PL212328B1 - Układ przepływowego dogrzewacza wody oraz sposób regulacji temperatury wody w przepływowym dogrzewaczu wody - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ przepływowego, rurkowego dogrzewacza wody do użytku domowego, mającego zastosowanie dla zmieniającego się przepływu i temperatury wody zasilającej oraz sposób regulacji temperatury wody w przepływowym dogrzewaczu wody.

Znane są elektryczne, przepływowe ogrzewacze wody do użytku domowego produkowane w Polsce m.in. przez firmy Biawar, Galmet i in., w których regulacja temperatury odbywa się przez regulację strumienia wypływającego, a po przekroczeniu dopuszczalnej temperatury wody wyłącznik termiczny wyłącza zasilanie grzejnika. Komfort korzystania z takich ogrzewaczy jest niski.

Znane z polskiego opisu patentowego PL 178428, „Przepływowy ogrzewacz wody oraz układ jego połączeń” posiada 8 ustawień mocy grzewczej, które ustawiane są mikrowyłącznikami w zależności od przepływu i temperatury wody w komorze pomiaru. Grzałki w komorze zespołu wodnego załączają się kolejno ze wzrostem wymaganej temperatury i przepływu wody. „Elektryczny grzejnik przepływowy” według zgłoszenia patentowego P 313709 charakteryzuje się elementami grzejnymi o różnej mocy oraz układem, który rozdziela moce na największą ilość elementów grzejnych. Znany jest z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P 326819 „Elektryczny podgrzewacz przepływowy oraz sposób kontroli dopływu wody” grzejnik sterowany urządzeniem energoelektroniki, którego moc regulowana jest sygnałem z sensora przepływu. Sensor przepływu reaguje zarówno na wielkość przepływu wody, jak również obecność powietrza oraz mieszaniny powietrze-woda, wpływając na układ energoelektroniki.

Opisane wyżej rozwiązania dobrze wypełniają wymagania utrzymania stałej temperatury wody wypływającej przy zmiennym strumieniu wody i regulacji wymaganej temperatury. Są to jednak układy złożone technicznie i kosztowne i z tych powodów kwalifikują się do zastosowań przemysłowych.

W zastosowaniach domowych wymagania są nieco inne. Zakres zmian przepływu w jednym punkcie poboru (np. umywalka, zlewozmywak, prysznic) jest niewielki przy dzisiejszych tendencjach oszczędnościowych. Całkowity przepływ zależy od ilości punktów jednoczesnego poboru wody. Również zakres zmian temperatury wody wypływającej jest niewielki, a bardziej wymagany jest natychmiastowy dostęp do ciepłej wody po otwarciu zaworu końcowego.

Temperatura wody zasilającej zmienia się w szerokim zakresie wynikającym z różnic temperatur pór roku: w zimie może wynosić ok. 4°C, a latem nawet (16:18)°C, a także i wyższa jeżeli zastosowano niskotemperaturowe źródła wspomagające pracę instalacji grzewczej np.: różne instalacje solarne, kolektory słoneczne, pompy ciepła itp. Urządzenia te, oszczędzające energię w skali roku coraz częściej stosowane są w indywidualnych gospodarstwach domowych. Zgromadzona energia w postaci ogrzanej wody, w izolowanych cieplnie zasobnikach należy do źródeł niskotemperaturowych - rzadko w roku jej temperatura przekracza wartość 35°C, co nie daje komfortu ciepła przy bezpośrednim korzystaniu. W skali roku w naszej strefie klimatycznej bywają również okresy (np. w zimie), w których uzysk energetyczny z takich instalacji jest znikomy i temperatura wody zasilającej jest niewiele wyższa od 4°C. Dla otrzymania komfortu cieplnego według współcześnie obowiązujących standardów i oszczędności energii z wykorzystaniem opisanych instalacji, wymagane jest dogrzewanie zgromadzonej w zasobnikach lub instalacji wody, do wymaganej temperatury.

Układ przepływowego dogrzewacza wody, według wynalazku do użytku domowego, zawierający ciśnieniowy rurkowy przepływowy podgrzewacz z rozmieszczonymi na nim grzejnikami rurkowymi, zasilanymi z energetycznej sieci zasilającej, czujniki temperatury charakteryzuje się tym, że pierwszy grzejnik temperatury i czujnik temperatury wody wpływającej usytuowane są w pobliżu końcówki wpływu wody do rurki grzewczej, zaś drugi grzejnik i czujnik temperatury wody wypływającej usytuowane są w pobliżu końcówki wypływu wody z rurki grzewczej. Pierwszy grzejnik połączony jest poprzez łącznik termostatyczny z czujnikiem temperatury. Drugi grzejnik połączony jest poprzez łącznik termostatyczny z czujnikiem temperatury i z urządzeniem energoelektroniki, które połączone jest poprzez sterownik z czujnikiem temperatury. Pierwszy i drugi grzejnik połączone są z jedną fazą energetycznej sieci zasilającej. W innej wersji pierwszy grzejnik połączony jest z jedną fazą energetycznej sieci zasilającej, a drugi grzejnik połączony jest z drugą fazą energetycznej sieci zasilającej.

Zaletą układu według wynalazku jest skuteczne zmniejszenie wpływu dużych zmian temperatury wejściowej, wpływającej do ogrzewacza wody zasilającej, przy jednoczesnym utrzymaniu stałej i stabilnej temperatury wody wypływającej. Ważną właściwością jest szybkie osiągnięcie wymaganej temperatury po otwarciu zaworu przepływu.

PL 212 328 B1

Sposób regulacji temperatury wody w przepływowym dogrzewaczu wody. charakteryzuje się tym, że mierzy się temperaturę wody wpływającej pierwszym czujnikiem, przy czym po przekroczeniu nastawionej temperatury wody wpływającej wyłącza się pierwszy grzejnik łącznikiem termostatycznym, zaś temperaturę wody wypływającej mierzy się drugim czujnikiem, z którego sygnał przekazuje się do sterownika urządzenia energoelektroniki. Urządzenie energoelektroniki reguluje moc cieplną grzejnika. Powyżej ustalonej temperatury wody wpływającej ogrzewanie prowadzi tylko drugi grzejnik wody wypływającej, dodatkowo regulowany urządzeniem energoelektroniki, a dostarczana moc cieplna uzależniona jest bezpośrednio od temperatury wody wypływającej, pośrednio od prędkości wypływu wody i temperatury wody wpływającej do ogrzewacza.

Równoczesne zastosowanie podziału mocy grzewczej na dwie grzałki załączane osobnymi łącznikami z czujnikami temperatury rozdzielającymi wpływ temperatury wody wpływającej i wypływającej na moc grzewczą, ciągła regulacja mocy grzewczej przez urządzenie energoelektroniki tylko na części mocy dostarczanej, oraz odpowiednie sterowanie grzałkami uniezależnia temperaturę wody wypływającej od wielkości przepływu i temperatury wody wpływającej, zapewniono szybką reakcję na zmiany tych wielkości dla utrzymania stałej wartości temperatury wody wypływającej.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładach wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu, w którym woda podgrzewana jest grzejnikami zasilanymi z jednej fazy sieci energetycznej zasilającej, fig. 2 przedstawia schemat blokowy układu, w którym grzejniki zasilane są z dwóch faz sieci energetycznej zasilającej.

P r z y k ł a d I

Dogrzewacz zbudowany jest z podgrzewacza ciśnieniowego rurkowego 3 w którym przepływająca od końcówki 10 do końcówki 11 woda podgrzewana jest grzejnikami 1 i 2, rozmieszczonymi na rurce przepływu 3. Pierwszy grzejnik 1 poprzez łącznik termostatyczny i drugi grzejnik 2, poprzez łącznik termostatyczny 7 zasilane są z jednej fazy energetycznej sieci zasilającej 12. Pierwszy grzejnik 1 umieszczony jest w pobliżu końcówki 10 wpływu wody i połączony jest poprzez łącznik termostatyczny 6 z czujnikiem temperatury 4 umieszczonym blisko końcówki 10 podgrzewacza 3. Czujnik temperatury 4 kontroluje temperaturę wody wpływającej do podgrzewacza 3. Drugi grzejnik 2 umieszczony jest w pobliżu końcówki 11 wypływu wody i połączony jest poprzez łącznik termostatyczny 7 z czujnikiem temperatury 5 i urządzeniem energoelektroniki 8. Czujnik temperatury 5 połączony jest z łącznikiem 7 i dodatkowo ze sterowaniem 9 urządzenia energoelektroniki 8. Wzrost temperatury wody wpływającej reguluje pracą pierwszego grzejnika 1. Po przekroczeniu nastawionej temperatury wody wpływającej, pierwszy grzejnik 1 zostaje wyłączony. Dalszy wzrost temperatury wody wpływającej i przekroczenie temperatury powyżej wartości żądanej temperatury wypływu wyłącza również grzejnik 2, poprzez łącznik termostatyczny 7 z czujnikiem temperatury 5.

W zakresie temperatur wody od najniższej wpływającej do ustalonej temperatury wody wypływającej, wodę ogrzewają obydwa grzejniki.

P r z y k ł a d II

Układ jak w przykładzie pierwszym z tym, że pierwszy grzejnik 1 połączony jest z fazą energetycznej sieci zasilającej 12, a drugi grzejnik 2 połączony jest z fazą energetycznej sieci zasilającej 13.

Claims (4)

1. Układ przepływowego dogrzewacza wody do użytku domowego, zawierający ciśnieniowy rurkowy przepływowy podgrzewacz z rozmieszczonymi na nim grzejnikami rurkowymi zasilanymi z energetycznej sieci zasilającej, czujniki temperatury, znamienny tym, że pierwszy grzejnik temperatury (1) i czujnik temperatury (4) wody wpływającej usytuowane są w pobliżu końcówki (10) wpływu wody do rurki grzewczej (3), zaś drugi grzejnik (2) i czujnik temperatury (5) wody wypływającej usytuowane są w pobliżu końcówki (11) wypływu wody z rurki grzewczej (3), przy czym pierwszy grzejnik (1) połączony jest poprzez łącznik termostatyczny (6) z czujnikiem temperatury (4), zaś drugi grzejnik (2) połączony jest poprzez łącznik termostatyczny (7) z czujnikiem temperatury (5) i z urządzeniem energoelektroniki (8), które połączone jest poprzez sterownik (9) z czujnikiem temperatury (5).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy i drugi grzejnik (1, 2) połączone są z jedną fazą energetycznej sieci zasilającej (12).

PL 212 328 B1

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy grzejnik (1) połączony jest z fazą energetycznej sieci zasilającej (12), a drugi grzejnik (2) połączony jest z fazą energetycznej sieci zasilającej (13).

4. Sposób regulacji temperatury wody w przepływowym dogrzewaczu wody, znamienny tym, że mierzy się temperaturę wody wpływającej czujnikiem (4), przy czym po przekroczeniu nastawionej temperatury wody wpływającej wyłącza się grzejnik (1) łącznikiem termostatycznym (6), zaś temperaturę wody wypływającej mierzy się czujnikiem (5), z którego sygnał przekazuje się do sterownika (9) urządzenia energoelektroniki (8), które reguluje moc cieplną grzejnika (2).