201139. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés villamos forróvíztárolók vegyes üzemű működtetésére
1 HU 201139 B 2 A találmány tárgya elrendezés villamos forróvíztárolók vegyes üzemű működtetésére, azaz részben villamos fűtéssel, részben melegvizes fűtési rendszerrel, vagy hőellátó rendszer szekunder fűtési rendszerében keringtetett melegvízfűtéssel való üzemeltetésére. Ismeretes, hogy a kereskedelemben kapható és világszerte a háztartásokban elterjedt villamos fűtésű forróvíztárolók rendeltetésszerűen kizárólag villamos energiával történő melegítéssel üzemelnek. Ismeretes továbbá, hogy a villamos energia a költséges energiaforrásokhoz tartozik, minthogy előállítása az alapenergiahordozókból csak mintegy 30-35 %-os hatásfokkal lehetséges. A szakemberek számára az is ismeretes, hogy a hő termelése, ezen belül a használati melegvízkészítés közvetlenül primer energiahordozókból, tehát pl. szénből, olajból, gázból stb. kb. 70-90 %-os hatásfokkal valósítható meg, míg ugyanezen primer energiahordozókból a villamosenergia-termelés, majd a villamos energia beiktatásával hő-, vagy használati melegvízkészítés a 30 %-os hatásfokot sem éri el. Számos országban a villamosenergia-termelés a csúcsterhelési időszakokban szénhidrogén tüzelőanyagok felhasználását is igényli. A szakemberek számára ismeretes, hogy a jelenlegi prognózisok szerint 2000- -ben is üzemben lesznek szénhidrogén tüzelésű alaperőművek. A felhasználók számára a villamos fűtésű háztartási forró víztároló - a melegvízellátás tekintetében - többségében korlátozott komfortfokozatot jelent, ugyanis a melegvíztároló felfűtése a nap egy meghatározott időszakára - többnyire éjszakai tarifával - korlátozódik, így a forróvíztárolóból kivehető forróvíz mennyisége a tároló űrtartalmával és a felfűtés időtartama alatt bevihető energiával is korlátozva van. A forróvíztárolóban a melegvíz kimerülése után a tároló újbóli felfűtése nem oldható meg tetszés szerinti időszakban, hanem csak az ún. „éjszakai kapcsolóóra” által beállítható napszakban. Igen elterjedten alkalmazott megoldás, hogy a távfűtéses lakásokban a távfűtéssel csak a hőigények fűtési részét elégítik ki, míg a használati melegvízkészítés villamos forróvíztárolókkal történik. Ez megfelelő gazdasági környezetben azzal az előnnyel járt, hogy ezáltal egyszerű és ismert módon megvalósítható volt a használati melegvíz fogyasztás szerinti, villamos úton történő mérése, valamint a nyári, rossz hatásfokú üzemet a távhőrendszeren le lehetett állítani. A villamosenergia-helyzet, az erőművek építési programjának alakulása a forróvíztárolók üzemével kapcsolatban a kialakult üzemviteli körülmények újraértékelését teszi szükségessé, a jelenleginél gazdaságosabb üzemeltetési körülmények, energetikai megtakarítások lehetősége érdekében. A találmány szerinti elrendezéssel célkitűzésünk a villamos fűtésű forróvíztárolók üzemének gazdaságosabbá tétele. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés újdonságát az a felismerés képezi, hogy a kereskedelemben kapható forróvíztárolók a hagyományos villamos fűtés mellett a melegvizes központi, vagy szekunder fűtési rendszerbe való kapcsolással rásegítő üzemmódban ezen központi fűtéses, vagy szekunder fűtéses rendszerről is üzemeltethetők. Az így kialakított forróvíztárolók üzemeltetése a téli fűtési időszakban népgazdasági szinten is jelentős villamosenergia-meg-> takarítást, és ennek következtében alapenergiahordozó megtakarítást is eredményez, de ezen túlmenően a felhasználó számára is olcsóbbá válik a forróvíz előállítása. A találmány szerinti megoldás egyaránt alkalmazható szakaszos üzemű villamos háztartási forróvíztárolók, valamint folyamatos üzemű forróvíztárolók üzemeltetésére. A találmány tárgya elrendezés villamos háztartási forróvíztárolóknak vegyes üzemű működtetésére, azaz részben villamos fűtéssel, részben melegvizes fűtési rendszerrel, vagy forróvizes hőellátó rendszer szekunder fűtési rendszerében keringtetett melegvíz fűtéssel való üzemeltetésére, amelynek villamos fűtőtestje, hidegvíz-csatlakozása, valamint használati melegvíz-kivezetéssel ellátott melegvíz-csatlakozása van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés újdonsága abban van, hogy a forróv íztároló hidegvíz-csatlakozásához kapcsolt hidegvízvezeték és a forróvíztároló melegvíz-csatlakozásához kapcsolt melegvízvezeték közé egy fojtószelepből, vagy egy kétútú szelepből, valamint egy hőcserélő egyik oldalából alkotott soros kapcsolás van beiktatva; továbbá, hogy a hőcserélő másik oldalának csonkjai a fűtési előremenő vezetékhez, ill. a fűtési visszatérő vezetékhez vannak kötve. A találmány szerinti elrendezés legfontosabb előnyei a következők:- Népgazdasági szinten jelentős energiamegtakarítást jelent az egyedi, a központi fűtésű vagy a távhőellátott házakban lévő forróvíztárolóknak a központi hőforrásból való hőellátása, a viszonylag rosszabb hatásfokú 30-35 %-os hatásfokkal jellemezhető villamosenergia-felhasználással szemben.- A találmány a forróvíztároló felhasználója számára is komfortnövekedést biztosít azáltal, hogy az éjszakai kapcsolóórával vezérelt villamos fűtés időszakán kívül is lehetővé teszi a tároló fűtését az egyedi, a központi fűtés vagy szekunder fűtési rendszerből vett energia felhasználásával.- Nyári időszakban, azaz a fűtési szezonon kívül a felhasználó visszaállhat a villamos fűtésű üzemre. A találmány szerinti elrendezés példakénti kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti elrendezés egyik kiviteli alakját szemlélteti, a 2. ábra azon áramlási kört szemlélteti, amikor a forróvíztároló használati melegvíz-kivezetésén igen kevés, vagy nulla melegvízelvétel van, a 3. ábra azon áramlási viszonyokat szemlélteti, amikor a forróvíztároló melegvíz-kivezetésén melegvízelvétel van, a 4. ábra az 1. ábra szerinti elrendezés kiviteli változatát szemlélteti. A találmány szerinti elrendezés egyik kiviteli alakját az 1. ábra mutatja. Az 1 forróvíztároló hagyományos 2 villamos fűtéssel rendelkezik. Az 1 forróvíztároló 4 hidegvíz-csatlakozásához van kötve a 3 hidegvízvezeték. Az 1 forróv íztároló 13 ejtőcsövének kivezetése alkotja a 12 melegvíz-csatlakozást, amelyhez a 8 használati melegvízcsonk csatlakozik a 15 melegvízvezetékhez. Az 1 forróvíztároló 3 hidegvízvezetéke és a 15 melegvízvezeték között helyezkedik el a 10 cirkulációs vezeték, a 11 fojtószelep, az 5 hőcserélő egyik oldala alkotta soros kapcsolás. Az 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
