GR1009695B

GR1009695B - Βελτιωμενο συστημα θερμανσης νερου χρησης

Info

Publication number: GR1009695B
Application number: GR20180100266A
Authority: GR
Inventors: Ηλιας Αναστασιου Νομικος
Original assignee: GLOBAL SOL ENERGY ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΝΩΝΥΜΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ με δ.τ. "G.S.E. A.E."
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2020-02-04
Also published as: GR20180100266A; ZA201901204B

Abstract

Η παρούσα εφεύρεση παρέχει ένα βελτιωμένο σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης υψηλής απόδοσης που περιλαμβάνει τουλάχιστον δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) σε διάταξη παράλληλη, εν σειρά ή αυτόνομη χρήση και εφαρμογές αυτού σε συστήματα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης.

Description

ΒΕΛΤΙΩΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΝΕΡΟΥ ΧΡΗΣΗΣ

ΤΕΧΝΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ

Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε ένα βελτιωμένο σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης που περιλαμβάνει τουλάχιστον δύο εναλλάκτες θερμότητας και εφαρμογές αυτού σε συστήματα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης και θέρμανσης σε οικιακά, εμπορικά ή βιομηχανικά κτίρια.

ΣΤΑΘΜΗ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ

Υπάρχουν δύο τύποι συμβατικών συστημάτων θέρμανσης νερού, ήτοι θερμαντήρες αποθήκευσης νερού και ταχυθερμαντήρες νερού (συνεχούς ροής). Οι συμβατικοί θερμαντήρες αποθήκευσης νερού θερμαίνουν το νερό που είναι αποθηκευμένο σε μια μονωμένη δεξαμενή και το αποθηκευμένο ζεστό νερό καταναλώνεται όταν απαιτείται ζεστό νερό. Όταν όλο το ζεστό νερό της δεξαμενής καταναλώνεται, αυτό αντικαθίσταται με κρύο νερό, το οποίο θερμαίνεται εκ νέου και παραμένει αποθηκευμένο στη δεξαμενή.

Οι συμβατικοί θερμαντήρες αποθήκευσης νερού μπορούν να αποθηκεύσουν μόνο ένα προκαθορισμένο όγκο νερού και δεν μπορούν να παρέχουν ζεστό νερό πάντα όταν υπάρχει ζήτηση. Αν το αποθηκευμένο ζεστό νερό καταναλωθεί, ο χρήστης πρέπει να περιμένει έως ότου ο θερμαντήρας ξαναθερμάνει το κρύο νερό στην επιθυμητή θερμοκρασία.

Επιπλέον, οι δεξαμενές των θερμαντήρων αποθήκευσης νερού έχουν μεγάλη εξωτερική επιφάνεια, από την οποία έχουμε απώλεια ενέργειας όταν η συσκευή είναι σε κατάσταση αναμονής, παρά τη μόνωση της δεξαμενής.

Από την άλλη πλευρά, οι ταχυθερμαντήρες νερού συνεχούς ροής χαρακτηρίζονται από σχετικά υψηλή θερμική απόδοση, ωστόσο έχουν διάφορα λειτουργικά μειονεκτήματα που συντελούν σε σπατάλη ενέργειας και νερού.

Οι συμβατικοί ταχυθερμαντήρες νερού περιλαμβάνουν ένα πολύ περίπλοκο μηχανισμό ελέγχου ροής και θερμικού ελέγχου, ο οποίος, ωστόσο, δεν μπορεί να εγγυηθεί την συνεχή παροχή του ζεστού νερού. Οι ταχυθερμοσίφωνες είναι κρύοι σε κατάσταση αναμονής και δεν έχουν χωρητικότητα αποθηκευμένου ζεστού νερού. Έτσι, όταν το νερό αρχίζει να ρέει μέσα από αυτό, υπάρχει μια σημαντική καθυστέρηση μέχρις ότου το κρύο νερό του εναλλάκτη θερμότητας θερμανθεί.

Κατά συνέπεια, τα πρώτα λίτρα νερού, τα οποία αφήνουν το σύστημα είναι κρύα και το νερό (το οποίο εξακολουθεί να ρέει) θερμαίνεται βραδέως στη επιθυμητή θερμοκρασία του χρήστη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα όχι μόνο σε σπατάλη νερού, αλλά και σπατάλη στην ενέργεια που χρησιμοποιείται για το ζέσταμα.

Επιπλέον, όταν η παροχή νερού περιέχει προσμίξεις όπως λάσπη, ασβέστιο ή άλατα, αυτές οι προσμίξεις μπορούν να επικαθήσουν στα εξαρτήματα ή / και τους περιέκτες των θερμαντήρων, τα οποία έρχονται σε άμεση επαφή με αυτά. Σε ταχυθερμαντήρες νερού, τα ιζήματα συσσωρεύονται στα τοιχώματα του σωλήνα και με την πάροδο του χρόνου η συσσώρευση των ιζημάτων μειώνει την απόδοση εναλλαγής θερμότητας, η απόδοση του συστήματος μειώνεται συνεχώς, καθότι η συσσώρευση των ιζημάτων αυξάνει και δημιουργείται πρόβλημα υγιεινής λόγω της αύξησης των βακτηρίων.

Διάφορα συστήματα θέρμανσης νερού χρήσης είναι ήδη γνωστά τα οποία χρησιμοποιούν ένα περιέκτη ζεστού νερού σε συνδυασμό με έναν εναλλάκτη θερμότητας.

Παρά το γεγονός ότι τα γνωστά συστήματα παρουσιάζουν προσπάθειες για να ξεπεραστούν τα προβλήματα που σχετίζονται με τα συστήματα θέρμανσης νερού, εντούτοις εξακολουθεί να υπάρχει ανάγκη για ένα βελτιωμένο σύστημα υψηλής απόδοσης που να μπορεί να εγκατασταθεί εύκολα και με πιο απλή κατασκευή εξαλείφοντας τα προβλήματα υγιεινής.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ

Ως εκ τούτου, αντικείμενο της παρούσας εφευρέσης είναι η κατασκευή ενός βελτιωμένου συστήματος για παραγωγή ζεστού νερού χρήσης υψηλής απόδοσης, το οποίο υπερνικά τα μειονεκτήματα της προηγούμενης στάθμης τεχνικής, και συμβάλλει στην εξοικονόμηση ενέργειας, στην ποιότητα του νερού και την σταθερή κάλυψη σε ανάγκες ζεστού νερού των φορέων αποφεύγοντας τα προβλήματα υγιεινής και υψηλού κόστους κατασκευής.

Ένα άλλο αντικείμενο της παρούσας εφεύρεσης είναι να παράσχει ένα σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης, το οποίο είναι λιγότερο πολύπλοκο και μπορεί να εγκατασταθεί εύκολα.

Σύμφωνα με τα ανωτέρω αντικείμενα της παρούσας εφευρέσης, παρέχεται ένα σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης, που περιλαμβάνει τουλάχιστον δύο εναλλάκτες (1a, 1b) του τύπου pipe-in-pipe για εναλλαγή θερμότητας σε διάταξη παράλληλη ή εν σειρά ή αυτόνομη χρήση, τουλάχιστον μία πηγή νερού (6, 6a, 6b), τουλάχιστον μία πηγή ενέργειας (8, 9), τουλάχιστον μία αποθήκη ενέργειας/δεξαμενή νερού (17, 26), τουλάχιστον ένα κύκλωμα εφοδιασμένο με τουλάχιστον ένα κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10, 12), και τρίοδες ηλεκιροβαλβίδες (11, 13), και περαιτέρω το εν λόγω σύστημα περιλαμβάνει ένα σύστημα ελέγχου (29) το οποίο ρυθμίζει τη λειτουργία του συστήματος θέρμανσης έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η επιθυμητή θερμοκρασίας του ζεστού νερού για οικιακή χρήση.

Περαιτέρω προτιμώμενες υλοποιήσεις της παρούσας εφεύρεσης ορίζονται στις εξαρτημένες αξιώσεις 2 έως 10.

Άλλα αντικείμενα και πλεονεκτήματα της παρούσας εφεύρεσης θα γίνουν εμφανή στους ειδικούς εν όψει της παρακάτω λεπτομερούς περιγραφής σε συνδυασμό με τα συνημμένα σχέδια, όπου παρόμοιοι αριθμοί αναφοράς αναφέρονται σε παρόμοια μέρη σε όλα τα σχέδια, και όπου:

ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΧΕΔΙΩΝ

Το Σχ. 1 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας σε παράλληλη διάταξη και σε συνδυασμό με μία πηγή ενέργειας και μία πηγή κρύου νερού σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.

Το Σχ. 2 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας εν σειρά και σε συνδυασμό με μία πηγή ενέργειας και μία πηγή κρύου νερού σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.

Το Σχ. 3 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας με αυτόνομη χρήση και σε συνδυασμό με μια πηγή ενέργειας και δύο διαφορετικές πηγές κρύου νερού σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.

Το Σχ. 4 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας εν σειρά και σε συνδυασμό με δύο πηγές ενέργειας και μία πηγή κρύου νερού σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.

Το Σχ. 5 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας με αυτόνομη χρήση και σε συνδυασμό με δύο πηγές ενέργειας και δύο διαφορετικές πηγές κρύου νερού σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.

Το Σχ. 6 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία φόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας σε παράλληλη διάταξη σε συνδυασμό με μία πηγή ενέργειας και μίας αποθήκης ενέργειας σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.

Το Σχ. 7 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία φόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας με αυτόνομη χρήση σε συνδυασμό με μία πηγή ενέργειας και δύο διαφορετικές αποθήκες ενέργειας σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση. Το Σχ. 8 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία φόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας εν σειρά σε συνδυασμό με δύο πηγές ενέργειας και μία αποθήκη ενέργειας σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.

Το Σχ. 9 παριστάνει μία σχηματική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε συνδυαστική λειτουργία φόρτισης και εκφόρτισης με δύο εναλλάκτες θερμότητας με αυτόνομη χρήση σε συνδυασμό με μία πηγή ενέργειας και μία αποθήκη ενέργειας σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.

ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ

Το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση περιλαμβάνει τουλάχιστον δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) pipe in pipe, και διάφορα κυκκλώματα τα οποία περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων κυκλοφορητές μεταβλητών ή σταθερών στροφών (10, 12, 22) τρίοδες ηλεκτροβάνες (11, 13, 14, 23) αποθήκη ενέργειας/δεξαμενη νερού (17, 26) και μια μονάδα ελέγχου (29), ώστε να επιτυγχάνεται η βέλτιστη εναλλαγή θερμότητας.

Η διάταξη των εναλλακτών θερμότητας μπορεί να είναι είτε παράλληλη είτε εν σειρά, ή να είναι αυτόνομος ο ένας από τον άλλο.

Το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση παράγει ζεστό νερό και συμβάλλει στην την σταθερή κάλυψη σε ανάγκες ζεστού νερού των φορέων που το χρησιμοποιούν, όπως ξενοδοχεία, βιομηχανίες, νοσοκομεία αλλά και κατοικίες με αυξημένες ανάγκες στην κατανάλωση ζεστού νερού.

Το παραγόμενο ζεστό νερό μπορεί να απευθύνεται στην χρήση (π.χ. κουζίνα, μπάνιο, πλυντήριο κ.α.) και στην θέρμανση (θέρμανση χώρων, κολυμβητικών δεξαμενών, Jacuzzi, Spa κ.α).

Το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση έχει τη δυνατότητα να τροφοδοτείται ταυτόχρονα από πηγές νερού διαφορετικής ποιότητας, να τις διαχειρίζεται και να παρέχει ζεστό νερό, την ίδια στιγμή, σε διαφορετικές θερμοκρασίες και πιέσεις.

Το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης ελέγχεται από εξελιγμένο σύστημα αυτοματισμού και ο χρήστης της μπορεί να ορίσει μια σειρά παραμέτρων που θα εξυπηρετούν τις ανάγκες του.

Επίσης, το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης μπορεί να ενσωματωθεί εύκολα με τα υπόλοιπα στοιχεία ενός συστήματος παροχής ενέργειας όπως δοχεία, ηλιακά συστήματα, αντλίες θερμότητας, λέβητες κ.α. και αποτελεί κατά κάποιον τρόπο την «καρδιά» ενός τέτοιου συστήματος.

Τέλος, το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης μπορεί να συνδεθεί και να λειτουργήσει παράλληλα και με άλλα παρόμοια συστήματα προκειμένου να αυξηθούν οι παροχές του ζεστού νερού, όταν αυτό απαιτείται.

Το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση αποτελείται από έναν ή περισσότερους εναλλάκτες κατασκευασμένους από δύο σωλήνες ανοξείδωτου χάλυβα, χωρίς να αποκλείεται η χρήση άλλων θερμοαγώγιμων υλικών, και διαφορετικών διαμέτρων όπου ο ένας εμπεριέχεται στον άλλο.

Οι εναλλάκτες που απαρτίζουν το σύστημα θέρμανσης μπορεί να είναι ίδιας ή διαφορετικής ισχύος. Οι σωλήνες έχουν αυλακωτή μορφή χωρίς όμως να αποκλείεται άλλη γεωμετρία στην περίπτωση που χρησιμοποιηθούν διαφορετικά υλικά.

Οι σωλήνες του εναλλάκτη έχουν σπειροειδή μορφή (helix) ώστε ο εναλλάκτης να αποκτήσει μεγάλο ωφέλιμο μήκος και άρα μεγάλη επιφάνεια εναλλαγής σε περιορισμένο χώρο.

Ο εναλλάκτης ή η συστοιχία των εναλλακτών του συστήματος θέρμανσης μπορούν να σταθεροποιούνται στην θέση τους από έναν κεντρικό κύλινδρο στήριξης, που υπάρχει στο εσωτερικό της συσκευής και τον οποίο περιβάλλουν.

Ο εναλλάκτης ή η συστοιχία των εναλλακτών του συστήματος θέρμανσης μπορεί να εμπεριέχονται σε ένα μεταλλικό από ανοξείδωτο χάλυβα κύλινδρο τα άκρα του οποίου σφραγίζονται από κυκλικά καπάκια του ιδίου υλικού. Το σύνολο φέρει σε προκαθορισμένες θέσεις οπές για την σύνδεση της συσκευής στο δίκτυο.

Το σύστημα μπορεί να διατηρείται σε όρθια θέση με την βοήθεια ρυθμιζόμενων στο ύψος ποδιών στο κάτω καπάκι του μεταλλικού κυλίνδρου.

Ο εσωτερικός ελεύθερος χώρος μεταξύ των εναλλακτών και του κυλινδρικού περιβλήματος γεμίζει με χυτή πολυουρεθάνη που εκτελεί χρέη αφενός ισχυρού μονωτικού και αφετέρου στηρίζει και προστατεύει τους εναλλάκτες από ταλαντώσεις και κτυπήματα.

Το σύστημα θέρμανσης ολοκληρώνεται με τρίοδες αναλογικές ηλεκτροβαλβίδες, με κυκλοφορητές μεταβλητών στροφών (Inverter) και σταθερών στροφών και με αισθητήρες θερμοκρασίας, όλα ελεγχόμενα από ένα σύστημα αυτοματισμού.

Η λειτουργία του συστήματος θέρμανσης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση βασίζεται στο φαινόμενο της ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος κυκλώματος των εναλλακτών που περιέχει. Η ανταλλαγή θερμότητας ενισχύεται από την αντίθετη ροή των ρευστών στα δύο κυκλώματα. Το ρευστό στο πρωτεύον κύκλωμα είναι κυρίως νερό, αλλά δεν αποκλείεται η χρήση άλλου ρευστού όπως έλαιο, ψυκτικό υγρό, ατμός κ.λπ. Στο δευτερεύσν κύκλωμα του εναλλάκτη το ρευστό είναι νερό.

Το σύστημα θέρμανσης μπορεί να συνδεθεί με πολλές διαφορετικού τύπου εξωτερικές πηγές παραγωγής θερμικού ρευστού με κάθε μία να τροφοδοτεί το πρωτεύον κύκλωμα ενός συγκεκριμένου εναλλάκτη. Επίσης, το σύστημα θέρμανσης μπορεί να συνδεθεί με πολλές διαφορετικές αποθήκες/δεξαμενές νερού.

Το σύστημα θέρμανσης μπορεί να τροφοδοτηθεί με νερό διαφορετικής προέλευσης και ποιότητας προκειμένου να καλύψει ταυτόχρονες διαφορετικές χρήσεις. Η κάθε συγκεκριμένη ποιότητα νερού μπορεί να διατρέχει το δευτερεύον κύκλωμα ενός συγκεκριμένου εναλλάκτη, να θερμαίνεται μέσω συναγωγής από το πρωτεύον κύκλωμα και να αποδίδεται στην έξοδό του στην θερμοκρασία που θα έχει ζητηθεί από τον χρήστη μέσω του συστήματος αυτόματου ελέγχου.

Σύμφωνα με τα ανωτέρω, μπορούν να οριστούν τρεις τρόποι λειτουργίας του συστήματος θέρμανσης.

1) Εκφόρτιση της αποθήκης ενέργειας με ταυτόχρονη παραγωγή ζεστού νερού χρήσης . 2) Φόρτιση των δεξαμενών νερού μέσω πηγών ενέργειας.

3) Συνδυασμός των δυο περιπτώσεων (1) και (2).

Το Σχέδιο 1 παριστάνει το σύστημα θέρμανσης νερού σε λειτουργία εκφόρτισης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) σε παράλληλη διάταξη. Η είσοδος του κρύου νερού (6) γίνεται ταυτόχρονα στους δύο εναλλάκτες (1a, 1b) μέσω των οπών (2a και 2b), που βρίσκονται στο κάτωτατο μέρος των εναλλακτών (1a, 1b), αντίστοιχα, και η έξοδος του ζεστού πλέον νερού (7) από τούς εναλλάκτες γίνεται μέσω των οπών (3a και 3b), που βρίσκονται στο πάνω-πάνω μέρος των εναλλακτών (1a, 1b), αντίστοιχα.

Επιπλέον, οι εναλλάκτες (1a, 1b) περιλαμβάνουν στα πλάγια και πάνω μέρος αυτών οπές (4a, 4b) και στα πλάγια και κάτω μέρος αυτών οπές (5a, 5b).

Το κρύο νερό (6) εισέρχεται στον εσωτερικό σωλήνα του pipe-in-pipe εναλλάκτη (1a, 1b) και εξέρχεται ζεστό (7) από τον εσωτερικό σωλήνα του pipe-in-pipe εναλλάκτη (1a, 1b). Η εναλλαγή της θερμότητας πραγματοποιείται με θερμασμένο νερό (νερό φόρτισης) που διέρχεται από τον εξωτερικό σωλήνα του pipe-in-pipe εναλλάκτη (1a, 1b), ήτοι εξωτερικά του σωλήνα νερού χρήσης, και αυτό το νερό φόρτισης παρέχεται στο σύστημα μέσω των οπών (4a 4b) και εξέρχεται από αυτό μέσω των οπών (5a, 5b).

Επιπλέον, η διάταξη σύμφωνα με το σχέδιο 1 περιλαμβάνει μία αποθήκη ενέργειας (17) και μία πρώτη πηγή ενέργειας (8).

Η αποθήκη ενέργειας (17) είναι ένα δοχείο αδρανείας, το οποίο στο πάνω μέρος φέρει τρεις οπές (15, 18, 20), στο κάτω μέρος φέρει άλλες τρεις οπές (16, 19, 21) και έχει και τρεις αισθητήρες θερμοκρασίας (30, 31, 32), έναν στο πάνω μέρος (30), έναν στο μέσο (31) και έναν στο κάτω μέρος (32) της αποθήκης ενέργειας(17).

Η πρώτη πηγή ενέργειας (8) μπορεί να είναι αντλία θερμότητας, λέβητας, ηλιακό πεδίο, ανακτήσεις ψυγείων, ηλεκτρικές αντιστάσεις ή κάποια άλλη πηγή.

Η θέρμανση του νερού φόρτισης που χρησιμοποιείται για την εναλλαγή της θερμότητας γίνεται χρησιμοποιώντας την πηγή ενέργειας (8). Το νερό απο την πηγή ενέργειας (8) εισέρχεται στην αποθήκη ενέγρειας (17) μέσω της οπής (15) και μέσω της οπής (16) επιστρέφει από την αποθήκη ενέργειας (17) στο κύκλωμα της πρώτης πηγής ενέργειας (8).

Η άντληση του νερού φόρτισης από την αποθήκη ενέργειας (17) πραγματοποιείται μέσω ενός πρώτου κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) από την οπή (18) για τον ένα εναλλάκτη (1a) και μέσω ενός δεύτερου κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (12) από την οπή (20) για τον άλλο εναλλάκτη (1b). Η τεχνολογία των συγκεκριμένων κυκλοφο ρητών επιτρέπει την ρύθμιση της παροχής του νερού φόρτισης στους εναλλάκτες και συνεπώς καθορίζει τον ρυθμό εναλλαγής θερμότητας μεταξύ των δύο ροών.

Ταυτόχρονα, στις επιστροφές του νερού φόρτισης προς τα δοχεία αδρανείας (δηλαδή μετά τις οπές (5a, 5b)) υπάρχουν τρίοδες ηλεκτροβάνες (11, 13). Η τρίοδη ηλεκτροβάνα μίξης (11) του πρώτου κυκλοφορητή (10) μπορεί να ρυθμίζει την παροχή νερού που επιστρέφει είτε στην αποθήκη ενέργειας (17) μέσω της οπής (19) είτε στον ίδιο τον κυκλοφορητή (10). Αντίστοιχη λειτουργία έχει και η τρίοδη ηλεκτροβάνα μίξης (13) του δεύτερου κυκλοφορητή (12), η οποία μπορεί να ρυθμίζει την παροχή νερού που επιστρέφει είτε στην αποθήκη ενέργειας (17) μέσω της οπής (21) είτε στον ίδιο τον κυκλοφορητή (12). Έτσι επιτυγχάνεται η παροχέτευση των κυκλοφορητών (10, 12) με νερό φόρτισης συγκεκριμένης θερμοκρασίας και άρα εναλλαγή θερμότητας μεταξύ των δύο ροών με θερμοκρασίες που έχουν προκαθοριστεί ως βέλτιστες. Η ρύθμιση των στροφών του πρώτου και δεύτερου κυκλοφορητή (10, 12) καθώς και της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 12) καθορίζονται από το σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη ούτως ώστε να επιτυγχάνεται η επιθυμητή θερμοκρασία νερού χρήσης στην έξοδο (7) που έχει οριστεί από τον χρήστη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει την επιθυμητή θερμοκρασία του ζεστού νερού χρήσης (set point 1) στην έξοδο (7) του κυκλώματος και την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της αποθήκης ενέργειας (17) (set point 2).

Το σύστημα ελέγχου (29) καθορίζει τη φόρτιση της αποθήκης ενέργειας (17) και διατηρεί το αποθηκευμένο νερό στη επιθυμητή θερμοκρασία set point 2. Για να επιτευχθεί αυτό θέτει σε λειτουργία την πρώτη πηγή ενέργειας (8).

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (30) που είναι στο πάνω μέρος της αποθήκης ενέργειας (17) είναι μικρότερη από την επιθυμητή θερμοκρασία της αποθήκης ενέργειας (set point 2) τότε ενεργοποιείται η πρώτη πηγή ενέργειας (8), και όταν η ένδειξη του αισθητήρα (32) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της αποθήκης ενέργειας (17) είναι ίση ή μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία της αποθήκης ενέργειας (17) (set point 2) τότε απενεργοποιείται η πρώτη πηγή ενέργειας (8).

Το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί τις ενδείξεις από όλους τους αισθητήρες (30, 31, 32) συμπεριλαμβανομένης και της ένδειξη του αισθητήρα (33), η οποία δείχνει την θερμοκρασία του παραγόμενου ζεστού νερού χρήσης στην έξοδο (7) και κρατάει σταθερή αυτή τη θερμοκρασία στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1) που έχει ορίσει ο χρήστης με την εξής διαδικασία:

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (33) είναι μικρότερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στους δύο κυκλσφορητές (10, 12) να λειτουργήσουν στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους 100%, και παράλληλα, το νερό φόρτισης από τις εξόδους (5a, 5b) των δύο εναλλακτών (la, lb) κατευθύνεται μέσω των δύο τριόδων ηλεκτροβαλβίδων (11, 13), αντίστοιχα, πίσω στην αποθήκη ενέργειας (17).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (33) είναι ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1) τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στους δύο κυκλοφορητές (10, 12) να προσαρμόσουν τη ροή τους με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (33) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (33) είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1) και ταυτόχρονα οι δύο κυκλοφορητές (10, 12) λειτουργούν στο ελάχιστο των δυνατοτήτων τους, τότε το σύστημα ελέγχου (29) λαμβάνει υπόψη του τις θερμοκρασίες των αισθητήρων (33, 34) που είναι μετά τους δύο κυκλοφορητές (10, 12) και ρυθμίζει ανάλογα τις τρίοδες ηλεκτροβαλβίδες (11, 13) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (33) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1).

Το Σχέδιο 2 παριστάνει το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) σε διάταξη εν σειρά. Το κρύο νερό (6) εισέρχεται στον πρώτο εναλλάκτη (1a) μέσω της οπής (2a) που βρίσκεται στο κατώτατο μέρος του πρώτου εναλλάκτη και εξέρχεται ζεστό από αυτόν μέσω της οπής (3a) που βρίσκεται στο πάνω-πάνω μέρος του εναλλάκτη (1a). Ανάλογα με την θερμοκρασία του νερού χρήσης στην θέση αυτή σύμφωνα με την ένδειξη του αισθητήρα (36), το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει την θέση της τρίοδης ηλεκτροβάνας (14) που είναι τοποθετημένη στο κύκλωμα μετά την οπή (3a) του πρώτου εναλλάκτη (1a).

Αν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) είναι η επιθυμητή (set point 1), τότε το νερό χρήσης από τον πρώτο εναλλάκτη (1a) οδηγείται στην έξοδο (7) στις καταναλώσεις. Αν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) δεν είναι η επιθυμητή (set point 1) τότε η ηλεκτροβάνα (14) αλλάζει θέση και οδηγεί το νερό στην είσοδο του δεύτερου εναλλάκτη (1b) στην οπή (2b) για να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια και για περαιτέρω θέρμανση. Έτσι επιτυγχάνεται η επιθυμητή θερμοκρασία του νερού χρήσης στην οπή (3 b) και από εκεί οδηγείται στην έξοδο (7) στις καταναλώσεις.

Η εναλλαγή θερμότητας στους εναλλάκτες (1a, 1b), η θέρμανση του νερού φόρτισης που χρησιμοποιείται για την εναλλαγή της θερμότητας και η άντληση του νερού φόρτισης από την αποθήκη ενέργειας (17) πραγματοποιείται όπως περιγράφεται στην διάταξη του σχεδίου 1.

Η δε ρύθμιση των στροφών των δύο κυκλοφορητών (10 και 12), αντίστοιχα, της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 13) και της τρίοδης ηλεκτροβάνας (14) καθορίζονται από το σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη ούτως ώστε να επιτυγχάνεται η επιθυμητή θερμοκρασία νερού χρήσης στην έξοδο (7) που έχει οριστεί από τον χρήστη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει την επιθυμητή θερμοκρασία του ζεστού νερού χρήσης (set point 1) και την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της αποθήκης ενέργειας (17) (set point 2), αλλά και τη φόρτιση της αποθήκης ενέργειας 1 (17) όπως περιγράφεται στην διάταξη του σχεδίου 1.

Το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί τις ενδείξεις από όλους τους αισθητήρες (30, 31, 32) συμπεριλαμβανομένων και της ένδειξης του αισθητήρα (33) και της ένδειξης του αισθητήρα (36) που είναι τοποθετημένη μετά την έξοδο (3a) του πρώτου εναλλακτήρα (la), η οποία δείχνει την θερμοκρασία του παραγόμενου ζεστού νερού χρήσης στην έξοδο από τον εναλλάκτη (1a) και κρατάει σταθερή τη θερμοκρασία στον αισθητήρα (33) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1) που έχει ορίσει ο χρήστης με την εξής διαδικασία:

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) είναι μικρότερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώ μενού ζεστού νερού χρήσης (set point 1), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (10) του πρώτου εναλλάκτη (1a) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του 100%, και παράλληλα, το νερό φόρτισης από την εξόδο (5a) του πρώτου εναλλάκτη (1a) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (11) πίσω στην αποθήκη ενέργειας (17) στην οπή (19). Επιπλέον, η ηλεκτροβαλβίδα (14) προωθεί το νερό στην είσοδο (2b) του δεύτερου εναλλάκτη (1b). Τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (12) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του (100%) και παράλληλα, το νερό φόρτισης από την έξοδο (5b) του εναλλάκτη (1b) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (13) πίσω στην αποθήκη ενέργειας (17) μέσω της οπής (21).

Σε οποιαδήποτε περίπτωση, όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (33) είναι ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1) τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στους δύο κυκλοφορητές (10, 12) να προσαρμόσουν τη ροή τους με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (33) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (33) είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1) και ταυτόχρονα οι δύο κυκλοφορητές (10, 12) λειτουργούν στο ελάχιστο των δυνατοτήτων τους, τότε το σύστημα ελέγχου (29) λαμβάνει υπόψη του τις θερμοκρασίες των αισθητήρων (34, 35) που είναι μετά τους δύο κυκλοφορητές (10, 12) και ρυθμίζει ανάλογα τις τρίοδες ηλεκτροβαλβίδες (11, 13) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (33) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) μετά την έξοδο (3a) του πρώτου εναλλάκτη (1a) είναι μεγαλύτερη ή ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (12) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) να σταματήσει να λειτουργεί ενώ στον κυκλοφορητή (10) του πρώτου εναλλάκτη (1a) να προσαρμόσει τη ροή του. Επιπλέον, η ηλεκτροβαλβίδα 14 προωθεί το νερό στην έξοδο (7). Παράλληλα, το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει και την θέση της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας 13.

Το Σχέδιο 3 παριστάνει το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) pipe-in-pipe σε διάταξη με αυτόνομη χρήση. Η διάταξη αυτή χρησιμοποιείται όταν είναι διαθέσιμες δύο πηγές κρύου νερού π.χ. νερό από γεώτρηση (πρώτη πηγή κρύου νερού (6a)) και νερό από αφαλάτωση (δεύτερη πηγή κρύου νερού (6b)). Έτσι οι δύο διαφορετικές παροχές κρύου νερού οδηγούνται στα δύο διαφορετικά κυκλώματα των εναλλακτών (1a, 1b).

Το κρύο νερό της πρώτης πηγής (6a) οδηγείται στον πρώτο εναλλάκτη (1a) μέσω της οπής (2a) και εξέρχεται ζεστό (7a) από τον πρώτο εναλλάκτη μέσω της οπής (3a). Αντίστοιχα το κρύο νερό της δεύτερης πηγής (6b) οδηγείται στον δεύτερο εναλλάκτη (1b) μέσω της οπής (2b) του δεύτερου εναλλάκτη και εξέρχεται ζεστό (7b) από αυτόν μέσω της οπής (3b).

Η δε ρύθμιση των στροφών των δύο κυκλοφορητών (10 και 12), αντίστοιχα, και της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 13) καθορίζονται από το σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη ούτως ώστε να επιτυγχάνονται οι επιθυμητές θερμοκρασίες νερού χρήσης στις εξόδους (7a, 7b) που έχουν οριστεί από τον χρήστη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει δυο διαφορετικές επιθυμητές θερμοκρασίες ζεστού νερού χρήσης (set point 1a, set point 1b) και την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της αποθήκης ενέργειας (17) (set point 2), αλλά και τη φόρτιση της αποθήκης ενέργειας 1 (17) όπως περιγράφεται στην διάταξη του σχεδίου 1.

Το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί τις ενδείξεις από όλους τους αισθητήρες (30, 31, 32) συμπεριλαμβανομένων και της ένδειξης του αισθητήρα (36) που είναι τοποθετημένη μετά την έξοδο (3a) του πρώτου εναλλακτήρα (1a), και της ένδειξης του αισθητήρα (37) που είναι τοποθετημένη μετά την έξοδο (3b) του δεύτερου εναλλακτήρα (1b), και κρατάει σταθερές αυτές τις θερμοκρασίες στον αισθητήρα (36) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1a) και στον αισθητήρα (37) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1b), αντίστοιχα, που έχουν οριστεί από τον χρήστη με την εξής διαδικασία:

Για τον πρώτο εναλλάκτη (1a): Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) είναι μικρότερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1a), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (10) του πρώτου εναλλάκτη (1a) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του 100%, και παράλληλα, το νερό φόρτισης από την έξοδο (5a) του πρώτου εναλλάκτη (1a) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (11) πίσω στην αποθήκη ενέργειας (17).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) είναι ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1a) τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (10) του πρώτου εναλλάκτη (1a) να προσαρμόσοει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (36) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1α).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1a) και ταυτόχρονα ο κυκλοφορητής (10) του πρώτου εναλλάκτη (1a) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) λαμβάνει υπόψη του τη θερμοκρασία του αισθητήρα (35) που είναι μετά το κυκλοφορητή (10) του πρώτου εναλλάκτη (1a) και ρυθμίζει ανάλογα την τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (11) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (36) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1a).

Για τον δεύτερο εναλλάκτη (1b): Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (37) είναι μικρότερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1b), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (12) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους 100%, και παράλληλα, το νερό φόρτισης από την έξοδο (5b) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδωας (13) πίσω στην αποθήκη ενέργειας (17).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (37) είναι ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1b) τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (12) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) να προσαρμόσοει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (37) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1b).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (37) είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1b) και ταυτόχρονα ο κυκλοφορητής (12) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) λαμβάνει υπόψη του τη θερμοκρασία του αισθητήρα (34) που είναι μετά το κυκλοφορητή (12) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) και ρυθμίζει ανάλογα τη τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (13) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (37) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1b).

Το Σχέδιο 4 παριστάνει το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης νερού σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας εν σειρά σε συνδυασμό με δύο πηγές ενέργειας και μία πηγή κρύου. Η διάταξη αυτή χρησιμοποιείται όταν είναι διαθέσιμες δύο πηγές ενέργειας (8, 9), και η μία από αυτές είναι είτε ηλιακό πεδίο είτε ανακτήσεις. Τότε ο πρώτος εναλλάκτης (1a) χρησιμοποιείται για την προθέρμανση του νερού και ο δεύτερος εναλλάκτης (1b) για την μεταθέρμανση του νερού. Η είσοδος του κρύου νερού (6) στον πρώτο εναλλάκτη (1a) γίνεται μέσω της οπής (2a) και εξέρχεται ζεστό από αυτόν μέσω της οπής (3a). Ανάλογα με την θερμοκρασία του νερού χρήσης στην θέση αυτή (ένδειξη αισθητήρα (36)), το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει την θέση της τρίοδης ηλεκτροβάνας (14). Αν η θερμοκρασία είναι η επιθυμητή, τότε το νερό χρήσης οδηγείται στην έξοδο (7) στις καταναλώσεις. Αν δεν είναι η επιθυμητή τότε η ηλεκτροβάνα αλλάζει θέση και οδηγεί το νερό στην οπή (2b) στην είσοδο του δεύτερου εναλλάκτη (1b) για να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια. Έτσι επιτυγχάνεται η επιθυμητή θερμοκρασία του νερού χρήσης στην οπή (3b) και από εκεί οδηγείται στην έξοδο (7) στις καταναλώσεις.

Η διάταξη σύμφωνα με το σχέδιο 4 της παρούσας εφεύρεσης επιπλέον περιλαμβάνει δύο αποθήκες ενέργειας (17, 26) και δύο πηγές ενέργειας (8, 9).

Η εναλλαγή της θερμότητας στον πρώτο εναλλάκτη (1a) πραγματοποιείται με θερμασμένο νερό (νερό φόρτισης) που διέρχεται από τον εξωτερικό σωλήνα του πρώτου pipe-in-pipe εναλλάκτη (1a), ήτοι εξωτερικά του σωλήνα νερού χρήσης, και αυτό το νερό φόρτισης παρέχεται στο σύστημα μέσω της οπής (4a) και εξέρχεται από τον πρώτο εναλλάκτη (1a) μέσω της οπής (5a). Η θέρμανση του νερού φόρτισης του πρώτου εναλλάκτη (1a) που χρησιμοποιείται για την εναλλαγή γίνεται χρησιμοποιώντας την πρώτη πηγή ενέργειας (8) (δηλαδή ηλιακό πεδίο ή ανακτήσεις ψυγείων). Το νερό αυτό αποθηκεύεται στην πρώτη αποθήκη ενέργειας (17) της πρώτης πηγής ενέργειας (8).

Η εναλλαγή της θερμότητας στον δεύτερο εναλλάκτη (1b) πραγματοποιείται με θερμασμένο νερό (νερό φόρτισης) που διέρχεται από τον εξωτερικό σωλήνα του δεύτερου pipe-in-pipe εναλλάκτη (1b), ήτοι εξωτερικά του σωλήνα νερού χρήσης, και αυτό το νερό φόρτισης παρέχεται στο σύστημα μέσω της οπής (4b) και εξέρχεται από αυτό μέσω της οπής (5b).

Η θέρμανση του νερού φόρτισης του δεύτερου εναλλάκτη (1b) που χρησιμοποιείται για την εναλλαγή γίνεται χρησιμοποιώντας την δεύτερη πηγή ενέργειας (9) (δηλαδή αντλίες θερμότητας ή λέβητα). Το νερό αυτό αποθηκεύεται διαμέσου των οπών (24, 25) στην δεύτερη αποθήκη ενέργειας (26) της δεύτερης πηγής ενέργειας (9).

Η άντληση του νερού φόρτισης από την πρώτη αποθήκη ενέργειας (17) πραγματοποιείται μέσω του πρώτου κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) από την οπή (18) για τον πρώτο εναλλάκτη (1a) και μέσω του δεύτερου κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (22) από την οπή (27) για τον δεύτερο εναλλάκτη (1b). Η τεχνολογία των συγκεκριμένων κυκλοφορητών επιτρέπει την ρύθμιση της παροχής του νερού φόρτισης στους εναλλάκτες και συνεπώς καθορίζει τον ρυθμό εναλλαγής θερμότητας μεταξύ των δύο ροών.

Ταυτόχρονα, στην επιστροφή του νερού φόρτισης προς τα δοχεία αδρανείας (17, 26), δηλαδή μετά την οπή (5a, 5b), υπάρχει τρίοδη ηλεκτροβάνα. Η τρίοδη ηλεκτροβάνα μίξης (11) του κυκλοφορητή (10) μπορεί να ρυθμίζει την παροχή που επιστρέφει είτε στην πρώτη αποθήκη ενέργειας (17) είτε στον ίδιο τον κυκλοφορητή (10). Αντίστοιχη λειτουργία έχει και η τρίοδη ηλεκτροβάνα μίξης (23) του κυκλοφορητή (22). Έτσι επιτυγχάνεται η παροχέτευση των κυκλοφορητών με νερό φόρτισης συγκεκριμένης θερμοκρασίας και άρα εναλλαγή θερμότητας μεταξύ των δύο ροών με θερμοκρασίες που έχουν προκαθοριστεί ως βέλτιστες.

Η ρύθμιση των στροφών των δύο κυκλοφορητών (10, 22), καθώς και της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 23) και της τρίοδης ηλεκτροβάνας (14) καθορίζονται από το σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη ούτως ώστε να επιτυγχάνεται η επιθυμητή θερμοκρασία νερού χρήσης στην έξοδο (7) που έχει οριστεί από τον χρήστη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει την επιθυμητή θερμοκρασία του ζεστού νερού χρήσης(7) (set point 1), την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της πρώτης αποθήκης ενέργειας (17) (set point 2a) και την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεύτερης αποθήκης ενέργειας (26) (set point 2b).

Επίσης, το σύστημα ελέγχου (29) καθορίζει τη φόρτιση της πρώτης αποθήκης ενέργειας (17) και διατηρεί το νερό στην επιθυμητή θερμοκρασία (set point 2a). Για να επιτευχθεί αυτό θέτει σε λειτουργία την πρώτη πηγή ενέργειας (8).

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (30) στο πάνω μέρος της πρώτης αποθήκης ενέργειας (17) είναι μικρότερη απο την επιθυμητή θερμοκρασία της πρώτης αποθήκης ενέργειας (17)(set point 2a), τότε ενεργοποιείται η πρώτη πηγή ενέργειας (8) και όταν η ένδειξη του αισθητήρα (32) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της πρώτης αποθήκης ενέργειας (17) είναι ίση ή μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία της πρώτης αποθήκης ενέργειας (17)(set point 2a) τότε απενεργοποιείται η πρώτη πηγή ενέργειας (8).

Επίσης, το σύστημα ελέγχου (29) καθορίζει τη φόρτιση της δεύτερης αποθήκης ενέργειας (26) και διατηρεί το νερό στην επιθυμητή θερμοκρασία (set point 2b). Για να επιτευχθεί αυτό θέτει σε λειτουργία την δεύτερη πηγή ενέργειας (9).

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (39) στο πάνω μέρος της δεύτερης αποθήκης ενέργειας (26) είναι μικρότερη απο την επιθυμητή θερμοκρασία της δεύτερης αποθήκης ενέργειας (26)(set point 2b), τότε ενεργοποιείται η δεύτερη πηγή ενέργειας (9) και όταν η ένδειξη του αισθητήρα (41) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της δεύτερης αποθήκης ενέργειας (26) είναι ίση ή μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία της δεύτερης αποθήκης ενέργειας (26)( set point 2b) τότε απενεργοποιείται η δεύτερη πηγή ενέργειας (9).

Το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (33) που δείχνει την θερμοκρασία του παραγόμενου ζεστού νερού χρήσης (7), και την ένδειξη του αισθητήρα (36) που δείχνει την θερμοκρασία του παραγόμενου ζεστού νερού χρήσης από τον εναλλάκτη (la) και κρατάει σταθερή τη θερμοκρασία στο αισθητήρα (33) ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του ζεστού νερού χρήσης (7) (set point 1) που έχει ορίσει ο χρήστης με την εξής διαδικασία: Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) είναι μικρότερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στο πρώτο κυκλοφορητή (10) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του 100%, και παράλληλα, το νερό φόρτισης από την εξόδο (5a) του πρώτου εναλλάκτη (1a) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (11) πίσω στην αποθήκη ενέργειας (17). Επιπλέον, η ηλεκτροβαλβίδα (14) προωθεί το νερό στην είσοδο (2b) του δεύτερου εναλλάκτη (1b). Τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (22) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του (100%) και παράλληλα, το νερό φόρτισης από την έξοδο (5b) του εναλλάκτη (1b) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (23) πίσω στην δεύτερη αποθήκη ενέργειας (26) μέσω της οπής (21).

Σε οποιαδήποτε περίπτωση, όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (33) είναι ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1) τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στους δύο κυκλοφορητές (10, 22) να προσαρμόσουν τη ροή τους με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (33) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (33) είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1) και ταυτόχρονα οι δύο κυκλοφορητές (10, 22) λειτουργούν στο ελάχιστο των δυνατοτήτων τους, τότε το σύστημα ελέγχου (29) λαμβάνει υπόψη του τις θερμοκρασίες των αισθητήρων (35, 38) που είναι μετά τους δύο κυκλοφορητές (10, 22) και ρυθμίζει ανάλογα τις τρίοδες ηλεκτροβαλβίδες (11, 23) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (33) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) μετά την έξοδο (3a) του πρώτου εναλλάκτη (1a) είναι μεγαλύτερη ή ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (22) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) να σταματήσει να λειτουργεί, ενώ στον κυκλοφορητή (10) του πρώτου εναλλάκτη (1a) να προσαρμόσει τη ροή του. Επιπλέον, η ηλεκτροβαλβίδα (14) προωθεί το νερό στην έξοδο (7). Παράλληλα, το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει και την θέση της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (13).

Το Σχέδιο 5 παριστάνει το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία εκφόρτισης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) pipe-in-pipe σε διάταξη με αυτόνομη χρήση σε συνδυασμό με δύο πηγές ενέργειας και δύο διαφορετικές πηγές κρύου νερού. Η διάταξη αυτή χρησιμοποιείται όταν είναι διαθέσιμες δύο πηγές κρύου νερού π.χ. νερό από γεώτρηση (πρώτη πηγή κρύου νερού (6a)) και νερό από αφαλάτωση (δεύτερη πηγή κρύου νερού (6b)) ενώ ταυτόχρονα υπάρχουν διαθέσιμες δύο πηγές ενέργειας (8, 9) και η μία από αυτές είναι είτε από ηλιακό πεδίο είτε από ανακτήσεις ψυγείων. Έτσι οι δύο διαφορετικές παροχές κρύου νερού οδηγούνται στα δύο διαφορετικά κυκλώματα των εναλλακτών (1a, 1b).

Η εναλλαγή θερμότητας στους εναλλάκτες (1a, 1b), η θέρμανση του νερού φόρτισης του πρώτου εναλλάκτη (1a) που χρησιμοποιείται για την εναλλαγή της θερμότητας και η άντληση του νερού φόρτισης από την πρώτη αποθήκη ενέργειας (17) πραγματοποιείται όπως περιγράφεται στην διάταξη του σχεδίου 3.

Η θέρμανση του νερού φόρτισης του δεύτερου εναλλάκτη (1b) που χρησιμοποιείται για την εναλλαγή θερμότητας γίνεται χρησιμοποιώντας την δεύτερη πηγή ενέργειας (9) (δηλαδή αντλίες θερμότητας ή λέβητα). Το νερό αυτό αποθηκεύεται διαμέσου των οπών (24, 25) στην δεύτερη αποθήκη ενέργειας (26) της δεύτερης πηγής ενέργειας (9).

Η άντληση του νερού φόρτισης από την δεύτερη αποθήκη ενέργειας (26) πραγματοποιείται μέσω του κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (22) από την οπή (27) για τον δεύτερο εναλλάκτη (1b).

Ταυτόχρονα, στην επιστροφή του νερού φόρτισης προς τα δοχεία αδρανείας (17, 26), δηλαδή μετά τiς οπές (5a, 5b), υπάρχουν τρίοδες ηλεκτροβάνες (11, 23). Η τρίοδη ηλεκτροβάνα μίξης (11) του πρώτου κυκλοφορητή (10) μπορεί να ρυθμίζει την παροχή που επιστρέφει είτε στην πρώτη αποθήκη ενέργειας (17) είτε στον ίδιο τον κυκλοφορητή (10). Αντίστοιχη λειτουργία έχει και η τρίοδη ηλεκτροβάνα μίξης (23) του κυκλοφορητή (22) στην επιστροφή του νερού φόρτισης προς τα δοχεία αδρανείας (26) της δεύτερης πηγής ενέργειας (9). Έτσι επιτυγχάνεται η παροχέτευση των κυκλοφορητών με νερό φόρτισης συγκεκριμένης θερμοκρασίας και άρα εναλλαγή θερμότητας μεταξύ των δύο ροών με θερμοκρασίες που έχουν προκαθοριστεί ως βέλτιστες.

Η δε ρύθμιση των στροφών των δύο κυκλοφορητών (10, 12), αντίστοιχα, και της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 13) καθορίζονται από το σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη ούτως ώστε να επιτυγχάνονται οι επιθυμητές θερμοκρασίες νερού χρήσης στις εξόδους (7a, 7b) που έχουν οριστεί από τον χρήστη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει δυο διαφορετικές επιθυμητές θερμοκρασίες ζεστού νερού χρήσης (set point 1a, set point 1b), την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της πρώτης αποθήκης ενέργειας (17) (set point 2a) και την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεύτερης αποθήκης ενέργειας (26) (set point 2b).

Επίσης, το σύστημα ελέγχου (29) καθορίζει τη φόρτιση της πρώτης αποθήκης ενέργειας (17) και διατηρεί το νερό στην επιθυμητή θερμοκρασία (set point 2a). Για να επιτευχθεί αυτό θέτει σε λειτουργία την πρώτη πηγή ενέργειας (8), όπως περιγράφεται στο σχέδιο 4.

Επιπλέον, το σύστημα ελέγχου (29) καθορίζει τη φόρτιση της δεύτερης αποθήκης ενέργειας (26) και διατηρεί το νερό στην επιθυμητή θερμοκρασία (set point 2b). Για να επιτευχθεί αυτό θέτει σε λειτουργία την δεύτερη πηγή ενέργειας (9), όπως περιγράφεται στο σχέδιο 4.

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (36) είναι ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1a) τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (10) του πρώτου εναλλάκτη (1a) να προσαρμόσοει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (36) στο επιθυμητό επίπεδο (setpoint 1α).

Για τον δεύτερο εναλλάκτη (1b): Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (37) είναι μικρότερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1b), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (22) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους 100%, και παράλληλα, το νερό φόρτισης από την έξοδο (5b) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδωας (23) πίσω στην αποθήκη ενέργειας (17).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (37) είναι ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1b) τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή (22) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) να προσαρμόσοει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (37) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1b).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (37) είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 1b) και ταυτόχρονα ο κυκλοφορητής (22) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) λαμβάνει υπόψη του τη θερμοκρασία του αισθητήρα (38) που είναι μετά το κυκλοφορητή (22) του δεύτερου εναλλάκτη (1b) και ρυθμίζει ανάλογα τη τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (23) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (37) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 1b).

Το Σχέδιο 6 παριστάνει το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία φόρτισης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) σε παράλληλη διάταξη σε συνδυασμό με μία πηγή ενέργειας (8) και μίας δεξαμενής νερού (17). Η είσοδος του ζεστού νερού γίνεται ταυτόχρονα στους δύο εναλλάκτες (1a, 1b) μέσω των οπών (2a και 2b), που βρίσκονται στο κάτωτατο μέρος των εναλλακτών (1a, 1b), αντίστοιχα, και η έξοδος του κρύου πλέον νερού από τούς εναλλάκτες γίνεται μέσω των οπών (3a και 3b), που βρίσκονται στο πάνω-πάνω μέρος των εναλλακτών (1a, 1b), αντίστοιχα.

Το ζεστό νερό εισέρχεται στον εσωτερικό σωλήνα του pipe-in-pipe εναλλάκτη (1a, 1b) και εξέρχεται κρύο από τον εσωτερικό σωλήνα του pipe-in-pipe εναλλάκτη (1a, 1b). Η εναλλαγή της θερμότητας πραγματοποιείται με κρύο νερό (νερό φόρτισης) που διέρχεται από τον εξωτερικό σωλήνα του pipe-in-pipe εναλλάκτη (1a, 1b), ήτοι εξωτερικά του σωλήνα νερού χρήσης, και αυτό το νερό φόρτισης παρέχεται στο σύστημα μέσω των οπών (4a 4b) και εξέρχεται από αυτό μέσω των οπών (5a, 5b).

Η ρύθμιση των κυκλοφορητών (10, 22) καθώς και της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 14, 23) καθορίζονται από ένα σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεξαμενής νερού (17) (set point 1 (SP1)).

Αυτόματα από το σύστημα ελέγχου (29) ορίζονται τα ακόλουθα δύο μεγέθη:

α) θερμοκρασία T1= SP1+ ΔT1

β) θερμοκρασία Τ2= Τ2+ ΔΤ2

Οι τιμές ΔΤ1και ΔΤ2είναι προεγκατεστημένες στη μνήμη του συστήματος ελέγχου (29), ενώ γίνεται η παραδοχή ότι η πηγή ενέργειας (8) μπορεί να παράγει νερό σε θερμοκρασία μεγαλύτερη ή ίση με την θερμοκρασία Τ2.

Για τη θέρμανση της δεξαμενής νερού (17) ο χρήστης μπορεί να επιλέξει να θερμάνει είτε ολόκληρη την δεξαμενή (μέσω του αισθητήρα (32) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της δεξαμενής νερού (17)) είτε τη μισή δεξαμενή (μέσω του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της δεξαμενής νερού (17)) διαλέγοντας τον αντίστοιχο αισθητήρα με το οποίο θα διακόπτεται η διαδικασία της φόρτισης.

Για την φόρτιση του μισού όγκου του δεξαμενής νερού, το σύστημα ελέγχου (29) καθορίζει τη φόρτιση της δεξαμενής νερού (17) και διατηρεί το νερό στην επιθυμητή θερμοκρασία set point 1(SP1). Για να επιτευχθεί αυτό ακολουθείται η παρακάτω διαδικασία:

Έναρξη: Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (30) που βρίσκεται στο πάνω μέρος της δεξαμενής νερού (17) είναι μικρότερη της επιθυμητής θερμοκρασίας του νερού της δεξαμενής (17) (set point 1) τότε ενεργοποιείται η πηγή ενέργειας (8) και ο κυκλοφορητής σταθερών στροφών (22). Ταυτόχρονα το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του (100%) αναρροφώντας νερό από το κάτω μέρος της δεξαμενής νερού (17) μέσω της οπής (21). Παράλληλα, η έξοδος του νερού (3a, 3b) που έχει θερμανθεί από τους εναλλάκτες (1a, 1b) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (11) πίσω στην δεξαμενή νερού (17) μέσω της οπής (20).

Κατά τη διάρκεια της φόρτισης το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (34) που βρίσκεται μετά τον κυκλοφορητή σταθερών στροφών (22) και μας δείχνει την θερμοκρασία του προσαγόμενου νερού από την πηγή ενέργειας (8) στους εναλλάκτες (1a, 1b). Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (34) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ2τότε η τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (23) επιστρέφει το νερό μετά την έξοδο του από τους εναλλάκτες (1a, 1b) μέσω χων οπών (5a, 5b), αντίστοιχα, στην πηγή ενέργειας (8) μέσω της οπής (44). Μόλις η ένδειξη αισθητήρα (34) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ2,τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει την θέση της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (23) ώστε να διατηρήσει αυτή τη θερμοκρασία.

Επίσης το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (33) που μας δείχνει τη θερμοκρασία του παραγόμενου νερού από τους εναλλάκτες (1a, 1b). Όσο η ένδειξη του αισθητήρα (33) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ1το σύστημα ελέγχου (29) δεν πραγματοποιεί περαιτέρω ενέργειες από τις προαναφερθείσες. Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (33) είναι ίση με την θερμοκρασία T1,το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να προσαρμόσει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας αυτής. Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (33) είναι μεγαλύτερη από την θερμοκρασία Τ1και ενώ ταυτόχρονα ο κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (10) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει ανάλογα την τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (11) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (33) στα επίπεδα της θερμοκρασίας Τ1.

Λήξη: Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της δεξαμενής νερού (17) είναι μεγαλύτερη ή ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεξαμενής νερού (17) (set point 1) τότε απενεργοποιείται η πηγή ενέργειας (8), ο κυκλοφορητής σταθερών στροφών (22) και ο κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (10).

Για την φόρτιση ολόκληρου του όγκου της δεξαμενής νερού (17), ακολουθείται η ίδια διαδικασία με ανωτέρω με τις εξής ακόλουθες διαφορές:

Έναρξη: Η έναρξη της φόρτισης ελέγχεται από την ένδειξη του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της δεξαμενής νερού (17) αντί του αισθητήρα (30).

Λήξη: Η λήξη της φόρτισης ελέγχεται από την ένδειξη του αισθητήρα (32) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της δεξαμενής νερού (17) αντί του αισθητήρα (31).

Το Σχέδιο 7 παριστάνει το συστήμα θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία φόρτισης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) pipe-inpipe σε διάταξη με αυτόνομη χρήση σε συνδυασμό με μία πηγή ενέργειας (8) και δύο δεξαμενές νερού (17, 26). Το σύστημα επιπλέον περιλαμβάνει δύο κυκλοφορητές μεταβλητών στροφών (10, 12), δύο κυκλοφορητές σταθερών στροφών (22, 47) και τρίοδες ηλεκτροβαλβίδες (11, 13, 23, 48).

Η ρύθμιση των κυκλοφορητών (10, 12, 22, 47) καθώς και της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 13, 23, 48) καθορίζονται από ένα σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της πρώτης δεξαμενής νερού (17) (set point 1 (SP1)) και την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) (set point 2 (SP2)).

Αυτόματα από το σύστημα ελέγχου (29) ορίζονται τα ακόλουθα τέσσερα μεγέθη:

α) θερμοκρασία T1= SP1+ ΔΤ1

β) θερμοκρασία Τ2= SP2+ ΔΤ2

γ) θερμοκρασία Τ3= Τ1+ ΔΤ3

δ) θερμοκρασία Τ4= Τ2+ ΔΤ3

Οι τιμές ΔΤ1, ΔΤ2και ΔΤ3είναι προεγκατεστημένες στη μνήμη του συστήματος ελέγχου (29), ενώ γίνεται η παραδοχή ότι η πηγή ενέργειας (8) μπορεί να παράγει νερό σε θερμοκρασία μεγαλύτερη ή ίση με την θερμοκρασία Τ4ή Τ3, ανάλογα με ποιά από τις δύο θερμοκρασίες είναι μεγαλύτερη .

Για τη θέρμανση του νερού της πρώτης δεξαμενής νερού (17) ο χρήστης μπορεί να επιλέξει να θερμάνει είτε ολόκληρη τη δεξαμενή (17) μέσω του αισθητήρα (32) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της πρώτης δεξαμενής νερού (17), είτε τη μισή δεξαμενή (17) μέσω του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της πρώτης δεξαμενής νερού (17) διαλέγοντας τον αντίστοιχο αισθητήρα με τον οποίο θα διακόπτεται η διαδικασία της φόρτισης.

Για τη θέρμανση της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) ο χρήστης μπορεί να επιλέξει να θερμάνει είτε ολόκληρη τη δεξαμενή μέσω του αισθητήρα (41) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της δεύτερης δεξαμενής νερού (26), είτε τη μισή δεξαμενή μέσω του αισθητηήρα (40) που βρίσκεται στο μέσο της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) διαλέγοντας τον αντίστοιχο αισθητήρα με το οποίο θα διακόπτεται η διαδικασία της φόρτισης.

Για την φόρτιση του μισού όγκου και των δύο δεξαμενών νερού (17, 26), το σύστημα ελέγχου (29) καθορίζει τη φόρτιση της πρώτης δεξαμενής νερού (17) και διατηρεί το νερό στην επιθυμητή θερμοκρασία της πρώτης δεξαμενής νερού (17) set point 1 (SP1). Επίσης καθορίζει τη φόρτιση της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) και τη διατηρεί στην επιθυμητή θερμοκρασία της δεύτερης δεξαμενής νερού set point 2 (SP2). Για να επιτευχθεί αυτό ακολουθείται η παρακάτω διαδικασία:

Έναρξη: Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (30) που βρίσκεται στο πάνω μέρος της πρώτης δεξαμενής νερού (17) είναι μικρότερη της επιθυμητής θερμοκρασίας του νερού της πρώτης δεξαμενής (17) (set point 1) τότε ενεργοποιείται η πηγή ενέργειας (8) και ο πρώτος κυκλοφορητής σταθερών στροφών (22). Ταυτόχρονα το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον πρώτο κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του (100%) αναρροφώντας νερό από το κάτω μέρος της δεξαμενής νερού (17) μέσω της οπής (21). Παράλληλα, η έξοδος του νερού (3a) που έχει θερμανθεί από τον εναλλάκτη (1a) κατευθύνεται μέσω μίας τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (11) πίσω στην πρώτη δεξαμενή νερού (17) μέσω της οπής (20).

Η έναρξη της φόρτισης όμως μπορεί να γίνει και από την δεύτερη δεξαμενή νερού (26). Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (39) που βρίσκεται στο πάνω μέρος της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) είναι μικρότερη της επιθυμητής θερμοκρασίας του νερού της δεύτερης δεξαμενής (26) (set point 2) τότε ενεργοποιείται η πηγή ενέργειας (8) και ο δεύτερος κυκλοφορητής σταθερών στροφών (47). Ταυτόχρονα το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον δεύτερο κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (12) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του (100%) αναρροφώντας νερό από το κάτω μέρος της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) μέσω της οπής (25). Παράλληλα, η έξοδος του νερού (3b) που έχει θερμανθεί από τον εναλλάκτη (1b) κατευθύνεται μέσω μίας τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (13) πίσω στην δεύτερη δεξαμενή νερού (26) μέσω της οπής (24).

Κατά τη διάρκεια της φόρτισης το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (34) που βρίσκεται μετά τον κυκλοφορητή σταθερών στροφών (22) και μας δείχνει την θερμοκρασία του προσαγόμενου νερού από την πηγή ενέργειας (8) στον εναλλάκτη (1a) και την ένδειξη του αισθητήρα (49) που βρίσκεται μετά τον κυκλοφορητή σταθερών στροφών (47) και μας δείχνει την θερμοκρασία του προσαγόμενου νερού από την πηγή ενέργειας (8) στον εναλλάκτη (1b). Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (34) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ3τότε η τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (23) επιστρέφει το νερό μετά την έξοδο του από τον εναλλάκτη (1a) μέσω της οπής (5a) στην πηγή ενέργειας (8) μέσω της οπής (44). Μόλις η ένδειξη αισθητήρα (34) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ3,τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει την θέση της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (23) ώστε να διατηρήσει αυτή τη θερμοκρασία.

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (49) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ4τότε η τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (48) επιστρέφει το νερό μετά την έξοδο του από τον εναλλάκτη (1b) μέσω της οπής (5b) στην πηγή ενέργειας (8) μέσω της οπής (44). Μόλις η ένδειξη αισθητήρα (49) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ4, τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει την θέση της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (48) ώστε να διατηρήσει αυτή τη θερμοκρασία

Επίσης το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (35) που μας δείχνει τη θερμοκρασία του παραγόμενου νερού από τον εναλλάκτη (1a) και την ένδειξη του αισθητήρα (37) που μας δείχνει τη θερμοκρασία του παραγό μενού νερού από τον εναλλάκτη (1b). Όσο η ένδειξη του αισθητήρα (35) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ1, και η ένδειξη του αισθητήρα (37) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ2, το σύστημα ελέγχου (29) δεν πραγματοποιεί περαιτέρω ενέργειες από τις προαναφερθείσες.

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (35) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ1, το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον πρώτο κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να προσαρμόσει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας αυτής. Επίσης, όταν η ένδειξη του αισθητήρα (37) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ2, το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον δεύτερο κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (12) να προσαρμόσει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας αυτής.

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (35) είναι μεγαλύτερη από την θερμοκρασία Τ1και ενώ ταυτόχρονα ο πρώτος κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (10) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει ανάλογα την τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (11) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (35) στα επίπεδα της θερμοκρασίας Τ2. Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (37) είναι μεγαλύτερη από την θερμοκρασία Τ2και ενώ ταυτόχρονα ο δεύτερος κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (12) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει ανάλογα την τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (13) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (37) στα επίπεδα της θερμοκρασίας Τ2.

Λήξη: Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της πρώτης δεξαμενής νερού (17) είναι μεγαλύτερη ή ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεξαμενής νερού (17) (set point 1) και η ένδειξη του αισθητήρα (40) που βρίσκεται στο μέσο της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) είναι μεγαλύτερη ή ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) (set point 2), τότε απενεργοποιείται η πηγή ενέργειας (8), ο πρώτος και ο δεύτερος κυκλοφορητής σταθερών στροφών (10, 47) και ο πρώτος και ο δεύτερος κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (10, 12).

Για την φόρτιση ολόκληρου του όγκου της πρώτης δεξαμενής νερού (17) και της δεύτερης δεξαμενής νερού (26), ακολουθείται η ίδια διαδικασία με ανωτέρω με τις εξής ακόλουθες διαφορές:

Έναρξη: Η έναρξη της φόρτισης ελέγχεται από την ένδειξη του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της πρώτης δεξαμενής νερού (17) αντί του αισθητήρα (30) ή από την ένδειξη του αισθητήρα (40) που βρίσκεται στο μέσο της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) αντί του αισθητήρα (29).

Λήξη: Η λήξη της φόρτισης ελέγχεται από την ένδειξη του αισθητήρα (32) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της πρώτης δεξαμενής νερού (17) αντί του αισθητήρα (31) ή από την ένδειξη του αισθητήρα (41) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της δεύτερης δεξαμενής νερού (26) αντί του αισθητήρα (40).

Το Σχέδιο 8 παριστάνει το συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης σε λειτουργία φόρτισης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) pipe-in-pipe σε διάταξη εν σειρά σε συνδυασμό με δύο πηγές ενέργειας (8, 9) και μίας δεξαμενής νερού (17). Το σύστημα επιπλέον περιλαμβάνει ένα κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10), δύο κυκλοφορητές σταθερών στροφών (22, 42) και τρίοδες ηλεκτροβαλβίδες (11, 14, 23, 43).

Η ρύθμιση των κυκλοφορητών (10, 22, 42) καθώς και της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 14, 23, 43) καθορίζονται από ένα σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεξαμενής νερού (17) (setpoint 1 (SP1)).

Αυτόματα από το σύστημα ελέγχου (29) ορίζονται τα ακόλουθα τρία μεγέθη:

α) θερμοκρασία Τ1= SP1+ ΔΤ1

γ) θερμοκρασία Τ2= T1+ ΔΤ2

δ) θερμοκρασία Τ3= Τ2+ ΔΤ3

Οι τιμές ΔΤ3, ΔΤ2, ΔΤ3είναι προεγκατεστημένες στη μνήμη του συστήματος ελέγχου (29). Θεωρείται ότι η πρώτη πηγή ενέργειας (8) σε αυτή την περίπτωση είναι ανακτήσεις ψυγείων ή ηλιακό πεδίο και άρα δεν μπορεί να ελεγχθεί θερμοκρασιακά. Επίσης γίνεται η παραδοχή ότι η δεύτερη πηγή ενέργειας (9) μπορεί να παράγει νερό σε θερμοκρασία μεγαλύτερη ή ίση με την θερμοκρασία Τ3.

Για τη θέρμανση της δεξαμενής νερού (17) ο χρήστης μπορεί να επιλέξει να θερμάνει είτε ολόκληρη την δεξαμενή μέσω του αισθητήρα (32) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της δεξαμενής νερού (17), είτε τη μισή δεξαμενή μέσω του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της δεξαμενής νερού (17), διαλέγοντας τον αντίστοιχο αισθητήρα με το οποίο θα διακόπτεται η διαδικασία της φόρτισης.

Για την φόρτιση του μισού όγκου του δεξαμενής νερού (17), το σύστημα ελέγχου (29) καθορίζει τη φόρτιση της δεξαμενής νερού (17) και διατηρεί το νερό στην επιθυμητή θερμοκρασία set point 1(SP1). Για να επιτευχθεί αυτό ακολουθείται η παρακάτω διαδικασία:

Έναρξη: Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (30) που βρίσκεται στο πάνω μέρος της δεξαμενής νερού (17) είναι μικρότερη της επιθυμητής θερμοκρασίας του νερού της δεξαμενής (17) (set point 1) τότε ενεργοποιείται η πρώτη πηγή ενέργειας (8) και ο πρώτος κυκλοφορητής σταθερών στροφών (22). Ταυτόχρονα το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του (100%) αναρροφώντας νερό από το κάτω μέρος της δεξαμενής νερού (17) μέσω της οπής (21). Παράλληλα, η τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (11) οδηγεί το νερό πίσω στην δεξαμενή νερού (17) μέσω της οπής (20).

Κατά τη διάρκεια της φόρτισης το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (34) που βρίσκεται μετά τον πρώτο κυκλοφορητή σταθερών στροφών (22) και μας δείχνει την θερμοκρασία του προσαγόμενου νερού από την πηγή ενέργειας (8) στον εναλλάκτη (la). Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (34) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ3τότε η τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (23) επιστρέφει το νερό μετά την έξοδο του από τον εναλλάκτη (1a) μέσω της οπής (5a) στην πηγή ενέργειας (8) μέσω της οπής (44). Μόλις η ένδειξη αισθητήρα (34) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ3, τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει την θέση της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (23) ώστε να διατηρήσει αυτή τη θερμοκρασία.

Επίσης το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (36) που μας δείχνει τη θερμοκρασία του παραγόμενου νερού από τον εναλλάκτη (la). Όσο η ένδειξη του αισθητήρα (36) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ1, το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει τη θέση της τρίοδης ηλεκτροβάνας (14) ώστε το νερό να κατευθύνεται στην είσοδο (2b) του εναλλάκτη (1b). Ταυτόχρονα ενεργοποιείται η δεύτερη πηγή ενέργειας (9) και ο δεύτερος κυκλοφορητής σταθερών στροφών (42). Έτσι το νερό εξέρχεται από τον δεύτερο εναλλάκτη (1b) από την οπή (3b) και όσο η ένδειξη του αισθητηρίου (37) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ1το σύστημα ελέγχου (29) δεν πραγματοποιεί περαιτέρω ενέργειες από τις προαναφερθείσες.

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (37) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ1, το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να προσαρμόσει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας αυτής.

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (37) είναι μεγαλύτερη από την θερμοκρασία Τ3και η ένδειξη του αισθητήρα (3) είναι μεγαλύτερη ή ίση με την θερμοκρασία Τ1, το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στην τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (14) να σταματά να προωθεί νερό στον δεύτερο εναλλάκτη (1b) και να προωθήσει νερό πίσω στην δεξαμενή νερού (17). Ταυτόχρονα απενεργοποιείται η δεύτερη πηγή ενέργειας (9) και ο δεύτερος κυκλοφορητής σταθερών στροφών (42).

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (36) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ1, το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να προσαρμόσει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας αυτής.

Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (36) είναι μεγαλύτερη από την θερμοκρασία Τ1ενώ ταυτόχρονα ο κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (10) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει ανάλογα την τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (11) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (63) στα επίπεδα της θερμοκρασίας Τ1.

Λήξη: Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της δεξαμενής νερού (17) είναι μεγαλύτερη ή ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεξαμενής νερού (17) (set point 1) τότε απενεργοποιείται η πρώτη πηγή ενέργειας (8), ο πρώτος και ο δεύτερος κυκλοφορητής σταθερών στροφών (22, 42) και ο κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (10).

Το Σχέδιο 9 παριστάνει το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση σε συνδυαστική λειτουργία φόρτισης και εκφόρτισης, το οποίο περιλαμβάνει δύο εναλλάκτες θερμότητας (1a, 1b) pipe-in-pipe σε συνδυασμό με μία πηγή ενέργειας (8) και μίας δεξαμενής νερού (17). Το σύστημα επιπλέον περιλαμβάνει δύο κυκλοφορητές μεταβλητών στροφών (10, 12), ένα κυκλοφορητή σταθερών στροφών (22) και τρίοδες ηλεκτροβαλβίδες (11, 13, 23).

Η ρύθμιση των κυκλοφορητών (10, 12, 22) καθώς και της θέσης των τριόδων ηλεκτροβανών μίξης (11, 13, 23) καθορίζονται από ένα σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι κατάλληλα προγραμματισμένο να ρυθμίζει τα παραπάνω μεγέθη.

Στο σύστημα ελέγχου (29), ο χρήστης ορίζει την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεξαμενής νερού (17) (set point 1 (SP1)) και την επιθυμητή θερμοκρασία ζεστού νερού χρήσης (7) (set point 2 (SP2)), όπου θεωρείται ότι ο χρήστης ορίζει SP1> SP2.

Αυτόματα από το σύστημα ελέγχου (29) ορίζονται τα ακόλουθα μεγέθη:

α) θερμοκρασία T1= SP1+ ΔΤ1

β) θερμοκρασία Τ2= Τ1+ ΔΤ2

Οι τιμές ΔΤ1και ΔΤ2είναι προεγκατεστημένες στη μνήμη του συστήματος ελέγχου (29), ενώ γίνεται η παραδοχή ότι η πηγή ενέργειας (8) μπορεί να παράγει νερό σε θερμοκρασία μεγαλύτερη ή ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεξαμενής νερού (17) (set point 1 (SP,)).

Ο πρώτος εναλλάκτης (1a) χρησιμοποιείται για την εκφόρτιση της δεξαμενής νερού (17) και την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης (7) και ο δεύτερος εναλλάκτης (1b) χρησιμοποιείται για την φόρτιση της δεξαμενής νερού (17).

Α) Φόρτιση της δεξαμενής νερού (17) μέσω του εναλλάκτη (1b)

Για τη θέρμανση του νερού της δεξαμενής νερού (17) ο χρήστης μπορεί να επιλέξει να θερμάνει είτε ολόκληρη τη δεξαμενή (17) μέσω του αισθητήρα (32) που βρίσκεται στο κάτω μέρος της δεξαμενής νερού (17), είτε τη μισή δεξαμενή (17) μέσω του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της δεξαμενής νερού (17) διαλέγοντας τον αντίστοιχο αισθητήρα με τον οποίο θα διακόπτεται η διαδικασία της φόρτισης.

Έναρξη: Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (30) που βρίσκεται στο πάνω μέρος της δεξαμενής νερού (17) είναι μικρότερη της επιθυμητής θερμοκρασίας του νερού της δεξαμενής (17) (set point 1) τότε ενεργοποιείται η πηγή ενέργειας (8) και ο κυκλοφορητής σταθερών στροφών (22). Ταυτόχρονα το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (12) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του (100%) αναρροφώντας νερό από το κάτω μέρος της δεξαμενής νερού (17) μέσω της οπής (21). Παράλληλα, η έξοδος του νερού (3b) που έχει θερμανθεί από τον εναλλάκτη (1b) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (13) πίσω στην δεξαμενή νερού (17) μέσω της οπής (20).

Κατά τη διάρκεια της φόρτισης το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (24) που βρίσκεται μετά τον κυκλοφορητή σταθερών στροφών (22) και μας δείχνει την θερμοκρασία του προσαγόμενου νερού από την πηγή ενέργειας (8) στον εναλλάκτη (1b). Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (24) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ2τότε η τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (23) επιστρέφει το νερό μετά την έξοδο του από τον εναλλάκτη (1b) μέσω της οπής (5b), στην πηγή ενέργειας (8) μέσω της οπής (44). Μόλις η ένδειξη αισθητήρα (24) είναι ίση με την θερμοκρασία Τ2,τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει την θέση της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (23) ώστε να διατηρήσει αυτή τη θερμοκρασία.

Επίσης το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (25) που μας δείχνει τη θερμοκρασία του παραγόμενου νερού από τον εναλλάκτη (1b). Όσο η ένδειξη του αισθητήρα (25) είναι μικρότερη από την θερμοκρασία Τ1,το σύστημα ελέγχου (29) δεν πραγματοποιεί περαιτέρω ενέργειες από τις προαναφερθείσες. Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (25) είναι ίση με την θερμοκρασία T1, το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (12) να προσαρμόσει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας αυτής. Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (25) είναι μεγαλύτερη από την θερμοκρασία Τι, ενώ ταυτόχρονα ο κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (12) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) ρυθμίζει ανάλογα την τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (13) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (25) στα επίπεδα της θερμοκρασίας Τ1.

Λήξη: Όταν η ένδειξη του αισθητήρα (31) που βρίσκεται στο μέσο της δεξαμενής νερού (17) είναι μεγαλύτερη ή ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού της δεξαμενής νερού (17) (set point 1) τότε απενεργοποιείται η πηγή ενέργειας (8), ο κυκλοφορητής σταθερών στροφών (22) και ο κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (12).

Β) Εκφόρτιση δεξαμενής νερού (17) μέσω του πρώτου εναλλάκτη (1a) και παραγωγή ζεστού νερού χρήσης (7)

Το σύστημα ελέγχου (29) παρακολουθεί την ένδειξη του αισθητήρα (26) που είναι τοποθετημένη μετά την έξοδο (3a) του πρώτου εναλλακτήρα (1a) και δείχνει την θερμοκρασία του παραγόμενου ζεστού νερού χρήσης και κρατάει σταθερή αυτή την θερμοκρασία στο επιθυμητό επίπεδο (set point 2), που έχει οριστεί από τον χρήστη με την εξής διαδικασία: Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (26) είναι μικρότερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 2), τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να λειτουργήσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων του 100%, και παράλληλα, το νερό φόρτισης από την έξοδο (5a) του πρώτου εναλλάκτη (1a) κατευθύνεται μέσω της τρίοδης ηλεκτροβαλβίδας (11) πίσω στην δεξαμενή νερού (17).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (26) είναι ίση με την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 2) τότε το σύστημα ελέγχου (29) δίνει εντολή στον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) να προσαρμόσει τη ροή του με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (26) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 2).

Όταν η θερμοκρασία του αισθητήρα (26) είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία του παραγώμενου ζεστού νερού χρήσης (set point 2) ενώ ταυτόχρονα ο κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών (10) λειτουργεί στο ελάχιστο των δυνατοτήτων του, τότε το σύστημα ελέγχου (29) λαμβάνει υπόψη του τη θερμοκρασία του αισθητήρα (27) που είναι μετά το κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10) και ρυθμίζει ανάλογα την τρίοδη ηλεκτροβαλβίδα (11) με στόχο τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αισθητήρα (26) στο επιθυμητό επίπεδο (set point 2).

Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του εναλλάκτη θερμότητας διαφέρουν ανάλογα με την απαιτούμενη θερμική ισχύ. Ως εκ τούτου, το συνολικό μήκος και οι διατομές των εσωτερικών και εξωτερικών σωληνώσεων διαφέρουν ανάλογα με την επιθυμητή κατανάλωση ροής του ζεστού νερού, την επιθυμητή θερμοκρασία, τη πίεση του συστήματος που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των χώρων και γενικά από την εφαρμογή, όπου εφαρμόζεται το σύστημα της παρούσας εφεύρεσης.

Η μορφή περιέλιξης του εναλλάκτη θερμότητας είναι κατά προτίμηση ελικοειδής, καθότι η εν λόγω μορφή καθιστά δυνατή την κατασκευή εναλλακτών θερμότητας σχετικά μεγάλου μήκους με μικρό σχετικά όγκο.

Ο εσωτερικός και εξωτερικός σωλήνας του εναλλάκτη μπορεί να είναι κατασκευασμένος από οποιοδήποτε τόπο σωλήνα, όπως από πλαστικό ή μεταλλικό, κατά προτίμηση από ανοξείδωτο κυματοειδή σωλήνα λόγω της υψηλής απόδοσης μεταφοράς θερμότητας.

Επιπλέον, προτιμάται η χρήση σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα για τον εσωτερικό σωλήνα και τις σωληνώσεις του ξεχωριστού κυκλώματος νερού για οικιακή χρήση, ώστε να αποφεύγεται η διάβρωση.

Περαιτέρω, το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση περιλαμβάνει ένα σύστημα ελέγχου (29), το οποίο είναι επιφορτισμένο με τον έλεγχο της λειτουργίας όλων των ηλεκτρομηχανικών συσκευών του κυκλώματος, όπως εναλλάκτες, τρίοδες ηλεκτροβαλβίδες , κυκλοφορητές μεταβλητών στροφών κλπ..

Η λειτουργία της πηγής ενέργειας (εκκίνηση, παύση, και έλεγχο της θερμοκρασίας του νερού κ.λπ.) μπορεί να ελέγχεται απευθείας από το σύστημα ελέγχου (29).

Το εν λόγω σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης της παρούσας εφεύρεσης παρέχει ένα σύστημα με ευελιξία να διαχειριστεί ταυτόχρονα διαφορετικές πηγές νερού και να τροφοδοτήσει το δίκτυο με τις ανάλογες ποιότητες νερού, σύμφωνα με την χρήση τους, με δυνατότητα αυτονομίας στον καθορισμό της θερμοκρασίας και της πίεσης παροχής, για κάθε πηγή νερού ξεχωριστά.

Επίσης, εφαρμόζει προηγμένη τεχνολογία στην ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ νερού χρήσης και νερού, με ολική εφαρμογή μόνωσης σε όλα τα σημεία του εναλλάκτη, με δυνατότητα εκμετάλλευσης της ενέργειας υπαρχόντων συστημάτων όπως ηλιακοί συλλέκτες, ψυγεία (ανάκτηση θερμότητας) κ.α. για την προθέρμανση του κρύου νερού, ώστε να μειωθεί ο χρόνος και το κόστος λειτουργίας των κυρίων συστημάτων παροχής ενέργειας (π.χ. αντλία θερμότητας).

Επιπλέον, έχει ενσωμάτωση αυτοματισμών και προηγμένης τεχνολογίας συσκευών, όπως κυκλοφορητές inverter και τρίοδες ηλεκτροβάνες, για την διατήρηση της θερμοκρασίας του ζεστού νερού χρήσης, στο επιθυμητό από τον χρήστη σημείο, χωρίς αυξομειώσεις, σωλήνες κυματοειδούς μορφής (corrugated), που εμποδίζουν την επικάθηση αλάτων, λόγω της δυνατότητας που έχουν να συστέλλονται και να διαστέλλονται σύμφωνα με τις αυξομειώσεις της θερμοκρασίας και πίεσης, δυνατότητα μεγάλων παροχών ζεστού νερού χρήσης με μικρή πτώση πίεσης, λόγω της χρησιμοποιούμενης γεωμετρίας και των μεγάλων διατομών των σωλήνων, μικρό όγκο και βάρος σε σχέση με την απόδοσή του και έχουμε αποτελεσματική αντιμετώπιση του προβλήματος της υγιεινής και ειδικότερα ως προς την ανάπτυξη των βακτηρίων, ειδικά το βακτήριο της legionella, επειδή δεν περιέχει περιοχές με στάσιμο νερό χρήσης.

Επιπλέον, η επιθυμητή θερμοκρασία επιτυγχάνεται γρήγορα και το ζεστό νερό για οικιακή χρήση, δεν αποθηκεύεται, αλλά θερμαίνεται και καταναλώνεται ανάλογα με την ζήτηση.

Το σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης της παρούσας εφεύρεσης παρέχει πληθώρα επιλογών στον χρήστη δίνοντας αρκετές διαφορετικές επιλογές εγκατάστασης ενώ ταυτόχρονα δεν περιλαμβάνει την χρήση περιέκτη νερού συντελώντας στη μείωση του κόστους κατασκευής.

Ενώ η παρούσα εφεύρεση έχει περιγράφει σε σχέση με τις συγκεκριμένες υλοποιήσεις, είναι προφανές στους ειδικούς ότι διάφορες μεταβολές και τροποποιήσεις στο σχεδίασμά και την κατασκευή είναι δυνατόν να γίνουν χωρίς να επηρεάζει το πνεύμα και το πεδίο αυτής, όπως ορίζεται στις συνημμένες αξιώσεις.

Claims

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Ένα σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης, το οποίο περιλαμβάνει τουλάχιστον δύο εναλλάκτες (1a, 1b) του τύπου pipe-in-pipe για εναλλαγή θερμότητας σε διάταξη παράλληλη ή εν σειρά ή αυτόνομη χρήση, τουλάχιστον μία πηγή νερού (6, 6a, 6b), τουλάχιστον μία πηγή ενέργειας (8, 9), τουλάχιστον μία αποθήκη ενέργειας/δεξαμενή νερού (17, 26), τουλάχιστον ένα κύκλωμα εφοδιασμένο με τουλάχιστον ένα κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10, 12), και τρίοδες ηλεκτροβαλβίδες (11, 13), και περαιτέρω το εν λόγω σύστημα περιλαμβάνει ένα σύστημα ελέγχου (29) το οποίο ρυθμίζει τη λειτουργία του συστήματος θέρμανσης έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η επιθυμητή θερμοκρασίας του ζεστού νερού για οικιακή χρήση.

2. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με την αξίωση 1, όπου ο εν λόγω εναλλάκτης θερμότητας είναι ελικοειδής και περιλαμβάνει δύο ομοαξονικούς σωλήνες, έναν εξωτερικό σωλήνα και έναν εσωτερικό σωλήνα.

3. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με την αξίωση 1, όπου το εν λόγω σύστημα ελέγχου (29) είναι αρμόδιο για τη ρύθμιση και σταθεροποίηση της επιθυμητής θερμοκρασίας της παροχής ζεστού νερού στην εξόδο (7) ρυθμίζοντας και έλεγχοντας όλες τις ηλεκτρομηχανικές συσκευές του κυκλώματος, όπως τους εναλλάκτες (1a, 1b), τη τρίοδη βαλβίδα (11 13), τον κυκλοφορητή μεταβλητών στροφών (10, 12) ή/και την πηγή ενέργειας (8, 9).

4. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με την αξίωση 3, όπου οι εν λόγω πηγές ενέργειας μπορεί να είναι αντλία θερμότητας, λέβητας, ηλιακόπεδίο, ανακτήσεις ψυγείων, ηλεκτρικές αντιστάσεις ή άλλη πηγή.

5. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, όπου η αποθήκε ενέργειας/δεξαμενή νερού (17, 26) έχει αισθητήρες θερμοκρασίας (30, 31, 32) στο πάνω μέρος, στο μέσο και στο κάτω μέρος της δεξαμενής.

6. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, όπου όλοι οι σωλήνες του συστήματος και το ξεχωριστό κύκλωμα νερού για οικιακή παροχή είναι κατασκευασμένο από ανοξείδωτο χάλυβα, χάλυβα ή πλαστικό.

7. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, όπου το εν λόγω σύστημα μπορεί να τροφοδοτείται από διαφορετικές πηγές νερού (6a, 6b) με διαφορετική ποιότητα όπως νερό από γεώτρηση ή νερό από αφαλάτωση.

8. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, όπου το εν λόγω σύστημα σε λειτουργία εκφόρτισης λειτουργεί όπως περιγράφεται σε ένα από τα σχέδια 1 έως 5.

9. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, όπου το εν λόγω σύστημα σε λειτουργία φόρτισης λειτουργεί όπως περιγράφεται σε ένα από τα σχέδια 6 έως 8.

10. Το σύστημα θέρμανσης νερού σύμφωνα με οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, όπου το εν λόγω σύστημα σε συνδυαστική λειτουργία φόρτισης- εκφόρτισης λειτουργεί όπως περιγράφεται στο σχέδιο 9.