tilbake til midten av tanken 19.

Figur 5a viser ventilen 21 sett utenfra. Ventilhuset viser en integrert sikkerhetsventil 23 med overløp 24. Ventilen 21 har ellers de samme funksjoner som ventilen 16, men ingen mulighet for montasje av PT-ventil. Der må en egen 1⁄2’’ stuss benyttes for montasje til tanken 19.

Ventilene 16, 25 og 21 kan ved hjelp av et T-rør med to tilbakeslagsventiler montert på ventilhuset, benytte en sirkulasjonsledning mellom tanken 19 ventilene og et varmtvannsskap 28.

Figur 6 viser et skap 28 med en innmontert fordelerrørslinje for rør, f.eks. til hvert enkelt tappested 30. I enden av linjen er det montert en temperaturreguleringsventil 31 med ratt for justering til ønsket temperatur i vannledningen 33.

I bunnen av skapet 28 kommer det vann med en temperatur på 70 grader inn gjennom et rør 9. Dette vannet går gjennom ventilen 31 og opp i en innmontert sirkulasjonspumpe 32 som sirkulerer det varme vannet tilbake i et rør 29 til tanken 19 gjennom røret 11. Derved holdes det alltid 70 graders varmt vann i vannledningen 33 uansett lengde og tid fra siste tapping. Ved tapping ved for eksempel tappestedet 30 strømmer varmtvann gjennom røret 9 og kaldtvann gjennom utløpsrøret 1a inn i ventilen 31. Ventilen 31 blander vannet omgående til innstilt temperatur og det blandede vannet føres ut gjennom et av rørene fra linjen f.eks. et leveringsrør 33 til tappestedet 30. Kun kaldtvann i røret 33 mellom skapet 28 og tappestedet 30 som blir stående i røret mellom skapet 28 og tappestedet 30 i ca.1 time uten tapping må ut ved tappestedet 30 før riktig temperatur på vannet ankommer fra ventilen 31 i skapet 28. Det blir derved ingen skoldefare og det spares både energi og vann.

Figur 7 viser en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen. På en vannvarmer uten ventilen 16, 25, 21 kan det sveises på en stuss 35 på tanken 19. Ved å montere et kryss 34 med innebygget tilbakeslagsventil 33 i løpene 29 og 11, kan en sirkulasjonspumpe 32 sirkulere vann mellom tanken 19 via ventilanslutningen i røret 9 til varmtvannskapet 28 og tilbake gjennom røret 29 til krysset 34 og videre ned til midten av tank 19 gjennom rørene 11, 29.

En sirkulasjonspumpe 24 (som den vist i figur 2) kan suge fra bunn av tank via et rør 10 gjennom krysset 34 til anslutningen for røret 10 til en ekstern varmekilde, og i retur med oppvarmet vann gjennom krysset 34 videre til anslutningen for røret 11 til røret 11-29 som fører det oppvarmede vannet til midt på tankens 19 høyde. Ved hjelp av tilbakeslagsventilene 33 føres både sirkulasjonsvann og oppvarmet vann fra ekstern varmekilde til midten på tankens 19 høyde. Dette er en god løsning ved hjelp av kryss-fittings med to tilbakeslagsventiler og en stuss 35 som fører røret 10 til bunnen av tanken og ytterligere rør 11-29 halvveis ned i tanken 19.

Claims (8)

Patentkrav

1. En ventil (16, 25, 21) som er innrettet for montering på en vannvarmer omfattende en tank (19) hvor kaldtvann ved tapping føres inn i en anslutning for et tilførselsrør (1) i ventilen (16, 25, 21), gjennom en tilbakeslagsventil (4) og et kaldtvannsrør (5a) som fører vannet under trykk til bunnen av tanken (19), idet det varme vannet på toppen av tanken (19) trykkes ut gjennom et hulrom i (7) i ventilen (16, 25, 21) og videre ut av ventilen (16, 25, 21) gjennom en anslutning for et varmtvannsrør (9) i ventilen (16, 25, 21), karakterisert ved at ventilen (16, 25, 21) har en anslutning for et sugerør (10) for tilkobling til en sirkulasjonspumpe (24) som suger kaldt vann fra bunnen av tanken (19) gjennom sugerøret (10), opp gjennom ventilen (16, 25, 21) til anslutningen for sugerøret (10) og videre til ekstern oppvarming i f.eks. et solpanel, idet sirkulasjonspumpen (24) fører tankens (19) forbruksvann oppvarmet tilbake til ventilen (16) gjennom en anslutning for et returrør (11) som fører vannet gjennom returrøret (11) tilbake til midten av tanken (19), der returrøret (11) også er innrettet til å benyttes for retur fra en sirkulasjonsledning mellom tanken (19) og et varmtvannskap (28), for å føre sirkulasjonsvannet til midten av tanken (19).

2. Ventilen ifølge krav 1, karakterisert ved at ventilen har én enkel påsveiset stuss (17) på toppen av tanken (19) gjennom hvilken både kaldtvannrøret (5a), sugerøret (10) og returrøret (11) er ført.

3. Ventilen ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter anslutninger (14, 15) for montasje av en trykk- og temperatursikkerhetsventil (såkalt PT-ventil) og en trykksikkerhetsventil.

4. Ventilen ifølge krav 1, karakterisert ved at ventilen (25) har én enkel påsveiset stuss (17) i bunnen av tanken (19) gjennom hvilken både kaldtvannrøret (5a), sugerøret (10) og returrøret (11) er ført.

5. Ventilen ifølge krav 1, karakterisert ved at ventilen (21) har to påsveisede stusser (22) på toppen av tanken (19), at anslutninger for festing av ventilen (21) til stussene (22) er plassert ut fra sentrum av en boring som strekker seg mellom anslutningene, for fri passasje av sugerøret (10) som er ført til bunnen av tanken (19) og returrøret (11) som strekker seg fra halvveis ned i tanken (19) og opp til anslutning til en ekstern varmekilde for å føre oppvarmet vann tilbake til tanken (19).

6. Ventilen ifølge krav 5, karakterisert ved at den har en integrert sikkerhetsventil (23) i sitt ventilhus (21).

7. Ventilen ifølge krav 1 eller 2, 3 eller 4, karakterisert ved at anslutningene for sugerøret (10) og returrøret (11) er plassert utenfor hulrom (4, 8) i ventilens (16, 25) hus, for gjøre det mulig å føre rør-i-rør forbi disse hulrommene uten å hindre bevegelige deler i hulrommene (4, 8).

8. Ventil ifølge ett av de foregående krav, der ventilen (16, ,25, 21) har et uttak for varmtvann i en anslutningen for varmtvannsrøret (9) der vann fra uttaket føres til et varmtvannskap (28), karakterisert ved at det i skapet (28) er montert en termostatisk blandeventil (31) og sirkulasjonspumpe (32) som sirkulerer varmtvann på rundt 70 grader C fra ventilen (16, 25, 21) gjennom varmtvannsrøret (9) til blandeventilen (31) og videre gjennom sirkulasjonspumpen (32) og et sirkulasjonsrør (29) til et T-rør med to tilbakeslagsventiler som er tilpasset for å ta imot returvann fra sirkulasjonsrøret (29) og et eksternt returrør (11b) og at vann fra begge kurser videre føres i et internt returrør (11) til midten av tanken (19) og at ved tapping kommer kaldtvann fra et utløpsrør (1a) og varmtvann på 70 grader C fra varmtvannsrøret (9) inn i blandeventilen (31) for blanding til ut i et rør, som f.eks. en vannledning (33) til et tappested (30), for omgående riktig temperatur.