NO772183L - Kombinert fluidum- og elvarmeanordning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning til å varme et første fluidum

til en bestemt temperatur, omfattende et første rom i hvilket det første fluidum er bestemt til å varmes, et annet rom og en vegg som adskiller rommene, hvilken vegg hovedsakelig omslutter det annet rom, hvorved det annet rom er anordnet for gjennomstrømning av et annet fluidum som varmer det første fluidum gjennom veggen, samt en elektrisk varmer som normalt er frakoblet, for varming av

det annet fluidum når dettes temperatur er utilstrekkelig til å varme det første fluidum til den bestemte temperatur.

En slik anordning er kjent for eksempel fra svensk patentsøknad 10187/67. Ved den kjente anordning oppvarmes fyringsolje for at den skal bli lettflytende og kunne forbrennes ved hjelp av en brenner i et anlegg for oppvarming av vann.' Normalt varmes fyringsoljen i en varmeveksler ved hjelp av varmt vann som sirku-lerer fra anlegget. Når vanntemperaturen ikke strekker til for å varme oljen, for eksempel ved start av anlegget efter en still-

stand, tas en elektrisk varmer til hjelp for oppvarming av oljen. Fyringsoljen oppvarmes herved ved at den bringes til å strømme gjennom et første rom som står i varmevekslende kontakt med et annet rom som vannet strømmer gjennom. Den elektriske varmeren er anordnet i et tredje rom som er tilsluttet i serie med dét annet rom, slik at vannet først passerer gjennom det tredje rom før det passerer det annet rom. Når temperaturen på vannet i anlegget er utilstrekkelig for oppvarming av fyringsoljen, kobles den elektriske varmeren til og varmer vann som bringes til å strømme gjennom det tredje rom forbi varmeren. Det oppvarmede vann fortsetter så til det annet rom der det i sin tur varmer fyringsoljen.

For at varme skal kunne overføres fra den elektriske varmeren i det tredje rom til det annet rom, som står i varmevekslende kontakt med

fyringsoljen i det første rom, kreves således en transport av oppvarmet vann fra det tredje rom til det annet rom, slik at i praksis

må i den kjente anordning hele den sirkulerende vannmengde varmes av den elektriske varmeren til en temperatur som er høyere

enn den temperatur som oljen skal oppnå. Dette medfører den u-lempe at relativt meget elektrisk energi kommer til å medgå for å varme oljen og at den elektriske oppvarmingen kommer til å.ta relativt lang tid, idet den elektriske varmer av praktiske grunner bare kan dimensjoneres for en begrenset effekt.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning av det innledningsvis nevnte slag som ikke er beheftet med de nevnte ulemper. Dette formål oppnås ved anordningen ifølge oppfinnelsen ved at den- elektriske varmer er anordnet i det annet rom slik at den i det vesentlige omsluttes av veggen, og at anordningen dessuten er slik beskaffen at når varmeren er tilkoblet, er flui-dumstrømmen gjennom det annet rom i det vesentlige avstengt og fluidum i væskeform er innesluttet i det annet rom, hvilket innesluttede fluidum omgir varmeren og overfører varme fra varmeren direkte til den omsluttende vegg. Derved behøver bare det i det annet rom innesluttede fluidum å varmes opp for at fluidet i det

første rom skal oppnå tilstrekkelig temperatur. At den elektriske varmer er omgitt av fluidum i væskeform når varmeren er tilkoblet,

er vesentlig for at en varmeoverføring av betydning skal kunne til-veiebringes og for at den elektriske varmeren ikke skal brennes i stykker. Eftersom det annet rom dessuten kan gjøres lite, kan den oppvarmede væskemengde i det annet rom gjøres liten, hvorved oppvarmingen av fluidet i det første rom vil skje relativt raskt selv ved en måtelig effekt i den elektriske varmer. Dessuten blir anordningen ifølge oppfinnelsen konstruktivt vesentlig enklere enn den kjente anordning, idet den elektriske varmeren ikke krever et særskilt rom, men er anordnet i et allerede eksisterende rom.

Ifølge en videreutvikling av oppfinnelsen er det i det annet rom anordnet et første temperaturfølende organ for frakobling av varmeren ved en bestemt temperatur i det annet rom. Herved forhindres på enkel måte overopphetning i det annet rom.

En ytterligere videreutvikling av oppfinnelsen oppviser et organ som avføler temperaturen i det første fluidum for frakobling av

varmeren ved en bestemt temperatur i det første fluidum. Derved forhindres på enkel måte ovéropphetning av det første fluidum.

Når det annet fluidum hovedsakelig er i gassform når det gjennom-strømmer det annet rom og varmer det første fluidunl, er det vesentlig at det annet rom er fylt med væske når den elektriske varmeren er tilkoblet, dels for at en varmeoverføring av betydning overhodet skal oppnås og dels for at varmeren ikke skal brennes i stykker. Ifølge en videreutvikling av oppfinnelsen sikres dette av organer for å tilføre fluidum i væskeform til det annet rom, før varmeren kobles til.

En ytterligere videreutvikling av oppfinnelsen oppviser et i det annet rom anordnet nivåfølende organ for frakobling av varmeren når væskeoverflaten i det annet rom befinner seg under et visst nivå. Herved sikres at fluidum i væskeform er tilstede i det annet rom når varmeren er tilkoblet.

To utførelseseksempler av oppfinnelsen skal nedenfor beskrives

i tilslutning til.vedlagte tegning, hvor figur 1 viser eh anordning for å varme fyringsolje enten med sirkulerende varmt-vann eller med en elektrisk varmer, og figur 2 viser en anordning for å varme fyringsolje enten med kondensert damp eller med en elektrisk varmer.

Med 1 betegnes en anlegg for produksjon av vanndamp. Anlegget fyres med fyringsolje'som mates ut gjennom et brennermunnstykke 2. Dampen avgår fra anlegget gjennom en ledning 3 og nytt vann til-føres til anlegget gjennom en ledning 4. En del av det i anlegget oppvarmede vann anvendes for å varme oljen slik at dens viskositet senkes og den lett kan finfordeles ved hjelp av munnstykket 2.

Herved tas varmt vann fra anlegget 1 ut gjennom en ledning 5 og bringes av en.pumpe 9 til å strømme gjennom en ventil 6, én varmeveksler 7 og en ledning 8, idet ledningen 8 leder tilbake til anlegget 1.

Fyringsolje pumpes inn i varmeveksleren 7 gjennom en forbindelse 10 og passerer gjennom et første rom 11, som dannes mellom.et sylindrisk hus 12 og en indre sylindrisk vegg 13. Oljen varmes

i rommet 11 av veggen 13, hvorefter oljen går ut gjennom en ledning 14 som leder til munnstykket 2.

Vannet innføres i varmeveksleren 7 gjennom en ledning 15 til ét annet rom 16, som dannes innenfor den indre sylindriske vegg 13. Rommet 16 står i varmevekslende kontakt med rommet 1 gjennom veggen 13 gjennom hvilken vannet i rommet 16 varmer oljen i rommet 11. Efter at vannet har avgitt varme til oljen, går vannet fra rommet 16 gjennom en forbindelse 17 til ledningen 8.

En stavformet elektrisk varmer 18 er anordnet i rommet 16. Varmeren 18 kobles til når vannet fra anlegget 1 ikke har en for varming av oljen tilstrekkelig høy temperatur. Varmeren 18 drives fra de tre fasene i et vanlig 3-fase vekselstrømsystem

via en kontaktor 18, som kan slås på og av ad elektromagnetisk vei ved hjelp av en spole 20 som inngår i en første strømkrets omfattende en strømbryter 21, som bryter strømmen i kretsen ved en

viss overtemperatur i det annet rom 16, hvilken temperatur avføles av et temperaturfølende organ 22. Videre omfatter strømkretsen ytterligere strømbrytere 23 og 24, av hvilke den siste bryter strøm-men ved en viss overtemperatur i den olje som avgår gjennom ledningen 14. Den nevnte overtemperatur avføles av ét temperatur-følende organ 25. Kretsen 20-21-23-24 er tilkoblet mellom den ene, . 26, av fasene og nulledningen 27.

Hvis anlegget 1 eksempelvis skal settes i drift efter en still-stand og.vannet i anlegget er kalt, går man frem på den måte at ventilen 6 stenges, hvorefter .strømbryteren 23 slås på. Når strømbryterne 21 og 24 herved også er slått på (vannet og oljen er kalde), vil kretsen bli sluttet, spolen 20 aktiveres og kontaktoren 19 vil slå på strømmen til varmeren 18. Ved at vannet er stillestående i rommet 16 og har et relativt lite volum, vil det raskt bli oppvarmet til driftstemperatur av varmeren 18. Efter at oljen i sin tur er blitt opvarmet til sin driftstemperatur og er antent og tjenestegjør som varmekilde i anlegget 1, får varmeren 18 være tilkoblet enda en tid.inntil vannet i anlegget er blitt oppvarmet til en temperatur som er tilstrekkelig for. varming av oljen. Derefter kobles varmeren 18 fra ved hjelp av bryteren 23 og ventilen 6 åpnes og varmt vann fra ledningen

5 overtar varmerens 18 rolle som varmekilde for oljen.

I praksis kan selvfølgelig driften av anordning lett automa-tiseres. Herved er det f.eks. hensiktsmessig å samordne strøm-bryteren 23 med ventilen 6, som på tegningen for anskuelighetens skyld er vist som en ventil uten noen manøvreringsorganer, slik at bryteren 23 og ventilen 6 manøvreres av et felles organ når varmekilden 18 skal kobles til.

Ved anordningen ifølge fig. 2 varmes oljen ved hjelp av vanndamp som kondenserer på innsiden av veggen 13.'.Herved tas damp fra anlegget 1 ut gjennom ledningen 5 og ledes inn i det annet rom 16 ved hjelp av røret 15 som i dette, tilfelle oppviser et antall små hull for å fordele damp i rommet 16. Kondensatet avledes gjennom' forbindelsen 17 til en ledning 28. For styring av anordningen er den første strømkrets 26-20-21-23-24-27 komplettert med ytterligere en strømbryter 29. Dessuten oppviser anordningen en annen strøm-krets som er innkoblet mellom fasen 26 og en nullednihg 30 og om- . fatter to strømbrytere 31 og 32 og en spole 33 for manøvrering av en ventil 34 i en ledning 40for tilførsel av vann til rommet 16.

Bryterne 29 og 32 er mekanisk sammenkoblet og styres ad elektromagnetisk vei av en spole 35, som i sin tur påvirkes av et organ 36 c som avføler et vann-nivå 37 i rommet 16. Når vannet har nådd nivået 37, aktiveres bryterne 29 og 3 2 slik at bryteren 29 slås på og bryteren 32 åpnes.Bryterne 23 og 31 er videre sammenkoblet med et felles manøvreringsorgan 38.

Når varmeanordningen 18 skal kobles til ved anordningen ifølge

fig. 2, går man frem på den måte at ventilen 6 i ledningen 5 og en ventil 39 i ledningen 28 stenges, hvorefter bryterne 23 og 31 slås på ved hjelp av organet 38. Rommet 16 er i det vesentlige tømt for vann, hvorfor det nivåfølende organ 36 påvirker spolen 35 slik at bryteren 32 er lukket og bryteren 29 åpen (motsatt av det som vises på fig. 2). Derved vil den annen strømkrets 26-31-32-33-30 sluttes, hvorved spolen 33 aktiveres slik at ventilen 34 åpnes og vann trenger inn i rommet 16 fra ledningen 40 gjennom en tilbakeslagsventil 41 og forbindelsen 17. Når vann-nivået i rommet 16 har steget til nivået 37, påvirkes organet 36: og dermed spolen 35 slik at bryteren 32 åpnes og bryteren 29 slås på. Derved

åpnes den andre strømkretsen 26-31-32-33-30, hvorved ventilen

34 stenges og vanntilførselen til rommet 16 avbrytes. Samtidig blir den første strømkretsen 26-20-21-23-29-24-27 sluttet (bryterne 21 og 24 forutsettes å være slått på) slik at kontaktoren 19 lukker seg og varmeanordningen 18 kobles til. Det i rommet 16

innesluttede vann varmes hurtig opp og varmer olje som strømmer gjennom rommet 11 til brenneren 2. Når vanndamp fra anlegget 1 har oppnådd en temperatur som er tilstrekkelig til å varme oljen,

åpnes ventilene 6 og 39 og vannet i rommet 16 strømmer ut gjennom forbindelsen 17 og ledningen 28, hvorefter damp fra anlegget 1 tar over varmerens 18 oppgave som varmekilde for oljen.

Nar vannet trykkes inn i rommet 16 gjennom ledningen 40, blir det dannet en luftpute i rommet 42 ovenfor vannoverflaten 37 og hindrer en fullstendig fylling av rommet 16 med vann, hvilket

rom 42 tillater det innesluttede vann å ekspandere når vannet så

varmes opp.

Vannet i rommet 16 kan, når varmeren 18 er tilkoblet, ha en temperatur på 150°. Når rommet 16 skal tømmes for dette varme vann, er det nok å åpne ventilen 39 - damptrykket i rommet 42 vil presse ut vannet før ventilen 6. åpnes. Herved forhindres også s.k. kondensatsmell, som kan oppstå i rommet 16 hvis damp fra ledningen 5 innføres i vannet i rommet 16.

I praksis er driften, av anordningen fortrinnsvis automatisert.Herved er organet 38 med bryterne 31 og 23 hensiktsmessig samordnet med ventilen 6 og ventilen 39 slik at de vil bli manøvrert sammen når varmeren. 18 skal kobles til.

Claims (5)

1. Anordning for å varme et første fluidum til en bestemt temperatur, omfattende et første rom (11) i hvilket det første fluidum er bestemt til å varmes, et annet rom (16) og en vegg (13) som adskiller rommene, hvilken vegg hovedsakelig omslutter det annet rom (16), hvorved det annet rom (16) er anordnet for gjennomstrømning av et annet fluidum som varmer det første fluidum, gjennom veggen (13), samt en elektrisk varmer (18) som normalt er frakoblet, for varming av det annet fluidum når dettes temperatur er utilstrekkelig til å varme det første fluidum til den bestemte temperatur,karakterisert vedat den elektriske varmer (18) er anordnet i det annet rom (16) slik at den i det vesentlige omsluttes av veggen (13), og at anordningen dessuten er slik beskaffen at når varmeren (18) er tilkoblet, er fluidum-strømmen gjennom det annet rom (16) i det vesentlige avstengt og fluidum i væskeform er innesluttet i det annet rom (16), hvilket innesluttede fluidum omgir varmeren (18) og overfører varme fra varmeren (18) direkte til den omsluttende vegg (13).

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedet i det annet rom (16) anordnet første temperaturfølende organ (22) for frakobling av varmeren (18) ved en bestemt temperatur i det annet rom (16)..

3. Anordning ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedet organ (25) som avføler temperaturen i det første fluidum for frakobling av varmeren (18) ved en bestemt temperatur i det første fluidum.

4. Anordning ifølge et av de foregående krav, i hvilken det annet fluidum er i hovedsaken gassformig når det gjennomstrømmer det annet rom (16) og varmer det første fluidum,karakterisert vedorganer for å tilføre fluidum i væskeform til det annet rom (16) innen varmeren (18) kobles til.

5. Anordning ifølge krav 4,karakterisert vedet i det annet rom (16) anordnet nivåfølende organ (36) for frakobling av varmeren (18) når væskeoverflaten i det annet rom (16) befinner seg under et visst nivå (37).