NO810791L

NO810791L - PLANT FOR HEATING A HEATING MEDIUM AND CONSUMPING WATER FOR A BUILDING

Info

Publication number: NO810791L
Application number: NO810791A
Authority: NO
Inventors: Sven Maartensson
Original assignee: Sensotherm Ab
Priority date: 1980-03-11
Filing date: 1981-03-09
Publication date: 1981-09-14
Also published as: FR2478273A1; BE887866A; FI810715A7; FI810715L; NL8101113A; GB2075178A; SE8005092L; DK108681A; JPS56138627A

Abstract

Anlegg for oppvarming av et oppvarmingsmedium og forbruksvann i bygninger, omfattende en varmepumpe (1), et radiatorsystem (2) og en varmtvannsbereder (3) med et magasin (4) for oppvarmingsmediet og en beholder (5) eller lignende for forbruksvannet. Oppvarmet medium fra varmepumpen er anordnet for via en ledning (6) å føres til magasinet (4). En ledning (8) på magasinet er tilkoplet innløpssiden på radiatorsystemet (2). En returledning (21) er anordnet for å føre tilbake avkjølt oppvarmingsmedium fra radiatorsystemets utløpsside til varmepumpen. En fra magasinets (4) bunn utgående utløpsledning (9,22) er direkte tilkoplet den til varmepumpen (1) fra radiatorsystemets (2) utløpsside tilbakegående ledningen (21).Installations for heating a heating medium and drinking water in buildings, comprising a heat pump (1), a radiator system (2) and a water heater (3) with a magazine (4) for the heating medium and a container (5) or similar for the drinking water. Heated medium from the heat pump is arranged to be fed to the magazine (4) via a line (6). A wire (8) on the magazine is connected to the inlet side of the radiator system (2). A return line (21) is provided to return cooled heating medium from the outlet side of the radiator system to the heat pump. An outlet line (9,22) emanating from the bottom of the magazine (4) is directly connected to the line (21) returning the heat pump (1) from the outlet side of the radiator system (2).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår .et anlegg for oppvarming av et oppvarmingsmedium og forbruksvann i bygninger, hvilket anlegg omfatter en varmepumpe, et radiatorsystem og en varmtvannsbereder med et magasin for oppvarmingsmediet og med en beholder eller lignende for forbruksvannet, idet oppvarmet medium fra varmepumpen er anordnet for, via en ledning, å ledes til nevnte magasin, og via en ledning, tilkoplet innløpssiden på radiatorsysternet, og ledes' fra magasinet og ved en tilbakegående ledning er anordnet for å føre tilbake nedkjølt medium fra radiator-sys ternets utløpsside til varmepumpen. The present invention relates to an installation for heating a heating medium and consumption water in buildings, which installation comprises a heat pump, a radiator system and a water heater with a magazine for the heating medium and with a container or similar for the consumption water, the heated medium from the heat pump being arranged for, via a line, to be led to said magazine, and via a line, connected to the inlet side of the radiator system, and led from the magazine and by a return line is arranged to return cooled medium from the outlet side of the radiator system to the heat pump.

På grunn av de høye kostnader som oppstår ved oppvarming av hus med olje og de stigende oljeprisene, er det er utstrakt behov for å varme opp hus, spesielt småhus, eller lignende på alternative måter. En alternativ måte for oppvarming av en bygning er å benytte en varmepumpe . for å ivareta varmeenergien i bygningens omgivelser. Det finnes varmepumper av væske/væsketypen og luft/væsketypen som effektivt kan utvinne varmeenergi fra omgivelsene. Imidlertid foreligger det ofte problemer ved innkopling av en varmepumpe til et radiatorsystem i bygningen og til et magasin for oppvarming av forbruksvann, som normalt kreves. Disse inngående komponentene er ikke tilpasset i forhold til hverandre og det må foretas visse foranstaltninger for å få et fungerende system.. Anlegget ifølge foreliggende oppfinnelse går ut på å løse disse problemene med hensyn til tilpassing mellom en varmepumpe og det i bygningen inngående system, omfattende radiatorsystemet og magasinet for oppvarming av forbruksvann. Due to the high costs incurred when heating houses with oil and the rising oil prices, there is an extensive need to heat houses, especially detached houses, or the like in alternative ways. An alternative way of heating a building is to use a heat pump. to safeguard the heat energy in the building's surroundings. There are heat pumps of the liquid/liquid type and air/liquid type that can efficiently extract heat energy from the surroundings. However, there are often problems when connecting a heat pump to a radiator system in the building and to a tank for heating domestic water, which is normally required. These constituent components are not adapted to each other and certain measures must be taken to obtain a functioning system. The plant according to the present invention aims to solve these problems with respect to adaptation between a heat pump and the building's constituent system, comprising the radiator system and the tank for heating domestic water.

Det er da vesentlig at varmepumpen drives under så optimale betingelser som mulig. Dette innebærer at det returvann som går tilbake til varmepumpen for oppvarming skal ha så lav temperatur som mulig for å forbedre varmepumpens virkningsgrad. Videre er det et ønskemål å holde den maksimale temperaturen, som kreves i systemet, ved en så lav verdi som mulig. It is therefore essential that the heat pump is operated under as optimal conditions as possible. This means that the return water that goes back to the heat pump for heating must have as low a temperature as possible to improve the heat pump's efficiency. Furthermore, it is desirable to keep the maximum temperature required in the system at as low a value as possible.

For å kunne tilgodese bygningens varmebehov også under vinterens kaldeste dager, kreves det at varmepumpen og systemet dimensjoneres for dette ekstreme varmebehov. Derved kreves en varmepumpe med meget stor kapasitet og dermed høye kostnader. For å dekke den største delen av bygningens varmebehov kreves en betydelig mindre varmepumpe, idet varmebehovstoppene kan dekkes av en tilleggsvarmekilde. En annen måte å løse dette problem fremgår av tysk utlegningsskrift 25 09 965 der det benyttes en langtids-varmeakkumulator for å lagre varmeenergi for det ovenfor angitte formål. In order to be able to meet the building's heating needs even during the coldest days of winter, it is required that the heat pump and the system be dimensioned for this extreme heat demand. This requires a heat pump with a very large capacity and thus high costs. To cover the largest part of the building's heat demand, a significantly smaller heat pump is required, as the heat demand peaks can be covered by an additional heat source. Another way to solve this problem appears in German specification 25 09 965, where a long-term heat accumulator is used to store heat energy for the above-mentioned purpose.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å frem-skaffe et anlegg for oppvarming av et oppvarmingsmedium og forbruksvann i bygninger, hvilket anlegg er konstruert slik at det er pålitelig og har en økonomisk lønnsom funksjon. The purpose of the present invention is to provide a plant for heating a heating medium and consumption water in buildings, which plant is constructed so that it is reliable and has an economically profitable function.

Hensikten oppnås ifølge oppfinnelsen ved at enThe purpose is achieved according to the invention by a

fra magasinets bunn utgående utløpsledning er direkte tilkoplet den til varmepumpen tilbakegående ledningen. the outlet line coming from the bottom of the magazine is directly connected to the return line to the heat pump.

Varmekilden for den eventuelle tilleggsvarmen innkoples først ved behov, og kan bestå av ett eller flere elektriske elementer eller en annen hensiktsmessig varme-kilde . The heat source for any additional heat is only switched on when needed, and can consist of one or more electrical elements or another appropriate heat source.

Pumpevirkning i innløpsledningen til magasinet er alltid større eller lik pumpevirkningen i den første ut-løpsledningen fra magasinet, hvorved det oppnås at oppvarmingsmediet,.som f.eks. kan være vann, aldri bevirker at oppvarmingsmediet suges inn i magasinet gjennom den nevnte utløpsledningen. For å sikre at det ikke suges noe oppvarmingsmedium inn i magasinet gjennom den nevnte ut-løpsledningen, kan det anordnes en tilbakeslagsventil eller lignende i magasinets andre utløp. The pumping action in the inlet line to the magazine is always greater than or equal to the pumping action in the first outlet line from the magazine, whereby it is achieved that the heating medium, such as e.g. can be water, never causes the heating medium to be sucked into the magazine through the aforementioned discharge line. In order to ensure that no heating medium is sucked into the magazine through the aforementioned outlet line, a non-return valve or the like can be arranged in the magazine's other outlet.

I overensstemmelse med tidligere kjent teknikk forbinder en shuntventil radiatorsysternets utløpsside med dets innløpsside og regulerer forholdet mellom resirkulert, kjølt vann og nytilført, oppvarmet vann fra magasinets utløp. In accordance with the prior art, a shunt valve connects the outlet side of the radiator system with its inlet side and regulates the ratio between recycled, cooled water and freshly supplied, heated water from the reservoir outlet.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nær-mere under henvisning til tegningen, som skjematisk viser en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawing, which schematically shows a preferred embodiment of the invention.

På tegningen er det vist skjematisk et anlegg ifølge oppfinnelsen for oppvarming av et oppvarmingsmedium, fortrinnsvis vann, og forbruksvann, hvilket anlegg omfatter en varmepumpe 1, et radiatorsystem 2 og en varmtvannsbereder 3 med et magasin 4 for oppvarmingsmediet og med en beholder 5 eller lignende for forbruksvann. Det i magasinet 4 inngående oppvarmingsmediet er anordnet til å sirkuleres gjennom anlegget. Oppvarmingsmediet kan som nevnt ovenfor utgjøres av vann, men andre oppvarmings-medier er naturligvis tenkbare. Beholderen 5 inneholder vann som oppvarmes til hensiktsmessig temperatur og mates videre til tappekraner for varmtvann i bygningen. The drawing shows schematically a plant according to the invention for heating a heating medium, preferably water, and consumption water, which plant comprises a heat pump 1, a radiator system 2 and a water heater 3 with a magazine 4 for the heating medium and with a container 5 or similar for consumption water. The heating medium contained in magazine 4 is arranged to be circulated through the plant. As mentioned above, the heating medium can consist of water, but other heating media are of course conceivable. The container 5 contains water that is heated to an appropriate temperature and fed on to taps for hot water in the building.

Fra varmepumpens utløp 16 strekker det seg en ledning 6 i hvilken en første pumpe 11 er innkoplet. I magasinet er ledningen 6 tilkoplet en tilleggsvarmekilde 7 og har før denne et i magasinets indre utmunnende ut-løp 6' . A line 6 extends from the heat pump's outlet 16 in which a first pump 11 is connected. In the magazine, the line 6 is connected to an additional heat source 7 and before this has an outlet 6' opening into the interior of the magazine.

Fra tilleggsvarmekilden 7 strekker det seg en ledning 8 opp mot magasinets øvre parti og derfra ut og mot en treveisventil 13. From the additional heat source 7, a line 8 extends up towards the upper part of the magazine and from there out towards a three-way valve 13.

Tilleggsvarmen fra varmekilden 7 styres av en føleranordning 10, som er innstilt slik at tilleggsvarmen tilføres systemet når varmepumpens effekt ikke er til-strekkelig til å drive radiatorsystemet. The additional heat from the heat source 7 is controlled by a sensor device 10, which is set so that the additional heat is supplied to the system when the heat pump's effect is not sufficient to drive the radiator system.

Ved magasinets 4 nedre parti er det anordnet et utløp 9, og fra dette strekker det seg en returledning 22 for medium som er avkjølt i magasinet. An outlet 9 is arranged at the lower part of the magazine 4, and from this extends a return line 22 for medium that has cooled in the magazine.

Ved treveisventilen 13 er det tilkoplet en ledning 18 til radiatorsystemet 2 og en shuntledning 15. At the three-way valve 13, a line 18 is connected to the radiator system 2 and a shunt line 15.

Radiatorsystemets 2 utløpsledning 20 går ved midten over i en returledning 21 til varmepumpens 1 inn-løp 17. The outlet line 20 of the radiator system 2 passes in the middle into a return line 21 to the inlet 17 of the heat pump 1.

Anlegget ifølge oppfinnelsen omfatter også pumper og ventiler i nødvendig utstrekning. Foruten den i ledningen 6 inneholdte første pumpen 11 som pumper oppvarmet vann fra varmepumpen mot magasinet 4, ér det en andre pumpe 12 som er beliggende i ledningen 18 mellom treveisventilen 13 og radiatorsystemet 2. Pumpen 12 er anordnet for å sirkulere oppvarmingsmediet gjennom radiatorsystemet 2. Den foran den andre pumpen 12 innkoplede treveisventilen 13 styres av en motor 4. Det kjølte returmediet tilbakeføres til varmepumpen 1 gjennom returledningen 21, som danner fortsettelse på utløpsledningen 20 fra radiatorsystemet 2. Den til treveisventilen 13 før-ende shuntledningen 15 tilbakefører eventuelt en del av det kjølte returmediet fra radiatorsysternets 2 utløps-ledning 21 til radiatorsystemets innløpsside. Med treveisventilen 13 innstilles forholdet mellom nytilført varmt medium via ledningen 8 og resirkulert kjølt medium fra shuntledningen 15. Derved kan temperaturen på radiatorsystemet 2 styres i avhengighet av varmebehovet. Dette oppnås ved en etter pumpen 12 anbragt giver som via anordningen 10 regulerer motoren 14 og dermed treveisventilen 13. The plant according to the invention also includes pumps and valves to the necessary extent. Besides the first pump 11 contained in the line 6 which pumps heated water from the heat pump towards the reservoir 4, there is a second pump 12 which is located in the line 18 between the three-way valve 13 and the radiator system 2. The pump 12 is arranged to circulate the heating medium through the radiator system 2. The three-way valve 13 connected in front of the second pump 12 is controlled by a motor 4. The cooled return medium is returned to the heat pump 1 through the return line 21, which forms a continuation of the outlet line 20 from the radiator system 2. The shunt line 15 leading to the three-way valve 13 possibly returns part of the cooled return medium from the radiator system's 2 outlet line 21 to the radiator system's inlet side. With the three-way valve 13, the ratio between freshly supplied hot medium via the line 8 and recycled cooled medium from the shunt line 15 is set. Thereby, the temperature of the radiator system 2 can be controlled depending on the heat demand. This is achieved by a sensor placed after the pump 12 which, via the device 10, regulates the motor 14 and thus the three-way valve 13.

Anlegget ifølge oppfinnelsen fungerer på følgende måte: Varmepumpen 1, som fortrinnsvis er av luft/væske-type,1 opptar varmeenergi fra den omgivende luften og hever temperaturen på oppvarmingsmediet ifølge tidligere kjent teknikk. Oppvarmingsmediet går via utløpet 16 gjennom ledningen 6 og via den første pumpen 11 til magasinet 4. Kjølt medium tilbakeføres for oppvarming til varmepumpen via innløpet 17. The plant according to the invention works in the following way: The heat pump 1, which is preferably of the air/liquid type, 1 absorbs heat energy from the surrounding air and raises the temperature of the heating medium according to prior art. The heating medium goes via the outlet 16 through the line 6 and via the first pump 11 to the magazine 4. Cooled medium is returned for heating to the heat pump via the inlet 17.

Magasinet 4 tilføres via utløpet 6' ved ledningenThe magazine 4 is supplied via the outlet 6' at the line

6 oppvarmingsmedium som er oppvarmet av varmepumpen 1, hvilket medium i sin tur varmer opp vannet i den indre beholderen 5 som er beregnet som forbruksvann. 6 heating medium which is heated by the heat pump 1, which medium in turn heats up the water in the inner container 5 which is intended as consumption water.

Fra ledningen 6 går en del av oppvarmingsmediet via utløpet 6' til magasinet. Den gjenværende delen føres via ledningen 8 mot magasinets øvre del og derfra til treveisventilen 13. Fra treveisventilen 13 føres mediet til den andre pumpen 12 og derfra til radiatorsystemet 2. Returledningen 21 tilbakefører det kjølte mediet til varmepumpens 1 innløp 17. Shuntledningen 15 forbinder returledningen 21 med treveisventilen 13 for tilbake-sirkulering av en del av returmediet. From the line 6, part of the heating medium goes via the outlet 6' to the magazine. The remaining part is led via line 8 towards the upper part of the magazine and from there to the three-way valve 13. From the three-way valve 13, the medium is led to the second pump 12 and from there to the radiator system 2. The return line 21 returns the cooled medium to the heat pump 1 inlet 17. The shunt line 15 connects the return line 21 with the three-way valve 13 for recirculation of part of the return medium.

Utløpet. 9 ved magasinets 4 nedre del er via sin ledning 22 tilkoplet til ledningen 21 i et punkt mellom varmepumpen 1 og avgreningen 19 mot shuntledningen 15. The expiration. 9 at the lower part of the magazine 4 is via its line 22 connected to the line 21 at a point between the heat pump 1 and the branch 19 towards the shunt line 15.

De i anlegget ifølge oppfinnelsen inngående komponentene er avpasset slik at det kjølte mediet alltid strømmer i retning ut av beholderen gjennom ledningen 22. Dette kan oppnås ved at pumpevirkningen på pumpen 11 og The components included in the plant according to the invention are adapted so that the cooled medium always flows in the direction out of the container through the line 22. This can be achieved by the pumping effect on the pump 11 and

i ledningen 6 alltid holdes større eller lik pumpevirkningen på pumpen 12 og ledningen 8. Alternativt kan ledningen 22 forsynes med en tilbakeslagsventil og/eller en annen ventil som styrer strømningen gjennom ventilen. in line 6, the pumping effect on pump 12 and line 8 is always kept greater than or equal to. Alternatively, line 22 can be provided with a non-return valve and/or another valve that controls the flow through the valve.

Varmepumpen 1 er dimensjonert for å dekke den største delen av husets varmebehov. Når imidlertid husets varmebehov er større enn varmepumpens kapasitet, innkoples en tilleggsvarmekilde 7. Denne tilstand avføles dels med en avfølingsanordning 10 som føler når treveisventilen 13 helt har avstengt shuntledningen 15, dels med en føler som avføler den ytre temperaturen, temperatur på mediet i magasinet 4 m.m. Tilleggsvarmekilden 7 kan bestå av ett eller flere, elektriske elementer som kan innkoples for å gi forskjellige effekter. Også andre til-leggsvarmekilder er tenkbare, såsom forbrenning av ved eller lignende. Heat pump 1 is designed to cover the largest part of the house's heating needs. However, when the house's heat demand is greater than the heat pump's capacity, an additional heat source 7 is switched on. This condition is sensed partly by a sensing device 10 which senses when the three-way valve 13 has completely shut off the shunt line 15, partly by a sensor which senses the external temperature, temperature of the medium in the magazine 4 etc. The additional heat source 7 can consist of one or more electrical elements that can be switched on to produce different effects. Other additional heat sources are also conceivable, such as burning wood or the like.

Som det fremgår av tegningen er ved den fore-trukne utførelsesformen tilleggsvarmekilden 7 plassert inne i magasinet 4. Denne utførelse er foretrukket As can be seen from the drawing, in the preferred embodiment the additional heat source 7 is placed inside the magazine 4. This embodiment is preferred

først og fremst på grunn av plasshensyn. Tilleggsvarmekilden 7 kan også f.eks. plasseres utenfor magasinet 4 i ledningen 8, mellom magasinet 4 og treveisventilen 13. primarily due to space considerations. The additional heat source 7 can also e.g. is placed outside the magazine 4 in the line 8, between the magazine 4 and the three-way valve 13.

Den på tegningen viste og ovenfor beskrevne ut-førelsesform må betraktesksom et eksempel og oppfinnelsen kan modifiseres innen rammen for de etterfølgende patentkrav. The embodiment shown in the drawing and described above must be considered as an example and the invention can be modified within the scope of the subsequent patent claims.

Claims

1. Installation for heating a heating medium and consumption water in buildings, which installation comprises a heat pump (1), a radiator system (2) and a water heater (3) with a magazine (4) for the heating medium and with a container (5) or similar for the consumption water, as the heated medium from the heat pump is arranged to be led into the reservoir via a line (6), and via a line (8), connected to the inlet side of the radiator system (2), and led from the reservoir and as a return line (21 ) is arranged to return cooled medium from the radiator system's outlet side to the heat pump, characterized in that an outlet line (9,22) coming out from the bottom of the magazine (4) is directly connected to the heat pump (1) from the radiator system's (2) outlet side in a backward direction the wire (21).

2. Plant according to claim 1, characterized in that the pumping action in the inlet line (6) to the magazine (4) is always greater than or equal to the pumping action in the line (8) towards the radiator system (2).

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that one of the additional heat sources (7) through which the medium flows towards the radiator system is connected to the line (8) connected to the inlet side of the radiator system.

4. Plant according to one or more of the claims from 1-3, characterized in that a non-return valve is arranged in the outlet line (9) from the bottom of the magazine.