SK288923B6 - Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody - Google Patents
Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody Download PDFInfo
- Publication number
- SK288923B6 SK288923B6 SK500092018A SK500092018A SK288923B6 SK 288923 B6 SK288923 B6 SK 288923B6 SK 500092018 A SK500092018 A SK 500092018A SK 500092018 A SK500092018 A SK 500092018A SK 288923 B6 SK288923 B6 SK 288923B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- water
- tank
- storage
- water heater
- hot water
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 235000008753 Papaver somniferum Nutrition 0.000 description 1
- 240000001090 Papaver somniferum Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody zahŕňa valcovitý plášť (2), zaoblené dno (4) a prívodnú rúrku (1). Po obvode valcovitého plášťa (2) sú umiestnené otvory (5) v plášti. Teplá voda vteká do valcovitého plášťa (2) vstupným otvorom (3) na vstup teplej vody a vyteká cez otvory (5) v plášti do priestoru zásobníka. Toto konštrukčné riešenie zabraňuje intenzívnemu miešaniu kvapaliny v zásobníku a zároveň účinne, priamou výmenou tepla medzi časticami vody, ohrieva vodu v zásobníku, pričom vytvára súvislé tepelné vrstvy.
Description
Oblasť techniky
Stotifikátor do zásobníkového ohrievača vody je možné zaradiť do oblasti strojárstva, konkrétne do oblasti tepelných energetických zariadení.
Doterajší stav techniky
Zásobníkový ohrievač teplej vody je oceľová nádrž s ústiami na vstup a výstup médií. Takéto zásobníky slúžia na uchovanie teplej vody do momentu jej potreby. Jednotlivé zásobníky sa líšia tak objemom, ako aj použitou technológiou ohrevu vody. V súčasnosti sa na prípravu teplej vody využívajú zásobníky s priamym ohrevom, s nepriamym ohrevom alebo ich kombinácia. Pri kombinovaných zásobníkoch sú na ohrev vody najčastejšie kombinované elektrické ohrievacie teleso ako priamy zdroj a rúrkový výmenník tepla na ďalší nepriamy zdroj tepelnej energie, napr. kotol na biomasu. Pri írojvalentných zásobníkoch je navyše vnútri ešte druhý rúrkový výmenník napojený na zdroj napr. solárnej energie.
Pri ohreve vody v zásobníku je cieľom dosiahnuť čo najvyššiu enetgetickú efektívnosť. Preto sa v súčasnosti na zvýšenie využitia akumulovanej energie, napr. zo solárnych kolektorov, využíva aj tzv. stratifikačný zásobník. Teplotnou stratifikáciou sa rozumie vrstvenie objemu zásobníka podľa teploty, čo sa uskutočňuje riadeným ukladaním tepía do vrstiev s rovnakou alebo podobnou teplotou. Chladnejšia a ťažšia voda sa drží pri dne, teplejšia stúpa nahor. Dôvodom stratifikácie je požadovaná teplota vody v mieste odberu, t. j. v hornej časti zásobníka, ktorá je distribuovaná spotrebiteľovi. V prípade zlého usporiadania a prevádzkovania zásobníka je voda v ňom premiešavaná tak, že nedôjde k požadovanému rozvrstveniu objemu zásobníka podľa teploty, resp. hustoty pracovnej látky, vody. To má za následok potrebu ďalšieho dohriatia dodatkovým zdrojom tepla, čo znižuje energetickú efektívnosť zásobníka.
Na správnu funkciu zásobníka je nutné nielen vrstvenie podľa teploty vytvoriť, ale hlavne udržať, aby nedegradovalo. Kvalita teplotného vrstvenia objemu v zásobníku bude ovplyvňovať prevádzkové parametre celej sústavy. Teplotné vrstvenie je ovplyvňované predovšetkým spôsobom prívodu a odberu pracovnej látky’ zo zásobníka. Na prirodzené udržanie teplotného vrstvenia objemu zásobníka vplyvom vztlakových síl sa zásadne používajú stojaté štíhle zásobníky, pri ktorých dochádza k prirodzenému teplotnému rozvrstveniu objemu a jeho ľahkému udržaniu. Na riadenie teplotného rozvrstvenia sa využívajú špeciálne samočinné stratifikačné alebo regulačné prvky.
Pre zásobníky tepla s riadeným vrstvením sa používajú rôzne spôsoby, ako dosiahnuť teplotné vrstvenie pri nabíjaní zásobníka. Prvý spôsob je riadenie stratifikácie ventilmi ovládanými na základe porovnávania teploty v danej vrstve zásobníka a teploty’ privádzanej vody. To sa využíva pri rozdelení objemu akumulácie do viacerých zásobníkov, napr. pri veľkých sústavách pre bytové domy.
Jednoduchším spôsobom, bez nároku na reguláciu a elektrickú energiu, sú samočinné rúrkové stratifikačné prvky, ktoré pracujú na základe rozdielu hustôt medzi privádzanou vodou z výmenníka a vrstvami akumulačného zásobníka. Voda s hustotou p je privádzaná vždy pod vrstvu, ktorá má nižšiu hustotu. Rúrkové prvky sú spravidla z plastového PVC potrubia. Odbočky sú vybavené veľmi ľahkými spätnými klapkami, ktoré zabraňujú znehodnoteniu teploty privádzanej teplej vody prisávaním vody z dolnej chladnejšej časti zásobníka. Ďalším prevedením stratifikačného zásobníka je zásobník so špeciálny mi tanierovými prvkami, ktoiých konštrukcia tvorí prirodzenú gravitačnú spätnú klapku. Nevýhodou pri takýchto rúrkových prvkoch je to, že je pri nich dôležité udržať nízku rýchlosť prúdenia v privádzacom potrubí (pod hodnotou 0,1 nts”1), aby nebolo teplotné rozvrstvenie narušené účinkom kinetickej energie prúdu privádzanej vody. Pri nízkych rýchlostiach sa polom predlžuje čas ohrevu vody v zásobníku.
Podstata vynálezu
Vynález umožní rýchlejší ohrev vody v zásobníku tak, že aj pri vyššej vstupnej rýchlosti teplej vody, ktorá vstupuje prívodnou rúrkou do stratifikátora do zásobníkového ohrievača vody umiestneného v hornej časti zásobníka, absorbuje časť jej kinetickej energie prostredníctvom valcovitého plášťa stratifikátora so zaobleným dnom. Následne je cez veľký počet výstupných otvorov rovnomerne rozmiestnených po obvode valcovitého plášťa stratifikátora do zásobníkového ohrievača vody zabezpečené, aby sa kinetická energia vody postupne uvoľňovala do zásobníka v malom množstve a rovnomerne. Teplá voda s najmenšou hustotou tak ostáva uložená v hornej časti zásobníka a studená voda je odoberaná zo spodnej časti zásobníka na ohrev.
Hlavnou výhodou uvedeného vynálezu je, že jeho konštrukčné riešenie účinne zabraňuje intenzívnemu miešaniu kvapaliny v zásobníku a zároveň účinne, priamou výmenou tepía medzi časticami vody, ohrieva vodu v zásobníku, pričom vytvára súvislé tepelné vrstvy.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obr. 1 je zobrazený stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody. Na obr. 2 je zobrazený rez stratifikátora do zásobníkového ohrievača vody s vyznačením prúdenia teplej vody.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody je použiteľný v kombinácii s doskovými výmenníkmi tepla ako náhrada za zásobníky s makovými výmenníkmi tepla. V doskovom výmenníku tepla, umiestnenom mimo telesa zásobníka, je účinnosť prestupu tepla vyššia. V tomto výmenníku bude dochádzať k ohrevu studenej vody odoberanej zo spodnej časti zásobníka a následne bude táto ohriata voda privedená do stratifikátora do zásobníkového ohrievača vody, umiestneného v hornej časti zásobníkového ohrievača vody. Ten bude privedenú teplú vodu vrstviť v zásobníkovom ohrievači vody. Teplá voda bude vstupovať do zásobníkového ohrievača prívodnou rúrkou 1 a do valcovitého plášťa 2 sa dostane vstupným otvore tu 3 na vstup teplej vody. Prúd teplej vody z doskového výmenníka narazí po opustení prívodnej rútky 1 na zaoblené dno 4, pričom je nútený zmeniť smer o 180°. Vplyvom svojej rýchlosti prúdenia smerom nahor pozdĺž valcovitého plášťa 2 sa vytvára podtlak na niektorých miestach otvorov 5 v plášti, pričom dochádza k vťahovaniu chladnejšej vody dovnútra stratifikátora do zásobníkového ohrievača vody, kde sa táto čiastočne premiešava s teplou. Čiastočne zmiešaná tekutina vplyvom rozdielu teploty a rýchlosti prúdi nahor, kde cez otvory 5 v plášti vyteká smerom von do priestoru zásobníkového ohrievača. Táto teplá voda tak následne vytláča chladnejšie vrstvy smerom dole. Celková účinnosť ohrevu bude v takomto zásobníku so stratifikátorom do zásobníkového ohrievača vody v porovnaní s ohrevom rútkovými výmenníkmi vyššia.
Princíp práce stratifikátora do zásobníkového ohrievača vody bol experimentálne overený v laboratórnom okruhu, kde bola v 150 1 zásobníkovom ohrievači vody, pri prietoku teplej vody 8 l.min ý plne preukázaná jeho funkčnosť. Už po 30 minútach prevádzky došlo k ohriatiu tretiny objemu vody v zásobníkovom ohrievači vody na 50 °C. Experimentálny okruh je okrem zásobníkového ohrievača vody so stratifikátorom ďalej tvorený elektrickým ohrievačom vody, obehovým čerpadlom, prietokomerom, snímačom tlaku a regulačnými armatúrami.
Priemyselná využiteľnosť
Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody je možné použiť do zásobníkov v rozmedzí s bežne vyrábanými objemami do 500 litrov. V zásobníku prispeje k zvýšeniu energetickej efektívnosti prípravy teplej vody.
Claims (1)
- K ¥Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa prívodnú rúrku (1), ktorá má na jednom konci vyčnievajúcom z valcovitého plášťa (2) vstupný otvor (3) na vstup teplej 5 vody a ktorá je pevne spojená s valcovitým plášťom (2), na ktorý je v spodnej časti pripevnené zaoblené dno (4) na zmenu smeru prúdu teplej vody o 180° a ktorý má po obvode umiestnené otvor, (5) v plášti na výstup čiastočne zmiešanej vody do priestoru zásobníkového ohrievača.1 výkres
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK500092018A SK288923B6 (sk) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK500092018A SK288923B6 (sk) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK500092018A3 SK500092018A3 (sk) | 2019-09-03 |
SK288923B6 true SK288923B6 (sk) | 2021-12-20 |
Family
ID=68108718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK500092018A SK288923B6 (sk) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK288923B6 (sk) |
-
2018
- 2018-02-22 SK SK500092018A patent/SK288923B6/sk not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK500092018A3 (sk) | 2019-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2010334979B2 (en) | Accumulator tank with partition walls | |
CN101793421B (zh) | 液体循环式供暖系统 | |
CN109114657A (zh) | 强迫分层的蓄热装置 | |
CN110736089B (zh) | 一种根据水温控制阀门开闭的蒸汽发生器 | |
US20120125320A1 (en) | Method for providing heat | |
JP6651007B2 (ja) | 高効率平板型太陽熱吸熱システム及びその運転方法 | |
KR101168538B1 (ko) | 공동 축열탱크가 구비된 공동주택 태양열 온수시스템 및 그 제어방법 | |
CN209084897U (zh) | 强迫分层的蓄热装置 | |
SK288923B6 (sk) | Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody | |
US20130291857A1 (en) | Solar power system and heat exchanger | |
KR101005610B1 (ko) | 태양열을 이용한 축열탱크 | |
KR101602755B1 (ko) | 태양열을 이용한 온수,난방용 하이브리드 전기보일러 | |
SK289032B6 (sk) | Zásobníkový ohrievač vody so stratifikátorom | |
CN104848593B (zh) | 一种印染热处理机及其控制方法 | |
KR101168539B1 (ko) | 공동 축열탱크가 구비된 공동주택 태양열 온수시스템에서 집열 열원 공급 및 과열 방지방법 | |
SK500112018U1 (sk) | Stratifikátor do zásobníkového ohrievača vody | |
KR100853965B1 (ko) | 난방용수가열관을 사용한 태양열 난방 시스템 | |
CN108332438B (zh) | 一种盐梯度太阳池自循环提热的方法和装置 | |
CN101943492A (zh) | 自控温太阳能热水系统 | |
SK8586Y1 (sk) | Zásobníkový ohrievač vody so stratifikátorom | |
CN106104189B (zh) | 入口分层装置 | |
CN206321087U (zh) | 换热器及相变蓄热式热水器 | |
JP6640609B2 (ja) | 太陽熱発電システム及び太陽熱発電方法 | |
KR101401153B1 (ko) | 축열탱크 및 이를 포함하는 태양열 온수기 | |
KR102206111B1 (ko) | 목욕탕용 담수 및 해수 가열시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Licence offer for patent |
Effective date: 20211122 |
|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20230222 |