PL228584B1 - Stabilizator ciepłej wody użytkowej oraz układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest stabilizator ciepłej wody użytkowej (1), zawierający ustawiony zasadniczo pionowo walcowy zbiornik (2), posiadający powierzchnię boczną, podstawę górną i podstawę dolną, przy czym na podstawie górnej umieszczony jest króciec wlotowy (3), który rozciąga się do wewnątrz zbiornika (2) w postaci przewodu mieszającego (4), a na powierzchni bocznej zbiornika (2), poniżej zakończenia przewodu mieszającego (4), umieszczony jest króciec wlotowy pompy (5), nad którym umieszczony jest króciec zasilania pompy (6), przy czym króciec wylotowy (7) umieszczony jest na powierzchni bocznej zbiornika (2), powyżej króćca zasilania pompy (6), a przewód mieszający (4) rozciąga się wewnątrz zbiornika (2) z co najmniej jednym zakrzywieniem tak, że koniec przewodu mieszającego (4) jest zasadniczo współosiowy względem zbiornika (2). Przedmiotem zgłoszenia jest również układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej, zawierający stabilizator ciepłej wody użytkowej (1).

Description

(21) Numer zgłoszenia: 417239 F₂₄D _17/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 18.05.2016 (54) Stabilizator ciepłej wody użytkowej oraz układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej

	(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	SADOWSKI ANDRZEJ, Wrocław, PL
25.09.2017 BUP 20/17	(72) Twórca(y) wynalazku:
	ANDRZEJ SADOWSKI, Wrocław, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.2018 WUP 04/18	(74) Pełnomocnik:
	rzecz, pat. Rafał Witek

N co m

co

CM

CM

Q_

PL 228 584 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stabilizator ciepłej wody użytkowej oraz układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej zawierający taki stabilizator ciepłej wody użytkowej. Przedmioty wynalazku stosowane są w ciepłownictwie, w szczególności we współpracy z kotłami niskoparametrowymi, w tym gazowoolejowymi, z zastosowaniem wymienników o małej bezwładności cieplnej, takich jak wymienniki płytowe.

Kotłownie olejowe lub gazowe realizują funkcję podgrzewania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) głównie za pomocą pojemnościowych pionowych podgrzewaczy c.w.u. wyposażonych w wężownicę grzejną w formie spiralnej. Zasilanie wężownicy czynnikiem grzejnym wymaga zastosowania podwyższonych temperatur (nawet do +90°C) dla zapewnienia wymaganej temperatury c.w.u. w godzinach szczytowego rozbioru. Istotną wadą podgrzewaczy pojemnościowych jest ich niska efektywność energetyczna. Zwiększenie wydajności poprzez kompletację zespołów podgrzewaczy okazuje się wariantem nieekonomicznym ze względu na wysoki koszt urządzeń.

Należy również zauważyć, że w powszechnie stosowanych pojemnościowych podgrzewaczach ciepłej wody w układzie pionowym występuje niekorzystny efekt stratyfikacji temperatury wody. W dolnej i środkowej części takiego podgrzewacza temperatura wody dochodzi często do zakresu od 35°C do 40°C. Okazuje się, że taki zakres temperatur sprzyja rozwojowi szczepów bakterii legionella pneumophila, które są główną przyczyną groźnej choroby zwanej legionelozą. Wymienione szczepy bakterii rozwijają się szczególnie intensywnie m.in. w instalacjach wodnych obiektów służby zdrowia (szpitale, sanatoria, domy seniora), a także w łaźniach zbiorowych, aquaparkach i w zapleczach higienicznosanitarnych obiektów sportowych, czy hoteli. Bakterie te mogą namnażać się również w źle zaprojektowanych instalacjach ciepłej wody użytkowej w budownictwie wielorodzinnym.

Z opisu polskiego wzoru użytkowego PL62562 (Y1) znany jest stabilizator ciepłej wody użytkowej wykorzystywany w układach podgrzewu stosowanych w kotłowniach gazowo-olejowych. Cytowany stabilizator c.w.u. zawiera zbiornik ustawiony pionowo na czterech podporach zamocowanych do płaszcza zbiornika. W dolnej części tego zbiornika osadzony jest króciec cyrkulacji instalacji ciepłej wody użytkowej, przy czym jest on usytuowany poniżej wlotu przewodu mieszającego. Nad tym króćcem z kolei osadzony jest króciec zasilania pompy obiegu wewnętrznego. Króciec wlotowy i króciec zasilania są usytuowane pod kątem prostym do płaszczyzny przechodzącej przez oś króćca, w który osadzony jest manometr i przez oś króćca, w którym osadzony jest regulator nastawy temperatury ciepłej wody lub czujnik temperatury regulatora kotłowego. W połowie wysokości cylindrycznego zbiornika umieszczony z kolei jest króciec rewizyjny, którego oś jest prostopadła do płaszczyzny przechodzącej przez oś króćca wlotowego i przez oś króćca wylotowego ciepłej wody. Cytowana konstrukcja stabilizatora zapewnia ciągłe mieszanie w całej strefie zbiornika przepływającej i zgromadzonej ciepłej wody użytkowej, co w rezultacie pozwala na likwidację temperaturowego uwarstwienia wody na całej wysokości zbiornika i przeciwdziała rozwojowi bakterii legionella. Co więcej, stabilizator ten posiada dużą zdolność kompensacyjną wahań temperatury wody doprowadzanej z wymienników o małej bezwładności cieplnej, przez co może być stosowany jaki zbiornik buforowy i umożliwia zastosowanie tych wymienników do współpracy z kotłami gazowo-olejowymi. W cytowanym wzorze użytkowym w stabilizatorze c.w.u. występuje wciąż efekt stratyfikacji temperatury wewnątrz zbiornika stabilizującego, co powoduje nadmierne wahania temperatury c.w.u. na wyjściu do instalacji odbiorczej c.w.u. w granicach +60°C ± 4 + 5°C, przez co w podgrzewaczach wykorzystujących cytowany stabilizator c.w.u. konieczne było stosowanie zaworów mieszających termostatycznych na odpływie c.w.u. ze stabilizatora, komplikując cały układ i wpływając niekorzystnie na czynniki ekonomiczne.

Z kolei w europejskim patencie EP1743124 (B1) ujawniono podgrzewacz ciepłej wody użytkowej, zasilany wodą grzewczą z kotłowni gazowo-olejowych przystosowanych do współpracy ze stosowanymi w ciepłownictwie kotłami niskoparametrowymi. Ujawniony podgrzewacz c.w.u. zawiera zespół wymienników płytowych składający się z kilku płytowych wymienników ciepła wpiętych do kolektora zimnej wody i do kolektora wyjściowego c.w.u. Płytowe wymienniki ciepła podłączone są ponadto do przewodu zasilającego wody grzewczej. Istotę cytowanego rozwiązania stanowi zespół mieszający zawierający zawór termostatyczny, kolektor wyjściowy, termometr kontrolny ciepłej wody i termometr cyrkulacji c.w.u.. Zespół mieszający połączony jest ze stabilizatorem poprzez króciec wylotowy i przewód z wodą o podwyższonej temperaturze. Stabilizator jest z kolei hydraulicznie połączony poprzez zespół wymienników płytowych z zaworem bezpieczeństwa i z ciśnieniowym naczyniem wzbiorczym od strony wody zim nej.

PL 228 584 B1

Przedstawiony w cytowanym europejskim patencie pogrzewacz c.w.u. zabezpiecza przed powstawaniem flory bakteryjnej, w szczególności przed powstawaniem szczepów bakterii legionelli. Zastosowany zespół mieszający z termostatycznym zaworem mieszającym pozwala na utrzymanie podwyższonej temperatury w stabilizatorze na poziomie 70°C i po zmieszaniu podawanie do instalacji odbiorczej z wymaganą temperaturą na poziomie 60°C. W cytowanym rozwiązaniu, poprzez zastosowanie stabilizatora ciepłej wody użytkowej, który stabilizuje wodę na poziomie ± 4 + 5°C, konieczne jest stosowanie skomplikowanego i wielokomponentowego zespołu mieszającego, co komplikuje konstrukcję podgrzewacza c.w.u., zwiększa jego całościowy koszt, a przy tym zmniejsza niezawodność konstrukcji.

Problemem technicznym stawianym przed niniejszym wynalazkiem jest dostarczenie takiego stabilizatora ciepłej wody użytkowej, który będzie zapewniał likwidację temperaturowego uwarstwienia wody na całej wysokości zbiornika, będzie zabezpieczał przed rozwijaniem się flory bakteryjnej, w szczególności szczepu bakterii legionella pneumophila, a przy tym będzie nadawał się do współpracy z istniejącym instalacjami grzewczymi, w szczególności z kotłami gazowo-olejowymi bez potrzeby stosowania podgrzewaczy pojemnościowo-przepływowych o niskiej efektywności energetycznej. Co więcej, pożądane jest, by stabilizator ciepłej wody użytkowej zapewniał zwiększoną stabilizację temperatury wody, w szczególności stabilizację na poziomie ± 1°C. Problemem technicznym do rozwiązania pozostaje również zapewnienie układu podgrzewu ciepłej wody użytkowej, który będzie spełniał powyższe przesłanki, a przy tym będzie stanowił niewielką i kompaktową konstrukcję, pozwoli na zmniejszenie ilości elementów składowych, a tym samym zwiększy niezawodność systemu i sprawi, że rozwiązanie to będzie charakteryzowało się zwiększoną ekonomicznością. Nieoczekiwanie wspomniane problemy techniczne rozwiązał prezentowany wynalazek.

Pierwszym przedmiotem wynalazku jest stabilizator ciepłej wody użytkowej zawierający ustawiony zasadniczo pionowo walcowy zbiornik posiadający powierzchnię boczną, podstawę górną i podstawę dolną, przy czym na podstawie górnej umieszczony jest króciec wlotowy, który rozciąga się do wewnątrz zbiornika w postaci przewodu mieszającego, a na powierzchni bocznej zbiornika, poniżej zakończenia przewodu mieszającego, umieszczony jest króciec wlotowy pompy, nad którym umieszczony jest króciec zasilania pompy, charakteryzujący się tym, że króciec wylotowy umieszczony jest na powierzchni bocznej zbiornika powyżej króćca zasilania pompy, a przewód mieszający rozciąga się wewnątrz zbiornika z co najmniej jednym zakrzywieniem tak, że koniec przewodu mieszającego jest zasadniczo współosiowy względem zbiornika. W korzystnej realizacji wynalazku króciec wlotowy pompy rozciąga się do wewnątrz zbiornika w postaci przewodu wlotowego pompy i posiada co najmniej jedno zakrzywienie tak, że koniec przewodu wlotowego pompy usytuowany jest naprzeciw końca przewodu mieszającego i jest z nim zasadniczo współosiowy. W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku koniec przewodu mieszającego posiada kołnierz rozszerzający się na zewnątrz. W następnej korzystnej realizacji wynalazku króciec zasilania pompy rozciąga się do wewnątrz zbiornika w postaci przewodu zasilania pompy i zakrzywia się pod kątem zasadniczo 90° tak, że koniec przewodu zasilania pompy, korzystnie ścięty, skierowany jest na podstawę górną zbiornika. Korzystnie króciec wylotowy rozciąga się do wewnątrz zbiornika w postaci przewodu wylotowego i zakrzywia się pod kątem zasadniczo 90° tak, że koniec przewodu wylotowego, korzystnie ścięty, skierowany jest na podstawę górną zbiornika i jest zasadniczo współosiowy względem zbiornika. W korzystnej realizacji wynalazku w podstawie górnej zbiornika umieszczony jest, korzystnie współosiowo, króciec odpowietrzający. W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku zbiornik osadzony jest na nogach. W następnej korzystnej realizacji wynalazku w podstawie dolnej zbiornika umieszczony jest, korzystnie współosiowo, króciec spustowy. Korzystnie na powierzchni bocznej, zasadniczo w połowie wysokości zbiornika, umieszczony jest króciec rewizyjny. Równie korzystnie na powierzchni bocznej, powyżej króćca rewizyjnego, umieszczony jest króciec termoregulatora. Jeszcze korzystniej na powierzchni bocznej, powyżej króćca termoregulatora, umieszczony jest króciec manotermometru. Korzystnie stabilizator wykonany jest ze stali austenitycznej, korzystnie 316L.

Drugim przedmiotem wynalazku jest układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej, zawierający stabilizator ciepłej wody użytkowej, wymienniki ciepła oraz pompę cyrkulacji ciepłej wody, pompę obiegu wewnętrznego, połączone funkcjonalnie ze stabilizatorem ciepłej wody użytkowej, charakteryzujący się tym, że stabilizator ciepłej wody użytkowej stanowi stabilizator ciepłej wody użytkowej, jak zdefiniowano w pierwszym przedmiocie wynalazku. W korzystnej realizacji wynalazku układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej jest zamknięty w obudowie w kształcie szafy.

PL 228 584 B1

Stabilizator ciepłej wody użytkowej według niniejszego wynalazku, dzięki swojej konstrukcji zapewnia efektywniejsze ciągłe mieszanie w całej objętości zbiornika przepływającej i zgromadzonej ciepłej wody użytkowej. Dzięki temu możliwe było całkowite zlikwidowanie temperaturowego uwarstwienia wody w objętości zbiornika i zapewnienie jednorodnego rozkładu jej temperatury. Konstrukcja stabilizatora c.w.u. zapewnia również przeprowadzanie pełnej dezynfekcji termicznej oraz uzyskanie efektu szybkiego wymieszania powracającej z instalacji ciepłej wody użytkowej, co zabezpiecza przed rozwijaniem się niepożądanych szczepów bakterii legionella pneumophila. Co więcej stabilizator c.w.u. według niniejszego wynalazku posiada dużą zdolność kompensacyjną wahań temperatury wody doprowadzanej z wymienników o małej bezwładności cieplnej, dzięki czemu możliwe jest zastosowanie tych wymienników do współpracy z kotłami gazowo-olejowymi bez konieczności stosowania podgrzewaczy pojemnościowo-przepływowych o niskiej efektywności energetycznej. Dodatkowo, specyficzna konstrukcja stabilizatora c.w.u. zapewnia stabilizację wyjściowej ciepłej wody użytkowej na poziomie ± 1°C, co jest parametrem zdecydowanie korzystniejszym w porównaniu do rozwiązań znanych ze stanu techniki. Układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej według niniejszego wynalazku, dzięki zastosowaniu stabilizatora ciepłej wody użytkowej całkowicie zabezpiecza instalacje ciepłej wody użytkowej przed rozwojem niebezpiecznych szczepów bakterii legionella pneumophila oraz zapewnia przygotowanie układu podgrzewu do współpracy z nowoczesnymi kotłami kondensacyjnymi o wysokiej sprawności. Prezentowane rozwiązanie charakteryzuje się wysoką efektywności energetyczną, ograniczoną ilością i niską temperaturą powrotnej wody grzewczej, co zapewnia doskonałe współdziałanie z kotłami kondensacyjnymi. Usadowienie układu podgrzewu c.w.u. na ramie nośnej, tworząc obudowę w kształcie szafy, zapewnia niewielkie wymiary gabarytowe układów podgrzewu, co pozwala na umiejscowienie ich w kotłowniach gazowo-olejowych, w pomieszczeniach o małych powierzchniach. Co więcej, szafowa konstrukcja układu podgrzewu jest rozbieralna i otwieralna co ułatwia dostęp do urządzeń wewnątrz obudowy, usprawniając i umożliwiając ewentualne naprawy i prace konserwacyjne. W konstrukcji tej zapewniona jest ciągłość podgrzewu c.w.u. o wymaganej temperaturze na poziomie 60°C na odpływie do instalacji odbiorczej. Dodatkowo odpowiedni dobór pompy ładującej oraz pomp cyrkulacji wewnętrznej i zewnętrznej zapewnia wymagane parametry temperatury wody w punktach odbioru c.w.u. (np. 55°C). Dzięki wysokiej stabilności temperatury zapewnionej w stabilizatorze c.w.u., w układzie podgrzewu ciepłej wody użytkowej można było wyeliminować stosowany w konstrukcjach znanych ze stanu techniki, wielokomponentowy i skomplikowany zespół mieszający, który podrażał konstrukcję całego układu podgrzewu, zwiększał jego gabaryty i komplikując budowę, wpływał na zmniejszenie niezawodności systemu. Wykonanie stabilizatora c.w.u. oraz przewodów ze stali austenitycznej 316L zapewniło z kolei odporność na korozję oraz osadzanie się kamienia kotłowego zwiększając jeszcze bardziej niezawodność konstrukcji, jak również dodatkowo ograniczyło odkładnie się flory bakteryjnej w odpowiednich elementach układu.

Przykładowe realizacje wynalazku zaprezentowano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok z przodu stabilizatora ciepłej wody użytkowej według jednej z realizacji niniejszego wynalazku, fig. 2 - widok z góry stabilizatora c.w.u. z fig. 1, fig. 3 - widok z przodu szafy z układem podgrzewacza ciepłej wody użytkowej według jednej realizacji niniejszego wynalazku, fig. 4 - widok z tyłu szafy z fig. 3, fig. 5 - widok z boku szafy z fig. 3, natomiast fig. 6 przedstawia schemat technologiczny układu podgrzewu ciepłej wody użytkowej według jednego z przykładów realizacji niniejszego wynalazku.

P r z y k ł a d 1

Na fig. 1 i 2 przedstawiono konstrukcję jednego z przykładów realizacji stabilizatora ciepłej wody użytkowej według niniejszego wynalazku, odpowiednio w widoku z przodu i z góry. W ogólności stabilizator ciepłej wody użytkowej 1 zawiera ustawiony pionowo walcowaty zbiornik 2 posiadający powierzchnię boczną oraz podstawę dolną i podstawę górną. Na fig. 1 przedstawiono zbiornik 2 z zaokrąglonymi podstawami, lecz w żaden sposób nie stanowi to ograniczenia, a zbiornik 2 może przyjąć dowolną konstrukcję znaną ze stanu techniki. Powierzchnia boczna oraz podstawa górna i podstawa dolna tworzą płaszcz zbiornika 2 i określają szczelny obszar wewnętrzny, w którym jest przemieszczana woda użytkowa. Zbiornik 2 został osadzony na czterech nogach 13, które w znany sposób zostały przymocowane do powierzchni zewnętrznej zbiornika 2. Konstrukcja taka zapewnia wertykalne przesunięcie zbiornika 2 w taki sposób, że występuje swobodny dostęp do zewnętrznej powierzchni podstawy dolnej zbiornika 2. Umożliwia to umiejscowienie w podstawie dolnej króćca spustowego 14, który jest zasadniczo współosiowy względem walcowatego zbiornika 2 i pełni w niniejszym przykładzie realizacji króciec wyczystnoPL 228 584 B1

-odmulający, z umieszczonym wewnątrz zaworem spustowym (nie pokazano). Naprzeciw króćca spustowego 14, w podstawie górnej zbiornika 2, umieszczony z kolei jest króciec odpowietrzający 12. Króciec odpowietrzający 12 podobnie jest umiejscowiony współosiowo względem zbiornika 2 i w niniejszym przykładzie realizacji zawiera samoczynny odpowietrznik (nie pokazano). W podstawie górnej zbiornika 2 umieszczony jest ponadto króciec wlotowy 3, w położeniu promieniowo odsuniętym od osi symetrii zbiornika 2. Króciec wlotowy 3 rozciąga się do wewnątrz zbiornika 2 w postaci przewodu mieszającego 4. Przewód mieszający 4 w niniejszym przykładzie realizacji stabilizatora c.w.u. 1 posiada fragment górny rozciągający się prostoliniowo i równolegle do osi symetrii zbiornika 2, fragment środkowy, który jest umiejscowiony pod kątem w przybliżeniu 45° względem fragmentu górnego, oraz fragment dolny, który również rozciąga się prostoliniowo i zasadniczo współosiowo względem zbiornika 2. Zatem przewód mieszający 4 posiada dwa załamania na swojej długości tak, że rozciąga się z położenia promieniowo odsuniętego od osi symetrii zbiornika 2 w podstawie górnej do położenia współosiowego względem zbiornika 2 na końcu przewodu mieszającego 4. Na końcu wewnętrznym przewodu mieszającego 4 znajduje się kołnierz 9, który rozszerza się na zewnątrz i ma za zadanie zwiększyć efektywność mieszania wody. Na powierzchni bocznej zbiornika 2, poniżej zakończenia przewodu mieszającego 4, w szczególności poniżej kołnierza 9, umieszczony jest króciec wlotowy pompy 5, do cyrkulacji instalacji ciepłej wody. Nad króćcem wlotowym pompy 5 umieszczony jest króciec zasilania pompy 6, do którego podłączana jest pompa obiegu wewnętrznego ciepłej wody, przez zewnętrzny wymiennik ciepła i stabilizator. W tej szczególnej realizacji stabilizatora c.w.u. 1 króciec wlotowy pompy 5 rozciąga się do wewnątrz zbiornika 2 w postaci przewodu wlotowego pompy 8 i posiada kształt haczykowaty, z pierwszym załamaniem pod kątem w przybliżeniu 30° w kierunku podstawy dolnej zbiornika i dalej częścią prostoliniową i kolankiem zmieniającym kierunek biegu przewodu wlotowego pompy 8 na wertykalny tak, że koniec przewodu wlotowego pompy 8 znajduje się naprzeciw końca przewodu mieszającego 4 i jest z nim zasadniczo współosiowy. Króciec zasilania pompy 6 również rozciąga się do wewnątrz zbiornika 2 w postaci przewodu zasilania pompy 10 i zakrzywia się pod kątem zasadniczo 90° tak, że ścięty koniec przewodu zasilania pompy 10, skierowany jest na podstawę górną zbiornika 2, i wypada mniej więcej w połowie wysokości zbiornika 2. Takie ustawienie przewodu zasilania pompy 10 zapewnia najefektywniejszą stabilizację temperatury ciepłej wody w środkowej strefie stabilizatora c.w.u. 1, na wysokości króćca rewizyjnego 15 oraz końca przewodu zasilania pompy 10. Stabilizację tę uzyskuje się poprzez stałe mieszanie ciepłej wody użytkowej pochodzącej z wymienników ciepła, dopływającej do króćca wlotowego 3 i płynącej dalej przez przewód mieszający 4 i kołnierz 9 z powrotną wodą cyrkulacyjną z instalacji ciepłej wody użytkowej, dopływającą do króćca wlotowego pompy 5 i dalej przez przewód wlotowy pompy 8, który jest zasadniczo współosiowy z końcem przewodu mieszającego 4.

Na powierzchni bocznej zbiornika 2, zasadniczo w połowie jego wysokości, umieszczony jest z kolei króciec rewizyjny 15. Zastosowanie króćca rewizyjnego 15 w strefie intensywnego mieszania ciepłej wody użytkowej o zróżnicowanych parametrach temperatury wynika głównie z przepisów i wymogów Urzędu Dozoru Technicznego. Wiąże się to z koniecznością okresowego płukania tej strefy stabilizatora c.w.u. 1, gdyż powracająca króćcem wlotowym pompy 5 woda cyrkulacyjna z instalacji odbiorczych jest często zanieczyszczona własnymi osadami, w tym produktami korozji tlenowej oraz innymi osadami w postaci namułów z wody. W trakcie płukania hydraulicznego z wykorzystaniem króćca rewizyjnego 15 oraz króćca spustowego 14 wody zanieczyszczonej następuje oczyszczenie tej strefy wewnątrz konstrukcji stabilizatora c.w.u. 1, co nie dopuszcza dodatkowo do namnażania się bakterii legionella.

Powyżej króćca rewizyjnego 15, na powierzchni bocznej zbiornika 2, na obwodzie zbiornika 2 mniej więcej w połowie odległości pomiędzy króćcem zasilania pompy 6 i króćcem rewizyjnym 15, znajduje się również króciec termoregulatora 16, nad którym znajduje się króciec manotermometru 17. W króćcu termoregulatora 16 może być umieszczony regulator nastawy temperatury ciepłej wody lub czujnik temperatury regulatora kotłowego, natomiast w króćcu manotermometru 17 umieszcza się zwykle manotermometr. Na powierzchni bocznej zbiornika 2 umieszczony jest jeszcze króciec wylotowy 7, który rozmieszczony jest na obwodzie zbiornika 2 mniej więcej w połowie odległości pomiędzy króćcem zasilania pompy 6 i króćcem rewizyjnym 15, naprzeciw króćca manotermometru 17. Króciec wylotowy 7 rozciąga się do wewnątrz zbiornika 2 w postaci przewodu wylotowego 11 i zakrzywia się pod kątem zasadniczo 90° tak, że ścięty koniec przewodu wylotowego 11, skierowany jest na podstawę górną zbiornika 2 i jest zasadniczo współosiowy względem zbiornika 2, co powoduje, że ciepła woda użytkowa pobierana jest z obszaru, w którym występują najmniejsze wahania temperatury, zapewniając tym samym uzyskanie stabilizacji temperatury c.w.u. na poziomie ± 1°C.

PL 228 584 B1

Stabilizator ciepłej wody użytkowej 1 stanowi urządzenie całkowicie stało-przepływowe, przykładowo o pojemności użytkowej wynoszącej ok. 300 dm³, zapewniające likwidację stratyfikacji temperatury c.w.u. wewnątrz zbiornika 2, co gwarantuje stałą temperaturę wylotową na króćcu wylotowym 7, wynoszącą około +60°C ± 1°C, przy temperaturze wlotowej na króćcu wlotowym 3, wynoszącej około +60°C ± 4-5°C i na króćcu wlotowym pompy 5 powrotnej temperatury wody cyrkulacyjnej instalacji odbiorczej, wynoszącej około +55°C. Zastosowanie dodatkowych obiegów wody cyrkulacyjnej zewnętrznej oraz cyrkulacji wewnętrznej za pomocą dodatkowych pomp obiegowych działających niezależnie od rozbioru ciepłej wody użytkowej zapewnia stabilną temperaturę odpływową na króćcu wylotowym 7 oraz poprawny pomiar na czujniku temperatury (np. typu PT-100) umieszczonym w zbiorniku 2 stabilizatora c.w.u. 1 w króćcu termoregulatora 16.

W niniejszym przykładzie realizacji stabilizator c.w.u. 1 w całości wykonany jest ze stali austenitycznej 316L, co zapewnia jego trwałość, antykorozyjność i zabezpiecza przed osadzaniem się flory bakteryjnej na ściankach poszczególnych komponentów stabilizatora ciepłej wody użytkowej 1. Dodatkowo powierzchnie wewnętrzne zbiornika 2 posiadają niewielką chropowatość co dodatkowo zabezpiecza przed osadzaniem się zanieczyszczeń na ściankach stabilizatora c.w.u. 1.

P r z y k ł a d 2

Na fig. 6 przedstawiono schemat technologiczny układu podgrzewacza ciepłej wody użytkowej. Układ podgrzewacza zbudowany jest na podstawie stabilizatora c.w.u. 1, jak przedstawiono w pierwszym przykładzie realizacji zestawu wymienników ciepła 18, w szczególności płytowych wymienników ciepła. Układ podgrzewacza podłączony jest do instalacji doprowadzającej wodę grzewczą poprzez przewód 25 i zawór odcinający oraz do instalacji wody powrotnej poprzez przewód 26 również wyposażony w zawór odcinający. Zestaw wymienników ciepła 18 zasilany jest z kolei z instalacji zimnej wody poprzez przewód 27 wyposażony w zawór odcinający.

Za cyrkulację zewnętrzną i wewnętrzną po stronie wtórnej odpowiadają pompy 19 i 20. Natomiast pompa 21 odpowiada za przepływ czynnika grzewczego. Dodatkowo w celu ochrony wymiennika 18 oraz pomp 19 i 20, przewidziano zastosowanie filtroodmulnika 22. Przed nadmiernym wzrostem ciśnienia w instalacji ciepłej wody użytkowej zabezpiecza zawór bezpieczeństwa 23 oraz naczynie wzbiorcze przeponowe 24 (po stronie zamawiającego). Manometry M i termometry T wraz z termomanometrem umieszczonym w króćcu manotermometru 17 stabilizatora c.w.u. 1, zastosowano w celu odczytu parametrów pracy układu podgrzewacza, niezależnie od pulpitu z elektronicznym odczytem parametrów temperatury i spadków ciśnienia układu podgrzewu c.w.u. Zimna woda zasilająca przepływa z przewodu 27 przez filtroodmulnik 22, gdzie jest oczyszczana. Następnie mieszając się z wodą tłoczoną przez pompę cyrkulacyjną 20 wpływa do wymiennika płytowego 18. W stabilizatorze c.w.u. 1 następuje mieszanie się ogrzanej wody z czynnikiem powracającym z obiegu c.w.u. Przepływem czynnika grzewczego przez wymiennik 18 steruje automatyka kotłowa otrzymując sygnał z czujnika temperatury umieszczonego w stabilizatorze c.w.u. 1. Zastosowanie pomp cyrkulacyjnych 19 i 20 pozwala na utrzymywanie stałej temperatury w stabilizatorze c.w.u. 1, likwidując uwarstwienie temperaturowe wody, sprzyjające rozwojowi bakterii legionelli, a w konsekwencji zapewnia utrzymanie wymaganych parametrów c.w.u. nawet przy dużych rozbiorach. Stabilna ciepła woda użytkowa wychodząca z króćca wylotowego 7 stabilizatora c.w.u. 1 dostarczana jest przez zawór odcinający do instalacji odbiorczej przewodem 28, skąd wraca do stabilizatora c.w.u., do króćca wlotowego pompy 5, przewodem 29, również wyposażonym w zawór odcinający.

Zastosowanie wymienników płytowych 18 o wysokim współczynniku wymiany ciepła, pozwala na znaczne zwiększenie wydajności układów podgrzewu c.w.u. W proponowanym rozwiązaniu technicznym moc cieplna może wynosić od 70 do 780 kW, co odpowiada produkcji ciepłej wody o temp. +60°C od 1200-13800 dm³/h. Wymagana temperatura czynnika grzewczego wynosi +70°C, a więc zbędne jest jej podwyższanie do wartości +90°C, jak to miało miejsce w przypadku podgrzewaczy pojemnościowych.

Ważną zaletą przedstawionego układu podgrzewacza ciepłej wody użytkowej jest jego pełne przystosowanie do współpracy z kotłami kondensacyjnymi o wysokiej sprawności technicznej. Wynika to z faktu zastosowania wysokosprawnych wymienników płytowych 18 zapewniających właściwe schłodzenie wody grzewczej do średnio +43°C < +57°C, co zapewnia pełne całoroczne warunki kondensacji dla kotłów. Podgrzewacze pojemnościowo-przepływowe takich warunków nie spełniają. Z uwagi na konieczność zapewnienia dobrego zabezpieczenia zestawów, w tym stabilizatora c.w.u. 1 i połączeń wewnętrznych rurowych przed wzmożoną korozją przy tcw = +60°C, elementy wyposażenia technicznego w obrębie c.w.u. wykonywane są w całości ze stali austenitycznej typ 316L. Dodatkowo pozwala to na

PL 228 584 B1 ochronę przed ewentualnym odkładaniem się flory bakteryjnej na wewnętrznych ściankach stabilizatorów c.w.u. 1 oraz elementach orurowania wewnętrznego.

Przedstawiony w niniejszym przykładzie realizacji układ podgrzewacza ciepłej wody użytkowej, zbudowano na podstawie ramy nośnej, obudowanej blachą, stanowiącej rodzaj szafy. Poszczególne elementy obudowy są rozbieralne bądź otwierane co umożliwia łatwy dostęp do urządzeń wewnątrz obudowy. Umożliwia to i ułatwia czynności eksploatacyjne, takie jak demontaż wymienników celem czyszczenia lub wymiany na zapasowe. Całość jest zabezpieczona antykorozyjnie poprzez malowanie proszkowe. Schematyczna realizacja szafy, wraz z przykładowym rozmieszczeniem króćców przyłączeniowych i lokalizacją elementów automatyki i zabezpieczenia elektrycznego układu podgrzewacza c.w.u. zostały przedstawione w rzutach prostokątnych na figurach od 3 do 5. W szczególności na fig. 3 przedstawiono szafę w widoku z przodu, gdzie przewidziane zostały urządzenia wskazujące parametry pracy 35 układu podgrzewacza oraz urządzenia zabezpieczające 36 (w szczególności zabezpieczenie elektryczne). Na przedniej ścianie szafy zlokalizowano jeszcze króciec termoregulatora 16 z umieszczonym czujnikiem temperatury oraz króciec boku manotermometru 17 z umieszczonym manotermometrem. Z boku z kolei rozciąga się króciec rewizyjny 15 stabilizatora c.w.u. 1. Na fig. 4 przedstawiono szafę w widok z tyłu, gdzie przewidziane zostały: króciec zasilania wodą grzewczą 30, króciec zasilania wodą zimną 31, króciec powrotu wody grzewczej 32, króciec ciepłej wody użytkowej 33 oraz króciec cyrkulacji ciepłej wody użytkowej 34. Wszystkie króćce zaznaczone odnośnikami numerycznymi znajdują swoją schematyczną reprezentację na schemacie technologicznym zaprezentowanym na fig. 6.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Stabilizator ciepłej wody użytkowej (1) zawierający ustawiony zasadniczo pionowo walcowy zbiornik (2) posiadający powierzchnię boczną, podstawę górną i podstawę dolną, przy czym na podstawie górnej umieszczony jest króciec wlotowy (3), który rozciąga się do wewnątrz zbiornika (2) w postaci przewodu mieszającego (4), a na powierzchni bocznej zbiornika (2), poniżej zakończenia przewodu mieszającego (4), umieszczony jest króciec wlotowy pompy (5), nad którym umieszczony jest króciec zasilania pompy (6), znamienny tym, że króciec wylotowy (7) umieszczony jest na powierzchni bocznej zbiornika (2), powyżej króćca zasilania pompy (6), a przewód mieszający (4) rozciąga się wewnątrz zbiornika (2) z co najmniej jednym zakrzywieniem tak, że koniec przewodu mieszającego (4) jest zasadniczo współosiowy względem zbiornika (2).
2. 2. Stabilizator według zastrz. 1, znamienny tym, że króciec wlotowy pompy (5) rozciąga się do wewnątrz zbiornika (2) w postaci przewodu wlotowego pompy (8) i posiada co najmniej jedno zakrzywienie tak, że koniec przewodu wlotowego pompy (8) usytuowany jest naprzeciw końca przewodu mieszającego (4) i jest z nim zasadniczo współosiowy.
3. 3. Stabilizator według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że koniec przewodu mieszającego (4) posiada kołnierz (9) rozszerzający się na zewnątrz.
4. 4. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że króciec zasilania pompy (6) rozciąga się do wewnątrz zbiornika (2) w postaci przewodu zasilania pompy (10) i zakrzywia się pod kątem zasadniczo 90° tak, że koniec przewodu zasilania pompy (10), korzystnie ścięty, skierowany jest na podstawę górną zbiornika (2).
5. 5. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że króciec wylotowy (7) rozciąga się do wewnątrz zbiornika (2) w postaci przewodu wylotowego (11) i zakrzywia się pod kątem zasadniczo 90° tak, że koniec przewodu wylotowego (11), korzystnie ścięty, skierowany jest na podstawę górną zbiornika (2) i jest zasadniczo współosiowy względem zbiornika (2).
6. 6. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że w podstawie górnej zbiornika (2) umieszczony jest, korzystnie współosiowo, króciec odpowietrzający (12).
7. 7. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że zbiornik (2) osadzony jest na nogach (13).
8. 8. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. 7, znamienny tym, że w podstawie dolnej zbiornika (2) umieszczony jest, korzystnie współosiowo, króciec spustowy (14).

   PL 228 584 B1
9. 9. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 8, znamienny tym, że na powierzchni bocznej, zasadniczo w połowie wysokości zbiornika (2), umieszczony jest króciec rewizyjny (15).
10. 10. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 9, znamienny tym, że na powierzchni bocznej, powyżej króćca rewizyjnego (15), umieszczony jest króciec termoregulatora (16).
11. 11. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 10, znamienny tym, że na powierzchni bocznej, powyżej króćca termoregulatora (16), umieszczony jest króciec manotermometru (17).
12. 12. Stabilizator według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 11, znamienny tym, że wykonany jest ze stali austenitycznej, korzystnie 316L.
13. 13. Układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej, zawierający stabilizator ciepłej wody użytkowej, wymienniki ciepła (18) oraz pompę cyrkulacji ciepłej wody (19), pompę obiegu wewnętrznego (20), połączone funkcjonalnie ze stabilizatorem ciepłej wody użytkowej, znamienny tym, że stabilizator ciepłej wody użytkowej stanowi stabilizator ciepłej wody użytkowej (1), jak zdefiniowano w którymkolwiek z zastrz. od 1 do 12.
14. 14. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że jest zamknięty w obudowie w kształcie szafy.

    PL 228 584 Β1