NL1007416C1

NL1007416C1 - Storage boiler.

Info

Publication number: NL1007416C1
Application number: NL1007416A
Authority: NL
Inventors: Johannes Albertus He Willemsen
Original assignee: Vries Metaal Bv
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1997-11-28
Also published as: NL1005786C2

Description

Korte aanduiding: voorraadboilerShort designation: storage boiler

De uitvinding heeft betrekking op een voorraadboiler volgens de aanhef van conclusie 1.The invention relates to a storage boiler according to the preamble of claim 1.

Dergelijke boilers zijn uit de praktijk bekend worden in het algemeen gestookt door een externe centrale verwar-5 mingsketel die ook dient voor het verwarmen van een medium voor het overdragen van warmte ten behoeve van ruimteverwarming. Als fluïdum voor de warmte-overdracht wordt in het algemeen water toegepast, maar in principe kunnen ook andere warmte-overdrachtsmedia, zoals olie of stoom worden toege-10 past.Such boilers are known in practice are generally fired by an external central heating boiler which also serves to heat a medium for transferring heat for space heating. Water is generally used as the heat transfer fluid, but in principle other heat transfer media, such as oil or steam, can also be used.

Als ketel wordt bij moderne apparatuur een zogenaamde hoog-rendementsketel toegepast, die in staat is een bijzonder hoog rendement uit verstookte brandstof te halen indien water uit de verbrandingsgassen gelegenheid krijgt, te condenseren 15 tegen de warmtewisselaar van de ketel. De condensatie van waterdamp uit de verbrandingsgassen is des te sterker naarmate de temperatuur in de warmtewisselaar lager is. In de praktijk treedt in het algemeen geen condensatie meer op indien de re-tour-temperatuur van het warmte-overdrachtsmedium hoger is 20 dan 55 °C. Ook bij toepassing van andere warmtebronnen, zoals zonne-collectoren en warmtepompen is het rendement hoger naarmate de retourtemperatuur van het warmte-overdrachtsmedium lager is.As a boiler, a so-called high-efficiency boiler is used in modern equipment, which is able to condense a particularly high efficiency from combustion fuel if water from the combustion gases is allowed to condense against the heat exchanger of the boiler. The condensation of water vapor from the combustion gases is all the stronger the lower the temperature in the heat exchanger. In practice, condensation generally no longer occurs if the return temperature of the heat transfer medium is higher than 55 ° C. Also when using other heat sources, such as solar collectors and heat pumps, the efficiency is higher as the return temperature of the heat transfer medium is lower.

Bij het verwarmen van tapwater in een voorraadboiler 25 doet zich nu het probleem voor, dat uit hygiënisch oogpunt veelal geëist wordt, dat de watertemperatuur is de boiler hoger is dan 65 eC. Dit brengt met zich mee, dat uit een voorraadboiler terugkerend warmte-overdrachtsmedium - in de praktijk meestal water - een temperatuur van meer dan 65 eC 30 heeft. Hierdoor werkt bijvoorbeeld een verwarmingsketel bij het verwarmen van water in een voorraadboiler in een bedrijf stoestand, waarbij geen condensatie tegen de warmtewisselaar van de ketel optreedt en het rendement derhalve ongeveer 10% lager is dan het geval is indien de temperatuur van 35 uit een voorraadboiler terugkerend warmte-overdrachtsmedium 1 0 0 7 A 1 6 -2- lager is dan 55 eC. Bij verwarming van warm tapwater, waarmee in bijvoorbeeld Nederland ongeveer 30% van het energieverbruik van huishoudens bestemd voor verwarming gemoeid is, werken hoogrendementsketels derhalve niet met een rendement 5 dat de aanduiding hoogrendementsketel rechtvaardigt. Ook bij toepassing van andere warmtebronnen zou een beter rendement bij verwarming van warm water gewenst zijn.When heating tap water in a storage boiler 25, the problem now arises that, from a hygienic point of view, it is often required that the water temperature in the boiler is higher than 65 eC. This entails that a heat transfer medium returning from a storage boiler - usually water in practice - has a temperature of more than 65 eC. As a result, for example, a heating boiler works when heating water in a storage boiler in an operating state, in which no condensation occurs against the heat exchanger of the boiler and the efficiency is therefore about 10% lower than is the case if the temperature of 35 from a storage boiler recurs heat transfer medium 1 0 0 7 A 1 6 -2- is less than 55 eC. When heating domestic hot water, which, for example, in the Netherlands accounts for about 30% of the energy consumption of households intended for heating, high-efficiency boilers do not work with an efficiency 5 that justifies the designation high-efficiency boiler. A better efficiency in heating hot water would also be desirable when using other heat sources.

De uitvinding heeft als doel het rendement van verwarming van water in een voorraadboiler te verbeteren zonder een 10 lagere hoogste watertemperatuur in de voorraadboiler te accepteren.The object of the invention is to improve the efficiency of heating water in a storage boiler without accepting a lower highest water temperature in the storage boiler.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door bij een voorraadboiler van de initieel aangeduide soort de kenmerkende maatregelen volgens conclusie 1 toe te passen.According to the invention this object is achieved by applying the characterizing measures according to claim 1 to a storage boiler of the type initially indicated.

15 Tijdens het aftappen van warm water uit de voorraadboi ler wordt in de tegenstroom-warmtewisselaar een bijzonder intensieve warmte-overdracht vanuit het warmte-overdragende fluïdum verkregen. Hierdoor wordt de retourtemperatuur van het warmte-overdrachtsfluïdum sterk verlaagd. Dit biedt op 20 zijn beurt het voordeel, dat het warmte-overbrengingsfluïdum met een beter rendement kan worden verwarmd. Bij verwarmen van het fluïdum door middel van een gas-gestookte hoogrendementsketel doet zich het bijzondere voordeel voor, dat de ketel kan worden gestookt in een bedrijfstoestand waarin water-25 damp uit de verbrandingsgassen condenseert tegen de warmtewisselaar van die ketel, waarbij condensatiewarmte vrijkomt die kan worden benut bij het verwarmen van het fluïdum.During the drawing off of hot water from the storage boiler, a particularly intensive heat transfer from the heat transfer fluid is obtained in the counterflow heat exchanger. This greatly reduces the return temperature of the heat transfer fluid. This in turn offers the advantage that the heat transfer fluid can be heated with a better efficiency. When heating the fluid by means of a gas-fired high-efficiency boiler, the special advantage arises that the boiler can be fired in an operating state in which water-vapor from the combustion gases condenses against the heat exchanger of that boiler, thereby generating condensation heat which can be utilized in heating the fluid.

Bijzondere uitvoeringen van de uitvinding blijken uit de afhankelijke conclusies.Particular embodiments of the invention are apparent from the dependent claims.

30 Navolgend worden verdere doelen en voordelen alsmede bijzondere uitvoeringen van de uitvinding beschreven. Daarbij wordt verwezen naar de tekening, waarvans fig. 1 een zijaanzicht in dwarsdoorsnede door een middenvlak van een voorraadboiler volgens een eerste uitvoe-35 ringsvoorbeeld van de uitvinding is, 1007416 -3- fig. 2 een zijaanzicht in dwarsdoorsnede door een middenvlak van een voorraadboiler volgens een tweede uitvoe-ringsvoorbeeld van de uitvinding is, fig. 3 een bovenaanzicht van een tapwater-verdeler van 5 de voorraadboiler volgens fig. 2 is, fig. 4 een opengewerkt zijaanzicht van een detail van de boiler volgens fig. 2 is, en fig. 5 een aanzicht overeenkomstig fig. 1 van een voorraadboiler volgens een derde uitvoeringsvoorbeeld van de uit-10 vinding is.Further objects and advantages as well as special embodiments of the invention are described below. Reference is made to the drawing, of which Fig. 1 is a side view in cross section through a center plane of a storage boiler according to a first embodiment of the invention, 1007416 -3- Fig. 2 is a side view in cross section through a center plane of a storage boiler. according to a second embodiment of the invention, fig. 3 is a top view of a tap water distributor of the storage boiler according to fig. 2, fig. 4 is a cut-away side view of a detail of the boiler according to fig. 2, and Fig. 5 is a view corresponding to Fig. 1 of a storage boiler according to a third exemplary embodiment of the invention.

De uitvinding wordt allereerst beschreven en toegelicht aan de hand van de in fig. 1 getoonde uitvoering die de op dit moment de meeste voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de uitvinding vormt.The invention is first described and elucidated on the basis of the embodiment shown in Fig. 1, which is the most preferred embodiment of the invention at present.

15 In het navolgende wordt er steeds vanuit gegaan, dat als warmte-overdragend fluïdum water wordt gebruikt dat ook in een centraal verwarmingssysteem circuleert. Het warmte-overdragende fluïdum wordt hierna derhalve kortheidshalve aangeduid als CV-water. Het zal de deskundige duidelijk zijn, 20 dat dit niet wegneemt, dat in het algemeen alsook ook in de navolgend beschreven uitvoeringsmogelijkheden ook andere warmte-overdragende fluïda kunnen worden toegepast, zoals, olie, stoom of water dat uitsluitend tussen de ketel en de boiler circuleert.In the following it is always assumed that water is used as heat transfer fluid, which also circulates in a central heating system. The heat transfer fluid is therefore hereinafter referred to as CV water for brevity. It will be clear to the person skilled in the art that this does not detract from the fact that in general as well as in the embodiments described below, other heat transfer fluids can also be used, such as, oil, steam or water which only circulates between the boiler and the boiler .

25 De in fig. 1 getoonde voorraadboiler heeft een warmwa- ter-reservoir 1. Voor het verwarmen van water in het reservoir 1 is voorzien in een CV-inlaat 2 voor aanvoer van CV-water, een op de CV-inlaat aansluitend verwarmingselement 3 waardoor zich een kanaal 4 voor het geleiden van CV-water 30 uitstrekt en een CV-uitlaat 5 voor het afvoeren van CV-water dat door de verwarmingsstructuur 3 is gepasseerd en naar de warmtebron moet worden geretourneerd. Voor het aanvoeren van tapwater is voorzien in een met het reservoir 1 communicerende tapwater-inlaat 6. Voor het afvoeren van tapwater is 35 voorzien in een met het reservoir 1 communicerende tapwater-uitlaat 7. Verder steekt een temperatuur-sensor 8 van onderaf uit in het reservoir. De door de sensor 8 gedetecteerde tem- 1007416 -4- peratuur in het reservoir wordt, zoals op zich bekend is, gebruikt voor het besturen van de doorvoer van CV-water door het verwarmingselement 3.The storage boiler shown in fig. 1 has a hot water reservoir 1. For heating water in the reservoir 1, a central heating inlet 2 is provided for supplying central heating water, a heating element 3 connecting to the central heating inlet through which extends a channel 4 for conducting central heating water 30 and a central heating outlet 5 for discharging central heating water which has passed through the heating structure 3 and must be returned to the heat source. A tap water inlet 6 communicating with the reservoir 1 is provided for supplying tap water. A tap water outlet 7 communicating with the reservoir 1 is provided for the tap water discharge. Furthermore, a temperature sensor 8 protrudes from below into the reservoir. The temperature in the reservoir detected by the sensor 8 is, as known per se, used to control the throughput of heating water through the heating element 3.

Het verwarmingselement 4 vormt tevens een tegenstroom 5 warmtewisselaar, waarin het kanaal 4 voor het door het verwarmingselement 3 leiden van CV-water en een tapwater-gelei-ding 9 aansluitend op de tapwater-inlaat 6 in warmte-uitwis-selende relatie verlopen. De tapwater-geleiding 9 mondt via een monding 10 uit in het reservoir 1, waarbij voor de mon-10 ding een deflector 11 is aangebracht, die voorkomt, dat het aangevoerde water, dat weliswaar voorverwarmd is, maar kouder is dan het warme water bovenin het reservoir 1, zich mengt met het water bovenin het reservoir 1.The heating element 4 also forms a counter-current heat exchanger, in which the channel 4 for passing heating water through the heating element 3 and a tap water conduction 9 connecting to the tap water inlet 6 runs in a heat-exchanging relationship. The tap water guide 9 opens via a mouth 10 into the reservoir 1, a deflector 11 being provided in front of the mouth, which prevents the water supplied, which, although preheated, is colder than the hot water at the top the reservoir 1, mixes with the water at the top of the reservoir 1.

In bedrijf wordt tijdens en enige tijd ria het aftappen 15 van water uit het reservoir 1 het CV-water extra gekoeld door overdracht van warmte naar het aangevoerde, koude tapwater (pijlen 12-14). Hierdoor wordt de retour-temperatuur van het bij de warmtebron terugkerende CV-water verlaagd, hetgeen op zijn beurt resulteert in een betere warmte-overdracht vanuit 20 de warmtebron naar het CV-water en derhalve een hoger rendement door minder verlies van warmte naar de omgeving. Indien als warmtebron een gas-gestookte hoogrendementsketel wordt toegepast, doet zich het bijzondere voordeel voor, dat water tot een tapwater-temperatuur van minstens 65eC kan worden 25 verwarmd met CV-water dat een retourtemperatuur heeft die aanzienlijk lager is, bijvoorbeeld ca. 55°C, waardoor water uit de verbrandingsgassen tegen de warmtewisselaar van de ketel condenseert. De daarbij vrijkomende condensatiewarmte wordt aldus benut voor het verwarmen van het CV-water, het-30 geen bij de meeste gangbare ketels een verhoging van het rendement van de ketel met circa 10 procentpunt oplevert. De verwarming tot minstens 65 eC is van belang voor het doden van ongewenste kiemen, in het bijzonder legionella bacteriën.In operation, during and for some time after draining water from the reservoir 1, the heating water is additionally cooled by transferring heat to the supplied cold tap water (arrows 12-14). As a result, the return temperature of the heating water returning to the heat source is lowered, which in turn results in a better heat transfer from the heat source to the heating water and therefore a higher efficiency due to less loss of heat to the environment. . If a gas-fired high-efficiency boiler is used as the heat source, the special advantage arises that water can be heated to a tap water temperature of at least 65 ° C with central heating water that has a return temperature that is considerably lower, for instance about 55 ° C. C, whereby water from the combustion gases condenses against the heat exchanger of the boiler. The condensation heat released thereby is thus used for heating the central heating water, which in most conventional boilers results in an increase in the efficiency of the boiler by approximately 10 percentage points. Heating to at least 65 eC is important for killing unwanted germs, especially legionella bacteria.

Teneinde bij de warmte-overdracht vanaf vooral het nog 35 zeer hete, juist aangevoerde CV-water in een stroomopwaarts gedeelte van het kanaal 4 een effectieve verwarming van het water in het reservoir 1 tot een gelijkmatig verdeelde eind- 1007416 -5- temperatuur te bereiken, is het kanaal 4 in het reservoir 1 gelegen.In order to achieve an effective heating of the water in the reservoir 1 to an evenly distributed final temperature during heat transfer, in particular from the still very hot, just supplied heating water in an upstream part of the channel 4. channel 4 is located in reservoir 1.

Het kanaal 4 van het verwarmingselement 3 verloopt volgens een dubbele schroeflijn door het reservoir 1. Doordat 5 het binnen het reservoir 1 verlopende gedeelte van het kanaal 4 daarbij een wand heeft die in direct contact met de binnenruimte van het reservoir 1 staat, wordt een effectieve warmteoverdracht vanuit CV-water naar het water in het reservoir 1 mogelijk gemaakt. Dit is van bijzonder belang voor warmte-10 overdracht vanaf CV-water in een stroomopwaarts gedeelte van het kanaal 4, dat nog een relatief hoge temperatuur heeft.The channel 4 of the heating element 3 runs along a double helix through the reservoir 1. Because the part of the channel 4 running within the reservoir 1 has a wall which is in direct contact with the inner space of the reservoir 1, an effective heat transfer from central heating water to the water in reservoir 1. This is of particular importance for heat transfer from central heating water in an upstream part of the channel 4, which still has a relatively high temperature.

De tapwater-geleiding wordt gevormd door een tapwater-kanaal 9 dat coaxiaal binnen het CV-water-kanaal 4 verloopt. Aldus wordt over een lang traject een intensieve warmte-over-15 dracht van het CV-water naar het aangevoerde tapwater en naar het water in het reservoir 1 bereikt. Dit draagt verder bij aan het bereiken van een optimale verlaging van de retour-temperatuur van het CV-water. Overigens wordt een verbeterde warmte-overdracht naar water in het reservoir 1 ook bereikt 20 als door leiding 9 geen water stroomt of als de kern binnen het kanaal 4 massief is.The tap water conduction is formed by a tap water channel 9 which runs coaxially within the heating water channel 4. An intensive heat transfer from the central heating water to the supplied tap water and to the water in the reservoir 1 is thus achieved over a long path. This further contributes to achieving an optimum reduction of the return temperature of the central heating water. Incidentally, an improved heat transfer to water in the reservoir 1 is also achieved if no water flows through conduit 9 or if the core within the channel 4 is solid.

Ondanks de lengte van het stroomtraject van het tapwater en het CV-water waarlangs warmte-uitwisseling mogelijk is, de weerstand die het CV-water en het tapwater in de ge-25 meenschappelijk schroefvormig gewikkeld verlopende kanalen 4, 9 ondervinden toch zeer gering.Despite the length of the flow path of the tap water and the central heating water along which heat exchange is possible, the resistance which the central heating water and the tap water in the common helically wound channels 4, 9 still experience.

Teneinde de leidingen van het tapwater-kanaal 9 en het CV-water-kanaal 4 ten opzichte van elkaar te centreren, kan de leiding van het tapwater-kanaal 9 bijvoorbeeld zijn voor-30 zien van over de lengte daarvan verdeelde afstandhouder-ro-zetten. Er zijn echter ook diverse andere oplossingen mogelijk, zoals over de lengte en de omtrek verdeelde indeukingen in de buitenste leiding of over de lengte en de omtrek verdeelde uitstulpingen in de binnenste leiding.In order to center the pipes of the tap water channel 9 and the heating water channel 4 relative to each other, the pipe of the tap water channel 9 can for instance be provided with spacers-rosettes distributed along its length. . However, various other solutions are also possible, such as longitudinally and circumferentially indented depressions in the outer conduit or longitudinally and circumferentially indented protrusions in the inner conduit.

35 Het CV-water-kanaal 4 vormt tevens een afscherming tus sen de binnenruimte van het reservoir 1 en de tapwater-geleiding 9. Hierdoor wordt voorkomen, dat water in het reservoir 1007416 -6- 1 wordt afgekoeld door (nog) koud tapwater, dat via genoemd de tapwater-geleiding 9 wordt aangevoerd. Dit is van bijzonder belang wat betreft een stroomopwaarts gedeelte van de tapwater-geleiding 9, waarin het water tijdens het aftappen 5 van water uit het reservoir 1 nog zeer koud is.35 The heating water channel 4 also forms a screen between the interior of the reservoir 1 and the tap water guide 9. This prevents water in the reservoir 1007416 -6- 1 from being cooled by (still) cold tap water, which is supplied via said tap water guide 9. This is of particular importance with regard to an upstream part of the tap water guide 9, in which the water is still very cold during the tap 5 of water from the reservoir 1.

Doordat het CV-water in het kanaal 4 tussen het water in de tapwater-geleiding 9 en het water in het reservoir 1 is gelegen wordt bovendien enerzijds tijdens en enige tijd na het aftappen van water een effectieve warmte-overdracht naar 10 het juist aangevoerd, koude tapwater bereikt en wordt anderzijds een zeer effectieve warmte-overdracht naar het water in het reservoir bereikt voor het naverwarmen tot een gelijkmatig verdeelde eindtemperatuur.Because the central heating water in the channel 4 is located between the water in the tap water guide 9 and the water in the reservoir 1, an effective heat transfer to the correct water supply is additionally supplied on the one hand during and some time after the water has been tapped, cold tap water is achieved and, on the other hand, a very effective heat transfer to the water in the reservoir is achieved before reheating to an evenly distributed final temperature.

Teneinde het tapwater in een traject binnen het CV-wa-15 ter-kanaal 4 te brengen traverseert het tapwater-kanaal 9 tweemaal een wand van het CV-water-kanaal 4. Eenmaal stroomopwaarts van het coaxiaal met het CV-water-kanaal 4 verlopende gedeelte van het tapwater-kanaal 9 en een maal stroomafwaarts van het coaxiaal met het CV-water-kanaal 4 verlo-20 pende gedeelte van het tapwater-kanaal 9. Beide posities waar het tapwater-kanaal 9 de wand van het CV-water-kanaal 4 traverseert zijn buiten het reservoir 1 gelegen. Dit biedt het voordeel, dat het gedeelte van het CV-water-kanaal 4 binnen het reservoir 1 geheel naadloos kan zijn uitgevoerd, waardoor 25 de mogelijkheid van vervuiling van tapwater in het reservoir 1 door lekkage van CV-water via naden in het CV-water-kanaal wordt uitgesloten. Doordat ook het tapwater-kanaal 9 geen naden vertoont in het gebied waar dit binnen het CV-water-ka-naal 4 verloopt, wordt de mogelijkheid van vervuiling van 30 tapwater in het tapwater-kanaal 9 door lekkage van CV-water via lasnaden of dergelijke in het tapwater-kanaal 9 eveneens uitgesloten.In order to bring the tap water in a path within the heating water channel 4, the drinking water channel 9 traverses twice a wall of the heating water channel 4. Once upstream of the coaxial with the heating water channel 4 extending part of the tap water channel 9 and once downstream of the coaxial portion of the tap water channel 4 extending downstream of the heating water channel 4. Both positions where the tap water channel 9 is the wall of the heating water channel 4 traverses are located outside reservoir 1. This offers the advantage that the part of the heating water channel 4 within the reservoir 1 can be completely seamless, so that the possibility of contamination of tap water in the reservoir 1 through leakage of heating water via seams in the heating system is possible. water channel is excluded. Since the tap water channel 9 also has no seams in the area where this runs within the heating water channel 4, the possibility of contamination of tap water in the tap water channel 9 is caused by leakage of heating water via weld seams or such in the tap water channel 9 are also excluded.

De in de figuren 2-4 getoonde uitvoering van een voor-raadboiler volgens de uitvinding wordt eveneens gevormd door 35 een reservoir 20 en is eveneens voorzien van in- en uitlaten voor CV-water 22, 25 en een CV-water-kanaal 24 daartussen die deel uitmaakt van een verwarmingsstructuur 23. voor het ge- 1007416 -7- leiden van tapwater aansluitend op de tapwater-inlaat 26 is voorzien in binnengelegen en buitengelegen schotten 35, 36 die binnengelegen en buitengelegen tapwater-geleidingen 37, 38 begrenzen. Het CV-water-kanaal 24 verloopt schroeflijnvor-5 mig door de tapwater-geleidingen 37, 38. De tapwater-geleidingen 37, 38 vormen tezamen een traject, dat vanaf een onderuiteinde van de boiler kokervormig omhoog verloopt tussen een omtrekswand van het reservoir 1 en het buitengelegen van de twee schotten 36 en om een bovenrand van dat buitengelegen 10 schot 36 heen omgevouwen terug omlaag verloopt tussen het buitengelegen schot 36 en het binnengelegen schot 35. uiteindelijk mondt de tapwater-geleiding via doorlaten 30 in het binnengelegen schot 35 uit in een binnenruimte 39 van het reservoir 21, dat aan zijn bovenzijde is afgesloten door een 15 deksel 40.The embodiment of a storage tank according to the invention shown in figures 2-4 is also formed by a reservoir 20 and is also provided with inlets and outlets for central heating water 22, 25 and a central heating water channel 24 therebetween forming part of a heating structure 23. for routing tap water adjacent to the tap water inlet 26, inner and outer baffles 35, 36 delimiting inner and outer tap water conduits 37, 38 are provided. The central heating water channel 24 extends helically through the tap water guides 37, 38. The tap water guides 37, 38 together form a path that extends upwards in a tubular shape from a bottom end of the boiler between a peripheral wall of the reservoir 1. and the outer of the two baffles 36 and folded around a top edge of that outer baffle 36 runs back down between the outer baffle 36 and the inner baffle 35. finally, the tap water conduction opens into the inner baffle 35 via passages 30 an inner space 39 of the reservoir 21, which is closed at its top by a lid 40.

Verder is ook deze voorraadboiler voorzien van een tem-peratuur-sensor 28 voor het detecteren van de temperatuur van water in het reservoir 21. Teneinde de circulatie van water langs het schroeflijnvormig verlopende kanaal 24 bij het na-20 verwarmen van water in het reservoir 1 terwijl geen water wordt afgetapt te bevorderen, is het binnenste schot 35 bovendien voorzien van doorlaten 41 nabij de bovenzijde van de binnenruimte 39. Deze doorlaten zijn bovendien voorzien van deflectors 42 die tegengaan dat tijdens het aftappen van tap-25 water door de tapwater-geleiding 37, 38 stromend vers tapwater de binnenruimte binnendringt zonder het gehele traject van de tapwater-geleiding te hebben afgelegd. Eventueel kunnen ook dergelijke circulatie-bevorderende openingen zijn aangebracht in het buitengelegen schot. Verder kunnen ook in 30 de tapwater-geleidingen deflectors zijn aangebracht die tijdens het aftappen van water tegengaat dat niet volledig voor-verwarmd water de binnenruimte 39 binnen stroomt.Furthermore, this storage boiler is also provided with a temperature sensor 28 for detecting the temperature of water in the reservoir 21. In order to circulate water along the helical channel 24 during the heating of water in the reservoir 1. while no water is drawn off, the inner baffle 35 is additionally provided with passages 41 near the top of the inner space 39. These passages are additionally provided with deflectors 42 which prevent tap water from draining through the tap water guide 37, 38 fresh tap water enters the interior space without having traveled the entire path of the tap water guide. Optionally, such circulation-promoting openings can also be provided in the outer partition. In addition, deflectors can also be arranged in the tap water guides, which prevent water which is not fully preheated from flowing into the inner space 39 during the draining of water.

In bedrijf wordt tijdens het aftappen van water uit de binnenruimte 39 via de tapwater-uitlaat 27 vers tapwater toe-35 gevoerd via de tapwater-inlaat 26. Het aangevoerde tapwater stroomt verder langs een traject, als is aangegeven door pijlen 43, 44, 45, via de tapwater-geleidingen 37, 38 en de 1 0 07 A16 -8- doorlaten 30. Tijdens het stromen door de kokervormige tussenruimtes 37, 38 van de tapwater-geleiding die begrensd worden door de schotten 35, 36 wordt het tapwater verwarmd door warmte-uitwisseling met CV-water dat door het schroeflijnvor-5 mige kanaal 24 stroomt. Daarbij koelt, evenals bij de hiervoor beschreven voorraadboiler het CV-water af tot onder de temperatuur tot welke het water in de binnenruimte wordt verwarmd, zodat een verlaagde retour-temperatuur en, dientengevolge, een hoger rendement van de warmtebron bereikt kan wor-10 den. Wanneer geen water afgetapt wordt en het water in de tapwater-geleiding 37, 38 is opgewarmd tot een temperatuur die ongeveer gelijk is aan de temperatuur van het water op hetzelfde niveau in de binnenruimte 39, wordt het water in de binnenruimte verwarmd door warmte-uitwisseling met het ver-15 warmingselement 23 via het water in de tussenruimtes 37, 38. Daarbij laten de doorlaten 41 in het binnengelegen schot circulatie tussen de binnengelegen tussenruimte 37 en de binnenruimte 39 van het reservoir 21 toe.During operation, fresh water is supplied through the tap water outlet 27 via the tap water outlet 27 during the tap of water from the interior space 39. The tap water supplied continues to flow along a path, as indicated by arrows 43, 44, 45 , through the tap water guides 37, 38 and the 1 0 07 A16 -8- passages 30. During the flow through the tubular interstices 37, 38 of the tap water guide which are bounded by the partitions 35, 36, the tap water is heated by heat exchange with central heating water flowing through the helical channel 24. As with the storage boiler described above, the heating water cools below the temperature to which the water in the interior is heated, so that a reduced return temperature and, consequently, a higher efficiency of the heat source can be achieved. . When no water is drained and the water in the tap water guide 37, 38 is heated to a temperature approximately equal to the temperature of the water at the same level in the inner space 39, the water in the inner space is heated by heat exchange with the heating element 23 via the water in the interstices 37, 38. The passages 41 in the inner partition allow circulation between the inner intermediate space 37 and the inner space 39 of the reservoir 21.

Ook bij deze voorraadboiler wordt een stroomopwaarts 20 gedeelte van de tapwater-geleiding 38 door twee wanden 35, 36 en een tussenruimte 37 daartussen afgeschermd van het reservoir 1, zodat afkoeling van eenmaal opgewarmd water in het reservoir 21 door koud, juist aangevoerd tapwater wordt tegengegaan .Also with this storage boiler, an upstream part of the tap water guide 38 is shielded from the reservoir 1 by two walls 35, 36 and an intermediate space 37 between them, so that cooling of water once heated in the reservoir 21 is prevented by cold, correctly supplied tap water .

25 Anders dan bij de hiervoor beschreven voorraadboiler wordt bij deze voorraadboiler de afscherming van het stroom-opwaartse gedeelte van de tapwater-geleiding 38 gevormd door het stroomafwaartse gedeelte 37 van een door de tapwater-geleiding bepaald stroomtraject. Bij deze uitvoering wordt de 30 afscherming op een constructief eenvoudige wijze verkregen.Contrary to the storage boiler described above, in this storage boiler the shielding of the upstream part of the tap water guide 38 is formed by the downstream part 37 of a flow path determined by the tap water guide. In this embodiment, the shielding is obtained in a constructionally simple manner.

Doordat het CV-water-kanaal in een richting in hoofdzaak dwars op een door de tapwater-geleiding bepaald stroomtraject in de vorm van een afgescheiden vlakke tussenruimtes 37, 38 verloopt, wordt een lange verblijftijd van het CV-wa-35 ter in de tussenruimtes 37, 38 gerealiseerd, hetgeen het verlagen van de retour-temperatuur van het CV-water verder bevordert .Since the central heating water channel runs in a direction substantially transverse to a flow path determined by the tap water conduction in the form of a separated flat intermediate spaces 37, 38, a long residence time of the central heating water in the intermediate spaces is 37, 38, which further promotes lowering the return temperature of the central heating water.

1 0 07 4 1 6 -9-1 0 07 4 1 6 -9-

In bedrijf wordt bij deze voorraadboiler, althans indien vrij regelmatig water wordt afgetapt, een gelaagde tem-peratuursverdeling verkregen, waarbij de watertemperatuur in de buitenste tussenruimte 38 tussen de buitenwand van het re-5 servoir 21 en het buitengelegen schot 38, dat een deel van de tapwater-geleiding vormt en in hoofdzaak evenwijdig aan de buitenwand van het reservoir 21 verloopt, lager is dan in de binnenruimte. Doordat aldus tendentieel het koudste water zich steeds uitstrekt langs de buitenwand van het reservoir 10 21, worden warmteverliezen door de wand van het reservoir 21 beperkt.In operation, with this storage boiler, at least if water is drained fairly regularly, a layered temperature distribution is obtained, the water temperature in the outer intermediate space 38 between the outer wall of the reservoir 21 and the outer partition 38, which is a part of the tap water conduction and running substantially parallel to the outer wall of the reservoir 21 is lower than in the interior. Since the coldest water thus always tends to extend along the outer wall of the reservoir 21, heat losses through the wall of the reservoir 21 are limited.

Het CV-water-kanaal 24 verloopt bovendien vanaf de CV-water-inlaat 22 gewikkeld volgens een eerste schroeflijn met een spoed in een eerste richting en verloopt aansluitend ge-15 wikkeld volgens een tweede, schroeflijn met een spoed in een tweede, tegengestelde richting, die op genoemde eerste schroeflijn aansluit en deze coaxiaal omhult, naar de CV-wa-ter-uitlaat 25. Daarbij verlopen de volgens een eerste en een tweede schroeflijn gewikkelde gedeeltes van het CV-water-ka-20 naai 24 door de op elkaar aansluitende coaxiale kokervormige tapwater-geleidingen 37, 38. Aldus wordt een tapwater toevoer langs binnenwaarts opeenvolgende, op elkaar aansluitende schilvormige deelruimtes 37, 38 van de voorraadboiler verkregen, waarbij tapwater in een ondergedeelte van de boiler kan 25 worden toegevoerd en ook in een ondergedeelte van de binnenruimte 39 kan uitmonden. Daarbij zorgen de volgens een eerste en een tweede schroeflijn gewikkelde gedeeltes van het CV-water-kanaal 24 enerzijds voor een lange verblijftijd en een groot contactoppervlak en derhalve een intensieve warmte-30 overdracht van het CV-water naar het tapwater en anderzijds voor een lage stromingsweerstand van het CV-water.The central heating water channel 24 also extends from the central heating water inlet 22 wound along a first helix with a pitch in a first direction and subsequently wound along a second helix with a pitch in a second, opposite direction. , which connects to said first helix and coats it coaxially, to the central heating water outlet 25. The parts of the central heating water channel 24 wound along a first and a second helix run through the one on the other connecting coaxial tubular tap water guides 37, 38. Thus, a tap water supply is obtained through inwardly consecutive shell-shaped sub-spaces 37, 38 of the storage boiler, wherein tap water can be supplied in a lower part of the boiler and also in a lower part of the inner space 39 can open out. The parts of the heating water channel 24 wound along a first and a second helix ensure a long residence time on the one hand and a large contact surface and therefore an intensive heat transfer from the heating water to the tap water and on the other hand a low flow resistance of the heating water.

Teneinde het tapwater gelijkmatig verdeeld in de kokervormige tussenruimte 38 uit te laten stromen, is de tapwater-inlaat 26 uitgevoerd met een waterverdeler 46 die althans een 35 segment van een cirkel beschrijft, waarvan de diameter overeenkomt met de diameter van de kokervormige tussenruimte 38. De waterverdeler is voorzien van over zijn omtrek verdeelde 1007416 -10- uitstroom-doorlaten 47, waardoor het water gelijkmatig over de omtrek van de kokervormige tussenruimte 38 uit kan stromen (pijlen 48).In order to let the tap water flow out evenly distributed in the tubular interspace 38, the tap water inlet 26 is provided with a water distributor 46 which at least describes a segment of a circle, the diameter of which corresponds to the diameter of the tubular interspace 38. The water distributor is provided with 1007416-10 outflow outlets 47 distributed over its circumference, so that the water can flow out evenly over the circumference of the tubular gap 38 (arrows 48).

Deze voorraadboiler is verder voorzien van een tempera-5 tuurssensor49 ter plaatse van de tapwater-geleiding 38.This storage boiler is further provided with a temperature sensor49 at the location of the tap water conduit 38.

Hierdoor kan sneller op een vraag naar warmte ten gevolge van aftappen van water gereageerd worden dan het geval is in reactie op een gedetecteerde temperatuurverlaging in de binnenruimte 39. Dit is in combinatie met het voorverwarmen van 10 vers tapwater met restwarmte van (ίν-water van extra voordeel, omdat dan het aangevoerde tapwater, zo vroeg mogelijk, dat wil zeggen, vanaf een zo laag mogelijke temperatuur, wordt voorverwarmd. Indirecte voorverwarming door warmte-overdracht vanaf reeds verwarmd tapwater in het reservoir aldus zo be-15 perkt en vervangen door voorverwarming door het CV-water vanaf een lage temperatuur.This makes it possible to respond more quickly to a demand for heat as a result of draining water than is the case in response to a detected temperature drop in the interior 39. This is in combination with the preheating of fresh tap water with residual heat of (ίν water of additional advantage, because the supplied tap water is preheated as early as possible, that is to say, from the lowest possible temperature Indirect preheating by heat transfer from already heated tap water in the reservoir is thus limited and replaced by preheating by the central heating water from a low temperature.

Bij de voorraadboiler volgens het in fig. 5 getoonde voorbeeld is voor het aanvoeren van tapwater vóórzien in een met het reservoir 1 communicerende tapwater-inlaat 56 die 20 rechtstreeks in het reservoir 1 uitmondt. Voor het afvoeren van tapwater is voorzien in een met het reservoir 1 communicerende tapwater-uitlaat 57. De tapwater-geleiding 59 sluit via een pijp 92, die zich vanaf een bovengebied van het reservoir uitstrekt, stroomafwaarts aan op het reservoir 1.In the storage boiler according to the example shown in Fig. 5, for supplying tap water, provision is made for a tap water inlet 56 which communicates with the reservoir 1 and which opens directly into the reservoir 1. A tap water outlet 57 communicating with the reservoir 1 is provided for discharging tap water. The tap water guide 59 connects downstream to the reservoir 1 via a pipe 92 extending from an upper area of the reservoir.

25 In bedrijf wordt tijdens en enige tijd na het aftappen van water uit het reservoir 1 het CV-water zowel door overdracht van warmte naar het uit het reservoir 1 afkomstig water als door warmte-overdracht naar water in het reservoir 1 gekoeld. Dit maakt een reductie van de retour-temperatuur van 30 het CV-water en daardoor een rendementsverbetering mogelijk. In het bijzonder indien het warmte-overdragende fluïdum als een dunne laag tussen het tapwater en het water in het reservoir door de warmte-wisselaar wordt geleid, wordt een zeer intensieve warmte-overdracht naar het water in het reservoir 35 bereikt, vooral als de warmte-wisselaar zich in een relatief koud gedeelte van het reservoir bevindt en/of als een rela- 1007416 -11- tief klein reservoir wordt gebruikt, waarvan de binnentemperatuur bij het aftappen relatief sterk daalt.During operation, and for some time after water has been drawn from the reservoir 1, the central heating water is cooled both by transferring heat to the water coming from the reservoir 1 and by heat transfer to water in the reservoir 1. This makes it possible to reduce the return temperature of the central heating water and thereby improve efficiency. In particular, if the heat transfer fluid is passed as a thin layer between the tap water and the water in the reservoir through the heat exchanger, a very intensive heat transfer to the water in the reservoir 35 is achieved, especially if the heat exchanger is located in a relatively cold part of the reservoir and / or is used as a relatively small reservoir, the internal temperature of which decreases relatively sharply when drained.

Een bijzonder voordeel van een zich door de warmte-wis-selaar uitstrekkende tapwater-geleiding 59 die aansluit op 5 het reservoir 1 is, dat door het naverwarmende effect van het warmte-overdragende fluïdum een zeer gelijkmatige afgifte-temperatuur van het tapwater wordt verkregen en in het bijzonder temperatuursdaling door daling van de temperatuur van het water in het reservoir tijdens het aftappen van veel wa-10 ter in een kort tijdsbestek wordt tegengegaan.A particular advantage of a tap water guide 59 extending through the heat exchanger which connects to the reservoir 1 is that, due to the after-heating effect of the heat-transferring fluid, a very uniform delivery temperature of the tap water is obtained and in particular temperature drop by reducing the temperature of the water in the reservoir during the draining of much water in a short period of time is prevented.

Verder zorgt de naverwarming en de constante temperatuur van het tapwater er bij een geschikte keuze van de temperatuur en van de tijd dat het naverwarmde water op die temperatuur blijft voor, dat gewaarborgd wordt dat ongewenste 15 kiemen zoals de legionella bacterie ook dan gedood worden als in een kort tijdsbestek dusdanig veel water wordt afgetapt uit de boiler dat temperatuursgradiënt waarachter de desbetreffende kiemen kunnen overleven de inlaat van de uitstroom-leiding 92 bereikt en de temperatuur van water dat het reser-20 voir 1 verlaat zodanig laag wordt dat niet gewaarborgd is, dat de schadelijke kiemen gedood zijn. Dit maakt het op zijn beurt mogelijk een geringere veiligheidsmarge aan te houden wat betreft de temperatuur in het reservoir en wat betreft de capaciteit van de verwarmingsmiddelen en het reservoir, het-25 geen de kosten van de installatie beperkt en rendementsverbe-tering mogelijk maakt. In het bijzonder indien een sterk verhoogde tapwater afgifte-temperatuur na na-verwarming van bijvoorbeeld 70, 75 of bij voorkeur 80 *c wordt gerealiseerd kan met een relatief korte verblijftijd van water op die tempera-30 tuur bereikt worden dat ongewenste kiemen betrouwbaar onschadelijk gemaakt worden.Furthermore, the post-heating and the constant temperature of the tap water, with a suitable choice of temperature and the time that the post-heated water remains at that temperature, ensures that unwanted germs such as the legionella bacteria are also killed as in a short period of time so much water is drained from the boiler that the temperature gradient behind which the relevant germs can survive reaches the inlet of the outflow pipe 92 and the temperature of the water leaving the reservoir 1 becomes so low that it is not guaranteed that the harmful germs have been killed. This, in turn, makes it possible to maintain a smaller safety margin in terms of the temperature in the reservoir and in the capacity of the heating means and the reservoir, which limits the cost of the installation and allows for an improvement in efficiency. Particularly if a strongly increased tap water delivery temperature after post-heating of, for example, 70, 75 or preferably 80 ° C is realized, it can be achieved with a relatively short residence time of water at that temperature that undesired germs are reliably rendered harmless turn into.

Het zal de deskundige duidelijk zijn, dat binnen het kader van hetgeen hiervoor is omschreven nog vele andere varianten mogelijk zijn. De warmtewisselaar kan bijvoorbeeld 35 ook geheel of gedeeltelijk buiten het reservoir zijn gelegen. Ook het gehele verwarmingselement kan in beginsel geheel of gedeeltelijk buiten het reservoir zijn gelegen.It will be clear to the skilled person that many other variants are possible within the scope of what has been described above. The heat exchanger can for instance also be located wholly or partly outside the reservoir. In principle, the entire heating element can also be located wholly or partly outside the reservoir.

10074161007416

Claims

A storage boiler according to claim 1, wherein the tap water guide (9; 37, 38) connects to said tap water supply passage (6; 26).

Storage boiler according to claim 1 or 2, wherein at least one upstream portion of said fluid channel (4; 24) is located in said reservoir (1; 21).

A storage boiler according to any one of the preceding claims, wherein at least one portion of said fluid channel 30 (4; 24) extending upstream and within the reservoir (1; 21) has a wall in direct contact with an inner space of the reservoir (1; 21).

Storage boiler according to any one of the preceding claims, further comprising a temperature sensor (49) at the location of said tap water conduction (9; 37, 38; 59). 100741 «-13-

Storage boiler according to any one of the preceding claims, wherein at least one upstream part of the tap water guide (9; 38; 59) is shielded by at least two walls of the reservoir (1; 21). A storage boiler according to claim 6, wherein said shield is formed by at least one downstream portion of said fluid channel (4).

A storage container according to claim 7, wherein at least one upstream portion of the tap water guide 10 is constituted by a tap water channel (9; 59) extending coaxially within at least one downstream portion of said fluid channel (4).

9. Storage container according to claim 8, wherein the fluid channel (4) has a wall and the tap water channel (9; 59) the wall of the fluid channel (4; 24) exclusively outside the reservoir (1; 21). ) traverses.

A storage container according to claim 7, wherein said shield is formed by at least one downstream portion (37) of said tap water guide.

A storage container according to any one of the preceding claims, wherein at least parts of the tap water guide (9; 59) and the fluid channel (4) run along a substantially common helix.

A storage container according to any one of the preceding claims, wherein the tap water guide (37, 38) is formed by a separated flat interspace delimited by at least one baffle (35, 36), and wherein the fluid channel (24) runs through said interspace in a direction substantially transverse to a flow path defined by said tap water guide (37, 38).

A storage container according to claim 12, wherein at least one tap water guide (37, 38) is formed by a gap between an outer wall of the reservoir (21) and said baffle (36), said baffle (36) being substantially parallel on the said wall.

A storage container according to claim 13, wherein said fluid channel (24) from said fluid supply passage (1007418-14) wound along a first helix runs a pitch in a first direction and is subsequently wound along a second helix. with a pitch in a second, opposite direction, which connects to said first helix and coats it coaxially, runs to said fluid discharge passage (25), and wherein said parts of the fluid channel wound along a first and a second helix (24) through adjacent coaxial tubular tap water guides (37, 38) 10.

A storage container according to any one of claims 12-14, further comprising passage through or along at least one of said baffles for circulation of water through said tap water conduit (9; 37, 38; 59) without water being withdrawn from the boiler handed in. 1007416