PL B1. KRZESZOWIAK JACEK NOEL, Wrocław, PL BUP 21/07. JACEK KRZESZOWIAK, Wrocław, PL LESŁAW KRZESZOWIAK, Kłodzko, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F24D 3/08 ( ) F24D 17/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Układ do zasilania instalacji ciepłej wody użytkowej i grzewczej (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 21/07 (73) Uprawniony z patentu: KRZESZOWIAK JACEK NOEL, Wrocław, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/14 (72) Twórca(y) wynalazku: JACEK KRZESZOWIAK, Wrocław, PL LESŁAW KRZESZOWIAK, Kłodzko, PL

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest układ do zasilania instalacji ciepłej wody użytkowej i grzewczej, przeznaczony do ogrzewania powierzchni mieszkalnych i zimnej wody użytkowej, zwłaszcza dla budownictwa jednorodzinnego. Z polskiego opisu patentowego nr siane jest urządzenie do wytwarzania ciepłej wody użytkowej oraz sposób wytwarzania ciepłej wody użytkowej. Urządzenie ma układ do pomiaru natężenia czerpanej ciepłej wody użytkowej w obwodzie wytwarzania ciepłej wody użytkowej, układ do pomiaru temperatury ciepłej wody użytkowej na wyjściu wymiennika ciepła oraz układ sterowania zaworem modulacyjnym zawierający moduł regulacyjny w obwodzie zamkniętym zaworu modulacyjnego. Moduł ten działa w oparciu o proporcjonalny układ regulacji bezpośredniej zaworu modulacyjnego. na podstawie informacji dostarczonych przez układ pomiarowy natężenia czerpania wody oraz moduł regulacji impulsowej zaworu modulacyjnego - na podstawie wykrytych zmian natężenia przez układ pomiarowy natężenia. Ponadto moduł regulacji impulsowej wywołujący sygnał tworzący pik natężenia zasilania gazem palnika za pomocą zaworu modulacyjnego przy każdej znaczącej, gwałtownej zmianie natężenia czerpania zmierzonej ciepłej wody użytkowej. Sposób polega na tym, że regulację temperatury prowadzi się poprzez uzależnienie natężenia zasilania gazem palnika od pomiaru natężenia czerpania ciepłej wody użytkowej, z jednej strony, przez regulację bezpośrednią o działaniu proporcjonalnym na podstawie wspomnianego pomiaru natężenia czerpania ciepłej wody użytkowej oraz z drugiej strony, przez regulację impulsową na podstawie znaczących skoków wartości zmierzonej natężenia czerpania ciepłej wody użytkowej, przy czym regulacja impulsowa wywiera wpływy na natężenie zasilania gazem palnika. Znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr system grzewczy dla wody niezdatnej do picia ma wymiennik ciepła, którego część pierwotna jest zasilana odpowiednim nośnikiem ciepła, a część wtórna jest połączona z rurą cyrkulacyjną posiadającą przynajmniej jeden punkt czerpalny dla gorącej wody niezdatnej do picia, pompę cyrkulacyjną i dopływ zimnej wody. Urządzenie kontrolne posiada pierwszy czujnik temperatury znajdujący się w sekcji wstępnej rury cyrkulacyjnej oraz elementy regulujące zawór automatyczny, na pracę których wpływa czujnik temperatury, determinujący wielkość przepływu nośnika ciepła. Drugi czujnik temperatury, wpływający na pracę elementów regulacyjnych, znajduje się w sekcji końcowej rury cyrkulacyjnej, za dopływem zimnej wody, zgodnie z kierunkiem przepływu. W szczególności drugi czujnik temperatury znajduje się w znaczącej odległości "a od wejścia wymiennika ciepła. Dzięki temu wahania temperatury wody niezdatnej do picia są mniejsze. Znany jest również z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr system grzewczy oraz sposób działania systemu grzewczego. System ma zbiornik zasilający z przewodem dopływowym i przewodem odpływowym dla ogrzewanego medium, układ zasilający dla medium grzewczego, będącego nośnikiem ciepła z przewodem zasilającym z zaworem, posiadający czujnik temperatury rejestrujący temperaturę ogrzewanego medium oraz obwód kontrolny uruchamiający zawór w zależności od odchylenia temperatury od zadanej wartości. Sposób działania systemu grzewczego, polega na natychmiastowej reakcji systemu przy minimalnym obciążeniu mechanicznym ruchomych części. W tym celu obwód kontrolny posiada czujnik krytycznej częstotliwości użytkowej rejestrujący wahania temperatury i zmniejszający wzmocnienie pętlowe obwodu kontrolnego, przy zbyt dużej częstotliwości tych wahań, a zwiększający przy zbyt małej częstotliwości. Znany z polskiego opisu zgłoszenia nr wymiennik ciepła wykonany jest w kształcie pionowego zbiornika, w wewnętrznej przestrzeni którego usytuowany jest pionowo wykład grzewczy składający się z dwóch rur wykonanych w kształcie wężownicy, ułożonych koncentrycznie jedna w drugiej, spełniających funkcję wymienników ciepła dla medium grzewczego. Instalacja wymiennika ciepła znana z brytyjskiego opisu patentowego nr GB , składa się z cylindrycznej obudowy ze stali lub z włókna szklanego, która ma złącze wlotowe i złącze wylotowe oraz drugą parę gniazd i złączy wlotowych i wylotowych w ścianach obudowy, w których osadzone są końce wężownicy w postaci zwiniętej spiralnie rury miedzianej. Obudowa wyposażona jest w zawory regulacyjne oraz otwór do wprowadzania termostatu zanurzeniowego. Rura miedziana wyposażona jest w zewnętrzne promieniowe użebrowanie wykonane na większej środkowej części długości rury i owinięta jest wokół cylindrycznego rdzenia osadzonego wewnątrz obudowy, natomiast końce rury są gładkie. Środkowa część rury owinięta jest wokół rdzenia tak, że wewnętrzne krawędzie żeber są w kontakcie z rdzeniem. Rdzeń może być wykonany w postaci zamkniętej butli. Woda

3 PL B1 3 grzewcza z kotła jest pompowana z dużą prędkością do obudowy przez złącze wlotowe i przepływa pomiędzy zwojami rury, jej użebrowaniem i rdzeniem oraz ścianami obudowy, a następnie zawracana jest do kotła poprzez złącze wylotowe. Podczas przejścia gorącej wody przez obudowa, jej ciepło przekazywane jest wodzie przepływającej rurą miedzianą z żebrami i ściankami obudowy. Układ ogrzewania znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr P , przeznaczony jest do ogrzewania dużej ilości mieszkań i biur. Każdy z układów posiada zbiornik wodny do gromadzenia ciepłej wody doprowadzanej ze wspólnego kotła, czujnik temperatury, służący do pomiaru temperatury wody doprowadzanej z kotła oraz zawór, umieszczony miedzy czujnikiem temperatury a zbiornikiem wodnym. Następny czujnik temperatury mierzy temperaturę wody wewnątrz zbiornika, a elektroniczny regulator steruje przepływem wody przez zawory. Istota układu, według wynalazku, polega na tym, że w zbiorniku wody grzewczej, umieszczona jest co najmniej jedna wężownica ogrzewanej wody użytkowej, która jest włączona pomiędzy przewód zimnej wody i przewód ciepłej wody, który z kolei poprzez pierwszym zawór trójdrożny jest połączony z odbiornikami ciepłej wody użytkowej. Ponadto przewód ciepłej wody poprzez pierwszy zawór trójdrożny jest połączony z usytuowanym poza wymiennikiem ciepła, dodatkowym rurociągiem z przewodem zimnej wody. Obwód obiektu ogrzewanego w postaci instalacji centralnego ogrzewania i/lub instalacji ogrzewania podłogowego jest połączony bezpośrednio ze zbiornikiem wody grzewczej wymiennika ciepła. W przewód wody zawracanej do kotła wodnego ze zbiornika wody grzewczej może być włączana pierwsza pompa, korzystnie równolegle z pierwszą pompą jest włączony zawór zwrotny. W przewód wody kierowanej ze zbiornika wody grzewczej do obwodu obiektu osuwanego może być włączona drugą pompą, korzystnie w przewód wody kierowanej ze zbiornika wody grzewczej, pomiędzy zbiornikiem a drugą pompą, jest włączony drugi zawór trójdrożny połączony z przewodem wody powrotnej z obwodu obiektu ogrzewanego. Korzystnie drugi zawór zwrotny jest wyposażony w drugi termostat. Zaletą wynalazku jest to, że poprzez połączenie wężownicy bezpośrednio z siecią zimnej wody oraz umieszczenie jej w medium grzewczym, akumulowanym na potrzeby instalacji centralnego ogrzewania, uzyskuje się ciepłą bieżącą wodę użytkową, ewentualnie o zadanej temperaturze, przy czym ilość zużytej wody nie ma wpływu na działanie całego układu grzewczego, albowiem układ działa jak sprzęgło hydrauliczne elastyczne, przez co zawrze w pierwszej kolejności podgrzewana jest woda użytkowa, a dopiero potem woda grzewcza. Ponadto włączenie obwodu obiektu ogrzewanego następuje dopiero po uzyskaniu przez wodę zgromadzoną w zbiorniku wody grzewczej zadanej temperatury. Nowy układ charakteryzuje się dużą wydajnością wytwarzania ciepłej wody użytkowej i jednocześnie gwarantuje stabilne i równomierne ogrzanie pomieszczeń. Dodatkową zaletą układu według wynalazku, jest to, że w zależności od potrzeb użytkownika, do zbiornika wody grzewczej, mogą być podłączone wszelkiego typu wodne obwody grzewcze, zwłaszcza ogrzewania centralnego i/lub podłogowego. W zależności od wielkości powierzchni ogrzewanych obiektów oraz zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową, układ może być wykonany jako układ z grawitacyjnym obiegiem wody jak również z wymuszonym obiegiem z wykorzystaniem pomp. Dzięki dużej powierzchni wymiany ciepła wężownicy następuje bardzo szybkie podgrzanie wody wodociągowej bez istotnego wpływu na obieg układu centralnego ogrzewania. Niewątpliwą korzyścią techniczną jest też wyeliminowanie dużych zbiorników pojemnościowych wyposażanych w kosztowne systemy zapobiegania odkładaniu się kamienia kotłowego, przeznaczonych do gromadzenia ciepłej wody użytkowej, co w efekcie pozwala na znaczne zmniejszenie gabarytów nowego układu. Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ do zasilania instalacji ciepłej wody użytkowej i grzewczej z grawitacyjnym obiegiem wody, fig. 2 - układ do zasilania instalacji ciepłej wody użytkowej i grzewczej zasilający dwa obwody obiektu ogrzewanego, a fig. 3 - układ zasilania instalacji ciepłej wody użytkowej i grzewczej z wymuszonym obiegiem wody. P r z y k ł a d 1 Układ do zasilania instalacji ciepłej wody użytkowej i grzewczej, zbiornik akumulacyjny wody grzewczej ma wymiennik ciepła w postaci zbiornika wody grzewczej ZG z jedną wężownicą ogrzewanej wody użytkowej WO, o zwiększonej powierzchni wymiany ciepła, w postaci spirali. Zbiornik wody grzewczej ZG jest jednocześnie zbiornikiem akumulacyjnym wody grzewczej. Wężownica WO jest włączona pomiędzy przewód zimnej wody PZ i przewód ciepłej wody PC, który z kolei poprzez pierwszy zawór

4 4 PL B1 trójdrożny ZT 1, jest połączony z odbiornikami ciepłej wody użytkowej. Pierwszy zawór trójdrożny ZT 1 jest wyposażony w pierwszy termostat. Ponadto przewód ciepłej wody PC poprzez pierwszy zawór trójdrożny ZT 1 jest połączony dodatkowym rurociągiem DR, usytuowanym poza wymiennikiem ciepła, z przewodem zimnej wody PZ. Obwód obiektu ogrzewanego OG w postaci instalacji centralnego ogrzewania jest połączony bezpośrednio ze zbiornikiem wody grzewczej ZG wymiennika ciepła. Ponadto zbiornik wody grzewczej ZG jest połączony przewodami z dowolnym kotłem wodnym KW ogrzewanym piecem na paliwa stałe. P r z y k ł a d 2 Układ do zasilania instalacji ciepłej wody użytkowej i grzewczej, wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że ze zbiornikiem wody grzewczej ZG wymiennika ciepła są połażone bezpośrednio dwa obwody obiektu ogrzewanego (OG), z których drugi jest układem ogrzewania podłogowego OP. Ponadto zbiornik wody grzewczej ZG jest połażony przewodami z dowolnym kotłem wodnym KW ogrzewanym piecem na paliwa ciekłe. P r z y k ł a d 3 Układ do zasilania instalacji ciepłej wody użytkowej i grzewczej, wykonany jak w przykładzie pierwszym albo drugim, z tą różnicą, że w przewód wody zawracanej do kotła wodnego KW ze zbiornika wody grzewczej ZG jest włączona pierwsza pompa P 1, równoległe z którą jest włączony zawór zwrotny ZZ, natomiast w przewód wody kierowanej ze zbiornika wody grzewczej ZG do obwodu obiektu ogrzewanego jest włączona drugą pompą P 2. Ponadto w przewód wody kierowanej ze zbiornika wody grzewczej ZG, pomiędzy zbiornikiem ZG a drugą pompę P 2 jest włączony drugi zawór trójdrożny ZT 2 połączony z przewodem wody powrotnej z obwodu obiektu ogrzewczego OG. Drugi zawór zwrotny ZT 2 jest wyposażony w drugi termostat. Ponadto zbiornik wody grzewczej ZG jest połączony przewodami ż dowolnym kotłem wodnym KW ogrzewanym piecem na paliwa gazowe. Układ do zasilania instalacji ciepłe] wody użytkowej i grzewczej działa jak sprzęgło hydrauliczne elastyczne. Wylot gorącej wody grzewczej następuje w części górnej zbiornika wody grzewczej ZG wymiennika ciepła, a powrotna woda grzewcza z obwodu obiektu ogrzewanego OG jest kierowana do dolnej części zbiornika ZG. Woda wodociągowa doprowadzana jest przewodem zimnej wody PZ do wężownicy ogrzewanej wody WO, umieszczonej w zbiorniku wody grzewczej ZG, od dołu przez zawór zimnej wody KZ, który może być połączony z zaworem zwrotnym, zabezpieczającym przed cofnięciem gorąca wody do sieci wodociągowej. Układ może być dodatkowo sterowany z zastosowaniem automatyki pogodowej z uwzględnieniem temperatury zewnętrznej pozwalającej na dostarczanie tylko takiej ilości ciepła jaka jest niezbędna do zapewnienia optymalnej temperatury w ogrzewanych pomieszczeniach. Zastrzeżenia patentowe 1. Układ do zasilania instalacji cieplnej wody użytkowej i grzewczej, wyposażony w kocioł wodny połączony przewodami przez zbiornik akumulacyjny wody grzewczej z obwodem obiektu ogrzewanego, przy czym w zbiorniku akumulacyjnym wody grzewczej umieszona jest wężownica osuwanej wody o kształcie śrubowym, znamienny tym, że w zbiorniku wody grzewczej (ZG), umieszczona jest co najmniej jedna wężownica ogrzewanej wody użytkowej (WO), która jest włączona pomiędzy przewód zimnej wody (PZ) i przewód ciepłej wody (PC), który z kolei poprzez pierwszy zawór trójdrożny (ZT 1 ) jest położony z odbiornikami ciepłej wody użytkowej, ponadto przewód ciepłej wody (PC) poprzez pierwszy zawór trójdrożny (ZT 1 ) jest połączony z usytuowanym poza wymiennikiem ciepła, dodatkowym rurociągiem (DR) z przewodem zimnej wody (PZ). 2. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy zawór trójdrożny (ZT 1 ) jest wyposażony w pierwszy termostat. 3. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że obwód obiektu ogrzewanego (OG) w postaci instalacji centralnego ogrzewania jest połączony bezpośrednio ze zbiornikiem wody grzewczej (ZG) wymiennika ciepła. 4. Układ, według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że obwód obiektu ogrzewanego (OG) w postaci instalacji ogrzewania podłogowego jest połączony bezpośrednio ze zbiornikiem wody grzewczej (ZG) wymiennika ciepła. 5. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że w przewód wody zawracanej do kotła wodnego (KW) ze zbiornika wody grzewczej (ZG) jest włączona pierwsza pompa (P 1 ).

5 PL B Układ, według zastrz. 5, znamienny tym, że w przewód wody zawracanej do kotła wodnego (KW) równolegle z pierwszą pompą (P 1 ) jest włączony zawór zwrotny (ZZ). 7. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że w przewód wody kierowanej ze zbiornika wody grzewczej (ZG) do obwodu obiektu ogrzewanego jest włączoną draga pompa (P 2 ). 8. Układ, według zastrz. 7, znamienny tym, że w przewód wody kierowanej ze zbiornika wody grzewczej (ZG), pomiedzy zbiornikiem (ZG) a drugą pompę (P 2 ) jest włączony drugi zawór trójdrożny (ZT 2 ) połączony z przewodem wody powrotnej z obwodu obiektu ogrzewanego (OG). 9. Układ, według zastrz. 8, znamienny tym, że drugi zawór zwrotny (ZT 2 ) jest wyposażony w drugi termostat. Rysunki

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)