FI110140B - Käyttövesipatterin venttiilisovitelma ja käyttövesipatteri - Google Patents

Description

110140 Käyttövesipatterin venttiilisovitelma ja käyttövesipatteri

Keksinnön kohteena on käyttövesipatterin venttiilisovitelma, joka käsittää säätöventtiilin, joka on sovitettu säätämään tuloputkesta käyttö-5 vesipatteriin virtaaman veden virtausmäärää ja jossa säätöventtiilissä on käsin käytettävä säädin.

Edelleen keksinnön kohteena on käyttövesipatteri. Käyttövesipatteri, jonka lämmitysteho on säädettävissä säätöventtiilillä, jossa on käsin käytettävä on säädin.

10 Ennestään tunnetaan vesikiertoisia lämmönluovuttimia joissa kier tävä vesi on lämmintä käyttövettä, jota johdetaan käytettäväksi käyttövetenä allashanoissa, suihkusekoittimissa tai muissa vastaavissa. Kyseisiä lämmönluovuttimia käytetään tyypillisesti rakennusten sisätilojen lämmittämiseen ja ne ovat tyypillisesti pattereita, lattialämmitysjärjestelmiä, kuivaustelineitä ja muita 15 vastaavia lämpöä luovuttavia lämminvesiverkoston osia. Huomautettakoon, että jatkossa tässä hakemuksessa termillä patteri tarkoitetaan kaikkia edellä mainittuja lämmönluovuttimia ellei toisin mainita. Huomautettakoon, että jatkossa tässä hakemuksessa termillä käyttövesipatteri tarkoitetaan kaikkia edellä mainittuja lämmönluovuttimia ellei toisin mainita.

20 Käyttövesipatterin etuna on, että sillä voidaan lämmittää huonetilo- ; . ja, tyypillisesti pesuhuoneita, WC-tiloja, saunatiloja tai muita vastaavia, kaikki- '..! na vuodenaikoina ja myös lämmityskauden ulkopuolella, jolloin muut lämmitys- järjestelmät ovat kytketty pois päältä. Niinikään etuna on, että yhdellä ja '··; samalla verkostolla saadaan jaettua rakennuksessa tarvittavaa lämmintä 25 käyttövettä.

Lämpimän käyttöveden lämpötila on noin 55 °C sen lähtiessä läm-mönsiirtimestä asiakkaalle. Viranomaisohjeiden mukaan lämpimän käyttöveden lämpötila ei missään vesilaitteiston osassa saa laskea alle 50 °C:en, joten lämmönsiirtimeen palaavan veden lämpötilan tulee olla vähintään 50 °C. Jos 30 lämpimän käyttöveden lämpötila on tätä alempi, järjestelmään saattaa muo-. ·. : dostua mikrobikantoja, jotka ovat terveydelle vaarallisia: tällaisia on esimerkik- L.‘ si legionella pneumophilia -bakteeri, joka saattaa aiheuttaa ihmiselle hengen- vaarallisen keuhkokuumeen.

v Yleensä käyttövesipatterin lämmitystehoa voidaan säätää patteri- 35 kohtaisesti, mikä on luonnollisesti tarpeen, koska lämmitystarve vaihtelee. Säätö on toteutettu kuristustyyppisellä säätöventtiilillä, joka on sovitettu käyttö- 2 110140 vesipatteriin vettä johtavan tuloputken tai patterista vettä pois johtavan paluu-putken yhteyteen on sovitettu säätöventtiili: säätöventtiilillä säädetään patterin kautta kiertävän veden virtausta. Kun säätöventtiili kierretään kiinni ja veden virtaus patterissa estetään, pysähtyy veden virtaus kyseisessä verkoston 5 osassa. Tällöin kyseisessä verkoston osassa oleva vesi alkaa jäähtyä viileämmän ympäristön vaikutuksesta. Veden lämpötila laskee varsin nopeasti alle 50 °C:en. Lämpötila saattaa laskea alle 50 °C:en myös silloin, kun säätö-venttiili on jonkin verran auki: veden lämpötilan laskun sanelee ympäristön lämpötila ja veden virtausnopeus. Koska käyttövesipattereihin liittyy mahdolli-10 suus veden liiallisesta jäähtymisestä edellä kuvatuista syistä, ei käyttövesipat-tereille aina anneta asennuslupaa. Eräissä tapauksissa käyttövesipatterin sää-töventtiilin sulkeminen on kielletty tai estetty rakenteellisesti, millä halutaan taata käyttöveden riittävä virtaus. Kyseiset ratkaisut eivät ole hyviä, koska patterin lämmitystehoa ei saa säädettyä kokonaan pois päältä. Lisäksi kun läm-15 min vesi jäähtyy, on vettä laskettava hanasta joskus pitkänkin aikaa ennen kuin hanasta saadaan tarvittavan lämpöistä vettä. Tämä lisää tarpeettomasti veden ja energian kulutusta.

Edellä kuvattu jäähtymisongelma on pyritty ratkaisemaan niin, että käyttövesipatterin tuloputki on yhdistetty ohitusputkella patterista tulevaan pa-20 luuputkeen. Ohitusputkessa on toinen kuristusventtiili, jolla ohitusputken kautta tapahtuvaa veden virtausta säädetään. Ajatuksena on, että vaikka patterin säätöventtiili on suljettu, pääsee vesi kiertämään ohitusputken kautta paluu-putkeen, jolloin vältytään veden liialliselta jäähtymiseltä. Ratkaisu kuitenkin .···. haittaa patterin toimintaa ja alentaa sen suurinta lämmitystehoa, koska ohitus- .···. 25 putken kautta virtaa vettä myös silloin, kun patterin säätöventtiili on auki. Li- ‘ ‘ ‘ : säksi toinen kuristusventtiili ja sen vaatima putkisto sijoitetaan mielellään pois , . näkyvistä, koska ne eivät ole sisustuksellisesti edullisen muotoisia tai näköisiä.

’···* Siksi ne käytännössä sovitetaan esimerkiksi välikattoihin tai muihin vastaaviin hankalasti päästäviin paikkoihin. Toisen kuristusventtiilin käyttäminen on näin 30 ollen vaikeaa eikä sitä käytännössä voida käyttää optimaalisesti.

Vielä tunnetussa tekniikassa on ongelmana, että lämminvesijärjes-telmän virtausnopeudet vaihtelevat paljon säätöventtiilien säätöasentojen mukaan. Virtausnopeuden vaihtelu johtaa mitoitusongelmaan, koska liian hitaalla J. virtauksella putkiston virtauskanaviin voi kiinnittyä virtauskanavaa tukkivaa ma- . 35 teriaalia tai mikrobikasvustoa, joka voi aiheuttaa terveydellisiä ongelmia. Liian 3 110140 suurella virtausnopeudella putkistossa tapahtuu eroosiota, joka heikentää putkiston lujuutta ja samalla irrottaa putkistomateriaalia käyttöveteen.

US-patentissa 5 588 591 on esitetty keskuslämmitysjärjestelmään liitetyn vesipatteriventtiilisovitelma, jossa solenoidiohjattu 3-tieventtiili ohjaa 5 kaiken tulevan veden joko patteriin tai patterin ohittaman putken kautta patterin paluuputkeen.

DE-hakemusjulkaisussa 40 02 502 on esitetty keskuslämmitysjärjestelmä, johon kuuluu 3-tieventtiili.

DE-hakemusjulkaisut 32 27 147 ja 31 33 681 käsittelevät keskus-10 lämmitysjärjestelmiä, joihin kuuluu 4-tieventtiili.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan käyttövesipatterin venttiilisovitelma ja käyttövesipatteri, joissa vältetään edellä mainittuja epäkohtia.

Keksinnön mukaiselle käyttövesipatterin venttiilisovitelmalle on tun-15 nusomaista, että säätöventtiili on sovitettu yhdistämään patterin tuloputken patterin paluuputkeen, ja että säätöventtiili on sovitettu ohjaamaan tuloputkes-ta tulevaa vettä portaattomasti joko osittain tai kokonaan paluuputkeen tai patteriin niin, että veden virtausmäärä tulo- ja paluuputkessa pysyy oleellisesti vakiona riippumatta säätöventtiilin säätöasennosta.

20 Keksinnön mukaiselle käyttövesipatterille on tunnusomaista, että säätöventtiili on sovitettu ohjaamaan tuloputkesta tulevaa vettä portaattomasti i ·": joko osittain tai kokonaan paluuputkeen tai patteriin niin, että veden virtaus- :'' ‘ määrä tulo- ja paluuputkessa pysyy oleellisesti vakiona riippumatta säätövent- . · · *. tiilin säätöasennosta.

. · · ·. 25 Keksinnön olennainen ajatus on, että käyttövesipatterin säätöventtii- *”· li on sovitettu yhdistämään patterin tuloputken ja paluuputken toisiinsa niin, et tä säätöventtiili ohjaa tuloputkesta tulevaa vettä joko osittain tai kokonaan pa-’··· luuputkeen tai patteriin niin, että veden virtausmäärä pysyy oleellisesti samana riippumatta venttiilin säätöasennosta. Edelleen erään keksinnön edullisen so-30 vellutusmuodon ajatuksena on, että säätöventtiili 3-tieventtiili. Vielä erään toisen keksinnön edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että säätöventtiili 4-:··; tieventtiili.

Keksinnön etuna on, että veden virtausmäärä tulo- ja paluuputkes-sa on aina riittävä ylläpitämään lämpimän veden lämpötila riittävän korkeana. 35 Verkoston virtausnopeuden ja painehäviöiden vaihtelut ovat säätöventtiilin asennosta riippumatta oleellisen merkityksettömiä, joten verkoston aiheuttama 4 110140 melu vähenee, lämmintä vettä saadaan nopeasti käyttöön, sekä verkoston oikea mitoittaminen ja verkoston lämpötilaero tulo- ja paluupuolen välillä on hallittavissa aikaisempaa yksinkertaisemmin.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 5 kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä tekniikan tason mukaisen vent- tiilisovitelman ja käyttövesipatterin sovellutusmuotoa, kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisen venttii-lisovitelman ja käyttövesipatterin sovellutusmuotoa, ja kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisen venttii-10 lisovitelman ja käyttövesipatterin sovellutusmuotoa.

Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty eräs tekniikan tason mukaisen venttiilisovitelman ja käyttövesipatterin sovellutusmuoto. Käyttövesipatterissa 1 on yhteet 2 joihin liitetään patteriin 1 vettä johtava tuloputki 3 ja patterista 1 vettä pois johtava paluuputki 4. Mainittujen virtauskanavien lisäksi patterissa 1 15 on virtauskanava, joka yleensä on muodostettu mutkille taivutetusta putkesta, jonka kautta patterin lämmönluovutus pääasiassa tapahtuu. Käyttövesipatteri 1 voi olla esimerkiksi seinälle asennettava yksikkö, lattialämmitysputkisto tai muu vastaava lämmönluovutin.

Samaan lämpimän käyttöveden verkostoon 5 voi olla liitettynä yksi 20 tai useampi patteri 1: esimerkiksi kerrostaloissa pattereita on kymmeniä tai jopa satoja. Lisäksi samassa verkostossa 5 voi olla eri tyyppisiä pattereita 1 sa-massa verkossa: paneeleita, kuivaustelineitä, lattialämmityksiä tai muita vas-taavia. Huomautettakoon että kuvioissa 1 - 3 on esitetty ainoastaan osa koko .···. lämpimän käyttöveden verkostosta 5. Verkosto 5 käsittää yleensä lisäksi läm- .···. 25 mönvaihtimen, pumpun veden pumppaamiseksi ja muita vastaavia kom- *'’· ponentteja, jotka alan ammattimies tuntee sinänsä hyvin ja joita siksi ei tässä . . yhteydessä käsitellä sen tarkemmin.

’·· Tuloputkeen 3 on sovitettu säätöventtiili 6, jolla kuristetaan käyttö- vesipatteriin 1 menevän veden virtausta ja säädetään patterin 1 luovuttaman 30 lämmön määrää. Paluuputkeen 4 on puolestaan sovitettu sulkuventtiili 11, jolla ko. putki saadaan suljettua esimerkiksi patterin 1 irrottamiseksi. Säätöventtiili 6 : ·; voi sovitettu tuloputken 3 sijasta paluuputkeenkin 4, jolloin sulkuventtiili 11 on sovitettu vastaavasti tuloputkeen 3. Säätöventtiilin 6 säätöasento asetetaan .!.* säätimellä 10.

;.. 35 Koska tuloputki 3 on yhteydessä paluuputkeen 4 ainoastaan patte- rin 1 virtauskanavan kautta, vaikuttaa säätöventtiilin 6 säätö oleellisesti kysei- 5 110140 sissä putkissa viilaavan veden virtausmäärään ja virtausnopeuteen. Jotta vesi kiertäisi verkostossa 5 myös säätöventtiilin 6 ollessa kiinni, on verkostoon 5 lisätty ohitusputki 7 ja toinen kuristusventtiili 8, jotka yhdistävät tuloputken 3 pa-luuputkeen 4. Osa tuloputkesta 3 tulevasta lämpimästä vedestä virtaa ohitus-5 putken 7 ja toisen kuristusventtiilin 8 kautta paluuputkeen 4 käymättä lainkaan verkoston 5 käyttövesipattereissa 1. Tämä luonnollisesti laskee verkostoon 5 liitettyjen käyttövesipatterien 1 suurinta lämmitystehoa, koska patterin 1 vasta-paineen johdosta vettä virtaa toisen kuristusventtiilin 8 kautta suoraan paluu-putkeen 4 vaikka käyttövesipattereiden säätöventtiilit 6 olisivat täysin auki.

10 Kuviossa 2 on kaavamaisesti esitetty eräs keksinnön mukaisen venttiilisovitelman ja käyttövesipatterin sovellutusmuoto. Käyttövesipatteri 1 on sinänsä samanlainen kuin kuviossa 1 esitetyssä tekniikan tason suoritusmuodossa. Sen sijaan patterin 1 säätöventtiili 6 on 3-tieventtiili, joka on sovitettu patterin 1 tuloputkeen 3. 3-tieventtiilissä on yksi tulokanava ja ensimmäinen ja 15 toinen lähtökanava sekä säädin. Tulokanava on kytketty tuloputkeen 3 kuten myös ensimmäinen lähtökanava; toinen lähtökanava on kytketty väliputkeen 9, jonka toinen pää on liitetty käyttövesipatterin 1 paluuputkeen 4. 3-tieventtiili ohjaa tuloputkesta 3 tulokanavaan tulevaa vettä ensimmäiseen ja/tai toiseen läh-tökanavaan. Säätöventtiilin 6 säätimen 10 asennosta riippuen säätöventtiili 6 20 ohjaa tulevan veden joko kokonaan ensimmäiseen lähtöön tai kokonaan toiseen lähtöön tai osittain ensimmäiseen ja osittain toiseen lähtöön. Mikäli tarvi-taan suurinta mahdollista käyttövesipatterin 1 lämmitystehoa, asetetaan sää-din 10 asentoon, jossa säätöventtiilin 6 virtauskanava on täysin auki ensim-.·· mäiseen lähtökanavaan, jolloin oleellisesti kaikki tuloputkesta 3 tuleva lämmin 25 vesi virtaa käyttövesipatteriin. Jos taas halutaan kytkeä käyttövesipatterin 1 lämmitysteho minimiin, asetetaan säädin 10 vastaavasti asentoon, jossa sää-. . töventtiilin 6 virtauskanava on täysin auki toiseen lähtökanavaan, jolloin oleelli- ’· · sesti kaikki tuloputkesta 3 tuleva vesi virtaa paluuputkeen 4 käymättä välillä käyttövesipatterissa 1. Kun taas käyttövesipatterin 1 lämmitysteho halutaan 30 olevan jossakin edellä mainittujen ääripäiden välillä, asetetaan säädin 10 asentoon, jossa osa säätöventtiiliin 6 tulevasta vedestä virtaa ensimmäisen lähtökanavan kautta käyttövesipatteriin 1 ja osa toisen lähtökanavan ja väli-putken 9 kautta paluuputkeen 4. Mainitunlaiset 3-tieventtiilit ovat sinänsä tun-.nettuja venttiileitä, joten niiden rakennetta ei tässä esitetä tarkemmin.

35 Paluuputkessa 4 tai sekä paluuputkessa 4 että tuloputkessa 3 voi olla lisäksi sulkuventtiili, jolla putket saadaan suljettua täysin tilanteissa, joissa > I > 6 110140 käyttövesipatteri 1 on kytkettävä kokonaan irti muusta verkosta 5, esimerkiksi jos patteri 1 joudutaan jostain syystä irrottamaan putkista 3 ja 4. Luonnollisesti käyttövesipatterissa 1 ja lämpimän käyttöveden verkossa 5 voi olla muitakin sinänsä tunnettuja komponentteja, joita ei ole esitetty kuvioissa asian esittämi-5 sen yksinkertaistamiseksi.

3-tieventtiili voi olla sovitettu myös paluuputkeen 4. Tällöin säätö-venttiilissä 6 on kaksi tulokanavaa, joista toinen on kytketty väliputkeen 9 ja toinen käyttövesipatterilta 1 tulevaan paluuputkeen 4, sekä yksi lähtökanava, joka on kytketty paluuputkeen 4. Säätöventtiilillä 6 säädetään tulokanavien vir-10 tausvastuksia joka puolestaan määrää käyttövesipatterin 1 kautta viilaavan veden osuuden tuloputken 3 kokonaisvirtaamasta.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa tulo- ja paluuputkessa 3, 4 virtaa van veden virtausnopeus ja virtausmäärä ovat oleellisesti riippumattomat säätöventtiilin 6 säätöasennosta.

15 Säätöventtiilistä 6, säätimestä 10, väliputkesta 9 ja muista sopivista säätöventtiiliin 6 liittyvistä komponenteista on edullisesti muodostettu asen-nusmoduuli 12, joka on muotoiltu huomioiden sisustukselliset näkökohdat. Säädin 10 voidaan sijoittaa moduulin 12 sivulle, etupuolelle tai jopa erilleen koko moduulista 12 sellaiseen paikkaan, jossa sitä on vaivatonta käyttää. 20 Asennusmoduuleita 12 valmistetaanedullisesti vakiintuneiden avainvälien mukaisesti, jolloin moduuli 12 voidaan kytkeä vaivattomasti uusiin tai jo asennet-i * * ’; tuihin käyttövesipattereihin 1.

; ’' \ Kuviossa 3 on kaavamaisesti esitetty eräs toinen keksinnön mukai- * · · .···. sen venttiilisovitelman ja käyttövesipatterin sovellutusmuoto. Säätöventtiili 6 on .··· 25 nyt 4-tieventtiili, jossa on ensimmäinen ja toinen tulokanava sekä ensimmäi- nen ja toinen lähtökanava. Ensimmäinen tulokanava ja ensimmäinen lähtö-. . kanava on kytketty käyttövesipatterin 1 tuloputkeen 3 kun taas toinen tulo- kanava ja toinen lähtökanava on kytketty patterin 1 paluuputkeen 4. Säätö-venttiili 6 on sinänsä tunnettu 4-tieventtiili, jossa tulokanavat ovat aina auki jo-30 ko yhteen tai kahteen lähtökanavaan. Säätöventtiiliä voidaan säätää niin, että oleellisesti kaikki tuloputkesta 3 tuleva vesi virtaa käyttövesipatteriin 1, jolloin patterin 1 lämmitysteho on maksimissaan, tai että oleellisesti kaikki tuloputkes-ta 3 tuleva vesi virtaa suoraan paluuputkeen 4 käymättä lainkaan patterissa 1, ,j.‘ jolloin patterin 1 lämmitysteho on minimissään, tai että osa tuloputkesta 3 tule- 35 vasta vedestä virtaa patteriin 1 ja osa suoraan paluuputkeen 4, jolloin patterin *; ·, 1 lämmitysteho on minimi- ja maksimilämmitystehon väliltä.

t > » . > » »

> t I

f I · 7 110140 Käyttövesipatterista 1 ja säätöventtiilistä 6 on muodostettu integroitu patterielementti 13. Patterielementti 13 voi lisäksi käsittää esimerkiksi sulku-venttiilit, joilla elementti liitetään putkiin ja muita vastaavia sinänsä tunnettuja komponentteja. Patterielementin 13 avulla käyttövesipatterin 1 ja sen säätö-5 venttiilin 6 asentaminen on erityisen vaivatonta ja nopeaa.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä yksi säätöventtiili 6 voi säätää yhden tai useamman erillisen käyttövesipatterin 1 lämmitystehoa. Säätöventtiilin 6 säädin 10 10 voi olla käsin käytettävä tai esimerkiksi sähköisesti käytettävä. Säätöventtiilin 6 yhteyteen voidaan sovittaa termostaatti. Myös 3-tieventtiili voi olla integroitu patterielementtiin 13 kuten kuvion 3 esittämässä keksinnön suoritusmuodossa.

4-tieventtiilistä voidaan muodostaa asennusmoduuli 12 kuten kuvion 2 esittämässä keksinnön suoritusmuodossa.

15 9 · 1 I · • * « * » 1 * ♦ ! 1«· • · j ·...

1 tl· ! : i # · · * < · · * · 1 · v 1 i t \ 9 t » 1 i I * # f 1 1 = 1 » I >

Claims (9)

110140

1. Käyttövesipatterin venttiilisovitelma, joka käsittää säätöventtiilin (6), joka on sovitettu säätämään tuloputkesta (3) käyttövesipatteriin (1) virtaa- 5 man veden virtausmäärää ja jossa säätöventtiilissä (6) on käsin käytettävä säädin (10), tunnettu siitä, että säätöventtiili (6) on sovitettu yhdistämään patterin tuloputken (3) patterin paluuputkeen (4), ja että säätöventtiili (6) on sovitettu ohjaamaan tuloputkesta (3) tulevaa vettä portaattomasti joko osittain tai kokonaan paluuputkeen (4) tai patteriin (1) niin, että veden virtausmäärä tulo lo- ja paluuputkessa (3, 4) pysyy oleellisesti vakiona riippumatta säätöventtiilin (6) säätöasennosta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiilisovitelma, tunnettu siitä, että säätöventtiili (6) on 3-tieventtiili.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiilisovitelma, tunnettu 15 siitä, että säätöventtiili (6) on 4-tieventtiili.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiilisovitelma, tunnettu siitä, että säätöventtiili (6) on sovitettu tuloputkeen (3).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiilisovitelma, tunnettu siitä, että säätöventtiili (6) on sovitettu paluuputkeen (4).

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiilisovitelma, tunnettu siitä, että säätöventtiili (6) on sovitettu asennusmoduuliin (12).

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiilisovitelma, '.tunnettu siitä, että säätöventtiili (6) ja käyttövesipatteri (1) on sovitettu pat-terielementtiin (13). 25 8. Käyttövesipatteri, jonka lämmitysteho on säädettävissä säätö- ’···’ venttiilillä, jossa on käsin käytettävä on säädin (10), tunnettu siitä, että "”· säätöventtiili (6) on sovitettu ohjaamaan tuloputkesta (3) tulevaa vettä portaat- tomasti joko osittain tai kokonaan paluuputkeen (4) tai patteriin (1) niin, että veden virtausmäärä tulo- ja paluuputkessa (3, 4) pysyy oleellisesti vakiona 30 riippumatta säätöventtiilin (6) säätöasennosta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen käyttövesipatteri, tunnettu . ·. : siitä, että käyttövesipatteri (1) ja venttiilisovitelma on sovitettu patterielementik- si (13). 1 • » » » 9 110140