SE436520B - Vermeackumulator - Google Patents

Description

azozmo-a Ackumulatorn utmärks av att en ledning innehållande fluid i vätskefas med måttlig kokpunkt, exempelvis vatten är anordnad i värmeöverförande förbindelse med stigarvat- tendelen/hetvattendelen och värmeackumulatorkroppen, och ' att en cirkulationspump med sugsidan i förbindelse med ett expansionskärl, företrädesvis ventílerat till atmosfären, är anordnad att styra cirkulationen av fluid i värmeut- bytesförhållande med värmeackumulatorn med sådan hastighet att fluiden ej fasomvandlas. _ Pumpens styranordning omfattar företrädesvis en termo- stat och/eller tyristoranordning, som avkänner temperaturen i pannans stigarvattende1/hetvattende1 och/eller slingas ingång och/eller utgång till resp. från stigarvattendelen/ hetvattendelen.

Uppfinningen tillhandahåller även i värmeutbytesförhâl- lande med en värmepannas stigarvattende1/hetvattendel anordnad värmeackumulator, omfattande kropp av hög värme- kapacitivitet och smältpunkt uppvisande material, exempel- vis gjutjärn, kerammaterial, etc., där kroppen är anord- nad att uppvärmas medelst elektrisk energi till en avsevärt högre temperatur än stigarvattendelens/hetvattendelens maxtemperatur. Ackumulatorkroppen omfattar åtminstone tvâ delblock, mellan vilka en plåt med god värmeledningsför- måga, exempelvis av koppar, är insatt.

På nämnda åtminstone en plåt är lämpligen anordnade rör, ingående i en ledning som står i kommunicerande för- bindelse med pannans stigarvattendel/hetvattendel.

Ackumulatorkroppen är exempelvis tillverkad av ett kerammaterial med ungefär följande sammansättning, mätt i vikt-%, 37% Al203, 5% SiO2, 17% Fe2O3, l,7% Ti02, 38% CaO, O,5% MgO och 0,8% alkaliska ämnen.

I syfte att ytterligare belysa uppfinningstanken kommer nu nâgra utföringsformer av uppfinningen att avhandlas med hänvisning till bifogade ritningar, där Fig. 1 schematiskt visar principen i en första typ av elvärmepanna Fig. 2 visar en snarlik variant, 83026104: Fig. 3 visar ackumulatordelen som en separat enhet i en pannkonstruktion allmänt pâminnande om den i Fig. 2, och Fig. 4 schematiskt visar en metod vid tillverkning av kanalförsett ackumulatorblock.

Fig. 5 visar en av flera delblock bestående ackumula- torkropp, och Fig. 6 visar en sådan kropp insatt i en dubbelmantlad panna.

Den med hänvisningssiffran 10 i Fig. 1 visade pannan är en elektrisk panna. I de kända varianterna är panntypen av det slag där en elektrisk värmepatron ll ombesörjer upp- värmning av vattnet i hetvatten/radiatorsystemet 12. Led- ningar till respektive från radiatorer har betecknats med 13 och 14. Tappvarmvattensystemet 15 kan få sin uppvärmning från det omgivande systemet 12 eller ha en separat värme- patron (ej visad). Ledningar till respektive från varmvat- tenbehållaren 15 har markerats med siffrorna 16 och 17.

Pannan i Fig. 1 har i sin nedre ände en värmeackumula- torkropp 18 av ett material med hög värmelagringskapacitet, exempelvis gjutjärn eller kerammaterial, förslagsvis av den typ som innehåller Al203, Si02, Fe203, Ti02, CaO, Mg0 och alkaliska ämnen i proportionerna 37%, 5%, 17%, l,7%, 38%, 0,5% respektive 0,8%, räknat på vikt. Den effektiva värmekapaciteten hos en kropp av nämnda kerammaterial och av storleksordningen 40x40x80 cm3 kan vid en temperatur av cirka 4000 C uppskattas till 50.000 kcal. Siffran svarar väl mot energibehovet för en normalvilla en normal vinter- dag.

En elektrisk värmeslinga 19 i form av en elpatron är insatt i ackumulatorkroppen 18 och kan exempelvis ge 9kW, d.v.s mellan klockan 22.00 och 05.00 ger en sådan patron 63kWh tillförd energi. Patronens 19 till-/frånkoppling styrs lämpligen med en timer 20 och termostat.

Runt värmekroppen 18 finns en kraftig isolering 21, företrädesvis med värmereflekterande ytskikt/beläggning. I kroppen 18 finns inbyggt eller är inlagt en rörslinga 22, som inrymmer en fluid, exempelvis vatten. Slingan 22 sätter 830261644 kroppen 18 i värmeutbytesförhållande med hetvattendelen 12 då en cirkulationspump 23 aktiveras, lämpligen under styr- ning av en termostat 24 i delen 12 och/eller tyristor (Fig. 6) som med utgångspunkt från temperatur på ingången till slingan 22 alternativt temperaturskillnaden mellan in- gången och utgången styr pumpens cirkulationshastighet.

I händelse av att ackumulatorkroppen 18 ej skulle ha tillräcklig kapacitet, finns även en elpatron 11 som reserv/tillsatsaggregat. I Såväl vattenslingan 22 som hetvattendelen 12 kommunicer- ar med expansionskärl 25, 26. Det är även möjligt att ut- nyttja patronen 19 för direktuppvärmning av vattnet i slingan 22.

Pumpens 23 sugsida kommunicerar med expansionskärlet , som är ventilerat till omgivningen och inrymmer betrygg- ande vattenmängd. Backventiler 35 är lämpligen anordnade för att förhindra ev. oavsiktlig kommunikation mellan vattenförrådet i kärlet 25 och slingorna i värmeackumulator- kroppen 18. ' När rätt temperatur, t ex 70”C, erhållits i pannan, fås signal från termostaten 24 och/eller tyristorn och pumpen '23 stoppar. Backventilerna 35 blockerar vattentillförsel från expansionkärlet 25 till värmeackumulatorn. Kvar i ackumulatorn finns ånga av tryck svarande mot höjden av expansionskärlet 25.

När sedan pumpen får signal att starta, finns vatten direkt på sug/trycksidan och eftersom pumpen startar med full effekt och hög hastighet trycks ångan ut med en gång.

Pumpen är, såsom nämnts, lämpligen tyristorstyrd och åter- går snabbt, företrädesvis till av temperaturskillnad mellan ingång till och utgång från pannan styrd cirkulations- hastighet, som alltså är varierbar inom vida gränser.

Om hetvattendelens temperatur är 70°C, så behöver temperaturen i rörslingan utanför ackumulatorn inte vara högre än 80°C. ' I Fíg. 2 har visats en panna där ackumulatordelen 18 betjänar hetvattendelen 12 på principiellt samma sätt som i Fig. 1, men där hetvattendelen 12 och tappvattendelen 15 är 830261044 åtskilda via en tvärs pannan sig sträckande skiljevägg 27.

I Fig. 2 har även visats en radiator 28 och en shuntventil 29 av känt slag. I Arrangemanget i Fig. 3 skiljer sig ifrån det tidigare, i det att värmeackumulatorkroppen 18 placerats som en sepa- rat enhet utanför den egentliga pannan 10. I övrigt är principen för värmeutbyte densamma.

I Fig. 4 visas schematiskt hur två block 30 och 31 - det ena med däri utformade spår 32, 33 svarande mot den i kroppen 18 placerbara delen av slingan 22 respektive elpat- ronen 19 - är anordnade att läggas samman, t.ex. i en plätlåda 34, som sedan förses med anslutningar och iso- lering samt därefter installeras i pannan eller anordnas som en separat enhet.

I Fig. 5 visas en av flera delblock 36 bestående ackumu- latorkropp, exempelvis av det tidigare nämnda kerammateria- let. Delblocken är åtskilda genom plåtar 37, exempelvis av _koppar. På plåtarna är rör 38, lämpligen även de av koppar, ingående i fluidsystemet fästade, exempelvis genom lödning, nitning. Plåtarna 37 befrämjar värmetransporten till fluiden i rören 38.samt kompenserar för eventuella brister i kontaktvärmeöverföringen mellan intilliggande block. Plå- tarna förmodas även motverka tendens till värmeutmattning med åtföljande sprickbildning i områdena för rören 38.

I Fig. 5 har värmepatroner 19 visats utspridda i resp- ektive block. Andra arrangemang är möjliga, exempelvis kan elementen/patronerna vara fästade till samma plåt som rören 38.

I Fig. 6 visas en panna omfattande ackumulatorkropp 18 uppbyggd av tre delblock 36, som är åtskilda av värme- ledande bryggor bildande kopparplåtar 37. Pâ dessa är rör 38 ingående i fluidcirkulationsslingan 22 fastnitade, alternativt fästade på annat lämpligt sätt.

Cirkulationsriktningen i slingan 22 anges av pilarna 39, 40. Cirkulationspumpen 23 har en tyristoranordning 41, som steglöst och inom vida gränser styr pumpens 23 hastig- het i beroende av en signal från en sensor 42 på ingången till slingdelen inuti pannans hetvattendel. 830261041 , Det till atmosfären ventilerade expansionskärlet 25 försörjer pumpens sugsida med vatten och den ånga, med tryck svarande mot expansionskärlets höjd, som kan uppkom-- ma i slingdelen mellan backventilen 35 och slingdelen_i pannans hetvattendel 12, under pumpens stillestånd, trycks lätt ut genom expansionskärlet när pumpen på nytt startar.

Izsamtliga utföringsformer kommer alltså billig nattel-K-K- I energi till användning och ackumuleras i välisolerad lag- ringskropp av kompakt form och som tål jämförelsevis höga temperaturnivâer.

Aven om specifika utföringsformer behandlats, inses att modifikationer och alternativ givetvis är möjliga inom ramen för bifogade patentkrav. Värmepannan behöver nödvän- digtvis i sig ej vara en elpanna.

Andra panntyper för Vattenburen värme är tänkbara, även pannor av s.k. combi-typ. Ackumulatorkroppen kan_även- dimensioneras för stora pannanläggningar, t.ex. industri- pannor, centralpannor.

Claims (4)

aso2s1o-4 PATENTKRAV

1. I värmeutbytesförhâllande med en värmepannas sti~ garvattendel (l2, 15) anordnad värmeackumulator, omfattande _ kropp (18) av hög värmekapacitivitet och hög smältpunkt uppvisande material, där kroppen är anordnad att uppvärmas. medelst elektrisk energi till avsevärt högre temperatur än stigarvattendelens max-temperatur) k ä n~n e t e c k n a d av att en ledning (22) innehållande en fluid i vätskefas med måttlig kokpunkt, exempelvis vatten, är anordnad i värmeöverförande förbindelse med stigarvattendelen och värmeackumulatorkroppen, och att en cirkulationspump (23) med sugsidan i förbindelse med ett expansionskärl, företrädesvis ventilerat till at- mosfären, är anordnad att styra cirkulationen av fluid i värmeutbytesförhàllande med värmeackumulatorn med sådan hastighet att fluiden ej fasomvandlas,

2. Ackumulator enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att en styranordning för pumpen omfattar en termostat (24) och/eller tyristoranordning (41) som av- känner temperaturen i pannans stigarvattendel och/eller på ingången till respektive utgången frän stigarvattendelen.

3. Ackumulator enligt något eller nâgra av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att ackumulator- kroppen omfattar åtminstone tvâ delblock av kerammaterial (36), mellan vilka en plåt med god värmeledningsförmâga, exempelvis av koppar, är insatt.

4. Ackumulator enligt patentkravet 3, k ä n n e - t e c k n a d av att på nämnda åtminstone en plåt är anordnade rör (38), ingående i en ledning (22) som står i kommunicerande förbindelse med pannans stigarvattendel. esozsw-u i É. Ackumulator enligt något eller några av patent- kraven 4 - 5, k ä n n e t e c k n a d av att ackumulator- kroppen är tillverkad av ett kerammaterial med ungefär föl- jande sammansättning, mätt i Vikt-Å, 37% Al2O3, 5% SiO2, 17% FeO3, l,7% Ti02, 38% CaO, O,5% MgO och O,8% alkaliska ämnen.