SE513117C2 - Värmeanläggning med stegvis uppvärmning av tappvarmvatten - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 513 117 2 rer, varvid anläggningen är avsedd för användning vid uppvärm- ning av fastigheter och därtill hörande tappvarmvatten.

Den största nackdelen hos dagens uppvärmningssystem för bo- städer innefattande användning av värmepump är det dåliga ut- nyttjandet av värmepumpen. Värmepumpens integrering i ett konventionellt uppvärmningssystem leder bl a till att värmepum- pen tvingas arbeta vid ogynnsamma temperaturer och flöden.

Oönskade temperaturstegringar och flödesvariationer i systemet på värmepumpens kondenseringssida medför en låg verknings- grad hos värmepumpen och leder därmed också till högre energi- kostnader. Vidare är dessa uppvärmningssystem så utformade att de inte möjliggör att värmepumpen primärt utnyttjas för att täcka det föreliggande värmningsbehovet, d v s de förmår inte att först fullständigt utnyttja energi tillförd från värmepumpen för uppvärmning och sedan endast om nödvändigt, p g a att värme- behovet är större än värmepumpens kapacitet, tillföra energi med en annan värmekälla, t ex med en värmepanna.

Det svenska patentet nr 436 518 beskriver en värmeanläggning med en värmepanna och en värmepump, vilken anläggning i viss utsträckning överensstämmer med ingressen till patentkravet 1 i föreliggande ansökan. Denna skrift har som ändamål att anvisa en -värmeanläggning som säkerställer ett bättre utnyttjande och längre livslängd för värmepumpen vid lägre kostnader. Detta åstadkommes i första hand genom en speciell styrning av värme- pumpen och värmepannan baserad på returledningstemperaturen och utomhustemperaturen. Anläggningen enligt 436 518 uppvisar dock stora brister genom att helt sakna medel för att samtidigt tillgodose uppvärmning av erforderligt tappvarmvatten. Således beskriver skriften visserligen ett sätt att utnyttja en värmepump effektivare men utan att beakta svårigheten att göra detsamma under samtidig uppvärmning av hos bostäder och andra fastig- heter erforderligt tappvarmvatten. Det är just kravet på uppvärm- ning av tappvarmvatten till tillräckligt höga temperaturer, bl a för att undvika tillväxt av legionellabakterier, som medför problem att utnyttja värmepumpen optimalt och därmed kostnadseffektivt. 10 15 20 25 30 35 513 117 3 l den schweiziska skriften 623 915 beskrivs i två olika varianter ett system som inkluderar värmepanna, värmepump, radiator, Varmvattenberedare och ventiler. Emellertid sker i båda fallen överföring av värme till tappvarmvattnet i en till radiatorerna pa- rallell krets i ett enda steg, vilket leder till en ineffektiv uppvärm- ning av tappvarmvattnet och en dålig utnyttjandegrad av värme- pumpen.

Den tyska skriften 2 637 209 avser ett system som inkluderar en värmepump, gasvärmare, Varmvattenberedare, radiatorer och styrventiler. Denna skrift anger ett system vilket är avsett både för uppvärmning av radiatorer och för varmvattenberedning.

Systemet utnyttjar två styrventiler för att reglera en primär och en sekundär krets. Systemet uppvisar, på samma sätt som den ovan nämnda schweiziska skriften, stora nackdelar, bla genom att tappvarmvattnet värmes i ett enda steg och att systemet inte ger möjlighet att åstadkomma en uppvärmning av tappvarmvattnet till höga temperaturer med gasvärmaren utan att påverka värme- pumpens arbetstemperatur på inloppsidan, vilket får till följd att värmepumpen inte kan användas optimalt för uppvärmning av vare sig tappvarmvattnet eller radiatorerna.

Sökanden är också medveten om den franska skriften 2 557 274 som beskriver ett system innefattande en uppvärmningsanord- ning, en värmepump, styrventiler, radiator och varmvattenbere- dare. Detta system gör det möjligt att värma tappvarmvatten i två steg, nämligen en första gång i en Varmvattenberedare ansluten till en värmepump och sedan med hjälp av en andra uppvärm- ningsanordning, vilken kan vara en värmepanna, eller alternativt med en tredje elektrisk uppvärmningsanordning. Vidare kan vär- mepumpen användas för uppvärmning av en radiator, vilken radi- ator också kan försörjas av den nämnda andra uppvärmningsan- ordningen. Emellertid uppvisar även detta system betydande nackdelar. Förutom att systemet har mycket omfattande och för- dyrande ledningsdragningar tillhandahåller det liten flexibilitet och kräver ett avancerat styrsystem. Exempelvis kan nämnas att 10 15 20 25 30 35 513 117 4 då det totala effektbehovet understiger värmepumpens kapacitet och den största värmemängden åtgår till tappvarmvatten, finns inte möjlighet att stegvis värma tappvarmvattnet utan att drift- sätta uppvärmningsanordningen och ej heller finns möjlighet att utnyttja returvatten från varmvattenberedaren till uppvärmning av radiatorn.

UPPFINNINGENS SYFTEN Syftet med föreliggande uppfinning är tillhandahålla en värme- anläggning av inledningsvis definierat slag, hos vilken de tidigare kända värmesystemens nackdelar väsentligen har reducerats, d v s tillhandahålla ett värmesystem i vilket värmepumpen arbe- tar vid en så jämn och så låg temperatur som möjligt på inloppsi- dan (kondenserlngssidan) och med ringa flödesvariationer.

Ett annat syfte är att värmepumpen utnyttjas till största möjliga utsträckning som primär energikälla i värmesystemet för både uppvärmning av tappvarmvatten och radiatorer, vilket innebär att så länge systemets totala värmemängdsbehov understiger vär- mepumpens värmemängdsproduktionsförmåga tillhandahåller värmepumpen självständigt den erforderliga energin i form av värme och följaktligen är värmepannan i drift endast vid relativt hög belastning, för att i största möjliga utsträckning nedbringa energikostnaderna.

Ett ytterligare syfte är att tillhandahålla ett förfarande vilket möj- liggör att en energikälla såsom tex en värmepump eller en sol- fångare, med relativt låga driftskostnader, kan utnyttjas optimalt för att tillhandahålla energi för uppvärmning av exempelvis bo- städer och därtill hörande tappvarmvatten och således tillhanda- hålla ett förfarande som möjliggör minimal användning av den dyrare energikällan utgörande t ex en värmepanna. 10 15 20 25 30 35 513 117 5 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ovanstående syften uppnås genom att tillhandahålla en värme- f anläggning där anläggningen innefattar medel för att möjliggöra ett flöde av det första mediumet från den första värmealstrande inrättningens utlopp till en första värmeöverföringsanordning och vidare till returledningen och/eller till framledningen.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, där en andra förbindningsledning, från en tredje punkt belägen mellan den första värmealstrande inrättningens utlopp och nämnda andra punkt till inloppet hos nämnda första värmeöverföringsanordning och vidare från denna värmeöverföringsanordnings utlopp till en fjärde punkt belägen vid returledningen, förbinder framledningen och returledningen, och där en parallelledning, från en femte punkt belägen mellan nämnda första värmeöverföringsanordnings utlopp och nämnda fjärde punkt till en sjätte punkt belägen vid framledningen, förbinder nämnda första värmeöverfö- ringsanordning och framledningen parallellt, och särskilt i kom- bination med en annan utföringsform, där den fjärde punkten är belägen mellan nämnda första punkt och den första värmealstrande inrättningens inlopp, och i kombination med yt- terligare en utföringsform, där den sjätte punkten är belägen mellan nämnda tredje punkt och nämnda andra punkt, kan den andra värmealstrande inrättningen självständigt till det första mediumet' avge erforderlig värmemängd så länge som anlägg- ningens totala värmemängdsbehov understiger nämnda andra inrättnings värmemängdsproduktionsförmâga och om värme- mängdsbehovet skulle överstiga nämnda produktionsförmåga kan den första värmealstrande inrättningen tillgodose därutöver er- forderligt värmemängdsbehov, tex genom att via det första me- diumet ytterligare värma det andra mediumet vid den första vär- meöverföringsanordningen, under det att den andra värme- alstrande inrättningen kommer att på dess inloppsida mottaga det första mediumet vid en temperatur vilken är den lägsta möj- liga temperaturen på det första mediumet föreliggande i anlägg- ningen. 10 15 20 25 30 35 513 117 6 Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där åtminstone en andra värmeöverföringsanordning är anordnad vid framledningen, och särskilt i kombination med en annan utfö- ringsform, där nämnda andra värmeöverföringsanordning är an- ordnad mellan nämnda andra punkt och värmeavgivningsanord- ningens inlopp, erhålles möjligheten att värma det andra mediu- met i åtminstone två steg vilket exempelvis kan ske genom att den andra värmealstrande inrättningen används för att via den första förbindningsledningen försörja den andra värmeöverfö- ringsanordningen med värme under det att den första värme- alstrande inrättningen utnyttjas för att ytterligare värma det andra mediumet vid den första värmeöverföringsanordningen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där åtminstone en tredje värmeöverföringsanordning är anordnad vid returledningen, och särskilt tillsammans med en annan utfö- ringsform, där nämnda tredje värmeöverföringsanordning är an- ordnad mellan värmeavgivningsanordningens utlopp och den andra värmealstrande inrättningens inlopp, erhålles möjligheten att värma det andra mediumet genom att utnyttja kvarvarande värmeenergi i det första mediumet efter att detsamma har pas- serat värmeavgivningsanordningen och således ytterligare ned- bringat temperaturen hos det första mediumet innan detsamma nàr den andra värmealstrande inrättningens inlopp.

Enligt en annan föredragen utföringsform, där anläggningen in- nefattar tre vid nämnda andra krets i serie kopplade värm_eöver- föringsanordningar, nämligen nämnda första värmeöverförings- anordning anordnad vid den första kretsens andra förbindnings- ledning, nämnda andra värmeöverföringsanordning anordnad vid den första kretsens framledning och nämnda tredje värmeöverfö- ringsanordning vid den första kretsens returledning, erhålles en mycket energieffektiv uppvärmning av det andra mediumet ge- nom en första värmning vid den tredje värmeöverföringsanord- ningen, en andra värmning vid den andra värmeöverföringsan- 10 15 20 25 30 35 513 117 7 ordningen och en tredje värmning vid den första värmeöverfö- ringsanordningen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där den andra värmealstrande inrättningen inkluderar åtminstone en värmepump, erhålles en mycket ekonomisk värmeanläggning ge- nom att värmepumpen i stor utsträckning kan tillhandahålla er- forderlig värmeenergi till låga driftskostnader.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där den andra värmealstrande inrättningen inkluderar åtminstone en solfångare, kan uppvärmningskostnaderna nedbringas ytterligare genom att värmeenergi till mycket låga driftskostnader kan er- hållas och utnyttjas på ett effektivt sätt.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där anläggningen inkluderar en tredje förbindningsledning anordnad från en sjunde punkt belägen mellan nämnda andra punkt och värmeavgivningsanordningens inlopp till en åttonde punkt belä- gen mellan värmeavgivningsanordningens utlopp och den andra värmealstrande inrättningens inlopp, och särskilt i kombination med en annan utföringsform, där anläggningen inkluderar en fjärde förbindningsledning anordnad från en nionde punkt belä- gen mellan nämnda andra punkt och värmeavgivningsanordning- ens inlopp till en tionde punkt belägen mellan värmeavgivnings- anordningens utlopp och den andra värmealstrande inrättningens inlopp, kan åtminstone en delmängd av det första mediumet le- das från framledningen till returledningen utan att passera över värmeavgivningsanordningen och en delmängd av det första mediumet kan om så önskas cirkuleras i en sekundärkrets inklu- derande värmeavgivningsanordningen/anordningarna.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där åtminstone en ventil är anordnad vid nämnda andra punkt, er- hålles ett mycket effektivt sätt att reglera flödet av det första me- diumet från både den andra värmealstrande inrättningen och från den första värmealstrande inrättningen in i en mellankrets inne- 10 15 20 25 30 35 513 117 8 hållande den andra värmeöverföringsanordningen och/eller vi- dare till sekundärkretsen innehållande värmeavgivningsanord- ningen/anordningarna.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där åtminstone en ventil är anordnad vid nämnda femte punkt, er- hålles ett effektivt sätt att regleraflödet av från framledningen till en primärkrets, innehållande den första värmeöverföringsanord- ningen, inströmmande delmängd av det första mediumet från den första värmeöverföringsanordningens utlopp via den andra för- bindningsledningen till returledningen och/eller via parallelled- ningen tillbaka till framledningen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där åtminstone en pump är anordnad vid den andra förbindningsled- ningen, kan man på ett effektivt sätt pumpa åtminstone ett del- flöde av det första mediumet via den andra förbindningsled- ningen och/eller via parallelledningen.

Enligt ytterligare en annan föredragen utföringsform av uppfin- ningen, där anläggningen inkluderar medel för förbikoppling av den andra värmealstrande inrättningen och särskilt tillsammans med en annan utföringsform, där åtminstone en pump är anord- nad vid den andra värmealstrande inrättningen, och i synnerhet tillsammans med en ytterligare utföringsform, där förbikopplings- medlet innefattar en ventil, erhålles på ett effektivt sätt möjlig- heten att reglera hur stor delmängd av det första mediumet, flö- dande i returledningen, som skall passera genom den andra vär- mealstrande inrättningen.

Särdragen hos det uppfinningsenliga förfarandet definieras när- mare i den detaljerade beskrivningen och i de efterföljande pa- tentkraven.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen kommer att avhandlas närmare i det följande. 10 15 20 25 30 35 513 117 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA På ritningarna är: Fig 1 Fig 2 Fig 3 en schematisk illustration av den uppfinningsenliga värmeanläggningen uppvisande en värmepanna, en värmepump, en första värmeväxlare vid en framled- ningen och returledningen förbindande förbindnings- ledning, en andra värmeväxlare vid framiedningen och en tredje värmeväxlare vid returledningen, och radia- torer, ventiler, pumpar samt temperaturgivare, en schematisk illustration av den uppfinningsenliga anläggningen enligt fig 1 med ett alternativt utförande avseende den första värmväxlaren och förbindnings- ledningen, och en schematisk illustration av den uppfinningsenliga anläggningen enligt fig 2 med ett ytterligare alternativt utförande avseende den första värmeväxlaren.

På ritningarna använda beteckningar har följande betydelse: Vx1 Vx2 Vx3 P1 P2 P3 P4 P5 Svt Sv2 Sv3 värmeväxlare i primärkrets Värmeväxlare vid framledning Värmeväxlare vid returledning Primärkretspump Pump vid värmepump Sekundärkretspump Pump vid Vx2 Pump vid Vx3 Styrventil i primärkrets Styrventil i mellankretsen Styrventil i sekundärkretsen 10 15 20 25 30 35 513 117 ' 10 B1 Backventil vid förbindningsledning B2 Backventil vid värmepump G1-G16 Temperaturgivare, och de i den följande beskrivningen använda beteckningarna T1-T16 är temperaturen vid respektive givare.

KV Kallt vatten VV Varmt vatten DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRANDEN l fig 1 är schematiskt visat en uppfinningsenlig värmeanläggning för uppvärmning av en bostad eller annan fastighet och därtill hö- rande tappvarmvatten. Anläggningen innefattar två kretsar 11, 12 för två åtskilda medium, nämligen en första krets 11 innehållande ett första medium, tex vatten, och en andra krets 12 innehål- lande ett andra medium, t ex tappvarmvatten.

Vid den första kretsen 11 är en första värmealstrande inrättning 13, tex en konventionell olje- och/eller vedeldad värmepanna, vilken också kan inbegripa medel för uppvärmning med s k elpat- ron, och en andra värmealstrande inrättning 14, tex en värme- pump och/eller en solfångare för utnyttjande av jordvärme och/eller solvärme, anordnade i serie för att tillföra värme till det första mediumet.

Värmepannans 13 utlopp 15 är medelst en framledning 16 för- bundet med inloppet 17 till en eller flera värmeavgivningsanord- ningar 18. Dessa anordningar utnyttjas för uppvärmning av ett tredje medium, nämligen luften inuti fastigheten, och är i utföran- deexemplet konventionella radiatorer 18 avsedda för varmvatten eller annat medium. Värmeavgivningsanordningarnas utlopp 19 är medelst en returledning 20 förbundet med den andra värme- alstrande inrättningens 14 inlopp 21 och den andra värme- alstrande inrättningens utlopp 22 är medelst returledningen 20 förbundet med den första värmealstrande inrättningens inlopp 23. 10 15 20 25 30 35 513117' -i 11 Vidare är returledningen 20 och framlednlngen 16 förbundna via en första förbindningsledning 24 anordnad från en första punkt 1 belägen mellan värmepumpens utlopp 22 och värmepannans inlopp 23 till en andra punkt 2 belägen vid framlednlngen 16. l ändamål att överföra värme från det första mediumet till det andra mediumet används värmeöverföringsanordningar 25, före- trädesvis värmeväxlare. Två eller flera värmeväxlare är lämpligen anordnade i serie utmed den andra kretsen 12 för stegvis uppvärmning av tappvarmvattnet. l utförandeexemplet är tre värmeväxlare Vx1, Vx2 och Vx3 anordnade.

Den uppfinningsenliga anläggningen uppvisar medel 26 för att möjliggöra ett flöde av det första mediumet från värmepannans utlopp 15 till en första värmeväxlare Vx1 och vidare till returled- ningen 20 och/eller till framlednlngen 16. Detta àstadkommes genom att en andra förbindningsledning 26, fr_àn en tredje punkt 3 belägen mellan värmepannans utlopp 15 och nämnda andra punkt 2 till inloppet 27 hos den första värmeväxlaren Vx1 och vi- dare frän denna värmeväxlares utlopp 28 till en fjärde punkt 4 belägen vid returledningen 20, förbinder framlednlngen 16 och returledningen 20, och att en parallelledning 29, från en femte punkt 5 belägen mellan värmeväxlarens utlopp 28 och nämnda fjärde punkt 4 till en sjätte punkt 6 belägen vid framlednlngen 16, förbinder värmeväxlaren Vx1 och framlednlngen 16 parallellt. l utförandeexemplet är den fjärde punkten 4 belägen mellan nämnda första punkt 1 och värmepannans inlopp 23, och den sjätte punkten 6 är belägen mellan nämnda tredje punkt 3 och nämnda andra punkt 2. Ovanstående delkrets frän pannans ut- lopp 15 och vidare via den andra förbindningsledningen 26 till returledningen 20 och till pannans inlopp 23 kommer i det föl- jande att kallas primärkrets 30. _ Vid framlednlngen 16 är en andra värmeväxlare Vx2 anordnad mellan nämnda andra punkt 2 och radiatorernas 18 inlopp 17. En tredje värmeväxlare Vx3 är anordnad vid returledningen 20 mellan radiatorernas 18 utlopp 19 och värmepumpens 14 inlopp 10 15 20 25 30 35 513 117 12 21. Observera att flödesriktningen för det andra mediumet genom värmeväxlarna benämnda första, andra och tredje värmeväxla- ren, är sådan att det ovärmda tappvarmvattnet (KV) leds in i den tredje värmeväxlaren Vx3 och vidare via den andra värmeväxla- ren Vx2 till den första Värmeväxlaren Vx1 och därefter leds det uppvärmda tappvarmvattnet (VV) till ett förbrukningsställe. Upp- värmningen av tappvarmvattnet sker således stegvis till önskad temperatur.

Anläggningen inkluderar vidare en tredje förbindningsledning 31 anordnad från en sjunde punkt 7 belägen mellan nämnda andra punkt 2 och radiatorernas 18 inlopp 17 till en åttonde punkt 8 belägen mellan radiatorernas 18 utlopp 19 och värmepumpens 14 inlopp 21 samt en fjärde förbindningsledning 32 anordnad från en nionde punkt 9 belägen mellan nämnda andra punkt 2 och nämnda sjunde punkt 7 till en tionde punkt 10 belägen mellan nämnda åttonde punkt 8 och värmepumpens 14 inlopp 21. Vid den första förbindningsledningen 24 och framledningen 16 är en styrventil Sv2 anordnad vid nämnda andra punkt 2 och vidare är en styrventil Sv1 anordnad vid den andra förbindelseledningen 26 vid nämnda femte punkt 5, och en styrventil Sv3 vid den tredje förbindningsledningen 31 och framledningen 16 vid nämnda sjunde punkt 7. En backventil B1 är anordnad vid den fjärde förbindningsledningen 32 och en backventil B2 vid retur- ledningen 20 vid en position där returledningen 20 också utgör medel 33 för förbikoppling av den andra värmealstrande inrätt- ningen, d v s en förbikopplingsledning 33 för värmepumpen 14.

Delkretsen från värmepumpens 14 utlopp 22 via den första för- bindningsledningen 24 och vidare via framledningen 16 och den fjärde förbindningsledningen 32 till värmepumpens 14 inlopp 21 benämnes nedan mellankrets 34 medan delkretsen från radia- torns/radiatorernas 18 utlopp 19 via den tredje förbindningsled- ningen 31 till radiatorns/radiatorernas 18 inlopp 17 utgör en se- kundärkrets 35.

Värmeväxlaren Vx2 vid framledningen 16 såväl som värmeväxla- ren Vx3 vid returledningen 20 uppvisar medel 39, 40 för förbi- 10 15 20 25 30 35 513 117 ' 13 koppling av respektive värmeväxlare i syfte att med erforderliga pumpar kunna påverka ett önskat delflöde av det första mediumet att strömma över respektive värmeväxlare Vx2, Vx3. l ett annat enklare utförande skulle givetvis Värmeväxlaren Vx2 och/eller värmeväxlarna Vx3 kunna vara inkopplade utan förbikoppling och således skulle alltid hela flödet av det första mediumet, förelig- gande vid respektive inlopp hos värmeväxlarna, strömma över respektive värmeväxlare.

Pumpar P1, P3 är anordnade vid primär- och sekundärkretsen, och vidare är en pump P2 anordnad vid värmepumpen och 'en pump P4 vid den andra Värmeväxlaren Vx2 och en pump P5 vid den tredje Värmeväxlaren Vx3. l fig 2 och 3 àskàdliggörs alternativa utföranden av den uppfin- ningsenliga värmeanläggningen, där Värmeväxlaren Vx1 är an- ordnad vid framledningen mellan värmepannans 13 utlopp 15 och nämnda andra punkt 2 och den andra förbindningsledningen 26b förbinder framledningen och returlednlngen fràn nämnda tredje punkt 3, belägen mellan värmeväxlarens Vx1 utlopp 28 och nämnda andra punkt 2, till nämnda fjärde punkt 4, belägen mel- lan nämnda första punkt 1 och värmepannans 13 inlopp 23. Vid förbindningsledningen 26b är lämpligen primärkretspumpen P1 anordnad. Värmeväxlaren Vx1 kan såsom illustrerat i fig 2 vara förbikopplingsbar genom ett förblkopplingsmedel 41 och inklu- dera en pump P6 eller alternativt vara anordnad direkt pà fram- ledningen såsom illustrerat i fig 3.

Förutom ovan nämnda komponenter innefattar den uppfinnings- enliga värmeanläggningen även ett styrsystem (ej illustrerat) och ett antal givare. l det följande kommer att beskrivas hur det första utförandet av anläggningen fungerar och styrs med hjälp av styrsystemet och av i anläggningen utplacerade temperaturgi- vare G1-G16 i de tre olika driftfallen låglast, mellanlast och hög- last. l samband med driftfallen omnämns ett antal av givarna för att i stora drag beskriva funktionen hos anläggningen. De ej när- 10 15 20 25 30 35 513 117 ' 14 mare omnämnda givarna kan emellertid också vara väsentliga delar för att erhålla indata till anläggningens styrsystem.

Låglast Det huvudsakliga energibehovet består av uppvärmning av tapp- varmvatten och endast undantagsvis av en mindre mängd energi för fastighetens värmebehov. Härav följer att värmepumpens 14 effekt oftast överstiger aktuellt effektbehov och således klarar värmepumpen att självständigt försörja systemet med erforderlig energimängd. Merparten av flödet leds via backventilen B1 an- ordnad i mellankretsen 34 till returledningen 20.

Vid utomhustemperatur över ca 15°C stängs ventilen Sv3 för att stoppa inflöde av det första mediumet till sekundärkretsen 35 och sekundärkretspumpen P3 stoppas. Om tappvarmvattentempe- raturen efter den första värmeväxlaren Vx1 sjunker under ett gi- vet börvärde startas värmepumpen 14. Styrventilen Sv2 öppnas helt mellan primärkretsen 30 och mellankretsen 34 medan flödet via den första förbindelseledningen 24 stryps. Ventilen Sv1 stängs mot returledningen 20 och öppnas för att leda det första mediumet via parallelledningen 29 till framledningen 16. När temperaturen T1 vid G1 är högre än temperaturen T16 vid G16 startas pumpen P1 i syfte att leda åtminstone ett delflöde över den första värmeväxlaren Vx1 och vidare via parallelledningen 29 tillbaka till framledningen 16.

I händelse av att temperaturen T16 vid G16 sjunker under ett kri- tiskt värde, d v s om värmepumpen 14 inte förmår att höja tapp- varmvattentemperaturen till önskad temperatur, startas värme- pannan 13. Ventilen Sv2 stängs då för att förhindra flöde från primärkretsen 30 till mellankretsen 34 och ventilen Sv1 öppnas mot returledningen 20. Börvärdet vid G2 i primärkretsen 30 är ca 55-60°C. När så temperaturen T1O alternativt temperaturen T4 i mellankretsen med hjälp av värmepumpen 14 nått ca 55°C stoppas värmepannan 13. 10 15 20 25 30 35 513 117 " 15 Då temperaturen T1O vid G10 är högre än temperaturen T11 vid G11 öppnas ventilen Sv2 helt mellan primärkretsen 30 och mel- lankretsen 34 och ventilen Sv1 påverkas att styra om flödet till framledningen 16. Då tappvarmvattenförsörjningen är tillgodo- sedd, d v s temperaturerna T16 och T15 är i nivå med deras bör- värden, stängs ventilen Sv2 mellan primärkretsen 30 och mel- lankretsen 34 och ventilen Sv1 öppnas mot returledningen 20.

Värmepumpen 14 startas när temperaturen vid T9 har sjunkit under ca 35°C' och stoppas när temperaturen T10, T4 har passe- rat 55°C vid G10 alternativt vid G4. Om utomhustemperaturen T13 sjunker och föranleder ett värmebehov av fastigheten med hjälp av radiatorn 18 så startas pumpen P3 och ventilen Sv3 på- verkas att släppa in ett flöde av det första mediumet för att uppnå en temperatur vid G6 i nivå med ett givet börvärde.

Mellanlast Vid detta driftfall föreligger ett relativt stort uppvärmningsbehov av fastigheten och värmepumpen 14 klarar inte alltid att själv- ständigt förse värmeanläggningen med den erforderliga värme- energin. Om ett uppvärmningsbehov föreligger styrs ventilen Sv2 så att temperaturen T4 i mellankretsen 34 är i nivå med ett bör- värde som är ca 5°C högre än börvärdet för temperaturen vid G6.

Antag först att värmepumpens 14 effekt överskrider aktuellt ef- fektbehov. I sådant fall kommer mellankretsens 34 temperatur att öka i förhållande till det föreliggande temperaturbehovet vid G6.

Värmepumpen stoppas då temperaturen överstiger ca 50°C vid G10 alternativt vid G4. Då temperaturen T9 vid G9 har sjunkit under ett givet börvärde, vilket börvärde är lika med börvärdet vid G6, eller alternativt är en funktion av detsamma, startas vär- mepumpen. Om börvärdet vid G16 underskrids och värmepum- pen 14 fortfarande kan tillgodose effektbehovet utnyttjas i första hand tidigare beskriven drift enligt låglastfallet.

Om däremot värmepumpen 14 inte självständigt klarar att upp- rätthålla en temperatur i mellankretsen 34 vid G4 i nivå med bör- värdet startas värmepannan 13. Ventilen Sv2 påverkas då att till- 10 15 20 25 30 35 513 117 " 16 låta strömning av ett delflöde från värmepannan 13 till mellan- kretsen 34, för att säkerställa effektbehovet, samtidigt som ett flöde från värmepumpen 14 via den första förbindelseledningen 24 till mellankretsen 34 föreligger. Detta sker genom att ventilen Sv2 pâverkas att reglera flödet av det första mediumet så att temperaturen T4 vid G4 är i nivå med ett börvärde som är några grader högre än börvärdet för temperaturen T6 i sekundärkretsen 35 vid G6.

Höglast Driften vid höglast är i det närmast identiskt med driften vid mel- lanlast i fallet då effektbehovet är större än värmepumpens 14 ef- fekt. l detta fall tillses att börvärdet för temperaturen vid G1 alltid är ca 5° högre än börvärdet för temperaturen vid G6.

Om pannans 13 effekt krävs i sin helhet för att tillgodose an- läggningens effektbehov leds hela flödet via ventilen Sv2 över värmeväxlaren Vx2 och därefter via ventilen Sv3 till sekundär- kretsen 35. Värmepumpen 14 utnyttjas i detta fall fullt ut för att höja temperaturen på pannans 13 inloppsida 23 och flödet från returlednlngen 20 via den första förbindningsledningen 24 till framledningen 16 vid ventilen Sv2 stryps.

Det är givet att den beskrivna uppfinningsenliga värmeanlägg- ningen kan modifieras på ett flertal sätt inom ramen för uppfin- ningstanken. Såsom exempel må nämnas att värmeanläggningen skulle kunna drivas med enbart två värmeväxlare, d v s utan den andra värmeväxlaren alternativt utan den tredje värmeväxlaren. I ett annat utförande skulle man med en ytterligare ventil, tex tre- vägs styrventil anordnad mellan värmeväxlarna Vx1 och Vx2 vid den andra kretsen, innehållande tappvarmvattnet, och med en ledning från denna ventil till förbrukningen och/eller tillbaka till tappvarmvattenledningen vid en position belägen efter värme- växlaren Vx1 med avseende på strömningsriktningen, kunna er- hålla tappvarmvattnet direkt efter värmeväxlaren Vx2 i sådant fall 513 117 17 då ingen ytterligare uppvärmning är erforderlig och således där- igenom undvika eventuella värmeförluster annars orsakade vid passeringen av Vxl. Dessutom skulle exempelvis värmepannan kunna vara förbikopplingsbar på samma sätt som värmepumpen, vilket skulle medföra att det första mediumet inte behöver strömma genom den, under vissa perioder, ej i drift satta pannan i syfte att därigenom minska anläggningens förluster.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 513 117 ' 18 telle líatenilmax

1. En värmeanläggning för att överföra värme från ett första medium till ett andra medium, tex tappvarmvatten, och till ett tredje medium, tex omgivande luft, varvid anläggningen in- nefattar vid en första krets (11), innehållande det första me- diumet, åtminstone en första värmealstrande inrättning (13) och en andra värmealstrande inrättning (14), två eller flera vid en andra krets (12), innehållande det andra mediumet, i serie anordnade värmeöverföringsanordningar (25), och en eller flera värmeavgivningsanordningar (18) för värmeavgiv- ning till det tredje mediumet, varvid en framledning (16) för- binder den första värmealstrande inrättningens utlopp (15) med värmeavgivningsanordningens inlopp (17) och en retur- ledning (20) förbinder värmeavgivningsanordningens utlopp (19) med den andra värmealstrande inrättningens inlopp (21) och den andra värmealstrande inrättningens utlopp (22) med den första värmealstrande inrättningens inlopp (23), och en första förbindningsledning (24), fràn en första punkt (1) belä- gen mellan den andra värmealstrande inrättningens utlopp (22) och den första värmealstrande inrättningens inlopp (23) till en andra punkt (2) belägen vid framledningen, förbinder returledningen och framledningen, därav, att anläggningen innefattar medel (26) för att möjliggöra ett flöde av det första mediumet från den första värmealstrande inrätt- ningens utlopp till en första värmeöverföringsanordning (Vx1) och vidare till returledningen och/eller till framledningen. Anläggning enligt krav 1, därav, att en andra förbindningsledning (26), från en tredje punkt (3) belägen mellan den första värmealstrande inrättningens (13) utlopp (15) och nämnda andra punkt (2) till inloppet (27) hos nämnda första värmeöverföringsanordning (Vx1) och vidare från denna värmeöverföringsanordnings utlopp (28) till en fjärde punkt (4) belägen vid returledningen (20), förbinder 10 15 20 25 30 35 513 117 rä framledningen (16) och returledningen, och att en parallelled- ning (29), fràn en femte punkt (5) belägen mellan nämnda första värmeöverföringsanordnings utlopp (28) och nämnda fjärde punkt (4) till en sjätte punkt (6) belägen vid framled- ningen, förbinder nämnda första värmeöverföringsanordning (Vx1) och framledningen (16) parallellt. Anläggning enligt krav 2, därav, att den fjärde punkten (4) är belägen mellan nämnda första punkt (1) och den första värmealstrande inrättningens inlopp (23). Anläggning enligt krav 2 eller 3, därav, att den sjätte punkten (6) är belägen mellan nämnda tredje punkt (3) och nämnda andra punkt (2). Anläggning enligt nàgot tidigare krav, därav, att åtminstone en andra värmeöverföringsanordning (Vx2) är anordnad vid framledningen (16). Anläggning enligt krav 5, därav, att nämnda andra värmeöverföringsanordning (Vx2) är anordnad mellan nämnda andra punkt (2) och värmeavgivningsanordningens (18) inlopp (17). Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att åtminstone en tredje värmeöverföringsanordning (Vx3) är anordnad vid returledningen (20). Anläggning enligt krav 7, därav, att nämnda tredje värmeöverföringsanordning (Vx3) är anordnad mellan värmeavgivningsanordningens (18) utlopp (19) och den andra värmealstrande inrättningens (14) inlopp (21). Anläggning enligt krav 2, 5 och 7, eller enligt krav 2, 5 och 7 och något ytterligare krav, därav, att anlägg- ningen innefattar tre vid nämnda andra krets i serie kopplade värmeöverföringsanordningar, nämligen nämnda första vär- 10 15 20 25 30 35 10. 11. 12. 13. 14. 15. 513 117 20 meöverföringsanordning (Vx1) anordnad vid den första kret- sens (11) andra förbindningsledning (26), nämnda andra värmeöverföringsanordning (Vx2) anordnad vid den första kretsens framledning (16) och nämnda tredje värmeöverfö- ríngsanordning (Vx3) vid den första kretsens returledning (20). Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att den första värmealstrande inrättningen (13) inkluderar åt- minstone en värmepanna. Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att den andra värmealstrande inrättningen (14) inkluderar åt- minstone en värmepump. Anläggning enligt nàgot tidigare krav, därav, att den andra värmealstrande inrättningen (14) inkluderar àt- minstone en solfångare. Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att anläggningen innefattar tvâ eller flera parallellkopplade värmeavgivningsanordningar (18). Anläggning enligt nàgot tidigare krav, därav, att anläggningen inkluderar tre eller flera framledningen (16) och returledningen (20) förblndande förbindningsledningar (24, 26, 31, 32). Anläggning enligt krav 14, därav, att anlägg- ningen inkluderar en tredje förbindningsledning (31) anord- nad från en sjunde punkt (7) belägen mellan nämnda andra punkt (2) och värmeavgivningsanordningens (18) inlopp (17) till en åttonde punkt (8) belägen mellan värmeavgivningsan- ordningens utlopp (19) och den andra värmealstrande inrätt- ningens (14) inlopp (21). 10 15 20 25 30 35 16. 17. 18. 19. 20. 513 117 -zt Anläggning enligt krav 15, därav, att anlägg- ningen inkluderar en fjärde förbindningsledning (32) anord- nad från en nionde punkt (9) belägen mellan nämnda andra punkt (2) och värmeavgivningsanordningens (18) inlopp (17) till en tionde punkt (10) belägen mellan värmeavgivningsan- ordningens utlopp (19) och den andra värmealstrande inrätt- ningens (14) inlopp (21). Anläggning enligt något av kraven 5 eller 6 och kravet 15, eller enligt något av kraven 5 eller 6 och kravet 15 och något ytterligare krav, därav, att nämnda sjunde punkt (7) är belägen mellan den andra värmeöverföringsan- ordningens (Vx2) utlopp (36) och värmeavgivningsanord- ningens (18) inlopp (17). Anläggning enligt något av kraven 7 eller 8 Och kravet 15, eller enligt något av kraven 7 eller 8 och kravet 15 och något något ytterligare krav, Kamnetegknaq därav, att nämnda åt- tonde punkt (8) är belägen mellan värmeavgivningsanord- ningens (18) utlopp (19) och den tredje värmeöverföringsan- ordningens (Vx3) inlopp (37). Anläggning enligt något av kraven 5 eller 6 och kravet 16, eller enligt något av kraven 5 eller 6 och kravet 16 och något något ytterligare krav, därav, att nämnda nion- de punkt (9) är belägen mellan den andra värmeöverförings- anordningens (Vx2) utlopp (36) och värmeavgivningsanord- ningens (18) inlopp (17). Anläggning enligt något av kraven 7 eller 8 och kravet 16, eller enligt något av kraven 7 eller 8 och kravet 16 och något något ytterligare krav, därav, att nämnda tion- de punkt (10) är belägen mellan värmeavgivningsanord- ningens (18) utlopp (19) och den tredje värmeöverföringsan- ordningens (Vx3) inlopp (37). 10 15 20 25 30 35 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 513 117 2.1 Anläggning enligt krav 17, 18, 19 och 20, därav, att nämnda nionde punkt (9) är belägen mellan den andra värmeöverföringsanordningens (Vx2) utlopp (36) och nämnda sjunde punkt (7) och att nämnda nionde punkt (9) är belägen mellan nämnda åttonde punkt (8) och den tredje värmeöverföringsanordningens (Vx3) inlopp (37). Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att åtminstone en ventil (Sv2) är anordnad vid den första för- bindningsledningen (24). Anläggning enligt krav 2

2. därav, att åtmins- tone en ventil (Sv2) är anordnad vid nämnda andra punkt (2). Anläggning enligt något av kraven 2-23, därav, att åtminstone en ventil (Sv1) är anordnad vid den andra för- bindningsledningen (26). Anläggning enligt krav 24, därav, att åtmins- tone en ventil (Sv1) är anordnad vid nämnda femte punkt (5). Anläggning enligt krav 14, eller enligt krav 14 och något yt- terligare krav, därav, att åtminstone en ventil (Sv3) är anordnad vid en tredje förbindningsledning (31). Anläggning enligt krav 15 och 26, eller enligt krav 15 och 26 och något ytterligare krav, därav, att åtmin- stone en ventil (Sv3) är anordnad vid nämnda sjunde punkt (7)- Anläggning enligt krav 14 eller 16, eller enligt något av kra- ven 14 eller 16 och något ytterligare krav, därav, att åtminstone en ventil (B1) är anordnad vid en fjärde förbindningsledning (32). 10 15 20 25 30 35 29. 30. 31. 32. 3

3. 3

4. 3

5. 3

6. 3

7. 513 117 2:5 Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att respektive värmeavgivningsanordning (18) inkluderar åt- minstone en radiator. Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att respektive värmeöverföringsanordning (Vx1, Vx2, Vx3) in- kluderar åtminstone en värmeväxlare. Anläggning enligt något av kraven 2-30, därav, att åtminstone en pump (P1) är anordnad vid den andra för- bindningsledningen (26). Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att åtminstone en pump (P2) är anordnad vid returledningen (20). Anläggning enligt krav 32, därav, att åtmins- tone en pump (P2) är anordnad vid den andra värme- alstrande inrättningen (14). Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att åtminstone en pump (P3) är anordnad vid framledningen (16). Anläggning enligt krav 34, därav, att åtmins- tone en pump (P3) är anordnad vid värmeavgivningsanord- ningens (18) inlopp (17). Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att åtminstone en pump är anordnad vid den första värme- alstrande inrättningen. Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att den inkluderar medel för förbikoppling av den första vär- mealstrande inrättningen. 10 15 20 25 30 35 3

8. 3

9. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 513 117 ' 21: Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att den inkluderar medel (33) för förbikoppling av den andra värmealstrande inrättningen (14). Anläggning enligt krav 38, därav, att nämnda förbikopplingsmedel (33) innefattar en ventil (B2). Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att den inkluderar medel (41) för förbikoppling av den första värmeöverföringsanordningen (Vx1). Anläggning enligt krav 5, eller enligt krav 5 och något ytter- ligare krav, därav, att den inkluderar medel (39) för förbikoppling av den andra värmeöverföringsanord- ningen (Vx2). Anläggning enligt krav 7, eller enligt krav 7 och något ytterli- gare krav, därav, att den inkluderar medel (40) för förbikoppling av den tredje värmeöverföringsanordningen (Vx3). Anläggning enligt krav 5, eller enligt krav 5 och något ytterli- gare krav, känneteçkgaq därav, att en pump (P4) är anord- nad vid den andra värmeöverföringsanordningen (Vx2). Anläggning enligt krav 7, eller enligt krav 7 och något ytterli- gare krav, därav, att en pump (P5) är anord- nad vid den tredje värmeöverföringsanordningen (Vx3). Anläggning enligt något tidigare krav, därav, att en pump (P6) är anordnad vid den första värmeöverfö- ringsanordningen (Vx1). Förfarande för överföring av värme från ett första medium till ett andra medium, tex tappvarmvatten, och till ett tredje me- dium, tex omgivande luft, varvid värmealstringen till det första mediumet sker med åtminstone två värmealstrande in- 10 15 20 25 47. 513 117 25 rättningar (13, 14) anslutna vid en första krets (11), innehål- lande det första mediumet, vilka är förbundna med en fram- ledning (16) och en returledning (20), varvid värmeöverfö- ringen till det andra mediumet sker via två eller flera värme- överföringsanordningar (25) anslutna vid den första kretsen (11) och vid en andra krets (12) innehållande det andra me- diumet, och värmeöverföring till det tredje mediumet sker via en eller flera värmeavgivningsanordningar (18) anslutna vid den första kretsen, därav, att åtminstone ett delflöde av det första mediumet leds från den första värme- alstrande inrättningens (13) utlopp (15) vid framledningen (16) till en första värmeöverföringsanordning (Vx1) och vi- dare, i en driftsituation, till returledningen (20) och, i en an- nan driftsituation, till framledningen (16). Förfarande enligt krav 46, känneteçknat därav, att en andra värmeöverföringsanordning (Vx2) anordnad vid framled- ningen (16) erhåller det första mediumet genom att detta första medium bringas att flöda fràn den andra värme- alstrande inrättningens (14) utlopp (22) vid returledningen (20) och via en förbindnlngslednlng (24) till framledningen (16) och vidare till nämnda andra värmeöverföringsanordning (Vx2) och/eller att det första mediumet bringas att flöda fràn den första värmealstrande inrättningens (13) utlopp (15), och eventuellt via en parallelledning (29) till framledningen (16), och vidare via framledningen till nämnda andra värmeöverfö- ringsanordning (Vx2).