FI122935B

FI122935B - Förfarande och apparat för att anordna effektivt värme

Info

Publication number: FI122935B
Application number: FI20115019A
Authority: FI
Inventors: Johan Holger Karlstedt
Original assignee: Johan Holger Karlstedt
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2012-09-14
Also published as: CA2823834A1; EP2661587A1; FI20115019A0; FI20115019A; WO2012093204A1; US20130312945A1

Description

FÖRFARANDE OCH APPARAT FÖR ATT ANORDNA EFFEKTIV VÄRME Tekniskt omräde

Uppfinningen avser allmänt ett förfarande och en apparat för att anordna effektiv värme.

5 Bakgrund

Konventionella system för uppvärmning av byggnader och varmt hushällsvatten fungerar med hjälp av en panna som hettas upp med fossila bränslen, t.ex. olja el-ler gas, men dessa slösar märkbart med levererad energi pä grund av värmeför-luster med heta rökgaser som strömmar ut genom byggnadernas skorsten.

10 För att förbättra lönsamheten hos sädana konventionella system har man börjat använda värmepumpar som höjer värmen frän en lag temperatur tili en högre temperaturnivä. Dä man använder utomhusluft sjunker dock en värmepumps ef-fektivitet radikalt vid läga temperaturer, t.ex. vid temperaturer under -5 *€. Likasä börjar frost ansamlas i värmepumpenheten, varvid det är praktiskt att använda en 15 annan värmekälla, t.ex. en oljeeldad eller elektrisk panna, i samband med värme-pumpen under de kallaste säsongerna.

Patent US 4,687,133 förevisar ett uppvärmningssystem 100 enligt figur 1, som har utvecklats för att förbättra uppvärmning av byggnader och varmt hushällsvatten genom att använda en kombination av en uppvärmningspanna 110 och en värme-20 pump 120.

I uppvärmningssystemet 100 mottar värmepumpen 120 en luftström som bestär av

CM

£ frisk luft fran utanför ett pannrum 130 och returluft som kommer in frän pannrum- met 130. Luftströmmen driver till en värmeväxlare 140 av korsströmtyp och sedan

CO

9 tili en förängare i värmepumpen 120 för att värma upp ett värmebärande medium o 25 som cirkulerar i värmepumpens 120 system. I en kondensator värmer det värme- | bärande mediet vatten som rinner genom en vattenkanal, sä att varmvatten an- ordnas för byggnads vattensystem, i vilken byggnad pannrummet 130 finns.

δ !£ Värmepumpen 120 evakuerar luftströmmen tili pannrummet 130 och en del av den & evakuerade luftströmmen driver genom en gaskanal 150 tillbaka tili värmeväxlaren 30 140, som har tvä separata kanalsystem där den inkommande luftströmmen och den evakuerade partiella luftströmmen rör sig ungefär vinkelrät mot varandra genom värmeväxlaren 140. Den partiella luftströmmen lämnar uppvärmningssyste- 2 met 100 via ett evakueringsrör 160 efter att den har passerat genom värmeväxlar-en 140 och förhandsupphettat den inkommande luftströmmen.

Dä det finns behov för extra uppvärmningsenergi, t.ex. under vintern, startas upp-värmningspannan 110 som har en brännare 170, varvid rökgas av olja som upp-5 värmts av brännaren 170 rör sig genom gaskanalen 150 och blandas med den partiella luftströmmen som strömmar mot värmeväxlaren 140. Blandningen som inkluderar den partiella luftströmmen och rökgasen omfattar nu en ökad mängd energi jämfört med bara en partiell Ström och kan användas för att förbättra vär-meväxlarens 140 funktion.

10 Identifieringen av behov av extra uppvärmningsenergi och igängsättning av brännaren 170, liksom även uppvärmningssystemets 100 hantering i allmänhet, ästad-koms med hjälp av temperatur- och trycksensorer 180, 182, 184, 186, 188 och kontrollenhet 190.

Översikt 15 Ett syfte med uppfinningen är att förbättra en uppvärmningsapparat som använder en kombination av en uppvärmningspanna och en värmepump, sä att den kan ästadkomma värme pä ett effektivare och renare sätt.

Syftet med uppfinningen uppfylls genom att anordna ett förfarande enligt krav 1 och en apparat enligt krav 8.

20 Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar ett förfarande för anordnande av värme att man förvärmer en inkommande luftström frän utanför en apparat i ät- minstone en första kanal i en värmeväxlare med hjälp av en Ström i ätminstone en ^ andra kanal i värmeväxlaren, överför strömmen frän den ätminstone ena andra o kanalen i värmeväxlaren tili utanför apparaten genom en evakueringskanal, an- o 25 ordnar värme med hjälp av den förvärmda inkommande luftströmmen i en värme- § pump, och överför i en överföringskanal en rökgasström som ästadkommits av en x brännare tili den ätminstone ena andra kanalen i värmeväxlaren, varvid förfarandet vidare omfattar att man i överföringskanalen mottar en del av den evakuerade σ> 5 strömmen frän evakueringskanalen och kontrollerar rökgasströmmens strömning ^ 30 och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i överföringskanalen, sä att ^ fukt i rökgasström men och i den mottagna delen av den evakuerade strömmen kondenseras pä en yta av den ätminstone ena andra kanalen i värmeväxlaren och reagerar med rökgaspartiklar i rökgasströmmen dä rökgasströmmens strömning och den mottagna delen av den evakuerade strömmen växelverkar med den in- 3 kommande luftströmmen i den ätminstone ena första kanalen i värmeväxlaren, vil-ket ökar förvärmningen av den inkommande luftströmmen.

Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar en apparat för anordnande av värme en värmeväxlare som är konfigurerad att förvärma en inkommande luft-5 Ström frän utanför apparaten i ätminstone en första kanal i värmeväxlaren med hjälp av en Ström i ätminstone en andra kanal i värmeväxlaren, en avloppskanal som är konfigurerad att överföra strömmen frän den ätminstone ena andra kanalen i värmeväxlaren tili utanför apparaten, en värmepump som är konfigurerad att ästadkomma värme med hjälp av den förvärmda inkommande luftströmmen, ooh 10 en överföringskanal som är konfigurerad att överföra en rökgasström ästadkom-men av en brännare tili den ätminstone ena andra kanalen i värmeväxlaren, varvid apparaten vidare omfattar överföringskanalen som är konfigurerad att ta emot en del av den evakuerade strömmen frän evakueringskanalen ooh kontrollenhet som är konfigurerade att kontrollera rökgasströmmens strömning ooh den mottagna de-15 Ien av den evakuerade strömmen i överföringskanalen, sä att fukt i rökgasström-men ooh den mottagna delen av den evakuerade strömmen kondenseras pä en yta av den ätminstone ena andra kanalen i värmeväxlaren ooh reagerar med rök-gaspartiklar i rökgasströmmen dä rökgasströmmens strömning ooh den mottagna delen av den evakuerade strömmen växelverkar med den inkommande luftström-20 men i den ätminstone ena första kanalen i värmeväxlaren, vilket ökar förvärmningen av den inkommande luftströmmen.

Vidare tillämpningar av uppfinningen definieras i de beroende kraven.

Uppfinningens tillämpningar ästadkommer lönsamhet för apparaten samtidigt som de försäkrar apparatens funktion ooh höga effektivitet vid alla utomhustemperatu- ^ 25 rer genom att öka förvärmningen av den inkommande luftströmmen som överförs o ^ tili värmeväxlaren.

i

CO

cp » Därtill förbättrar uppfinningens tillämpningar lönsamheten genom att styra den 0 evakuerade strömmen fran värmeväxlaren delvis tili returkanalen ooh anrika den £ förvärmande strömmen i de andra kanalerna i värmeväxlaren med hjälp av denna ^ 30 returnerade partiella evakuerade Ström, sä att mer värme överförs frän den för-

O

m värmande strömmen tili den inkommande strömmen.

δ ^ Uppfinningens tillämpningar förbättrar även uppvärmningens lönsamhet genom att möjliggöra att man stänger av brännaren även under de kallaste säsongerna dä en spontan process sker mellan fukten pä kanalytorna och rökgaspartiklarna i 4 värmeväxlarens andra kanaler. Processen fortsätter även om brännaren har stängts av, sä processen i sig själv är kapabel att tillräckligt mycket förvärma den inkommande luften under en tid och den kan vara nödvändigt att starta brännaren först da den inkommande luftens temperatur sjunker under en viss tröskeltempera-5 tur.

Vidare förbättrar uppfinningens tillämpningar därtill rengörningen av värmeväxlarens andra kanaler med hjälp av en tömmande fukt pä de andra kanalernas inre ytor och rengörande rökgaser evakuerade frän apparaten via evakueringskanalen.

Verbet “att omfatta” används i detta dokument som en öppen begränsning som 10 varken exkluderar eller kräver existens av även onämnda egenskaper. Verben “att inkludera” och “att ha/har” definieras som att omfatta.

Termerna “en”, “ett” och “ätminstone en”, som använda härvid, definieras som en eller flera än en och termen ’’mängd” definieras som tvä eller flera än tvä.

Termen “en annan”, som används härvid, definieras som ätminstone en annan el-15 lerfler.

Termen “eller” används allmänt i dess betydelse där den omfattar ”och/eller”, föru-tom om innehället klart befaller pä annat vis.

För de ovannämnda definierade verben och termerna skall dessa definitioner till-lämpas, förutom om en annorlunda definition är given i kraven eller nägon annan-20 stans i denna beskrivning/specifikation.

Slutligen kan egenskaperna nämnda i de beroende kraven sinsemellan fritt kom- cvi bineras, förutom om nägot annat klart anges.

δ

C\J

^ Kort beskrivning av figurerna cp § Tili nästa beskrivs de fördelaktiga tillämpningarna av uppfinningen med referens tili x 25 de bifogade figurerna, i vilka

CL

<5 Figur 1 uppvisar ett exempel pä en bild av ett uppvärmningssystem som har en o LO kombination av en uppvärmningspanna och en värmepump, och o Figur 2 uppvisar ett exempel pä en bild av en apparat enligt en tillämpning av uppfinningen.

30 Detaljerad beskrivning av figurerna 5

Figur 1 har redan diskuterats i samband med bakgrunden.

Figur 2 uppvisar ett uppvärmningsarrangemang 200, i vilket en separat uppvärm-ningsapparat 210 är kopplad till en vattenledande panna 220 som har en brännare 222 som är konfigurerad att bränna t.ex. olja eller gas, omfattande kolväte(n), och 5 en tank 224 för producering av varmt vatten är ansluten till pannan 220. Apparaten 210 och möjligen pannan 220 och tanken 224 är positionerade pä ett underlag 230, som t.ex. är golvet i en byggnad som skall värmas upp. Som man kan se frän figuren kan apparaten 210 placeras i ett rum och pannan 220 i ett annat rum, men det är även möjligt att bäda befinner sig i samma rum. Det enda kravet gällande 10 placeringen av apparaten 210 är att den är placerad sä, att den kan anslutas tili byggnadens skorsten.

Apparaten 210 omfattar en värmeväxlare 240, t.ex. en motströmsvärmeväxlare, som tar emot en frisk luftström frän utanför byggnaden som skall uppvärmas via en kanal 242, som har ett inlopp, och en luftström via ett internt inlopp (inte visat i 15 figuren). De mottagna luftströmmarna blandas och den blandade luftströmmen frän utanför apparaten 210 styrs tili värmeväxlarens första kanaler sä att den för-värms genom att använda en förvärmande Ström, som omfattar ätminstone rökga-ser och luft frän brännaren 222 inne i värmeväxlarens andra kanaler. Värmeväxla-ren 240 omfattar ätminstone en första kanal för den blandade luftströmmen frän 20 utanför apparaten 210 och ätminstone en andra kanal för det förvärmande ström-men. Avständet mellan den första och den andra kanalen är mindre än 1 mm. Sedan passerar den förvärmda luftströmmen tili en värmepump 250, där den an-vänds tili att producera värme.

Den förvärmande strömmen i värmeväxlarens andra kanaler styrs tili en evakue- ^ 25 ringskammare 244 som har en evakueringsfläkt 246, och sedan till en evakue- o ™ ringskanal 248a som förgrenas tili en evakueringskanal 248b, som leder tili utanför o byggnaden, och en returkanal 248c, som leder tillbaka tili pannan 220. Evakue- § ringskanalen 248b och returkanalen 248c utgör en skorsten för pannan 220 dä x den av nägon orsak används ensam, t.ex. för att apparaten 210 underhälls eller 30 repareras. Den evakuerade förvärmande strömmen delas sä att en del av den O) 5 evakuerade förvärmande strömmen passerar längs evakueringskanalen 248b, ^ som utgör en Övre del av skorstenen utanför byggnaden, och en del av den för- ° värmande strömmen (evakueringsströmmen) passerar längs returkanalen 248c nerät mot pannan 220.

6 Värmepumpen 250 som används för att varma upp cirkulerande vatten har en intern evakueringsöppning 252a med en fläkt för den blandade luftströmmen som en förängare 254 har mottagit och använt tili att producera värme. En del av den blandade luftströmmen överförs frän inne i apparaten 210 tili rummet där appara-5 ten 210 är placerad genom en öppning 252b. En annan möjlig del överförs tili ett annat rum längs en passande luftkanal, t.ex. rummet där pannan 220 befinner sig pä samma sätt. En del av den blandade luftströmmen filtreras och cirkuleras inne i apparaten mot det interna inloppet för att förenas med den friska luftströmmen i kanalen 242.

10 Frän förängaren 254 strömmar ett verksamt ämne via en värmeväxlare i värmepumpen 250 tili en kompressor utrustad med en tryckinställare via en motventil tili en koaxial kondensator 256 för värmeväxling med vatten i ett vattenledande system, som har inlopps- och utloppsgängar 258a, 258b. Frän kondensatorn 256 strömmar det verksamma ämnet över en mottagare och ett filter tillbaka tili värme-15 pumpens värmeväxlare och via en termostatventil tili förängaren 254. En rote-rande fläkt befinner sig i en förängare 254 och en förgreningsgäng som leder tili förängaren 254 kontrolleras av en solenoidventil.

Den delen av den använda och blandade luftströmmen som biases bort genom evakueringsöppningen 252a och öppningen 252b tili rummet utanför apparaten 20 210 driver tillbaka tili apparaten 210 genom en undertrycksventil 260, eller pannan 220 och brännaren 222.

Dä brännaren 222 är igängkopplad passerar en rökgasström frän pannan 220 tili en överföringskanal 270, där den blandas med evakueringsströmmen, alltsä den del av den evakuerade förvärmande strömmen som kommer ner frän returkanalen ^ 25 248c, och vid behov även med den cirkulerande luftströmmen som kommer frän o värmepumpen 250 genom undertrycksventilen 260.

CO

o » Den blandade strömmen som omfattar rökgaserna frän brännaren 222, blandning-

O

en som omfattar rökgaser och luft frän returkanalen 248c, och möjligen den cirku-£ lerande luftströmmen som kommer frän rummet genom undertrycksventilen 260, ^ 30 passerar tili en kondenskammare 272 längs överföringskanalen 270 innan den S styrs tili värmeväxlarens andra kanaler för att förvärma luftströmmarna i värmeväx- δ larens första kanaler. Kondenskammaren 272 har ett kondensavlopp 274 för att

CVJ

styra kondenserad fukt tili utanför apparaten 210. Luften i rummet, som värmepumpen 250 har bläst iväg, omfattar spillvärme som pä detta vis används för att 35 förbättra förvärmningsprocessen i värmeväxlaren 240.

7 I kondenskammaren 272 är den blandade strömmen (väsentligen) närä sin dagg-punkt eller over daggpunkten, och dess strömningshastighet är anordnad att vara over 3 m/s med hjälp av evakueringsfläkten 246. Sedan, i värmeväxlarens andra kanaler, kondenseras fukt som omfattar t.ex. vatten i den turbulenta blandade 5 strömmen pä de andra kanalernas inre ytor, pä grund av den svala friska luften och den cirkulerande luften i värmeväxlarens första kanaler. Samtidigt förvärmer den kondenserande blandade strömmen luftströmmen i de första kanalerna.

Den kondenserade fukten, vars pH är ungefär 2,5, pä de andra kanalernas inre ytor reagerar med rökgaspartiklar som finns i den blandade luftströmmen och som 10 bildas av olje- eller gasbrännaren 222, och i denna spontana process binder den kondenserade fukten koldioxid, vilket resulterar i utspädd kolsyra vars pH är ungefär 5, och resulterar i mer värme i de andra kanalerna, varvid värmeenergi som överförs tili luftströmmen i de första kanalerna tillsätts och förvärmningsprocessen blir effektivare. Den utspädda kolsyran rengör de andra kanalerna dä den rinner 15 ner längs de andra kanalerna t.ex. tillbaka tili kondenskammaren 272 eller en annan uppsamlingskammare.

Den spontana processen mellan fukten pä kanalytorna och rökgaspartiklarna fort-sätter i de andra kanalerna även om brännaren är avstängd, sä processen i sig själv är kapabel att förvärma den inkommande strömmen tillräckligt under en tid. 20 Därmed kan det vara nödvändigt att starta brännaren först dä den inkommande strömmens temperatur faller under en viss tröskeltemperatur.

Efter att ha passerat genom de andra kanalerna och förvärmningsprocessen överförs den blandade strömmen med hjälp av evakueringsfläkten 246 tili evakue-ringskammaren 244 och längs evakueringskanalen 248a delvis utanför byggnaden ^ 25 längs evakueringskanalen 248b och delvis tillbaka tili överföringskanalen 270 o längs returkanalen 248c.

CO

cp ® Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar ett förfarande för anordnande av o varme att man förvärmer en inkommande luftström frän utanför en apparat, alltsä ^ en del av den inkommande luftströmmen kommer frän utanför ett rum eller en 30 byggnad som skall värmas upp och en annan del av den inkommande luftström-

O

Lo men, en cirkulerande luftström evakuerad av värmepumpen, kommer frän inuti o apparaten, i en första kanal i en värmeväxlare med hjälp av en Ström i en andra kanal i värmeväxlaren, överför strömmen frän den andra kanalen i värmeväxlaren tili utanför apparaten genom en evakueringskanal, anordnar värme med hjälp av 35 den förvärmda inkommande luftströmmen i en värmepump, och överför i en över- 8 föringskanal en rökgasström som ästadkommits av en brännare tili den andra ka-nalen i värmeväxlaren för att förvärma den inkommande luftströmmen, varvid för-farandet vidare omfattar att man i överföringskanalen mottar en del av den evaku-erade strömmen frän evakueringskanalen och kontrollerar rökgasström mens 5 strömning och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i överföringskanalen, sä att fukt i rökgasström men och i den mottagna delen av den evakuerade strömmen kondenseras pä en inre yta av den andra kanalen i värmeväxlaren och reagerar med rökgaspartiklar i rökgasströmmen dä rökgasströmmens strömning och den mottagna delen av den evakuerade strömmen växelverkar med den in-10 kommande luftströmmen i den första kanalen i värmeväxlaren, vilket ökar för-värmningen av den inkommande luftströmmen.

Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar en apparat för anordnande av värme en värmeväxlare som är konfigurerad att förvärma en inkommande luft-ström frän utanför apparaten i en första kanal i värmeväxlaren med hjälp av en 15 Ström i en andra kanal i värmeväxlaren, en evakueringskanal som är konfigurerad att överföra strömmen frän den andra kanalen i värmeväxlaren tili utanför apparaten, en värmepump som är konfigurerad att ästadkomma värme med hjälp av den förvärmda inkommande luftströmmen, och en överföringskanal som är konfigurerad att överföra en rökgasström ästadkommen av en brännare tili den andra kana-20 Ien i värmeväxlaren, varvid apparaten vidare omfattar överföringskanalen som är konfigurerad att ta emot en del av den evakuerade strömmen frän evakueringskanalen och kontrollredskap som är konfigurerade att kontrollera rökgasströmmens strömning och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i överföringskanalen, sä att fukt i rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade 25 strömmen kondenseras pä en yta av den andra kanalen i värmeväxlaren och rea-cvi gerar med rökgaspartiklar i rökgasströmmen dä rökgasströmmens strömning och ° den mottagna delen av den evakuerade strömmen växelverkar med den inkom- oo mande luftströmmen i den första kanalen i värmeväxlaren, vilket ökar förvärm- o ^ ningen av den inkommande luftströmmen.

o | 30 Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar förfarandet, som beskrivs i nägon e» av de tidigare tillämpningarna, vidare att man blandar rökgasströmmen och den o mottagna delen av den evakuerade strömmen i överföringskanalen.

° Enligt en tillämpning av uppfinningen är överföringskanalen i apparaten, som be skrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, konfigurerad att blanda rökgas-35 strömmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen.

9

Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar förfarandet, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, vidare att man anordnar en blandning som omfattar rökgasströmmen ooh den mottagna delen av den evakuerade strömmen i en kon-denskammare i överföringskanalen närä daggpunkten av blandningen som omfat-5 tar rökgasströmmen ooh den mottagna delen av den evakuerade strömmen, innan blandningen som omfattar rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen överförs tili värmeväxlarens andra kanal.

Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar överföringskanalen i apparaten, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, en kondenskammare som är 10 konfigurerad att anordna en blandning som omfattar rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen närä daggpunkten av blandningen som omfattar rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen, innan blandningen som omfattar rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen överförs tili värmeväxlarens andra kanal.

15 Strömningshastigheten genom värmeväxlarens andra kanaler kontrolleras av eva-kueringsfläkten 246, som hanteras av en kontrollenhet 280, som tar emot information frän t.ex. ätminstone en sensor (termostat) och ett relä (ej visat) som är konfi-gurerade att ställa in strömningshastigheten och/eller strömningsmängden för den blandade luftströmmen dä den passerar genom överföringskanalen 270 och/eller 20 kondenskammaren 272. Evakueringsfläkten 246 kontrollerar även strömningen genom värmeväxlarens första kanaler och i princip alla strömningar i arrange-manget 200 genom att anordna lägt tryck inuti apparaten 210, varvid mängden luftströmning som arrangemanget 200 tar emot beror pä mängden av evakuerad strömning. Alternativt kan evakueringsfläktens 246 hastighet helt enkelt ställas in 25 pä en förhandsbestämd niva, som ästadkommer den spontana processen i de 5 andra kanalerna, och den kan stannas i förhandsbestämda omständigheter, vari es ^ fran den igen kan startas dä omständigheterna är gynnsamma. Strömningshastig- ° het genom de första kanalerna kan även kontrolleras t.ex. med en fläkt i den inter-

CO

° na evakueringsöppningen 252a, och kontrollenheten hanterar fläkten pä basen av | 30 information mottagen frän t.ex. ätminstone en sensor (termostat) och en hastig- cj) hetskontroll (ej visad) som är konfigurerade att ställa in strömningshastigheten o och/eller strömningsmängden för den inkommande blandströmmen som omfattar ^ den friska luftströmmen frän utanför byggnaden och luftströmmen genom det in- 00 terna inloppet i kanalen 242. 1

Kontrollenheten 280 hanterar den blandade luftströmmen och den inkommande blandningen sä att den blandade luftströmmen har en strömningshastighet pä över 10 3 m/s i de andra kanalerna och förhällandet mellan den blandade luftströmmen och den inkommande blandströmmen är ungefär 1 till 20 i värmeväxlaren 240. Sedan skall den blandade luftströmmen som cirkulerar genom värmepumpen 250 överstiga kvantiteten hos den evakuerade strömningen som leds ut via evakue-5 ringskanalen 248a, sä att den orsakar ett högre tryck att dominera i apparatrum-met än i evakueringskammaren 244.

Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar förfarandet, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, att man förhindrar den kondenserade fukten frän att strömma bort frän värmeväxlarens andra kanal pä grund av gravitationen med 10 hjälp av t.ex. evakueringsfläkten, sä att den värmeproducerande reaktionen mellan den kondenserade fukten och rökgaspartiklarna är möjlig, genom att kontrollera strömningshastigheten hos blandningen som omfattar rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i värmeväxlarens andra kanal.

Enligt en tillämpning av uppfinningen är kontrollredskapen, t.ex. kontrollenheten, i 15 apparaten, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, konfigurerade att via evakueringsfläkten kontrollera strömningshastigheten hos blandningen som omfattar rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i värmeväxlarens andra kanal, för att förhindra att den kondenserade fukten ström-mar bort frän värmeväxlarens andra kanal pä grund av gravitationen, sä att den 20 värmeproducerande reaktionen mellan den kondenserade fukten och rökgaspartiklarna är möjlig.

Ätminstone en av de andra kanalerna i värmeväxlaren kan omfatta ätminstone en avsmalnande kanaldel (ej visad), varvid avrinningen av den kondenserade fukten förhindras och den spontana processen möjliggörs för att ästadkomma extra ^ 25 värme, som skall ges over till den inkommande blandströmmen i värmeväxlarens o ™ första kanaler.

oo cp ® Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar förfarandet, som beskrivs i nägon o x av de tidigare tillämpningarna, vidare att man förhindrar att den kondenserade fuk- £ ten strömmar bort frän värmeväxlarens andra kanal pä grund av gravitationen, sä 30 att den värmeproducerande reaktionen mellan den kondenserade fukten och rokin gaspartiklarna är möjlig, genom att anordna en avsmalnande kanaldel i värmeväx- o larens andra kanal.

C\1

Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar värmeväxlaren i apparaten, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, en avsmalnande kanaldel i värme- 11 växlarens andra Kanal för att förhindra att den kondenserade tukien strömmar bort frän värmeväxlarens andra kanal pä grund av gravitationen, sä att den värmepro-ducerande reaktionen mellan den kondenserade fukten och rökgaspartiklarna är möjlig.

5 Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar förfarandet, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, vidare att man styr den inkommande luftströmmen i värmeväxlarens första kanal och blandningen av rökgasströmmen och den mot-tagna delen av den evakuerade strömmen i värmeväxlarens andra kanal att strömma i motsatta riktningar i värmeväxlaren med hjälp av en motströmsvärme-10 växlare.

Enligt en tillämpning av uppfinningen är värmeväxlaren i apparaten, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, en motströmsvärmeväxlare, som är konfigu-rerad att styra den inkommande luftströmmen i motströmsvärmeväxlarens första kanal och blandningen av rökgasströmmen och den mottagna delen av den eva-15 kuerade strömmen i motströmsvärmeväxlarens andra kanal att strömma i motsatta riktningar.

Dä brännaren är avstängd, t.ex. under varma säsonger pä sommaren, mottar och blandar apparaten 210 med hjälp av överföringskanalen 270 endast den evakuerade strömmen som kommer ner frän returkanalen 248c och den cirkulerande luft-20 strömmen som kommer frän rummet, genom undertrycksventilen 260 för att an-vändas av värmeväxlaren 240.

För att kontrollera en funktion hos apparaten 210 liksom hela arrangemanget 200, dä den separata apparaten 210 är fäst vid pannan 220 via öppningar i evakue- c\j ringskanalen 248b och returkanalen 248c med hjälp av passande anslutningsme- ^ 25 del och anslutningar som utformar evakueringskanalen 248a och överföringska- ώ nalen 270, är temperatursensorer 282a, 282b, 282c, 282d, 282e och en trycksen- & sor 284 anslutna tili en kontrollenhet 280 och konfigurerade att anordna informat- o ion som kontrollenheten 280 behöver för att hantera apparatens 210 och hela ar-£ rangemangets 200 funktion.

O) o 30 Pannan 220 är försedd med en temperatursensor 282a som kontrollerar startande ^ och stannande av brännaren 22 via ett kontrollrelä 286, kanalen 242 är försedd o ^ med en temperatursensor 282b och apparaten 210 med en intern temperatur sensor 282c. En temperatursensor 282d och trycksensorn 284 är placerade i evä- 12 kueringskammaren 244, och rummet där apparaten 210 befinner sig har en tem-peratursensor 282e.

Enligt en tillämpning av uppfinningen kan i förfarandet, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, en kontrollenhet i apparaten kontrollera en evakuerings-5 fläkt som används för att kontrollera rökgasströmmens strömningshastighet liksom även blandningens strömningshastighet och/eller en pannas brännare dä apparaten är ansluten till en evakueringskanal i pannan via apparatens evakueringskanal och apparatens överföringskanal med hjälp av information mottagen frän ät-minstone en temperatursensor och ätminstone en trycksensor.

10 Enligt en tillämpning av uppfinningen omfattar kontrollmedlen i apparaten, som beskrivs i nägon av de tidigare tillämpningarna, en kontrollenhet som är konfigure-rad att kontrollera en evakueringsfläkt och/eller pannans brännare dä apparaten är ansluten till en evakueringskanal i pannan via apparatens evakueringskanal och apparatens överföringskanal med hjälp av en temperatursensor och en trycksen-15 sor.

Dä det är nödvändigt att öka mängden uppvärmningsenergi i den blandade luft-strömmen som passerar genom de första kanalerna i värmeväxlaren 240 tili vär-mepumpen 250, t.ex. under varma säsonger, och dä endast värmepumpen 250 anordnar uppvärmningsenergi, startas evakueringsfläkten 246 för att öka ström-20 ningen av bäde evakuerad luft och inkommande luft i värmeväxlaren 240. Under kallare perioder eller dä utomhustemperaturen annars är lag, vilket identifieras av temperatursensorn 282b, startas brännaren 222 och rökgaserna frän pannan 220 driver till överföringskanalen 270 för att blandas med den evakuerade strömmen frän returkanalen 248c och den cirkulerande luftströmmen som kommer frän un- ^ 25 dertrycksventilen 260, varvid mängden värmeenergi i den inkommande luftström- o ™ men fran värmeväxlaren 240 tili värmepumpen 250 vidare ökar.

CO

cp ® De följande exemplen beskriver vidare hur arrangemanget 200 som omfattar ap- o x paraten 210 och pannan 220 försäkrar sin funktion under gynnsamma omständig- £ heter.

σ> g 30 Dä temperatursensorn 282a fastställer att temperaturen är under ett pä förhand ^ bestämt temperaturvärde startar värmepumpen 250, och dä utomhustemperaturen 00 överskrider ett pä förhand bestämt temperaturvärde enligt temperatursensorn 282b startar evakueringsfläkten 246 för att öka mängden värmeenergi i den inkommande luftströmmen. Dä temperaturerna i temperatursensorerna 282a, 282b, 13 282c pä samma gang ligger under pä förhand bestämda temperaturvärden startar evakueringsfläkten 246, och da trycksensorn 284 i evakueringskammaren 244 in-dikerar att trycket är under ett pä förhand bestämt tryckvärde startas brännaren 222 i pannan 220.

5 Därtill, dä temperaturen i apparatrummet och/eller i apparaten 210 har överskridit pä förhand bestämda temperaturvärden enligt temperatursensorerna 282d, 282e stannar brännaren 222 tills värmepumpen 250 och/eller evakueringsfläkten 246 har konsumerat värme som ackumulerats i apparatrummet och/eller i apparaten, och startar igen dä temperaturerna ligger under de pä förhand bestämda tempera-10 turvärdena.

Därtill, dä temperatursensorn 282a indikerar att temperaturen i vattenströmmen har överskridit ett pä förhand bestämt temperaturvärde stannas brännaren 222, men evakueringsfläkten 246 och värmepumpen 250 fortsätter fungera tills en nä-got högre temperatur uppnätts, eller om temperaturen sjunker sä startar brännaren 15 222 igen. Temperatursensorn 282d i evakueringskammaren 244 hindrar bränna ren 222 frän att aktiveras sä länge som temperaturen är högre än det pä förhand bestämda temperaturvärdet. En cirkulationspump i värmepumpen 250 fungerar kontinuerligt sä länge som värmepumpen 250 är igängkopplad.

Vidare, dä temperatursensorn 282c identifierar att temperaturen hos den för-20 värmda inkommande luftströmmen överskrider ett pä förhand bestämt temperaturvärde under den inträffande spontana processen mellan fukten pä kanalytorna och rökgaspartiklarna stannar brännaren 222. Processen fortsätter i de andra kanaler-na fastän brännaren är avstängd, och dä temperatursensorn 282c fastställer att temperaturen hos den förvärmda inkommande luftströmmen faller under ett annat ^ 25 pä förhand bestämt temperaturvärde startar brännaren 222 igen.

o

C\J

ώ Även om värmepumpen 250, evakueringsfläkten 246 och pannan 220 startas i ^ följd efter varandra, dä energibehovet ökar, uppnäs de mest gynnsamma funkt- o ionsomständigheterna. I samband med pannan 220 och värmepumpen 250 dä £ man värmer upp med vatten, är vattensystemen i pannan 220 och värmepumpen 30 250 kopplade tili varandra i serie för att uppnä en högre utgäende vattentempera- S tur frän arrangemanget 200. Pannans 222 förbränningsluftström, som omfattar δ rumsluft, kondenstorkas även av värmepumpen 250, varvid ingen kondensering sker förutom fukt i den friska luften som introduceras via kanalen 242 i närheten av förängaren 254 i värmepumpen 250, där rent kondensvatten kan uppsamlas och 35 avlägsnas, eller i värmeväxlaren 240.

14

Uppfinningen har nu beskrivits ovan med hänvisning till de ovannämnda tillämp-ningarna och de mänga fördelarna av uppfinningen har förevisats. Det är klart att uppfinningen inte endast begränsas till dessa tillämpningar, utan den omfattar alia möjliga tillämpningar inom uppfinningstankens och de följande patentkravens anda 5 och skyddsomfäng.

C\J

δ c\j oo o

CD

O

X

IX

CL

CD

δ m δ C\l

Claims

15

1. Ett förfarande för anordnande av värme omfattar att man förvärmer en inkommande luftström frän utanför en apparat (210) i en första kanal i en värmeväxlare (240) med hjälp av en Ström i en andra kanal i värmeväx-5 laren, överför strömmen frän den andra kanalen i värmeväxlaren tili utanför appara-ten genom en evakueringskanal (248a), anordnar värme med hjälp av den förvärmda inkommande luftströmmen i en värmepump (250), och 10 överför i en överföringskanal (270) en rökgasström ästadkommen av en brännare (222) tili värmeväxlarens andra kanal, kännetecknat av att förfarandet omfattar att man mottar i överföringskanalen en del av den evakuerade strömmen frän evaku-eringskanalen och 15 kontrollerar rökgasströmmens strömning och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i överföringskanalen, sä att fukt i rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen kondenseras pä en yta i värmeväxlarens andra kanal och reagerar med rökgaspartiklar i rökgasströmmen, dä rökgasströmmens strömning och den mottagna delen av den evakuerade strömmen 20 växelverkar med den inkommande luftströmmen i värmeväxlarens första kanal, vilket ökar förvärmningen av den inkommande luftströmmen.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, där förfarandet vidare omfattar att man blan-dar rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i överföringskanalen. cvi 25

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, där förfarandet vidare omfattar att man ° anordnar en blandning som omfattar rökgasströmmen och den mottagna delen av g den evakuerade strömmen i en kondenskammare (272) i överföringskanalen närä cd daggpunkten av blandningen som omfattar rökgasströmmen och den mottagna x delen av den evakuerade strömmen, innan blandningen som omfattar rökgass- CC 30 strömmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen överförs tili vär-2 meväxlarens andra kanal. o m 5

4. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, där förfarandet om- ™ fattar att man förhindrar den kondenserade fukten frän att strömma bort frän vär meväxlarens andra kanal pä grund av gravitationen, sä att den värmeproduce-35 rande reaktionen mellan den kondenserade fukten och rökgaspartiklarna är möjlig, 16 genom att kontrollera strömningshastigheten hos blandningen som omfattar rök-gasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i värmeväx-larens andra kanal.

5. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, där förfarandet vi-5 dare omfattar att man förhindrar den kondenserade fukten frän att strömma bort frän värmeväxlarens andra kanal pä grund av gravitationen, sä att den värmepro-ducerande reaktionen mellan den kondenserade fukten och rökgaspartiklarna är möjlig, genom att anordna en avsmalnande kanaldel i värmeväxlarens andra kanal. 10

6. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, där förfarandet vi- dare omfattar att man styr den inkommande luftströmmen i värmeväxlarens första kanal och blandningen av rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i värmeväxlarens andra kanal att strömma i motsatta riktningar i värmeväxlaren med hjälp av en motströmsvärmeväxlare (240). 15

7. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, där en kontrollenhet (280) i apparaten kan kontrollera en evakueringsfläkt (246) och en pannas (220) brännare, dä apparaten är ansluten tili en evakueringskanal (248b, 248c) i pannan via apparatens evakueringskanal och apparatens överföringskanal, med hjälp av en temperatursensor (282a, 282b, 282c, 282d, 282e) och en trycksensor (284).

8. En apparat (210) för anordnande av värme, som är konfigurerad att utföra förfarandet enligt nägot av patentkraven 1-7, vilken apparat omfattar en värmeväxlare (240) för att förvärma en inkommande luftström frän utanför apparaten i en första kanal i värmeväxlaren med hjälp av en Ström i en andra ka-cvi nai i värmeväxlaren, ° 25 en evakueringskanal (248a) för att överföra strömmen frän den andra kana- ώ Ien i värmeväxlaren tili utanför apparaten, ^ en värmepump (250) för att anordna värme med hjälp av den förvärmda in- 0 kommande luftströmmen, 1 9 £ en överföringskanal (270) för att överföra en rökgasström ästadkommen av ^ 30 en brännare (222) tili värmeväxlarens andra kanal och för att motta i överförings- § kanalen en del av den evakuerade strömmen frän evakueringskanalen, och δ kontrollmedel (280) för att kontrollera rökgasströmmens strömning och den mottagna delen av den evakuerade strömmen i överföringskanalen, sä att fukt i rökgasströmmen och den mottagna delen av den evakuerade strömmen kondens- 35 eras pä en yta i värmeväxlarens andra kanal och reagerar med rökgaspartiklar i 17 rökgasströmmen, dä rökgasströmmens strömning och den mottagna delen av den evakuerade strömmen växelverkar med den inkommande luftströmmen i värme-växlarens första kanal, vilket ökar förvärmningen av den inkommande luftströmmen. 5 C\J δ c\j i oo o CD O X cc CL CD δ m δ c\j 18