NL2008225C2 - Verwarmingsinrichting. - Google Patents

Description

Verwarmingsinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwarmen van een stromend medium, zoals water, 5 omvattende een verwarmingsmodule en een daarmee verbonden warmtewisselaar, die althans ten dele omgeven zijn door een isolatiemateriaal. Een dergelijke verwarmingsinrichting is algemeen bekend, bijvoorbeeld in de vorm van een zogeheten centrale verwarmingsketel. Een dergelijke CV-ketel wordt 10 door aanvraagster in verschillende varianten op de markt gebracht onder de namen Kompakt HRE en Prestige HR.

In een CV-ketel wordt water verhit dat vervolgens via leidingen naar radiatoren in een ruimte wordt vervoerd om die ruimte te verwarmen. Voor het verhitten van het water 15 omvat de verwarmingsmodule in het algemeen een gasbrander.

In een zogeheten combiketel wordt naast verwarmingswater ook tapwater verhit. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een warmtewisselaar, zodat de warmte van de gasbrander via een van de media kan worden overgedragen op het andere medium, 20 zonder dat de vloeistofstromen rechtstreeks met elkaar in contact komen.

Onder een "verwarmingsinrichting" wordt in de onderhavige aanvrage elk toestel verstaan dat geschikt is om een medium te verhitten dat gebruikt wordt voor het 25 verwarmen van een ruimte of dat geschikt is om tapwater te verwarmen. Naast centrale verwarmingsketels - zowel combiketels als soloketels - vallen hier dus ook warmwatertoestellen voor tapwater onder.

Verwarmingsinrichtingen van de hiervoor beschreven soort 30 moeten aan steeds hogere eisen voldoen met betrekking tot het daarmee te behalen rendement. Dit hangt samen met het verlangen om gebouwen, en met name woningen steeds energiezuiniger uit te voeren. Om de energiezuinigheid van een gebouw aan te duiden wordt gebruik gemaakt van een index, de zogeheten Energie Prestatie Coëfficiënt (EPC).

2

Voor deze EPC is een maximale waarde voorgeschreven, die steeds verder verlaagd wordt. Zo gold in Nederland voor een 5 woning bouw sinds 2006 een maximale EPC van 0,8, terwijl deze vanaf 2011 nog slechts 0,6 mag bedragen. De verwachting is dat vanaf 2015 de norm voor de EPC zelfs op 0,4 zal worden gesteld. De Energie Prestatie Coëfficiënt van een woning wordt berekend op basis van het gebouwgebonden 10 energiegebruik. Daaronder wordt verstaan de energie die nodig is voor het verwarmen of koelen van het binnenklimaat, het warme tapwater en de verlichting. Derhalve is het rendement van de verwarmingsketel van groot belang voor de hoogte van de Energie Prestatie Coëfficiënt, met name in het 15 geval van een combiketel.

Voor de berekening van de EPC wordt het energieverbruik over een gebruikscyclus van 24 uur in beschouwing genomen. Voor een verwarmingsketel spelen dan de stilstandverliezen een belangrijke rol.

20 De uitvinding heeft nu tot doel een verwarmingsinrichting van de hiervoor beschreven soort te verschaffen, die een hoog energetisch rendement heeft en derhalve een gunstige invloed heeft op de EPC van een woning waarin deze wordt toegepast.

25 Dit wordt volgens de uitvinding bij een dergelijke verwarmingsinrichting bereikt, doordat het isolatiemateriaal een vacuüm verpakt kernmateriaal omvat. Een dergelijk vacuüm verpakt kernmateriaal heeft een warmtegeleidingscoëfficiënt die veel lager is dan bij conventionele isolatiematerialen, 30 en niet meer dan 0,005 W/mK bedraagt. Daardoor kan een veel dunnere laag materiaal worden toegepast om eenzelfde isolatie te bereiken. In de praktijk hoeft de dikte van de laag vacuüm verpakt kernmateriaal maar ongeveer een achtste 3 te bedragen van de dikte van een laag conventioneel isolatiemateriaal met dezelfde isolerende eigenschappen. Hierdoor kan het als isolatiemateriaal toegepaste vacuüm verpakte kernmateriaal veel lichter zijn dan conventionele 5 isolatiematerialen, waardoor het ook eenvoudiger te verwerken is. Bovendien bevat het vacuüm verpakte kernmateriaal geen vezels, dit in tegenstelling tot veel conventionele isolatiematerialen. Dit is van belang met het oog op de ARBO-wetgeving.

10 Wanneer de verwarmingsmodule en de warmtewisselaar opgenomen zijn in een behuizing met een aantal wanden, is het vacuüm verpakte kernmateriaal bij voorkeur aangebracht tussen ten minste één van de wanden en de verwarmingsmodule en/of de warmtewisselaar.

15 Een constructief eenvoudige uitvoering van de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding wordt dan verkregen, wanneer het vacuüm verpakte kernmateriaal als paneel is uitgevoerd, en langs ten minste één van de wanden een dergelijk vacuümpaneel is aangebracht.

20 Bij voorkeur is het vacuümpaneel langs een in hoofdzaak gesloten wand van de behuizing aangebracht. Zo behoeft het paneel niet onderbroken te worden voor de doorvoer van leidingen en dergelijke, waardoor dit relatief eenvoudig als doorlopend geheel te vervaardigen is.

25 Teneinde oververhitting van het vacuüm verpakte kernmateriaal te voorkomen, verdient het de voorkeur dat dit materiaal op afstand van de verwarmingsmodule en/of de warmtewisselaar is aangebracht.

Dit kan op constructief eenvoudige wijze worden 30 bereikt, wanneer de verwarmingsinrichting is voorzien van ten minste één tussen de verwarmingsmodule en/of de warmtewisselaar enerzijds en het ten minste ene vacuümpaneel anderzijds aangebrachte afstandhouder.

4

Wanneer het ten minste ene vacuümpaneel een het kernmateriaal omgevende reflecterende folie omvat, verdient het de voorkeur dat de ten minste ene afstandhouder in hoofdzaak voor straling doorlaatbaar is. De warmtestraling 5 die afkomstig is van de verwarmingsmodule en/of de warmtewisselaar kan dan door de folie worden gereflecteerd, zonder dat de afstandhouder(s) daarbij een belemmering vormt/vormen.

Dit effect kan met eenvoudige middelen worden 10 bereikt, wanneer de ten minste ene afstandhouder een plaat met een aantal openingen omvat.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een voorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening, waarin: 15 Figuur 1 een perspectivisch aanzicht met uiteengenomen delen is van een gedeelte van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding, en

Figuur 2 een doorsnede is door het vacuümpaneel volgens de lijn II-II in figuur 1.

20 In figuur 1 is een deel van een behuizing 1 van de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding getoond, dat bestaat uit een achterwand 2 en 2 zijwanden 3. Tezamen met een hier niet getoonde voorwand, bovenwand en onderwand wordt een gesloten kast gevormd, waarin onderdelen van de 25 verwarmingsinrichting zijn opgenomen. Om redenen van duidelijkheid is hier slechts de warmtewisselaar 11 getoond, maar uiteraard worden inde kast ook een verwarmingsmodule, een besturingseenheid en alle benodigde leidingen opgenomen.

Teneinde het energetisch rendement van de 30 verwarmingsinrichting te verhogen is volgens de uitvinding een isolerend paneel 4 tegen de achterwand 2 aangebracht.

Dit isolerend paneel 4 omvat een kernmateriaal 12, dat omgeven wordt door een folie 13 die in een naad 14 tot een 5 gas- en waterdampdichte verpakking is samengevoegd. De inhoud van deze verpakking is vacuüm getrokken, waardoor de warmtegeleiding van het kernmateriaal 12 sterk is verlaagd, en dus de isolerende werking sterk vergroot. Het 5 kernmateriaal 12 kan overigens gevormd worden door een geperst poeder, dat in hoofdzaak bestaat uit microporeus kiezelzuur. Ook kunnen versluieringsmiddelen aanwezig zijn voor het minimaliseren van de infraroodstraling, alsmede cellulosevezels voor het verbeteren van de mechanische 10 stabiliteit. De kunststoffolie 13 is in het getoonde voorbeeld een reflecterende folie. Doordat het vacuümverpakte kernmateriaal 12 zo goed isoleert, kan het paneel 4 een geringe dikte vertonen, van hooguit enkele tientallen millimeters. In de praktijk kan waarschijnlijk 15 volstaan worden met een paneel met een dikte in de orde van een centimeter.

Om beschadiging van het isolerend vacuümpaneel 4 als gevolg van oververhitting te voorkomen, is in het getoonde voorbeeld een afstandhouder 5 aangebracht tussen de 20 warmtewisselaar 11 en het paneel 4. In deze afstandhouder 5 heeft de gedaante van een plaat 6, waarin een aantal relatief grote openingen 7 zijn gevormd, zodat de afstandhouder geen belemmering vormt voor de warmtestraling die afkomstig is van de warmtewisselaar 11, en die door de 25 reflecterende folie 13 van het paneel 4 wordt weerkaatst. De plaat 6 zich de afstandhouder 5 vormt kan een aanzienlijk grotere dikte vertonen dan het vacuümpaneel 4; de dikte van de plaat 6 kan drie tot acht keer zo dik zijn als het paneel 4. In het getoonde voorbeeld is de afstandhouder 5 ongeveer 30 vijf maal zo dik als het paneel 4.

De warmtewisselaar 11 wordt aan de achterwand 2 bevestigd door middel van bouten 9 die op de achterwand zijn aangebracht, en die door ogen 10 aan de rand van de 6 warmtewisselaar 11 steken. In de afstandhouder 5 zijn eveneens openingen 8 gevormd, waar de bouten 9 doorheen steken. Teneinde te voorkomen dat in het vacuümpaneel 4 openingen gevormd zouden moeten worden, waardoor de opbouw 5 van het paneel aanzienlijk bemoeilijkt zou worden, zijn de afmetingen van het vacuümpaneel 4 zo gekozen, dat dit binnen de bouten 9 valt. Het paneel 4 wordt daarbij eenvoudigweg opgesloten tussen de wand 2 en de afstandhouder 5, zodat geen speciale voorzieningen nodig zijn voor de bevestiging 10 daarvan.

Zo maakt de toepassing van een isolatiemateriaal op basis van een vacuümverpakt kernmateriaal het mogelijk om de verliezen van een verwarmingsinrichting, met name wanneer deze niet werkzaam is, te verminderen. Hierdoor kan de 15 Energie Prestatie Coëfficiënt van een gebouw waarin de verwarmingsinrichting wordt toegepast verlaagd worden. Daarnaast wordt hierdoor het comfort verhoogd, omdat de verwarmingsinrichting bij stilstand beter op temperatuur blijft en daardoor na inschakeling het water sneller op een 20 gewenste temperatuur kan brengen.

Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een voorbeeld, is deze daartoe niet beperkt. Zo zou het vacuümverpakte isolatiemateriaal ook op andere plaatsen in de verwarmingsinrichting toegepast kunnen worden. Te 25 denken valt daarbij aan de zijwanden, de boven- en onderwand en delen van de voorwand van de behuizing. De enige praktische beperking is dat het moeilijk is om doorvoeren door het vacuümverpakte isolatiemateriaal te vormen, zodat delen van de behuizing niet geïsoleerd zullen kunnen worden. 30 Verder kunnen in plaats van de getoonde plaat met grote openingen ook andere afstandhouders worden toegepast, bijvoorbeeld eenvoudige bussen om de bouten waarmee de warmtewisselaar aan de achterwand bevestigd is. In dat geval 7 dient het vacuümpaneel wel op een andere manier aan de achterwand bevestigd te worden, bijvoorbeeld door lijmen of door het gebruik van speciale klembeugels. Van belang daarbij is dat de bevestiging zodanig is dat de folie niet 5 lek geprikt wordt, omdat dan het isolerend vermogen sterk afneemt.

De omvang van de uitvinding wordt uitsluitend bepaald door de nu volgende conclusies.

Claims (8)

1. Inrichting voor het verwarmen van een stromend medium, zoals water, omvattende een verwarmingsmodule met 5 een gasbrander en een daarmee verbonden warmtewisselaar, die althans ten dele omgeven zijn door een isolatiemateriaal, met het kenmerk, dat het isolatiemateriaal een vacuüm verpakt kernmateriaal omvat.

2. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verwarmingsmodule en de warmtewisselaar opgenomen zijn in een behuizing met een aantal wanden, waarbij het vacuüm verpakte kernmateriaal is aangebracht tussen ten minste één van de wanden en de verwarmingsmodule 15 en/of de warmtewisselaar.

3. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het vacuüm verpakte kernmateriaal als paneel is uitgevoerd, en langs ten minste één van de wanden 20 een dergelijk vacuümpaneel is aangebracht.

4. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het vacuümpaneel langs een in hoofdzaak gesloten wand van de behuizing is aangebracht. 25

5. Verwarmingsinrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vacuüm verpakte kernmateriaal op afstand van de verwarmingsmodule en/of de warmtewisselaar is aangebracht. 30

6. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 3 of 4 en 5, gekenmerkt door ten minste één tussen de verwarmingsmodule en/of de warmtewisselaar enerzijds en het ten minste ene vacuümpaneel anderzijds aangebrachte afstandhouder.

7. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 6, met 5 het kenmerk, dat het ten minste ene vacuümpaneel een het kernmateriaal omgevende reflecterende folie omvat en de ten minste ene afstandhouder in hoofdzaak voor straling doorlaatbaar is.

8. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de ten minste ene afstandhouder een plaat met een aantal openingen omvat.