PL248514B1 - Controlled hot water buffer - Google Patents
Controlled hot water bufferInfo
- Publication number
- PL248514B1 PL248514B1 PL449888A PL44988824A PL248514B1 PL 248514 B1 PL248514 B1 PL 248514B1 PL 449888 A PL449888 A PL 449888A PL 44988824 A PL44988824 A PL 44988824A PL 248514 B1 PL248514 B1 PL 248514B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- water
- chamber
- hot water
- chilled
- partition
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
- F24D11/003—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system combined with solar energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
- F24D11/004—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system with conventional supplementary heat source
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/06—Solid fuel fired boiler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/14—Solar energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/32—Heat sources or energy sources involving multiple heat sources in combination or as alternative heat sources
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
- F24D2220/08—Storage tanks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
- F28D2020/0086—Partitions
- F28D2020/0091—Partitions flexible
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sterowany bufor ciepłej wody składający się z izolowanego termicznie dwukomorowego zbiornika wody (1), w którym znajduje się uszczelniona termoizolacyjna przegroda (2), która dzieli zbiornik wody (1) na komorę pierwszą (A) schłodzonej wody i komorę drugą (B) ciepłej wody. Poza zbiornikiem wody (1) komora pierwsza (A) schłodzonej wody połączona jest z komorą drugą (B) ciepłej wody poprzez pompę obiegową (3) i podgrzewacz wody (4). Do komory pierwszej (A) schłodzonej wody podłączona jest rura doprowadzająca wodę, a do komory drugiej (B) ciepłej wody przez rurę odprowadzającą wodę podłączona jest pompa odprowadzająca (5). W rurze doprowadzającej wodę do komory pierwszej (A) schłodzonej wody i w rurze odprowadzającej wodę z komory drugiej (B) ciepłej wody umieszczone są czujniki temperatury (6.1, 6.2), które wraz z pompą obiegową (3) i pompą odprowadzającą (5) połączone są ze sterownikiem (7). Charakteryzuje się on tym, że przegrodą (2) jest rura harmonijkowa, która w zbiorniku wody (1) pierwszym końcem zamocowana jest do jednej z podstaw albo do jednej ze ścian bocznych, zaś jej drugi koniec jest zaślepiony. Pompa odprowadzająca (5) połączona jest poprzez wymiennik ciepła (8) i rurę doprowadzającą wodę z komorą pierwszą (A) schłodzonej wody. Wymiennik ciepła (8) połączony jest z pompą czynnika odbierającego ciepło (9), która połączona jest ze sterownikiem (7).The subject of the application is a controlled hot water buffer consisting of a thermally insulated two-chamber water tank (1), in which there is a sealed thermally insulating partition (2) dividing the water tank (1) into a first chilled water chamber (A) and a second hot water chamber (B). Outside the water tank (1), the first chilled water chamber (A) is connected to the second hot water chamber (B) via a circulating pump (3) and a water heater (4). A water supply pipe is connected to the first chilled water chamber (A), and a discharge pump (5) is connected to the second hot water chamber (B) via a discharge pipe. Temperature sensors (6.1, 6.2) are located in the pipe supplying water to the first chilled water chamber (A) and in the pipe draining water from the second hot water chamber (B), which, together with the circulating pump (3) and the discharge pump (5), are connected to a controller (7). It is characterized by the partition (2) being a concertina tube, the first end of which is attached to one of the bases or one of the side walls in the water tank (1), while its second end is plugged. The discharge pump (5) is connected via a heat exchanger (8) and a water supply pipe to the first chilled water chamber (A). The heat exchanger (8) is connected to a heat transfer pump (9), which is connected to a controller (7).
Description
Przedmiotem wynalazku jest sterowany bufor ciepłej wody, zwłaszcza z podgrzewaniem wody przez odnawialne źródła energii.The subject of the invention is a controlled hot water buffer, especially with water heating by renewable energy sources.
Dotychczas znane są różne rozwiązania urządzeń do magazynowania ciepła oraz różne warianty układów generujących i akumulujących ciepło.So far, various solutions for heat storage devices and various variants of heat generating and accumulating systems are known.
W opisie zgłoszenia wzoru użytkowego CN211204445U przedstawiony jest zbiornik na ciepłą wodę wyposażony w ruchomą względem ścian bocznych płytę przegrodową rozdzielającą zbiornik na dwie komory z ciepłą wodą o zróżnicowanej temperaturze. W środku zbiornika zamocowany jest pręt pozycjonujący płytę przegrodową, na którym płyta ta może się swobodnie przesuwać w zależności od ilości zimnej wody doprowadzanej i podgrzewanej w każdej z tych komór zbiornika.The description of utility model application CN211204445U depicts a hot water tank equipped with a partition plate movable relative to the side walls, separating the tank into two compartments with hot water at different temperatures. A rod positioning the partition plate is mounted inside the tank, on which the plate can move freely depending on the amount of cold water supplied and heated in each of these compartments.
Elektryczny podgrzewacz wody składający się między innymi z cylindrycznego zbiornika z rurą grzewczą oraz z przegrodą przesuwaną na centralnie zamocowanym gwintowanym pręcie, który napędzany jest silnikiem umieszczonym na zewnątrz zbiornika ujawniony jest w opisie zgłoszenia wzoru użytkowego CN212902000U. Budowa podgrzewacza umożliwia też skuteczne usuwanie kamienia.An electric water heater consisting of, among other things, a cylindrical tank with a heating tube and a sliding partition mounted on a centrally mounted threaded rod, which is driven by a motor located outside the tank, is disclosed in the description of utility model application CN212902000U. The heater's design also enables effective descaling.
Zintegrowany podgrzewacz elektryczny z warstwowym zbiornikiem wody do magazynowania ciepła zaprezentowany jest w opisie zgłoszenia wzoru użytkowego CN209101544U. Głównymi komponentami są zbiornik wody do magazynowania ciepła, elektryczny podgrzewacz i układ sterowania. Wewnątrz zbiornika wody umieszczona jest płyta rozdzielająca wodę gorącą od wody mieszanej o niższej temperaturze oraz płyta rozdzielająca wodę zimną od wody mieszanej. Płyty te wyposażone są odpowiednio w dyfuzor ciepłego i dyfuzor zimnego medium. Warstwa wody o niskiej temperaturze na skutek większej gęstości znajduje się przy dnie zbiornika wody, a warstwa wody o wysokiej temperaturze znajduje się w górnej części zbiornika wody. Dzięki przedziałowej konstrukcji podgrzewacza nie musi być podgrzewana cała woda w zbiorniku, aby korzystać z ciepłej wody. Po włączeniu prawie natychmiastowo dostępna jest ciepła woda do użytkowania.An integrated electric water heater with a layered water tank for heat storage is presented in the description of utility model application CN209101544U. The main components are a water tank for heat storage, an electric heater, and a control system. Inside the water tank is a plate that separates hot water from mixed water at a lower temperature, and a plate that separates cold water from mixed water. These plates are equipped with a hot and cold media diffuser, respectively. Due to its higher density, the low-temperature water layer is located at the bottom of the water tank, while the high-temperature water layer is located at the top of the water tank. Thanks to the heater's compartmentalized design, the entire water tank does not need to be heated to provide hot water. After switching on, hot water is available for use almost immediately.
W opisie zgłoszenia wzoru użytkowego CN209978388U przedstawiony jest zbiornik do magazynowania ciepłej wody. Charakteryzuje się on tym, że wewnątrz cylindrycznego zbiornika znajduje się ruchoma izolacyjna przegroda przesuwana za pomocą śruby pociągowej napędzanej silnikiem, który znajduje się poza zbiornikiem wody. Ciepła woda jest gromadzona w części nad przegrodą, a zimna woda w części pod przegrodą. Obydwie te części zbiornika połączone są rurą wody obiegowej. Zimną wodę doprowadza się od dołu, a ciepłą wodę odprowadza się od góry zbiornika. Na podstawie mierzonej temperatury tych wód sterownik za pomocą silnika zmienia położenie przegrody w zbiorniku, co jednocześnie zmienia objętość gromadzonej ciepłej wody. Zapobiega się też mieszaniu zimnej i ciepłej wody w zbiorniku.The description of utility model application CN209978388U describes a tank for storing hot water. It is characterized by a cylindrical tank containing a movable insulating partition, moved by a lead screw driven by a motor located outside the tank. Hot water is collected in the section above the partition, and cold water in the section below it. Both sections of the tank are connected by a circulating water pipe. Cold water is supplied from the bottom, and hot water is discharged from the top of the tank. Based on the measured temperature of these waters, a controller uses a motor to change the position of the partition in the tank, which simultaneously changes the volume of stored hot water. This also prevents mixing of cold and hot water in the tank.
Opis zgłoszenia patentowego US5898818A ujawnia magazyn energii cieplnej zawierający m.in. izolowany termicznie dwukomorowy zbiornik wody, w którym znajduje się uszczelniona przegroda, która dzieli zbiornik wody na komorę pierwszą schłodzonej wody i komorę drugą ciepłej wody, natomiast poza zbiornikiem wody komora pierwsza schłodzonej wody połączona jest z komorą drugą ciepłej wody poprzez zawór, przy czym przegrodą jest rura harmonijkowa, która w zbiorniku wody pierwszym końcem zamocowana jest do jednej z podstaw, zaś jej drugi koniec jest zaślepiony.The description of the patent application US5898818A discloses a thermal energy storage device comprising, among other things, a thermally insulated two-chamber water tank, in which there is a sealed partition dividing the water tank into a first chilled water chamber and a second hot water chamber, while outside the water tank, the first chilled water chamber is connected to the second hot water chamber via a valve, wherein the partition is a concertina tube, the first end of which in the water tank is attached to one of the bases, while its second end is plugged.
Opis zgłoszenia patentowego CN105758029A ujawnia magazyn energii cieplnej zawierający m.in. izolowany termicznie dwukomorowy zbiornik wody, w którym znajduje się uszczelniona termoizolacyjna przegroda, która dzieli zbiornik wody na komorę pierwszą schłodzonej wody i komorę drugą ciepłej wody, natomiast poza zbiornikiem wody komora pierwsza schłodzonej wody połączona jest z komorą drugą ciepłej wody poprzez pompę obiegową, przy czym przegrodą jest rura harmonijkowa, która w zbiorniku wody pierwszym końcem zamocowana jest do jednej ze ścian bocznych, zaś jej drugi koniec jest zaślepiony.The description of the patent application CN105758029A discloses a thermal energy storage device containing, among other things, a thermally insulated two-chamber water tank, in which there is a sealed thermally insulating partition dividing the water tank into a first chilled water chamber and a second hot water chamber, while outside the water tank, the first chilled water chamber is connected to the second hot water chamber via a circulation pump, wherein the partition is a concertina tube, the first end of which in the water tank is attached to one of the side walls, while its second end is plugged.
Dotychczasowe konstrukcje magazynów ciepła nie zawsze mogą być w efektywny sposób wykorzystywane. W systemach ciepłowniczych lub chłodniczych problemem jest energooszczędne zintegrowanie wszystkich współpracujących elementów, w tym szczególnie służących do przechowywania energii cieplnej.Existing heat storage designs cannot always be used efficiently. In heating or cooling systems, the challenge is energy-efficient integration of all interacting components, particularly those used to store thermal energy.
Celem wynalazku jest ekonomicznie i ekologicznie korzystne magazynowanie energii cieplnej.The aim of the invention is to store thermal energy in an economically and ecologically advantageous manner.
Przedmiotem wynalazku jest sterowany bufor ciepłej wody posiadający izolowany termicznie dwukomorowy zbiornik wody, w którym znajduje się uszczelniona termoizolacyjna przegroda w postaci rury harmonijkowej. Rura ta w zbiorniku wody pierwszym końcem zamocowana jest do jednej z podstaw albo do jednej ze ścian bocznych. Jej drugi koniec jest zaślepiony. Przegroda dzieli zbiornik wody na komorę pierwszą schłodzonej wody i komorę drugą ciepłej wody. Komora pierwsza schłodzonej wody połączona jest z komorą drugą ciepłej wody poprzez pompę obiegową.The invention concerns a controlled hot water buffer with a thermally insulated two-chamber water tank, which contains a sealed, thermally insulating partition in the form of a concertina tube. The tube is attached at its first end to one of the bases or to one of the side walls of the water tank. Its other end is plugged. The partition divides the water tank into a first chilled water chamber and a second hot water chamber. The first chilled water chamber is connected to the second hot water chamber via a circulating pump.
Istotą wynalazku jest to, że komora pierwsza schłodzonej wody połączona jest z komorą drugą ciepłej wody poprzez podgrzewacz wody. Do komory pierwszej schłodzonej wody podłączona jest rura doprowadzająca wodę. Do komory drugiej ciepłej wody przez rurę odprowadzającą wodę podłączona jest pompa odprowadzająca. W rurze doprowadzającej wodę do komory pierwszej schłodzonej wody i w rurze odprowadzającej wodę z komory drugiej ciepłej wody umieszczone są czujniki tem peratury, które wraz z pompą obiegową i pompą odprowadzającą połączone są ze sterownikiem. Pompa odprowadzająca połączona jest poprzez wymiennik ciepła i rurę doprowadzającą wodę z komorą pierwszą schłodzonej wody. Wymiennik ciepła połączony jest z pompą czynnika odbierającego ciepło, która połączona jest ze sterownikiem. W przegrodzie umieszczony jest czujnik położenia przegrody, który połączony jest ze sterownikiem.The essence of the invention is that the first chilled water chamber is connected to the second hot water chamber via a water heater. A water supply pipe is connected to the first chilled water chamber. A drain pump is connected to the second hot water chamber via a drain pipe. Temperature sensors are located in the pipe supplying water to the first chilled water chamber and in the pipe draining water from the second hot water chamber. These, along with the circulation pump and drain pump, are connected to a controller. The drain pump is connected to the first chilled water chamber via a heat exchanger and the water supply pipe. The heat exchanger is connected to a heat transfer pump, which is connected to the controller. A position sensor for the partition is located in the partition, which is connected to the controller.
Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że zapewnione są stabilne dostawy energii cieplnej. Magazynowane ciepło może być używane do równoważenia szczytowych obciążeń w sieci energetycznej.A beneficial effect of the invention is that it ensures a stable supply of thermal energy. The stored heat can be used to balance peak loads in the power grid.
Sterowany bufor ciepłej wody w przykładach wykonania przedstawiony jest na schematycznym rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:The controlled hot water buffer in the embodiment examples is presented in a schematic drawing, where the individual figures represent:
Fig. 1 - sterowany bufor ciepłej wody w pierwszym przykładzie wykonania,Fig. 1 - controlled hot water buffer in the first embodiment,
Fig. 2 - sterowany bufor ciepłej wody w drugim przykładzie wykonania.Fig. 2 - controlled hot water buffer in the second embodiment.
Sterowany bufor ciepłej wody w przykładach wykonania zastosowany jest w systemie grzewczym szpitala do przechowywan ia ciepłej wody, której energia wykorzystywana jest do ogrzewania pomieszczeń szpitalnych lub podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Do podgrzewania wody używana jest energia słoneczna i uzupełniająco inne źródła energii. Sterowany bufor ciepłej wody w pierwszym przykładzie wykonania składa się z izolowanego termicznie dwukomorowego zbiornika wody 1 w kształcie pionowo ustawionego walca. Zbiornik wody 1 o pojemności 1000 I wykonany jest z emaliowanej stali węglowej pokrytej od wewnątrz powłoką antykorozyjną. Na zewnątrz znajduje się warstwa izolacji termicznej wykonanej z wełny mineralnej i styropianu. Wewnątrz zbiornika wody 1, do krawędzi górnej jego podstawy, zamocowana jest uszczelniona względem tej podstawy silikonem termoizolacyjna przegroda 2. Jest nią wykonana z elastomeru PTE rura harmonijkowa o cylindrycznym kształcie, której koniec nie zamocowany do górnej podstawy zbiornika wody 1 jest zaślepiony. Rura ta może być rozciągana i składana i tworzą ją połączone takie same okrągłe segmenty ułożone symetrycznie wokół osi zbiornika wody 1. Przegroda 2 dzieli zbiornik wody 1 na komorę pierwszą A schłodzonej wody i komorę drugą B ciepłej wody. Poza zbiornikiem wody 1 komora pierwsza A schłodzonej wody połączona jest przez króciec zamontowany w jej spodniej części z pompą obiegową 3, a ta z podgrzewaczem wody 4, który z kolei połączony jest z komorą drugą B ciepłej wody przez króciec zamontowany od góry tej komory. Podgrzewaczem wody 4 jest układ grzejny zawierający panele słoneczne, który dodatkowo dla zabezpieczenia ciągłości pracy wyposażony jest w kocioł na paliwo stałe. Do pompy obiegowej 3 podłączony jest także króciec uzupełniającej wody. Do górnej części komory drugiej B ciepłej wody przez rurę odprowadzającą wodę podłączona jest cyrkulacyjna pompa odprowadzająca 5. Pompa odprowadzająca 5, do której podłączony jest króciec nadmiarowej wody połączona jest poprzez wymiennik ciepła 8 z rurą doprowadzającą wodę zamontowaną w dolnej części komory pierwszej A schłodzonej wody. Jako wymiennik ciepła 8 zastosowany jest wymiennik płaszczowo-rurowy. Wymiennik ciepła 8 połączony jest z pompą czynnika odbierającego ciepło 9 i dalej z systemem ogrzewania lub z instalacją CWU. Czynnikiem odbierającym ciepło jest uzdatniona woda. Pompa obiegowa 3, pompa odprowadzająca 5 i pompa czynnika odbierającego ciepło 9 połączone są z termostatycznym sterownikiem 7. Do sterownika 7 podłączony jest czujnik położenia 10 przegrody 2 w zbiorniku wody 1 w postaci czujnika indukcyjnego LVDT, który umieszczony jest w środkowej części przeg rody 2. Do sterownika 7 podłączone są także dwa czujniki temperatury 6.1 i 6.2, przy czym czujnik temperatury 6.1 umieszczony jest w rurze doprowadzającej wodę do komory pierwszej A schłodzonej wody, a czujnik temperatury 6.2 znajduje się w rurze odprowadzającej wodę z komory drugiej B ciepłej wody. Jako czujniki temperatury 6.1,6.2 użyte są termistory NTC.In the embodiments, the controlled hot water buffer is used in a hospital heating system to store hot water, the energy of which is used to heat hospital rooms or heat domestic hot water. Solar energy and other energy sources are used to heat the water. In the first embodiment, the controlled hot water buffer consists of a thermally insulated, two-chamber water tank 1 in the shape of a vertical cylinder. The water tank 1, with a capacity of 1000 L, is made of enameled carbon steel with an anti-corrosion coating on the inside. The outside is a thermal insulation layer made of mineral wool and polystyrene. Inside the water tank 1, a thermally insulating partition 2, sealed with silicone, is attached to the upper edge of its base. This partition is a cylindrical, pleated tube made of PTE elastomer, the end of which is not attached to the upper base of the water tank 1 is plugged. This pipe can be extended and folded and is formed by connected identical circular segments arranged symmetrically around the axis of water tank 1. Partition 2 divides water tank 1 into a first chamber A for chilled water and a second chamber B for hot water. Besides water tank 1, the first chamber A for chilled water is connected to a circulating pump 3 via a connector mounted at its bottom, which in turn is connected to a water heater 4, which in turn is connected to the second chamber B for hot water via a connector mounted at the top of this chamber. Water heater 4 is a heating system containing solar panels, which is additionally equipped with a solid fuel boiler to ensure continuous operation. A make-up water connector is also connected to the circulating pump 3. A circulation drainage pump 5 is connected to the upper part of the second hot water chamber B via a drainage pipe. The drainage pump 5, to which the excess water connector is connected, is connected via a heat exchanger 8 to the water supply pipe mounted in the lower part of the first chilled water chamber A. A shell-and-tube heat exchanger is used as the heat exchanger 8. Heat exchanger 8 is connected to a heat transfer pump 9 and then to the heating system or DHW system. The heat transfer medium is treated water. The circulation pump 3, the discharge pump 5, and the heat transfer medium pump 9 are connected to the thermostatic controller 7. The position sensor 10 of the partition 2 in the water tank 1 is connected to the controller 7, in the form of an LVDT inductive sensor, which is located in the central part of the partition 2. Two temperature sensors 6.1 and 6.2 are also connected to the controller 7, with the temperature sensor 6.1 being located in the pipe supplying water to the first chilled water chamber A, and the temperature sensor 6.2 being located in the pipe draining water from the second hot water chamber B. NTC thermistors are used as temperature sensors 6.1, 6.2.
Sterowany bufor ciepłej wody w drugim przykładzie wykonania posiada analogiczną budowę jak w pierwszym przykładzie wykonania z tym, że izolowany termicznie dwukomorowy zbiornik wody 1 ma kształt poziomo ustawionego walca, a przegroda 2 zamocowana jest do krawędzi podstawy, do której doprowadzana jest podgrzewana woda.The controlled hot water buffer in the second embodiment has a structure similar to that in the first embodiment, except that the thermally insulated two-chamber water tank 1 has the shape of a horizontally positioned cylinder, and the partition 2 is attached to the edge of the base to which heated water is supplied.
Działanie sterowanego buforu ciepłej wody według wynalazku przedstawionego w przykładach wykonania polega na tym, że z komory pierwszej A schłodzonej wody przetłacza się wodę za pomocą pompy obiegowej 3 do podgrzewacza wody 4. Tu podgrzewa się ją do odpowiedniej temperatury zależnej od potrzeb i rodzaju aktualnie podłączonego generatora ciepła. Podgrzaną wodę magazynuje się w komorze drugiej B ciepłej wody. Z tej komory rurą odprowadzającą wodę i pompą odprowadzającą 5 dostarcza się ciepłą wodę do wymiennika ciepła 8. W wymienniku ciepła 8 przekazywane jest ciepło z wody do czynnika odbierającego ciepło i za pomocą pompy czynnika odbierającego ciepło 9 jest ono w zależności od potrzeb tłoczone i wykorzystywane do ogrzewania pomieszczeń szpitalnych lub w instalacji CWU. Schłodzona w wymienniku ciepła 8 woda jest rurą doprowadzającą wodę kierowana do komory pierwszej A schłodzonej wody. Rozciąganie albo składanie przegrody 2 wzdłuż osi zbiornika wody 1 pod wpływem zmian działającego na nią ciśnienia wody zmienia w odwrotnej zależności pojemność komory pierwszej A schłodzonej wody i komory drugiej B ciepłej wody. Przy sterowaniu buforem ciepłej wody wykorzystywany jest układ do śledzenia położenia przegrody 2, który nadzoruje bilans wody w komorach zbiornika wody 1 oraz do monitorowania temperatury doprowadzanej i odprowadzanej wody. Za pomocą czujnika położenia 10 przegrody 2 uzyskuje się informację o przemieszczeniach środkowej części przegrody 2, a tym samym o zmianie ilości zmagazynowanej ciepłej wody w komorze drugiej B ciepłej wody. Za pomocą czujników temperatury 6.1 i 6.2 mierzy się odpowiednio temperaturę wody doprowadzanej do komory pierwszej A schłodzonej wody i temperaturę odprowadzanej wody z komory drugiej B ciepłej wody. Dane te w czasie rzeczywistym przesyła się do sterownika 7, który zarządza pracą pompy obiegowej 3, pompy odprowadzającej 5 i pompy czynnika odbierającego ciepło 9. Bilans wody w komorach zbiornika wody 1 kontroluje się także poprzez doprowadzanie uzupełniającej wody oraz odprowadzanie nadmiarowej wody.The operation of the controlled hot water buffer according to the invention presented in the embodiment examples consists in pumping water from the first chilled water chamber A via a circulation pump 3 to the water heater 4. Here, it is heated to the appropriate temperature depending on the needs and the type of heat generator currently connected. The heated water is stored in the second hot water chamber B. From this chamber, a water discharge pipe and discharge pump 5 supply hot water to the heat exchanger 8. In the heat exchanger 8, heat is transferred from the water to the heat receiving medium, and using the heat receiving medium pump 9, it is pumped as needed and used for heating hospital rooms or in the domestic hot water system. The water cooled in the heat exchanger 8 serves as a supply pipe directed to the first chilled water chamber A. Stretching or folding the partition 2 along the axis of the water tank 1 due to changes in the water pressure acting on it changes the capacity of the first chilled water chamber A and the second hot water chamber B inversely. The hot water buffer is controlled by a system that monitors the position of partition 2, which monitors the water balance in the chambers of water tank 1 and monitors the temperature of the incoming and outgoing water. The position sensor 10 of partition 2 provides information on the movements of the central part of partition 2, and thus on changes in the amount of stored hot water in the second hot water chamber B. Temperature sensors 6.1 and 6.2 measure the temperature of the water supplied to the first chilled water chamber A and the temperature of the water discharged from the second hot water chamber B, respectively. This data is transmitted in real time to controller 7, which manages the operation of circulation pump 3, discharge pump 5, and heat transfer pump 9. The water balance in the chambers of water tank 1 is also monitored by supplying supplementary water and discharging excess water.
Sterowany bufor ciepłej wody efektywnie przechowuje ciepłą wodę zapewniając niskie koszty i komfort użytkowania systemu grzewczego szpitala.The controlled hot water buffer efficiently stores hot water, ensuring low costs and comfortable use of the hospital heating system.
Wykaz oznaczeńList of markings
- zbiornik wody- water tank
A - komora pierwsza schłodzonej wodyA - first chilled water chamber
B - komora druga ciepłej wodyB - second hot water chamber
- przegroda- partition
- pompa obiegowa- circulation pump
- podgrzewacz wody- water heater
- pompa odprowadzająca .1,6.2 - czujnik temperatury- discharge pump .1,6.2 - temperature sensor
- sterownik- driver
- wymiennik ciepła- heat exchanger
- pompa czynnika odbierającego ciepło- heat transfer medium pump
- czujnik położenia- position sensor
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL449888A PL248514B1 (en) | 2024-09-25 | 2024-09-25 | Controlled hot water buffer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL449888A PL248514B1 (en) | 2024-09-25 | 2024-09-25 | Controlled hot water buffer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL449888A1 PL449888A1 (en) | 2025-03-31 |
| PL248514B1 true PL248514B1 (en) | 2025-12-22 |
Family
ID=95154126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL449888A PL248514B1 (en) | 2024-09-25 | 2024-09-25 | Controlled hot water buffer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL248514B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5898818A (en) * | 1997-09-09 | 1999-04-27 | Chen; Chun-Liang | Water feed system at constant temperature keeping the hot water from mixing with the cold water fed during use of the hot water in a single tank |
| CN105758029A (en) * | 2014-12-15 | 2016-07-13 | 张仕霖 | An intelligent constant temperature solar water heating system |
| PL435983A1 (en) * | 2020-11-16 | 2022-05-23 | Jan Joński | Liquid buffer with a movable, thermally insulated partition for storing thermal energy |
-
2024
- 2024-09-25 PL PL449888A patent/PL248514B1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5898818A (en) * | 1997-09-09 | 1999-04-27 | Chen; Chun-Liang | Water feed system at constant temperature keeping the hot water from mixing with the cold water fed during use of the hot water in a single tank |
| CN105758029A (en) * | 2014-12-15 | 2016-07-13 | 张仕霖 | An intelligent constant temperature solar water heating system |
| PL435983A1 (en) * | 2020-11-16 | 2022-05-23 | Jan Joński | Liquid buffer with a movable, thermally insulated partition for storing thermal energy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL449888A1 (en) | 2025-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mousa et al. | Using PCM as energy storage material in water tanks: Theoretical and experimental investigation | |
| TR201901940T4 (en) | Air conditioner with at least one heat pipe, in particular a water heater. | |
| RU2013116889A (en) | HOUSEHOLD SYSTEM WITH NUMEROUS PELLIER SYSTEMS | |
| KR20160035904A (en) | Accumulated type boiler | |
| CN110657697B (en) | A kind of valley electricity energy storage device and using method thereof | |
| ES2568758T3 (en) | Hot water producer appliance | |
| KR20160035905A (en) | Thermal storage tank using phase change material | |
| KR101406589B1 (en) | Boiler by solar with heat tanks | |
| JP3977382B2 (en) | Hot water storage water heater | |
| PL248514B1 (en) | Controlled hot water buffer | |
| KR101109115B1 (en) | Regenerative boiler using dual corrugated container filled with phase change material | |
| PL248515B1 (en) | Controlled thermal energy storage | |
| KR200269038Y1 (en) | An electric boiler using heat transfer oil | |
| CN103225929A (en) | One-machine and multi-functional energy center of heat pump | |
| PL248521B1 (en) | Hot water tank with controlled water circulation | |
| PL248520B1 (en) | Heat storage tank with closed water circuit | |
| PL248518B1 (en) | Hot water buffer | |
| PL248519B1 (en) | Controlled device for storing hot water | |
| PL247942B1 (en) | Hot water tank | |
| CN215523507U (en) | Heat storage electric boiler | |
| CZ2015625A3 (en) | Equipment for heating water | |
| US20250237392A1 (en) | Solar thermal combined heating, cooling, and power system and associated control methods | |
| RU2834139C1 (en) | Accumulating type heat exchange device with accumulating effect | |
| WO2020022936A1 (en) | Heat energy storage device with regulated heat output at a constant temperature | |
| JP2011075253A (en) | Storage type hot water supply apparatus |