NO140119B - Varmtvannsberedersystem. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et varmtvannsberedersystem

bestående av en rekke sammenkoblede beredere.

For flerfamiliehus, boligblokker, institusjoner etc. kreves der som regel store varmtvannsberedere som kan inneholde fra 1000

til 10000 liter vann og mer. Disse beredere har en begrenset levetid, og når de skal skiftes ut er det meget sjelden at de kan fås hele inn i huset på grunn av størrelsen. De må derfor bygges opp på stedet inne i huset. Dette tar tid og er ganske dyrt. Det har derfor vært foreslått å sette sammen flere beredere som hver for seg ikke er større enn at de kan passere en 60 cm's døråpning. Slike systemer har imidlertid ikke funnet anvendelse i praksis, da det har vært vanskelig å finne frem til en sammenkobling som blir godtatt av de bestemmende myndigheter, og som dessuten medfører en effektiv utnyttelse av hver bereder. Seriekoblede beredere medfører at strøm-ningsmotstanden blir større, slik at den maksimale tappehastighet blir mindre jo flere beredere som kobles i serie. Videre vil tem-peraturdifferansen over en vannvarmer være omvendt proporsjonal med tappehastigheten, noe som medfører at den effektive oppvarming pr. bereder varierer med tappingen. Parallellkoblede beredere medfører at det blir vanskelig å holde strømningsmotstanden gjennom de enkelte parallellkoblede grener av systemet konstant. Der er store muligheter for at en vannvarmer vil dominere hele tilførselen uten å slippe de andre til. Dette betyr at den vannvarmer som har lavest motstand, leverer mest vann. Da denne vannvarmer tappes hurtigst, kommer man i den stilling at en kald vannvarmer bidrar mest til temperaturen av det vann som strømmer ut av systemet. Videre vil vannvarmérne nesten samtidig registrere tapping og sjalte inn sine varmeelementer, noe som igjen vil medføre en kraftig sjokkbelastning på lysnettet.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor å komme frem til et system for sammenkobling av vannvarmere på en slik måte

at samtlige varmere i systemet utnyttes på best mulig måte.

Ifølge oppfinnelsen er hver bereder,eventuelt bortsett fra

en, forbundet med en felles utløpsledning for varmt vann via en stengeventil, samtidig med at der foreligger organer til å styre stillingen av ventilene i overensstemmelse med en ønsket strategi for tapping av varmt vann fra de enkelte beredere.

Ved anordning av slike ventiler i varmtvannsutløpet er det mulig å styre vannstrømmen gjennom systemet på en slik måte at systemet blir best mulig utnyttet. Hvis det er ønskelig eller nødvendig, kan man sørge for at bare én vannvarmer er åpen for gjennomstrøm-ning til enhver tid.

Styringen av ventilene kan utføres elektronisk i overensstemmelse med et på forhånd fastlagt program, men i en særlig enkel utførelse kan ventilene være styrt av temperaturen i den vannvarmer i hvis utløpsledning ventilen er anordnet.

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, som skjematisk viser prinsippet for en sammenkobling av en rekke beredere. Fig. 1 er et skjematisk oppriss som viser fire beredere i parallellkobling med ventiler mellom hver bereder og en felles ut-løpsledning .

Fig. 2 viser en alternativ utførelsesform, hvor ventilene

er utført som treveisventiler.

Fig. 3 viser skjematisk en mulig utførelse av treveisventilene.

På fig. 1 er der vist fire vannvarmere eller varmtvannsberedere 1, 2, 3 og 4 hvis innløpsstusser for kaldt vann alle er koblet til en kaldtvannsledning 5, mens utløpene for varmt vann er tilkoblet en utløpsledning 6 for varmtvann. Mellom hver beholder 1-4 og varmt-vannsledningen 6 er der innkoblet en ventil, henholdsvis 7, 8, 9

og 10 som f.eks. kan være styrt av termostater som avføler temperaturen i den tilhørende bereder. Ettersom denne temperatur også styrer inn- og utkoblingen av berederens varmeelement, vil ventilene 7-10 være stengt når varmeelementet er innkoblet, mens de åpner seg så snart temperaturen i de tilhørende beredere stiger til en temperatur hvor varmeelementet kobles ut. Ved en slik styring av ventilene må

en av ventilene 7-10 sløyfes, slik at en av vannvarmerne alltid kan levere vann.

Fordelen ved denne styring er at den er enkel og billig. Ulempene er at magnetventilene under sterk tapping vil lukke seg ganske fort og derved redusere systemet til en vannvarmer. Videre vil magnetventilen åpne og lukke seg forholdsvis ofte, noe som riktig-nok kan motvirkes ved anvendelse av en termostat med stor hysterese.

En mer effektiv utnyttelse av systemet oppnås hvis alle ventilene 7-10 styres fra en sentral styreenhet i overensstemmelse med et program som fastlegges av den til enhver tid herskende temperatur i hver av berederne. Den sentrale styreenhet kan baseres på

en mikroprosessor, hvorved strategien for bruk av systemet lett kan endres, samtidig som der er muligheter for å legge inn omfattende testprosedyrer for å kontrollere anleggets tilstand.

Styreenheteh kan f.eks. virke som følger:

Når strømmen slås på, initieres en startsekvens. Først lukkes alle ventilene bortsett fra ventilen 7. Deretter startes en vente-løkke som med ett minutts mellomrom tester temperaturen på de forskjellige vannvarmere helt til en av dem har passert en fastlagt høy temperaturgrense. Nå starter hovedløkken. Med ett minutts mellomrom testes temperaturene på alle vannvarmerne. Hvis den innkoblede vannvarmer har sunket under en fastlagt temperatur, undersøkes det om noen av de andre vannvarmere ligger over den høye temperaturgrense. Hvis ingen av dem gjør dette, foretas der ingen forandring, men

hvis minst én ligger på en høyere temperatur enn den høye temperaturgrense, kobles den varmeste av disse vannvarmere inn, mens den tid-ligere innkoblede kobles ut. Hvis nå temperaturen i den innkoblede vannvarmer synker helt under en minimumstemperatur uten at noen av de andre passerer den høye temperaturgrense, kobles den varmeste av berederne inn.

I tiden mellom disse minuttlige testrunder har mikroprosessoren tid på seg til å utføre en rekke andre funksjoner. Den kan kontrollere temperaturdata for pålitelighet og eventuelt avgjøre om en temperatur-føler er defekt. Den kan kontrollere tiden fra en vannvarmer sist passerte minimumsgrensen til den igjen ligger over den høye temperaturgrense . Er denne tid for lang, er enten vannvarmeren slått av eller elementet har sviktet. Videre må det testes om noen har trykket på testknappen, og i tilfellet må en sekvens settes i gang for å vise tilstanden på de forskjellige vannvarmere. Med tillegg av noen ekstra komponenter vil mikroprosessoren kunne måle effektforbruket i de forskjellige elementer og kontrollere for feil.

En enkel løsning av styringsproblemet oppnås hvis ventilene utføres som treveisventiler og skytes inn i overgangen mellom ut-løpsledningen for varmt vann fra hver enkelt bereder og den felles utløpsledning-6. Dette er vist på fig. 2, hvor hver av treveisventilene 12 og 13 er slik utført at de enten setter den tilhørende varmtvanns-bereder i forbindelse med utløpsledningen 6 og stenger forbindelsen mellom denne utløpsledning og de foranliggende beredere (regnet i strømningsretningen for utløpsledningen) eller stenger forbindelsen mellom varmtvannsberederen og utløpsledningen og åpner en forbindelse fra denne til de foranliggende beredere. Dette er belyst på fig. 3 som skjematisk viser treveisventilen 13 i den stilling hvor den stenger forbindelsen mellom varmtvannsberederen 4 og utløpsled-ningen 6, men ikke hindrer forbindelse til utløpsledningen"fra de foranliggende beredere 1, 2 og 3. Hver av ventilene 11, 12 og 13

kan være styrt av temperaturen i den tilhørende bereder 2,-3, 4. Strategien for utnyttelse av systemet ved denne enkle styring er

at den siste av berederne som har tilstrekkelig høy temperatur, er den eneste virksomme bereder ved tapping av varmt vann. Når temperaturen i berederen 4 er tilstrekkelig høy, vil således forbindelsen mellom berederen 4 og ledningen 6 gjennom ventilen 13 være åpen, samtidig som ventilen 13 vil stenge alle de foranliggende beredere 1, 2 og 3 ute fra utløpsledningen 6, uansett stillingen av ventilene 11 og 12. Når temperaturen i berederen 4 synker under en bestemt grense, vil ventilen 13 lukke forbindelsen mellom berederen 4 og utløpsledningen 6, men åpne forbindelsen mellom utløpsledningen 6

og de foranliggende beredere. Varmt vann vil deretter bli levert fra berederen 3. På lignende måte vil man sjalte ned til bereder 2 og bereder 1 når temperaturen i berederen 3 synker tilstrekkelig lavt til at ventilen 12 lukker utløpet fra denne bereder.

Claims (3)

1. Varmtvannsberedersystem bestående av en rekke sammenkoblede beredere, karakterisert ved at hver bereder (1, 2, 3, 4),eventuelt bortsett fra én,er forbundet med en felles utløps-ledning (6) for varmt vann via en stengeventil (7-13), og at der foreligger organer til å styre stillingen av ventilene i overensstemmelse med en ønsket strategi for tapping av varmt vann fra de enkelte beredere (1-4).
2. 2. Varmtvannsberedersystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at der i overgangen mellom den felles utløpsledning (6) og utløpet for varmt vann fra hver enkelt bereder, bortsett fra en grunnlastbereder (1) først i rekken (regnet i strømningsretningen for utløpsledningen), er innskutt en- treveisventil (11, 12, 13) som enten setter varmtvannsberederen (2,-3, 4) i forbindelse med utløps-ledningen (6) og stenger forbindelsen mellom utløpsledningen (6) og de foranliggende beredere eller stenger forbindelsen mellom varmtvannsberederen (2, 3, 4) og utløpsledningen (6) og åpner en forbindelse fra denne til de foranliggende beredere.
3. 3. Varmtvannsberedersystem som angitt i krav 2, karakterisert ved at hver treveisventil-(11, 12, 13) er styrt av temperaturen i den tilhørende bereder (2, 3, 4).