SE521197C2

SE521197C2 - Method and plant for effecting water circulation in a pipe system

Info

Publication number: SE521197C2
Application number: SE9802134A
Authority: SE
Inventors: Juha Hietanen
Original assignee: Pexep Oy
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2003-10-07
Also published as: SE9802134L; DE19826696A1; FI104004B1; SE9802134D0; FI972560A; FI972560A0; FI104004B

Abstract

The circulation process takes place using a flow tube consisting of two tubes, one inside the other. Liquid is circulated through the tubes so that it is taken through the outer tube (16) against the end of a branch tube. The return flow is from the end of the flow tube through the inner tube (17). When the tap is opened at a consumption point (5), water of the required temperature can be obtained.

Description

25 30 35 521 197 2 kranen och först efter att allt vatten som ﬁnns i grenröret har kommit ut, är det utströmmande vattnet helt varmt. Därför är det också i detta fall nödvändigt att tappa vatten i avloppet, eller åtminstone förorsakar varierande vattentempe- ratur betydande obekvämhet. Ytterligare är den lösning som beskrivs i DE- publikationen konstruktivt mycket svår att förverkliga. 25 30 35 521 197 2 the tap and only after all the water used in the manifold has come out, the outflowing water is completely hot. Therefore, even in this case, it is necessary to drain water into the drain, or at least the varying water temperature causes significant inconvenience. Furthermore, the solution described in the DE publication is constructively very difficult to realize.

DE-publikation 34 03 859 beskriver en lösning, enligt vilken vatten i ett stamrör föranleds att cirkulera medelst en pump. Lösningen möjliggör dock inte en vattencirkulation i anslutningsledningar mellan stamröret och tapp- ningsställen, vilket förorsakar betydande bekvämlighets- och energiförlust- problem speciellt då anslutningsledningarna är förhållandevis långa. Lösning- en enligt DE-publikation 34 03 859 är också konstruktivt svår.DE publication 34 03 859 describes a solution according to which water in a trunk pipe is caused to circulate by means of a pump. However, the solution does not enable water circulation in the connecting pipes between the main pipe and the tapping points, which causes significant convenience and energy loss problems, especially when the connecting pipes are relatively long. The solution according to DE publication 34 03 859 is also constructively difficult.

Avsikten med denna uppﬁnning är att åstadkomma ett förfarande och en anläggning som förmår undvika de ovannämnda nackdelarna.The object of this invention is to provide a method and a plant which is able to avoid the above-mentioned disadvantages.

Förfarandet enligt uppﬁnningen är kännetecknat av att strömnings- röret är en anslutningsledning, som är anordnad att sträcka sig från fördelare så att varmt vatten leds genom det yttre röret från en varmvattenfördelare och det tillbaka strömmande cirkulationsvattnet leds genom det inre röret till en cir- kulationsvattenfördelare.The method according to the invention is characterized in that the flow pipe is a connecting line, which is arranged to extend from distributors so that hot water is led through the outer pipe from a hot water distributor and the backflowing circulation water is led through the inner pipe to a circulating water distributor.

Ytterligare är anläggningen enligt uppﬁnningen kännetecknad av att strömningsröret är en anslutningsledning och att anläggningen uppvisar åt- minstone en varmvattenfördelare och åtminstone en cirkulationsvattenfördela- re, varvid anslutningsledningen är anordnad att sträcka sig från dessa fördela- re så att det yttre röret sträcker sig från varmvattenfördelaren och det inre röret är förbundet med cirkulationsvattenfördelaren. .The plant according to the invention is further characterized in that the flow pipe is a connecting pipe and that the plant has at least one hot water distributor and at least one circulating water distributor, the connecting pipe being arranged to extend from these distributors so that the outer pipe and the water pipe extend. the inner pipe is connected to the circulating water distributor. .

Uppﬁnningens väsentliga idé är att två rör anordnas innanför var- andra för att bilda ett strömningsrör och att vätska föranleds att cirkulera i strömningsröret så att vätskan leds genom det yttre röret mot strömningsrörets ände och tillbakaströmningen från strömningsrörets ände sker genom det inre röret. Idén med en fördelaktig utföringsform är att det yttre röret förenas med en varmvattenfördelare och det inre röret med en cirkulationsvattenfördelare och cirkulationen àstadkoms genom att med pumpen suga vatten från cirkula- tionsvattenfördelaren. ldén med en annan fördelaktig utföringsform är att en ventil för reglering av mängden av cirkulationsvattenströmningen anordnas i den ände av cirkulationsröret som år belägen vid cirkulationsvattenfördelaren.The essential idea of the invention is that two pipes are arranged inside each other to form a flow pipe and that liquid is caused to circulate in the flow pipe so that the liquid is led through the outer pipe towards the end of the flow pipe and the backflow from the end of the flow pipe takes place through the inner pipe. The idea of an advantageous embodiment is that the outer pipe is connected to a hot water distributor and the inner pipe to a circulating water distributor and the circulation is achieved by sucking water from the circulating water distributor with the pump. The advantage of another advantageous embodiment is that a valve for regulating the amount of the circulating water flow is arranged at the end of the circulating pipe which is located at the circulating water distributor.

En fördel med uppﬁnningen är att det väsentligen omedelbart efter att kranen öppnats är möjligt att få vatten med önskad värme från tappnings- 10 15 20 25 30 35 521 197 3 stället, vilket minskar vatten- och energikonsumtionen och gör användningen bekvämare. Vidare strömmar vattnet i strömningsröret hela tiden i huvudsak i samma riktning. Returvattnets temperatur kan inte väsentligen sjunka då till- bakaströmningen sker genom det inre röret, även om cirkulationsströmningen vore mycket liten. Genom att förena de tvâ rören innanför varandra, som bildar i strömningsröret, med sina respektive fördelare är det möjligt att förverkliga lösningen på ett enkelt och fördelaktigt sätt och att samtidigt låta vatten cirku- lera ända till tappningsställena i anslutningsledningarnas ändar.An advantage of the invention is that it is possible almost immediately after the tap has been opened to obtain water with the desired heat from the tapping point, which reduces the water and energy consumption and makes the use more convenient. Furthermore, the water in the flow tube constantly flows in substantially the same direction. The return water temperature cannot drop significantly as the backflow takes place through the inner pipe, even if the circulation flow were very small. By joining the two pipes inside each other, which form in the flow pipe, with their respective distributors, it is possible to realize the solution in a simple and advantageous manner and at the same time allow water to circulate all the way to the tapping points at the ends of the connecting lines.

Uppﬁnningen beskrivs utförligare på bifogade ritning, där ﬁgur 1 visar ett systemdiagram, där lösningen enligt uppﬁnningen tillämpas, ﬁgur 2 visar schematiskt en ände av ett strömningsrör i systemet enligt ﬁgur 1 framifrån och itvärsnitt och ﬁgur 3 visar en schematisk sidovy av lösningen med fördelare i systemet enligt ﬁgur 1.The invention is described in more detail in the accompanying drawing, where ﬁgur 1 shows a system diagram, where the solution according to the invention is applied, ﬁgur 2 schematically shows one end of a flow pipe in the system according to ﬁgur 1 from the front and cross section and ﬁgur 3 shows a schematic side view of the solution with distributor in the system according to Figure 1.

Figur 1 visar ett vattendistribueringssystem schematiskt. Vattnet tillförs systemet genom ett tillförselrör 1. En del av det vatten som kommer ge- nom tillförselröret 1 leds in i en vattenuppvärmare 2 för uppvärmning. En del av vattnet leds genom ett kalllvattenrör 3 över kallvattenfördelare 4 till tapp- ningsställen 5. En ytterligare del av vattnet förs igen direkt till en tillförsel- blandningsventil 6, som tar vatten antingen från vattenuppvärmaren 2, tillför- selröret 1 eller cirkulationsvattnet så att det vatten som genom ett varmvatten- rör 7 rinner från tillförselblandningsventilen 6 är tillräckligt varmt, typiskt över 50 °C. Genom varmvattenröret 7 leds det uppvärmda vattnet till varmvatten- fördelare 8. En cirkulationsvattenfördelare 9 är placerad i samma utrymme som varmvattenfördelaren 8 och kallvattenfördelaren 4, vilket utrymme i ﬁgur 1 visas med en streckpunktslinje. Från cirkulationsvattenfördelaren 9 leder ett cirkulationsvattenrör 10 till tillförselblandningsventilen 6. I cirkulationsvattenrö- ret 10 är anordnad en pump 11.Figure 1 shows a water distribution system schematically. The water is supplied to the system through a supply pipe 1. Some of the water that comes through the supply pipe 1 is led into a water heater 2 for heating. A part of the water is led through a cold water pipe 3 over cold water distributor 4 to filling points 5. A further part of the water is returned directly to a supply mixing valve 6, which takes water either from the water heater 2, the supply pipe 1 or the circulation water so that it water flowing through a hot water pipe 7 from the supply mixing valve 6 is sufficiently hot, typically above 50 ° C. Through the hot water pipe 7, the heated water is led to hot water distributor 8. A circulating water distributor 9 is located in the same space as the hot water distributor 8 and the cold water distributor 4, which space in Figure 1 is shown by a dotted line. From the circulating water distributor 9, a circulating water pipe 10 leads to the supply mixing valve 6. A pump 11 is arranged in the circulating water pipe 10.

Från varmvattenfördelaren 8 och cirkulationsvattenfördelaren 9 leds till ett tappningsställe 5 en anslutningsledning, som består av ett dubbelrör 12.From the hot water distributor 8 and the circulating water distributor 9, a connecting line is led to a tapping point 5, which consists of a double pipe 12.

Tappningsstället 5 kan vara en kran eller en dusch eller något annat liknande tappningsställe. Vidare kan antalet tappningsställen 5 givetvis variera enligt behov. Dubbelröret 12 består av två rör innanför varandra så att det varma vatten som genom varmvattenröret 7 rinner från varmvattenfördelaren 8 strömmar genom dubbelrörets yttre rör. Genom dubbelrörets 12 inre rör sugs 10 15 20 25 30 35 521 197 4 vatten medelst pumpen 11 in i cirkulationsvattenfördelaren 9 och därifrån vida- re genom cirkulationsvattenröret 10 till tillförselblandningsventilen 6. Då låter pumpen 11 vatten cirkulera också i dubbelrören 12, varvid det varma vattnet cirkulerar nära varje tappningsställe 5, varvid varmt vatten fås omedelbart, vatten sparas och användningen blir bekvämare. Dubbelröret 12 kan monteras samtidigt som alla andra rör. Av dubbelrörets 12 inre rör fordras ingen tryck- hållfasthet, eftersom trycket innanför och utanför röret är väsentligen lika stort och det inre rörets vägg kan således vara mycket tunn. Om dubbelrörets inre rör går sönder, uppstår ingen vattenskada, utan endast en störning i cirkula- tionen.The tapping point 5 can be a tap or a shower or some other similar tapping point. Furthermore, the number of tapping points 5 can of course vary as needed. The double pipe 12 consists of two pipes inside each other so that the hot water which flows through the hot water pipe 7 from the hot water distributor 8 flows through the outer pipe of the double pipe. Through the inner pipe 12 of the double pipe 12, water is sucked by means of the pump 11 into the circulating water distributor 9 and from there further through the circulating water pipe 10 to the supply mixing valve 6. Then the pump 11 also lets water circulate in the double pipes 12, the hot water circulates near each tapping point 5, whereby hot water is obtained immediately, water is saved and the use becomes more convenient. The double pipe 12 can be mounted at the same time as all other pipes. No compressive strength is required of the inner tube of the double tube 12, since the pressure inside and outside the tube is substantially equal and the wall of the inner tube can thus be very thin. If the inner pipe of the double pipe breaks, no water damage occurs, only a disturbance in the circulation.

Skadliga bakterier, såsom legionella-bakterier, lever typiskt i en temperatur av 15 - 40 °C. Vid ständig vattencirkulation kan strömningshastig- heten lätt anpassas så att vattnets temperatur inte sjunker för mycket, exem- pelvis under 50 °C, varvid de skadliga bakteriernas levnadsmöjlighet elimin- eras.Harmful bacteria, such as legionella bacteria, typically live at a temperature of 15-40 ° C. With constant water circulation, the flow rate can easily be adjusted so that the water temperature does not drop too much, for example below 50 ° C, thereby eliminating the viability of the harmful bacteria.

Naturligtvis är fördelare möjliga också på ett ﬂertal olika ställen, om nödvändigt, och fördelningslinjesystemet till dem kan variera enligt behov. I fallet enligt ﬁgur 1 visas dubbla fördelare, varvid cirkulationsvattenrören 10 för reglering av strömníngen enligt önskemål är försedda med Iinjeregleringsven- tiler 13. I varmvattenrören 7 är anordnade spärrventiler 20. För tydlighetens skull visar ﬁgur 1 anslutningsledningar endast från de ena fördelarna till tapp- ningsställena 5. l den ände av cirkulationsrören ovanför dubbelrören 12 som är belägen vid cirkulationsvattenfördelaren 9 är anordnade regleringsventiler 14, medelst vilka cirkulationsvattenströmningen i dubbelrören 12 kan regleras på önskat sätt. Genom att dimensionera och reglera regleringsventilerna 14 och pumpen 11 rätt kan säkerställas att inte för mycket vatten rinner till retur- cirkulationen då kranen vid tappningsstället 5 öppnas, utan att också varmt vatten fås från tappningsstället 5 tillräckligt och under tillräckligt tryck. Regle- ringsventilen 14 kan också förses med automatik, som identifierar att kranen öppnats vid tappningsstället 5, exempelvis på det faktum att vattentrycket in- nanför dubbelröret 12 sjunker, och stänger då ventilen 14, vilket förhindrar cir- kulationen då kranen öppnas.Of course, distributors are also possible in a number of different places, if necessary, and the distribution line system to them can vary as required. In the case according to Figure 1, double distributors are shown, the circulating water pipes 10 for regulating the flow as desired being provided with line control valves 13. In the hot water pipes 7, shut-off valves 20 are arranged. 5. At the end of the circulation pipes above the double pipes 12 which are located at the circulation water distributor 9, control valves 14 are arranged, by means of which the circulation water flow in the double pipes 12 can be regulated in the desired manner. By dimensioning and regulating the control valves 14 and the pump 11 correctly, it can be ensured that not too much water flows to the return circulation when the tap at the tapping point 5 is opened, but that hot water is also obtained from the tapping point 5 sufficiently and under sufficient pressure. The control valve 14 can also be provided with automation, which identifies that the tap has been opened at the tapping point 5, for example on the fact that the water pressure inside the double pipe 12 drops, and then closes the valve 14, which prevents circulation when the tap is opened.

Figur 2 visar en detalj av änden på en anslutningsledning. Anslut- ningsledningens ände är försedd exempelvis med en väggdosa. Dubbelrörets 12 yttre rör 16 är ett strömningsrör och inre rör 17 ett cirkulationsrör. Då kra- nen är stängd, cirkulerar vattnet enligt pilarna. Då fungerar lösningen enligt 10 15 20 25 30 35 521 197 5 motströmsprincip och även om cirkulationsmängden vore liten, kan returvatt- nets temperatur inte sjunka för mycket. Då kranen öppnas, rinner åtminstone huvuddelen av vattnet till väggdosan 15, varvid vattnet i strömningsröret 16 hela tiden strömmar i samma riktning. Runt dubbeiröret 12 kan anordnas ett skyddsrör 18, om så önskas.Figure 2 shows a detail of the end of a connecting cable. The end of the connection cable is provided, for example, with a wall box. The outer tube 16 of the double tube 12 is a flow tube and inner tube 17 a circulation tube. When the tap is closed, the water circulates according to the arrows. Then the solution works according to the countercurrent principle and even if the amount of circulation was small, the temperature of the return water can not drop too much. When the tap is opened, at least the main part of the water flows to the wall box 15, the water in the flow pipe 16 constantly flowing in the same direction. A protective tube 18 can be arranged around the double tube 12, if desired.

Figur 3 visar en detalj från närheten av varmvattenfördelaren 8 och cirkulationsvattenfördelaren 9. Cirkulationsröret 17 kan anordnas innanför strömningsröret 16 exempelvis medelst en vinkelkoppling 19 som visas i ﬁgu- ren. Dubbelröret 12 sträcker sig från vinkelkoppligens 19 ena ände, och varm- vattenfördelaren 8, från vilken det varma vattnet leds in i det yttre strömnings- röret 16, är anordnad i vinkelkopplingens 19 andra ände. Cirkulationsvatten- fördelaren 9 är igen anordnad vid vinkelkopplingens 19 vinkel, varvid cirkula- tionsröret 17 kan monteras och anslutas att sträcka sig i mitten av strömnings- röret 16 och den del av vinkelkopplingen 19 som är belägen vid dubbeiröret.Figure 3 shows a detail from the vicinity of the hot water distributor 8 and the circulation water distributor 9. The circulation pipe 17 can be arranged inside the flow pipe 16, for example by means of an angular coupling 19 shown in the ﬁ clock. The double pipe 12 extends from one end of the angle coupling 19, and the hot water distributor 8, from which the hot water is led into the outer flow pipe 16, is arranged in the other end of the angle coupling 19. The circulating water distributor 9 is again arranged at the angle of the angle coupling 19, whereby the circulation pipe 17 can be mounted and connected to extend in the middle of the flow pipe 16 and the part of the angle coupling 19 which is located at the double pipe.

Det är också enkelt att anordna en regleringsventil 14 i vinkelkopplingen 19.It is also easy to arrange a control valve 14 in the angle coupling 19.

Cirkulationsröret 17 innanför strömningsröret 16 visas i ﬂgur 3 med streckade linjer.The circulation tube 17 inside the flow tube 16 is shown in Figure 3 with broken lines.

Ritningen och den därtill hörande beskrivningen är avsedda att en- dast åskådliggöra uppﬁnningens idé. Vad detaljerna beträffar, kan uppﬁnning- en variera inom ramen för patentkraven. Sålunda kan uppﬁnningen tillämpas också på golvvärmning genom att ett ingångs- och ett returrör anordnas in- nanför varandra och genom att det yttre rörets ände pluggas. På samma sätt kan ett motsvarande system tillämpas också på att hålla utomhusområden is- fria. I uppvärmningstillämpningar till exempel kan vätskan enligt uppﬁnningen bestå t.ex. av en vatten-glykol-blandning eller en saltlösning. Ett tillämpnings- objekt är att förhindra infrysning av kallvattenledningen genom att cirkulations- röret placeras innanför kallvattenledningen. En sådan tillämpning kan hålla ett tämligen långt vattenrör ofruset med en pump som har mycket låg effekt. En pump av exempelvis 50 W skulle till och med kunna sätta vatten i tillräcklig cir- kulation i ett till exempel 100 m långt rör. Uppﬁnningen kan också tillämpas utanför en byggnad på värme- och varmvattenrörsystem, där cirkulation er- fordras. Lösningen enligt uppﬁnningen kan åstadkomma ett isolerbart rör med en tämligen liten yttre diameter, dvs. betydliga mängder isoleringsmaterial spa- ras och den yttre diametern av den isolerade enheten kan hållas tämligen li- ten.The drawing and the accompanying description are intended to illustrate only the idea of the invention. As far as the details are concerned, the invention may vary within the scope of the claims. Thus, the invention can also be applied to underfloor heating by arranging an inlet and a return pipe inside each other and by plugging the end of the outer pipe. In the same way, a similar system can also be applied to keeping outdoor areas ice-free. In heating applications, for example, the liquid according to the invention can consist of e.g. of a water-glycol mixture or a saline solution. One application object is to prevent freezing of the cold water pipe by placing the circulation pipe inside the cold water pipe. Such an application can keep a rather long water pipe unfrozen with a pump that has a very low power. A pump of, for example, 50 W could even put water in sufficient circulation in, for example, a 100 m long pipe. The solution can also be applied outside a building on heating and hot water pipe systems, where circulation is required. The solution according to the invention can provide an insulating pipe with a rather small outer diameter, i.e. Significant amounts of insulation material are saved and the outer diameter of the insulated unit can be kept relatively small.

Claims

10 15 20 25 30 521 197 a PATENTKRAV

A method for effecting a circulation of liquid in a pipe system, according to which method liquid is caused to circulate in a flow pipe having at least two pipes (16, 17) inside each other, the liquid flowing to the vicinity of the end of the flow pipe through a of the tubes (16, 17) within each other and back through the second tube and the liquid during circulation is caused to flow to the end of the flow tube through the outer tube (16) and back through the inner tube (17), characterized in that the flow tube is a connecting line, which is arranged to extend from distributors (8, 9) so that hot water is led through the outer pipe (16) from a hot water distributor (8) and the backflowing circulation water is led through the inner pipe (17) to a circulating water distributor (9).

Method according to claim 1, characterized in that the amount of flow in the inner tube (17) is regulated with a valve (14).

Method according to claim 2, characterized in that the flow in the inner tube (17) is regulated by a valve (14).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the circulation is caused by sucking liquid through the inner tube (17).

A plant for effecting a circulation of liquid, said plant having a flow pipe with at least two pipes (16, 17) inside each other and a pump (11), with which the liquid is caused to flow to the vicinity of the end of the flow pipe through one of the pipes (16, 17) inside each other and back through the second pipe, the pump (11) being arranged to circulate the liquid so that the liquid flows to the end of the flow pipe through the outer pipe (16) and back through the inner pipe (17), characterized in that the flow pipe is a connecting line and that the plant has at least one hot water distributor (8) and at least one circulating water distributor (9), the connecting line being arranged to extend from these distributors (8, 9). that the outer pipe (16) extends from the hot water distributor (8) and the inner pipe (17) is connected to the circulating water distributor (9).

Plant according to Claim 5, characterized in that the plant has an angle coupling (19) so that the outer pipe (16) and the inner pipe (17) can be arranged inside each other, the outer pipe (16) being connected to the angle coupling (16). 19) one end and the inner tube (17) to the angle and the tubes (16, 17) inside each other to the other end.

Plant according to Claim 5 or 6, characterized in that the plant has a valve (14) for regulating the amount of flow in the inner pipe (17).

Plant according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the pump (11) is arranged to suck liquid through the inner pipe (17).