NL2016611B1 - Werkwijze en inrichting voor warmtewinning uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp. - Google Patents

Abstract

De uitvinding voorziet in een werkwijze en inrichting voor warmteterugwinning uit periodiek vrijkomende damphoeveelheden. De werkwijze omvat: - het toevoeren van een vrijkomende damphoeveelheid in een condensatievat, - het toevoeren van koelvloeistof met een eerste temperatuur vanuit een tweede buffervat naar het condensatievat om de damp te besproeien, erop te laten condenseren, en samen onderaan het condensatievat te laten neerslaan bij een tweede temperatuur, - het afvoeren van de neergeslagen vloeistof naar een eerste buffervat en verder naar een warmtewisselaar voor het eraan onttrekken van warmte, en - vervolgens het opslaan van de neergeslagen vloeistof in het tweede buffervat.

Description

Werkwijze en inrichting voor warmtewinninq uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp

Technisch vakgebied

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp.

Stand der techniek

Periodiek vrijkomende hoeveelheden damp zijn bijvoorbeeld afkomstig van stoomschilprocessen voor het schillen van knolvruchten zoals aardappelen, bieten en wortel. Hierbij worden de knolvruchten in een gesloten drukvat onder stoomdruk gebracht, om vervolgens de stoom in een korte tijd af te blazen. Hierdoor neemt de druk in het drukvat snel af, en zal stoom, die zich onder de schil van de knolvruchten bevindt, snel expanderen en de schil lostrekken.

Een andere bron van periodiek vrijkomende hoeveelheden damp is bijvoorbeeld het industrieel branden van koffiebonen. Hierbij worden de koffiebonen en aantal minuten geroosterd in een brandtrommel bij een hoge temperatuur om zo snel als mogelijk te kunnen roosteren zonder de koffiebonen te verbranden. Nadat de koffiebonen dan uit de brandtrommel gehaald worden, worden ze dan snel afgekoeld met water om het brandproces van de koffiebonen te stoppen. Bij het afkoelen met water komt er telkens een nieuwe hoeveelheid stoom vrij.

Om de warmte-energie die opgeslagen is in de vrijkomende hoeveelheden damp niet verloren te laten gaan, worden de vrijkomende hoeveelheden damp naar een inrichting gevoerd om er de warmte uit terug te winnen.

Zulk een inrichting en werkwijze voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp is bijvoorbeeld gekend uit NL 1021988 C2. De hierin beschreven inrichting omvat een condensatievat dat voorzien is om een vrijkomende hoeveelheid damp er aan toe te voeren. Verder is de inrichting voorzien om de aan het condensatievat toegevoerde vrijkomende hoeveelheid damp te besproeien met een bepaalde hoeveelheid koelvloeistof bij een eerste temperatuur om het condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp te laten condenseren op de koelvloeistof. Hierbij bereiken de koelvloeistof en de gecondenseerde damp een tweede temperatuur die ongeveer gelijk is aan de condensatietemperatuur van de damp. Verder omvat de inrichting een buffervat waarnaar de koelvloeistof en de gecondenseerde damp wordt afgevoerd wanneer het condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp is gecondenseerd op de koelvloeistof en beide zijn neergeslagen op de bodem van het condensatievat. In dit buffervat wordt de opgewarmde koelvloeistof en de gecondenseerde damp opgeslagen tot er een nieuwe vrijkomende hoeveelheid damp wordt toegevoerd aan het condensatievat. Op dit moment wordt de koelvloeistof en de gecondenseerde damp uit het buffervat doorheen een warmtewisselaar gevoerd, en dit gedurende de periode waarin de nieuwe vrijkomende hoeveelheid damp wordt toegevoerd aan het condensatievat. De warmtewisselaar onttrekt hierbij een zodanige hoeveelheid warmte uit de koelvloeistof en de gecondenseerde damp dat beide worden afgekoeld tot de eerste temperatuur en kunnen gebruikt worden voor het besproeien van de nieuwe vrijkomende hoeveelheid damp. De warmte die hierbij door de warmtewisselaar onttrokken wordt aan de koelvloeistof en de gecondenseerde damp warmt een verbruiksvloeistof of -medium op tot een derde temperatuur. De warmte die opgeslagen is in deze verbruiksvloeistof kan dan ingezet worden voor verder verbruik, zoals bijvoorbeeld in een centraal verwarmingssysteem.

Het nadeel van het gebruik van dergelijke inrichting en werkwijze is echter dat de derde temperatuur van de verbruiksvloeistof meestal niet hoog genoeg is voor het gebruik van de verbruiksvloeistof in vele nuttige toepassingen. De reden voor de lage derde temperatuur is dat de warmtewisselaar in de korte periode waarin de vrijkomende hoeveelheid damp wordt toegevoerd aan het condensatievat, alle warmte dient te onttrekken aan de koelvloeistof en de gecondenseerde damp om beide af te koelen van de tweede temperatuur tot de eerste temperatuur. Omwille van deze reden dient de verbruiksvloeistof bij een relatief lage temperatuur te worden toegevoerd aan de warmtewisselaar om voldoende warmte te kunnen onttrekken aan de eveneens aan de warmtewisselaar toegevoerde koelvloeistof en gecondenseerde damp.

Om toch een hogere derde temperatuur te bekomen, wordt er gebruik gemaakt van een groter gedimensioneerde warmtewisselaar, maar deze hebben echter het nadeel dat deze zeer kostelijk zijn, en het is dus economisch minder interessant om deze te gebruiken.

Beschrijving van de uitvinding

Het is een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze en een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp waarbij een hogere temperatuur van de verbruiksvloeistof kan bekomen worden na de warmte-uitwisseling met de opgewarmde koelvloeistof en de gecondenseerde damp in de warmtewisselaar.

Hiertoe voorziet de huidige uitvinding in een werkwijze voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp, de werkwijze omvattende de stappen van: - het toevoeren van een vrijkomende hoeveelheid damp in een condensatievat; - het toevoeren van een koelvloeistof bij een eerste temperatuur in een bovenste gedeelte van het condensatievat, en het besproeien van de damp in het condensatievat met de koelvloeistof, zodanig dat de damp condenseert op de koelvloeistof, en zodanig dat de koelvloeistof en de gecondenseerde damp neerslaan op een onderste gedeelte van het condensatievat bij een tweede temperatuur die hoger is dan de eerste temperatuur; - het afvoeren van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp uit het condensatievat naar een eerste buffervat; - het afvoeren van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp uit het eerste buffervat naar een warmtewisselaar voor het onttrekken van warmte voor verder verbruik uit de koelvloeistof en uit de gecondenseerde damp; waarbij een vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof in het bovenste gedeelte van het condensatievat toegevoerd wordt vanuit een tweede buffervat waarin de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof is opgeslagen, en dat de werkwijze verder de stap omvat van het opslaan van de uit de warmtewisselaar komende koelvloeistof en gecondenseerde damp in het tweede buffervat.

Het gebruik van het tweede buffervat biedt het voordeel dat de hoeveelheid neergeslagen koelvloeistof en neergeslagen gecondenseerde damp in het eerste buffervat niet gedurende het beperkte tijdsbestek waarin de vrijkomende hoeveelheid damp wordt toegevoerd aan het condensatievat, doorheen de warmtewisselaar gevoerd dient te worden om vervolgens aan het condensatievat toegevoerd te worden als koevloeistof. Het tweede buffervat laat immers toe om de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp tijdelijk er in op te slaan nadat de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp doorheen de warmtewisselaar gevoerd werden, en dus hoeft de gecondenseerde koelvloeistof en de gecondenseerde damp niet direct toegevoerd worden aan het condensatievat na het verlaten van de warmtewisselaar. Hierdoor kan de volledige periode tussen het vrijkomen van twee opeenvolgend vrijkomende hoeveelheden damp benut worden voor het onttrekken van warmte aan de gecondenseerde koelvloeistof en de gecondenseerde damp in de warmtewisselaar, in plaats van enkel de periode waarin een vrijkomende hoeveelheid damp wordt toegevoerd aan het condensatievat.

Door het gebruik van het tweede buffervat is er dus meer tijd beschikbaar voor het onttrekken van de warmte uit de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp in de warmtewisselaar, waardoor de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp afgekoeld wordt van de tweede temperatuur tot de eerste temperatuur. Eveneens is er meer tijd beschikbaar om de onttrokken warmte in de warmtewisselaar door te geven aan een verbruiksvloeistof en deze verbruiksvloeistof op een derde temperatuur te brengen. Doordat er extra tijd beschikbaar is voor het opwarmen van de verbruiksvloeistof tot de derde temperatuur in de warmtewisselaar, verdwijnt de noodzaak van een groter gedimensioneerde warmtewisselaar om een hoge derde temperatuur te bereiken.

Bij voorkeur is het tweede buffervat verschillende van het eerste buffervat daar in een dergelijke uitvoeringsvoorbeeld de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp afkomstig uit de warmtewisselaar de temperatuur van de vloeistof in het eerste buffervat niet verlaagt, waardoor met behulp van de warmtewisselaar een hogere temperatuur kan worden bereikt.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt de damp in het condensatievat besproeid met de vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof gedurende ongeveer de periode waarin de vrijkomende hoeveelheid damp toegevoerd wordt aan het condensatievat.

Het gedurende ongeveer deze volledige periode met de koelvloeistof besproeien van de damp in het condensatievat, biedt het voordeel dat de volledige periode waarin de vrijkomende hoeveelheid damp toegevoerd wordt aan het condensatievat, benut wordt om het condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp te laten condenseren op de koelvloeistof, en de koelvloeistof en de gecondenseerde damp te laten neerslaan op een onderste gedeelte van het condensatievat bij de tweede temperatuur. De volledige periode wordt dus benut voor het onttrekken van warmte aan de toegevoerde vrijkomende hoeveelheid damp, waardoor er zo weinig mogelijk van de beschikbare warmte in de vrijkomende hoeveelheid damp verloren gaat.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is de vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof voorzien om ongeveer het volledige condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp die toegevoerd wordt aan het condensatievat te condenseren op de koelvloeistof om daarbij de koelvloeistof en de gecondenseerde damp op de tweede temperatuur te brengen.

De uitvinders hebben gevonden dat het voordelig is om de hoeveelheid koelvloeistof die bij een eerste temperatuur wordt toegevoerd aan het condensatievat voor het besproeien van de damp in het condensatievat, zodanig te kiezen dat ongeveer het volledige condenseerbare gedeelte van de hoeveelheid vrijkomende damp condenseert op de vrijgekomen damp, en daarbij de koelvloeistof en de gecondenseerde damp op tweede temperatuur brengt. Hierbij wordt alle beschikbare warmte in de vrijkomende hoeveelheid damp, welke warmte aan de vrijkomende hoeveelheid damp te onttrekken is door middel van condensatie, volledig opgenomen door de koelvloeistof. Op deze wijze gaat er geen warmte in de vrijkomende hoeveelheid damp verloren doordat deze niet opgenomen wordt door de koelvloeistof, en moet er ook niet meer koelvloeistof voorzien worden dan noodzakelijk is.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is de tweede temperatuur ten hoogste 5°C lager dan de condensatietemperatuur van de damp, bij voorkeur ten hoogste 3°C lager dan de condensatietemperatuur van de damp, en bij meer voorkeur ten hoogste 1°C lager dan de condensatietemperatuur van de damp.

Het is voordelig dat de tweede temperatuur waarbij de koelvloeistof en de gecondenseerde damp neerslaan op het onderste gedeelte van het condensatievat zo dicht als mogelijk de condensatietemperatuur van de damp benadert. Hierdoor wordt de tweede temperatuur van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp hoog gehouden, zodat bij het in de warmtewisselaar uitwisselen van warmte tussen enerzijds de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp en anderzijds de verbruiksvloeistof eveneens een hoge derde temperatuur bereikt kan worden voor de verbruiksvloeistof. In het ideale geval kan de derde temperatuur immers maximaal gelijk zijn aan de tweede temperatuur, en kan de tweede temperatuur immers maximaal gelijk zijn aan de condensatietemperatuur van de damp. Het is dus voordelig om de tweede temperatuur van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp zo hoog als mogelijk te houden, om uiteindelijk ook een zo hoog als mogelijke derde temperatuur van de verbruiksvloeistof te kunnen bereiken.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is de warmtewisselaar voorzien om een hoeveelheid warmte aan de koelvloeistof en de gecondenseerde damp te onttrekken zodanig dat de koelvloeistof en de gecondenseerde damp afgekoeld worden van de tweede temperatuur tot ongeveer de eerste temperatuur en bij voorkeur tot de eerste temperatuur.

De warmtewisselaar zodanig voorzien dat deze voldoende warmte kan onttrekken aan de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp om de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp af te koelen van de tweede temperatuur tot de eerste temperatuur, biedt het voordeel dat de afgekoelde neergeslagen koelvloeistof en de afgekoelde neergeslagen gecondenseerde damp, direct herbruikbaar zijn als koelvloeistof voor het besproeien van een volgende vrijkomende hoeveelheid damp die toegevoerd wordt aan het condensatievat. De neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp moeten bij het verlaten van de warmtewisselaar dus niet meer verder afgekoeld of terug opgewarmd worden tot de gewenste temperatuur.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt het afvoeren van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp uit het condensatievat en via het eerste buffervat naar de warmtewisselaar, en het daaropvolgende opslaan van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp in het tweede buffervat, uitgevoerd gedurende de periode tussen het vrijkomen van twee opeenvolgend vrijkomende hoeveelheden damp.

De uitvinders hebben gevonden dat het voordelig is om de volledige periode tussen het vrijkomen van twee opeenvolgend vrijkomende hoeveelheden damp te benutten om warmte te onttrekken aan de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp door middel van de warmtewisselaar. Hierbij wordt de maximaal mogelijke tijd benut om de verbruiksvloeistof in de warmtewisselaar op te warmen tot een zo hoog mogelijke derde temperatuur door het opnemen van warmte uit de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp. Hierdoor kan de warmtewisselaar zo klein als mogelijk gedimensioneerd worden, hetgeen toelaat om de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding op een economisch voordelige wijze uit te voeren.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt de werkwijze herhaald bij een volgende hoeveelheid vrijkomende damp.

De uitvinders hebben gevonden dat werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding uitermate geschikt is om telkens opnieuw uit te voeren bij een volgende hoeveelheid vrijkomende damp. Hierbij wordt dan telkens de vooraf bepaalde hoeveelheid van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp, na te zijn afgekoeld in de warmtewisselaar, opgeslagen in het tweede buffervat, zodat deze snel beschikbaar zijn voor hergebruik als koelvloeistof in een volgende cyclus van de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de werkwijze verder de stap van het toevoegen van een chemisch agens aan de koelvloeistof.

Het toevoegen van een chemisch agens aan de koelvloeistof biedt bijvoorbeeld het voordeel dat een automatische reiniging kan uitgevoerd worden van de verschillende onderdelen die doorlopen worden door de koelvloeistof bij het uitvoeren van de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. Eveneens kan het chemisch agens gebruikt worden om eventuele verontreiniging of beschadiging van de verschillende onderdelen die doorlopen worden door de koelvloeistof te voorkomen of in ieder geval te beperken. De vakman is in staat om voor een beoogde toepassing het geschikte chemische agens te kiezen.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is het chemisch agens gekozen uit de groep bestaande uit een reinigingsmiddel voor het reinigen van de onderdelen die doorlopen worden door de koelvloeistof bij het uitvoeren van de werkwijze, een zuurtegraadregelaar voor het regelen van de zuurtegraad van de koelvloeistof, een antischuimmiddel om schuimvorming in de koelvloeistof te verhinderen en/of gevormd schuim weg te nemen, en een enzymatische oplossing voor het afbreken van eventuele verontreiniging in de koelvloeistof.

Het toevoegen van een reinigingsmiddel als chemisch agens zorgt voor een automatische reiniging van de verschillende onderdelen doorlopen worden door de koelvloeistof bij het uitvoeren van de werkwijze volgens de huidige uitvinding, hetgeen voordelig is om de desbetreffende onderdelen in een goede conditie te houden.

Afhankelijk van de bron kan de vrijkomende hoeveelheid damp en dus ook de gecondenseerde damp zuur of basisch zijn. De zure of basische vrijkomende hoeveelheden damp kunnen mogelijk schade veroorzaken aan de onderdelen die doorlopen worden door elke vrijkomende hoeveelheid damp en de gecondenseerde damp bij het uitvoeren van de werkwijze volgens de huidige uitvinding. Hierdoor is het voordelig om een zuurtegraadregelaar of pH-regelaar toe te voegen als chemisch agens om de zuurtegraad of pH-waarde van de gecondenseerde damp en de koelvloeistof te neutraliseren.

Schuim dat gevormd wordt op de koelvloeistof en de gecondenseerde damp is nadelig voor het efficiënt vervoeren van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp doorheen de verschillende onderdelen die doorlopen worden door de koelvloeistof bij het uitvoeren van de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding, en is ook nadelig voor de efficiëntie van het uitwisselen van warmte in de warmtewisselaar. In geval van schuimvorming in de koelvloeistof en de gecondenseerde damp is het dus zeker voordelig om een antischuimmiddel toe te voegen aan de koelvloeistof om bovenvermelde problemen met schuimvorming te voorkomen.

Het gebruik van een enzymatische oplossing voor het afbreken van eventuele verontreiniging in de koelvloeistof is bijvoorbeeld belangrijk indien de vrijkomende hoeveelheden damp afkomstig zijn van het schillen van aardappelen door middel van stoom. In dit geval bevatten de vrijkomende hoeveelheden damp zetmeel dat zich zal vastzetten op de verschillende onderdelen die door de koelvloeistof doorlopen worden bij het uitvoeren van de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. Door de zetmeelafzetting zal de doorgang van de koelvloeistof belemmerd worden, en zal bijvoorbeeld ook de efficiëntie van de warmtewisselaar afnemen. Het is moeilijk om dit zetmeel uit de koelvloeistof te filteren, maar door middel van een enzymatisch oplossing kan het zetmeel wel op een voordelige wijze afgebroken worden zodat het zich niet meer zal afzetten.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de werkwijze verder de stap van het filteren van verontreiniging uit de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp alvorens het toevoeren van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp aan de warmtewisselaar.

Verontreiniging kan zich gemakkelijk opstapelen in een warmtewisselaar, aangezien er over een groot oppervlak een nauw contact is voorzien tussen de circuits die doorlopen worden door de vloeistoffen of andere media waartussen warmte overgedragen wordt. Het is ook niet altijd even eenvoudig om het inwendige van de warmtewisselaar te reinigen en daarbij de opgestapelde verontreiniging te verwijderen. Daarom is het voordelig om de verontreiniging reeds uit de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp te filteren alvorens deze aangevoerd wordt aan de warmtewisselaar. Hierdoor worden ophopingen van verontreiniging in de warmtewisselaar vermeden en wordt de warmtewisselaar dus in een optimale conditie gehouden, waarbij de warmte-uitwisseling tussen enerzijds de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp en anderzijds de verbruiksvloeistof optimaal kan gebeuren.

Deze verontreiniging kan bijvoorbeeld samen met de vrijkomende hoeveelheid damp toegevoerd zijn aan het buffervat en samen met de koelvloeistof en de gecondenseerde damp neergeslagen zijn in het onderste gedeelte van het condensatievat. Dit is bijvoorbeeld mogelijk als de vrijkomende hoeveelheid damp afkomstig is van een stoomschilproces voor knolvruchten. Hierbij kan de vrijkomende hoeveelheid damp een deel van de losgekomen schillen of andere delen van de knolvruchten meevoeren.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de werkwijze verder de stap van het afvoeren van een overtollige hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp, indien de hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp groter is dan de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof die toegevoerd wordt aan het condensatievat.

Bij het uitvoeren van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt er aan de reeds aanwezige koelvloeistof telkens een hoeveelheid gecondenseerde damp toegevoegd bij het condenseren van de vrijkomende hoeveelheid damp op de koelvloeistof. Hierdoor zal de hoeveelheid koelvloeistof bij het herhaaldelijk uitvoeren van de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding blijven toenemen, welke hoeveelheid koelvloeistof verder niet gebruikt wordt. Het is dus voordelig om de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding zodanig te voorzien dat de overtollige hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp kan afgevoerd worden, zodat de werkwijze volgens de huidige uitvinding met een optimale hoeveelheid koelvloeistof kan uitgevoerd worden.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de vrijkomende hoeveelheid damp verontreiniging.

De uitvinders hebben gevonden dat de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding eveneens kan uitgevoerd worden als de vrijkomende hoeveelheden damp verontreiniging bevatten.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is het eerste buffervat geïntegreerd in het condensatievat aan het onderste gedeelte van het condensatievat.

Het integreren van het eerste buffervat in het condensatievat biedt het voordeel dat er geen apart vat dient voorzien te worden voor het eerste buffervat. Hierdoor kan de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp ook rechtstreeks zonder een tussenstop toegevoerd worden aan de warmtewisselaar.

Verder voorziet de huidige uitvinding eveneens in een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp, bij voorkeur door middel van de werkwijze volgens de huidige uitvinding, de inrichting omvattende: - een condensatievat voor het daarin condenseren van de periodiek vrijkomende hoeveelheden damp op een koelvloeistof, en waarbij het condensatievat voorzien is van een koelvloeistoftoevoer voor het toevoeren van de koelvloeistof, van een sproei-inrichting voor het besproeien van de damp met de koelvloeistof, van een damptoevoer voor het toevoeren van de periodiek vrijkomende hoeveelheden damp, van een condensaatafvoer voor het afvoeren van de koelvloeistof en gecondenseerde damp en van een ventilatieopening voor het afvoeren van niet-gecondenseerde damp en voor het aanvoeren van lucht; - een eerste buffervat dat in verbinding staat met het condensatievat, en dat voorzien is voor het opslaan van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp die afgevoerd wordt uit het condensatievat; en - een warmtewisselaar die in verbinding staat met het eerste buffervat voor het transporteren van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp uit het eerste buffervat doorheen de warmtewisselaar, waarbij de warmtewisselaar voorzien is voor het onttrekken van warmte voor verder verbruik uit de koelvloeistof en de gecondenseerde damp; en daardoor gekenmerkt dat de inrichting verder een tweede buffervat omvat dat voorzien is om een vooraf bepaalde hoeveelheid van een vloeistof op te slaan, waarbij het tweede buffervat in verbinding staat met de warmtewisselaar om de uit de warmtewisselaar komende koelvloeistof op te slaan in het tweede buffervat, en waarbij het tweede buffervat in verbinding staat met het condensatievat voor het transporteren van de vloeistof in het tweede buffervat naar de koelvloeistoftoevoer van het condensatievat.

De inrichting volgens de huidige uitvinding is zeer voordelig bij het uitvoeren van de werkwijze volgens de huidige uitvinding. De hieronder vermelde uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de huidige uitvinding zullen niet allen in detail besproken worden, aangezien de voordelen van deze specifieke uitvoeringsvormen reeds werden besproken met betrekking tot de hierboven vermelde uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de huidige uitvinding.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding is het tweede buffervat verschillend van het eerste buffervat.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding is de inrichting voorzien om de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp te transporteren van het condensatievat en via het eerste buffervat doorheen de warmtewisselaar en daaropvolgend naar het tweede buffervat gedurende de periode tussen het vrijkomen van twee opeenvolgend vrijkomende hoeveelheden damp.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding is de inrichting voorzien om de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof te transporteren van het tweede buffervat naar het condensatievat gedurende de periode dat de vrijkomende hoeveelheid damp toegevoerd wordt aan het condensatievat.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding omvat de inrichting verder een afvoer voor het uit de inrichting afvoeren van een overtollige hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp, indien de hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp groter is dan de vooraf bepaalde hoeveelheid van de vloeistof die op te slaan is in het tweede buffervat.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding is de inrichting, bij voorkeur het condensatievat of het eerste buffervat, voorzien van een agenstoevoer voor het toevoeren van een chemisch agens aan de vloeistof in respectievelijk het condensatievat of het eerste buffervat.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding is de agenstoevoer voorzien voor het toevoeren van een chemisch agens gekozen uit de lijst bestaande uit een reinigingsmiddel voor het reinigen van de onderdelen van de inrichting die voorzien zijn om de vloeistof er te laten doorlopen, een zuurtegraadregelaar voor het regelen van de zuurtegraad van de vloeistof, een antischuimmiddel om schuimvorming in de vloeistof te verhinderen en/of gevormd schuim weg te nemen, en een enzymatische oplossing voor het afbreken van eventuele verontreiniging in de vloeistof.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding omvat het condensatievat of het eerste buffervat, voor zover één hiervan voorzien is van een agenstoevoer, een spoelafvoer voor het afvoeren van de vloeistof met het chemisch agens, welke spoelafvoer in verbinding staat met de koelvloeistoftoevoer van het condensatievat, waarbij deze verbinding voorzien is voor het transporteren van de vloeistof met het chemisch agens in respectievelijk het condensatievat of het eerste buffervat naar de sproei-inrichting voor het besproeien en daarbij reinigen of spoelen van het condensatievat met behulp van de vloeistof met het chemisch agens.

De spoelafvoer die in verbinding staat met de koelvloeistoftoevoer biedt het voordeel dat het condensatievat, en het eerste buffervat indien de agenstoevoer en de spoelafvoer hierin voorzien zijn, afzonderlijk gereinigd kunnen worden van de andere onderdelen van de inrichting volgens de huidige uitvinding. De verontreiniging wordt immers hoofdzakelijk aangevoerd in het condensatievat samen met de vrijkomende hoeveelheden damp, , en vervolgens meegevoerd naar het eerste buffervat. Hierdoor zal in eerste instantie in het condensatievat, en in tweede instantie ook in het eerste buffervat, het grootste deel van de verontreiniging zich opstapelen of vastzetten.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding omvat de inrichting verder een filter die voorzien is voor het filteren van verontreiniging uit de koelvloeistof en de gecondenseerde damp, afkomstig uit het condensatievat, alvorens de koelvloeistof en de gecondenseerde damp aan de warmtewisselaar wordt toegevoerd.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding omvat de sproei-inrichting een plaat, oftewel sproeiplaat, die voorzien is van een veelheid van sproeiopeningen waardoorheen de koelvloeistof in de sproei-inrichting op de damp in het condensatievat gesproeid wordt.

De uitvinders hebben gevonden dat met behulp van de sproeiplaat die voorzien is van een veelheid van sproeiopeningen de sproei-inrichting op een eenvoudige en voordelige wijze verschaft wordt.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding is de sproeiplaat van de sproei-inrichting voorzien van ten minste één doorlaatopening die voorzien is voor het doorlaten van niet-gecondenseerde damp in het condensatievat naar de ventilatie-opening, en die afgeschermd is van de koelvloeistof.

De ten minste ene doorlaatopening biedt het voordeel dat er een verbinding open blijft tussen het inwendige van het condensatievat en de omgeving, zelfs als de sproeiopeningen van de sproeiplaat afgedicht zijn door de koelvloeistof. Hierdoor kan er steeds verse lucht uit de omgeving aangezogen worden, en/of kan overtollige damp steeds afgevoerd worden. Dit vermijdt bijvoorbeeld dat het condensatievat zou ontploffen of ineenklappen onder invloed van de drukverschillen die ontstaan door het toevoeren en door het afkoelen van de toegevoerde vrijkomende hoeveelheid damp.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding is het eerste buffervat geïntegreerd in het condensatievat aan het onderste gedeelte van het condensatievat.

Korte beschrijving van de tekeningen

De uitvinding zal hierna verder in detail worden verklaard aan de hand van de volgende beschrijving en van de bijgevoegde tekeningen.

Figuur 1 toont een schematisch voorstelling van een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Figuur 2 toont de sproeiplaat van een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

Uitvoeringsvormen van de uitvinding

De onderhavige uitvinding zal hierna beschreven worden aan de hand van welbepaalde uitvoeringsvormen en onder verwijzing naar bepaalde tekeningen, doch de uitvinding is daar niet toe beperkt en wordt enkel gedefinieerd door de conclusies. De hier weergegeven tekeningen zijn enkel schematische weergaven en zijn niet beperkend. In de tekeningen kunnen de afmetingen van bepaalde onderdelen vergroot zijn weergegeven, wat betekent dat de onderdelen in kwestie dus niet op schaal zijn weergegeven, en dit enkel voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet noodzakelijkerwijze overeen met de werkelijke praktijkuitvoeringen van de uitvinding.

Daarenboven worden termen zoals “eerste”, “tweede”, “derde”, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om een onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijkerwijze om een sequentiële of chronologische volgorde aan te geven. De termen in kwestie zijn onderling verwisselbaar in de daarvoor geschikte omstandigheden, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen in andere volgorden werken dan deze die hier worden beschreven of geïllustreerd.

Bovendien worden termen zoals “top”, “bodem”, “boven”, “onder”, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor beschrijvende doeleinden en niet noodzakelijkerwijze om relatieve posities aan te duiden. De aldus gebruikte termen zijn onderling verwisselbaar in de daarvoor geschikte omstandigheden, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen in andere oriëntaties werken dan deze die hier worden beschreven of geïllustreerd.

De term “omvattende” en afgeleide termen, zoals die gebruikt worden in de conclusies, moet of moeten niet geïnterpreteerd worden als beperkt zijnde tot de middelen die telkens daarna vermeld worden; de term sluit andere elementen of stappen niet uit. De term moet geïnterpreteerd worden als een specificatie van de vermelde eigenschappen, gehele getallen, stappen, of componenten waarnaar wordt verwezen, zonder dat evenwel de aanwezigheid of het toevoegen wordt uitgesloten van een of meer bijkomende eigenschappen, gehele getallen, stappen, of componenten, of groepen daarvan. De reikwijdte van een uitdrukking zoals “een inrichting omvattende de middelen A en B” is dan ook niet enkel beperkt tot inrichtingen die zuiver bestaan uit componenten A en B. Wat er daarentegen bedoeld wordt, is dat, voor wat betreft de onderhavige uitvinding, de enige relevante componenten A en B zijn.

In de context van de huidige uitvinding dient bij voorkeur onder “periodiek vrijkomende hoeveelheden damp” bij voorkeur ongeveer gelijke hoeveelheden damp verstaan te worden die bij voorkeur met ongeveer gelijke tussenperiodes vrijkomen uit een proces, en waarbij deze ongeveer gelijke hoeveelheden damp ook telkens bij voorkeur vrijkomen gedurende ongeveer gelijke tijdspannes. De damp kan bijvoorbeeld afkomstig zijn van een industrieel proces zoals bijvoorbeeld stoomschillen of koffiebranden. Het soort damp is hierbij niet beperkt tot waterdamp of stoom, maar kunnen ook dampen zijn van andere stoffen zoals bijvoorbeeld vetdampen. Naast de periodiek vrijkomende hoeveelheden damp kan er eventueel ook een kleinere continue onderstroom van vrijkomende damp aanwezig zijn.

Figuur 1 toont een schematisch voorstelling van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp.

Links op de figuur wordt het condensatievat 1 getoond, dat voorzien is om een vrijkomende hoeveelheid damp, die in het condensatievat 1 aanwezig is, te besproeien of beregenen met een koelvloeistof, zodanig dat het condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp condenseert op de koelvloeistof en samen met de koelvloeistof neerslaat op een onderste gedeelte van het condensatievat 1. Voor het aanvoeren van de vrijkomende hoeveelheid damp in het condensatievat 1, is het condensatievat 1 voorzien van een damptoevoer 12. De vrijkomende hoeveelheid damp wordt bijvoorbeeld aangevoerd vanuit een industrieel proces waarin een overtollige hoeveelheid damp wordt afgevoerd, zoals bijvoorbeeld bij stoomschillen of bij het branden van koffiebonen. Er dient opgemerkt te worden dat in Figuur 1 de verbinding tussen de damptoevoer 12 van het condensatievat 1 zulk een bron van periodiek vrijkomende hoeveelheden damp niet getoond wordt. Het condensatievat is eveneens voorzien van een ventilatie-opening 16 voor het afvoeren van het niet-condenseerbare gedeelte van de vrijgekomen hoeveelheid damp en een eventueel niet-gecondenseerd deel van het condenseerbare gedeelte van de vrijgekomen hoeveelheid damp uit het condensatievat 1 naar de omgeving, en voor het aanvoeren van verse lucht vanuit de omgeving in het condensatievat 1. Dit laat toe om de druk in het condensatievat 1 en de omgeving ongeveer gelijk te houden, zodanig dat inklappen of ontploffen van het condensatievat 1 vermeden wordt.

Verder omvat het condensatievat 1 nog een koelvloeistoftoevoer 11 voor het toevoeren van de koelvloeistof aan het condensatievat 11, meer specifiek voor het aanvoeren van de koelvloeistof aan een sproei-inrichting 2 die voorzien is in het condensatievat 1. Deze sproei-inrichting 2 omvat in de getoonde uitvoeringsvorm een sproeiplaat 21 die aangebracht is in een bovenste gedeelte van het condensatievat 1, en daar een afsluiting vormt tussen dit bovenste gedeelte van het condensatievat 1 en de rest van het condensatievat 1. De sproeiplaat 21, waarvan een uitvoeringsvorm getoond wordt in Figuur 2, is voorzien van een veelheid van sproeiopeningen 22 waar de koelvloeistof in de sproei-inrichting 2 doorheen gevoerd wordt om de in het condensatievat 1 aanwezige damp te besproeien. De koelvloeistof wordt dus aangevoerd boven op de sproeiplaat 21 om vervolgens doorheen de sproeiopeningen 22 te vloeien. De sproeiplaat 21 omvat verder ten minste één doorlaatopening 23, die een doorgang voorziet doorheen de sproeiplaat 21 die ten allen tijde geopend is, zelfs als de sproeiplaat 21 in hoofdzaak volledig bedekt is met de koelvloeistof en alle sproeiopeningen 22 in de sproeiplaat 21 afgedekt zijn door de koelvloeistof. Hierdoor heeft het niet-condenseerbare gedeelte van de vrijgekomen hoeveelheid damp en een eventueel niet-gecondenseerd deel van het condenseerbare gedeelte van de vrijgekomen hoeveelheid damp, dat zich onder de sproeiplaat 21 bevindt, steeds een doorgang naar de ventilatie-opening 16 van het condensatievat 11. En omgekeerd heeft lucht uit de omgeving steeds een doorgang tot het gedeelte van het condensatievat 1 dat zich onder de sproeiplaat 21 bevindt. In de getoonde uitvoeringsvorm is de ten minste ene doorlaatopening 23 voorzien als een opening doorheen de sproeiplaat 21, die groter is dan de sproeiopeningen 22, en die omgeven is door opstaande zijwanden 231. De opstaande zijwanden 231 zorgen er voor dat een koelvloeistof, die zich op de sproeiplaat bevindt, niet doorheen de ten minste ene doorlaatopening 23 vloeit. Mocht de koelvloeistof echter toch over de opstaande zijwanden 231 vloeien, dan zal er omwille van de grootte van de ten minste ene doorlaatopening 23 toch nog voldoende ruimte overblijven voor de doorgang van damp vanuit het condensatievat 1 en lucht vanuit de omgeving.

In de getoonde uitvoeringsvorm is het condensatievat 1, en meer specifiek het eerste buffervat 4 dat geïntegreerd is in het condensatievat 1, voorzien van een agenstoevoer 13 voor het toevoeren van een chemisch agens aan het condensatievat 1. Dit chemisch agens vermengt zich dan met de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp in het condensatievat 1, en wordt samen met de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp doorheen de verschillende onderdelen van de inrichting volgens de huidige uitvinding getransporteerd. De gebruikte chemische agentia worden voornamelijk gekozen voor het onderhoud van de verschillende onderdelen van de inrichting volgens de huidige uitvinding, en voor het regelen van fysische en chemische parameters van de vloeistoffen die doorheen de verschillende onderdelen van de inrichting volgens de huidige uitvinding vloeien. Zo kan het chemisch agens bijvoorbeeld een reinigingsmiddel, een zuurtegraadregelaar, een antischuimmiddel, of een enzymatische oplossing zijn.

In de getoonde uitvoeringsvorm is het condensatievat 1, en meer specifiek het eerste buffervat 4 dat geïntegreerd is in het condensatievat 1, eveneens voorzien van een spoelafvoer 15 die in verbinding staat met de koelvloeistoftoevoer 11 van het condensatievat 1. Deze verbinding sluit aan op de verbinding tussen het tweede buffervat 5 en de koelvloeistoftoevoer 11 van het condensatievat 1, en kan daardoor dus gebruik maken van de tweede pomp 9 om een vloeistof met chemisch agens vanuit het eerste buffervat 4 naar de sproei-inrichting 2 in het bovenste gedeelte van het condensatievat 1 te pompen. Met de nodige kleppen 40 op deze verbindingen wordt dan geregeld vanuit welk vat 4, 5 een vloeistof naar de koelvloeistoftoevoer 11 van het condensatievat 1 gepompt wordt. De spoelafvoer 15 en de verbinding van de spoelafvoer 15 naar de koelvloeistoftoevoer 11 van het condensatievat 1 laten toe om het condensatievat 1 en het eerste buffervat 4 afzonderlijk van de andere onderdelen van de inrichting volgens de huidige uitvinding te spoelen of reinigen met een vloeistof met een chemisch agens. Dit is voordelig aangezien het condensatievat 1 en het eerste buffervat 4 het meest worden blootgesteld aan eventuele verontreiniging.

De koelvloeistof wordt aan het condensatievat 1 toegevoerd vanuit een tweede buffervat 5, verschillende van het eerste buffervat 4, waarin een vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof opgeslagen is bij een eerste temperatuur. De vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof en de eerste temperatuur zijn hierbij zodanig bepaald om ongeveer het volledige condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp, die toegevoerd wordt aan het condensatievat 1, te laten condenseren op de koelvloeistof tijdens het besproeien van de vrijkomende hoeveelheid damp met de koelvloeistof gedurende de periode dat de vrijkomende hoeveelheid damp toegevoerd wordt aan het condensatievat 1, en waarbij de koelvloeistof en de gecondenseerde damp neerslaan in het onderste gedeelte van het condensatievat 1 bij een tweede temperatuur die zo dicht als mogelijk de condensatietemperatuur van de damp benadert. Voor het toevoeren van de koelvloeistof staat het tweede buffervat 5 in verbinding met de damptoevoer 12 van het condensatievat 1, en op deze verbinding is een eerste pomp 8 voorzien die zorgt voor het verplaatsen van de koelvloeistof vanuit het tweede buffervat 5 naar het condensatievat 1. De eerste pomp 8 is zodanig voorzien dat deze een voldoende debiet heeft om de vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof vanuit het tweede buffervat 4 aan het condensatievat 1 gedurende de periode dat de vrijkomende hoeveelheid damp wordt toegevoerd aan het condensatievat 1.

Verder omvat de inrichting van de getoonde uitvoeringsvorm een eerste buffervat 4 waarnaar de op een onderste gedeelte van het condensatievat 1 neergeslagen koelvloeistof en neergeslagen gecondenseerde damp wordt afgevoerd. In de getoonde uitvoeringsvorm is het eerste buffervat 4 geïntegreerd in het condensatievat 1 aan het onderste gedeelte van het condensatievat 1. Het eerste buffervat 4 vormt dus als het ware een bufferruimte aan de onderzijde van het condensatievat 1. Het eerste buffervat 4 is voorzien van een zodanig volume dat bij voorkeur het eerste buffervat 4 minstens de vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof en een hoeveelheid vloeistof gelijk aan het gecondenseerde condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp kan bevatten, en dit bij de tweede temperatuur. In andere uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de huidige uitvinding kan het eerste buffervat 4 ook voorzien zijn als een apart vat dat geen deel uitmaakt van het condensatievat 1. Hierbij dient er dan een verbinding voorzien te worden tussen het condensatievat 1 en het eerste buffervat 4. Deze verbinding kan dan voorzien zijn van een pomp om de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp vanuit het condensatievat 1 naar het eerste buffervat 4 te transporteren. Als alternatief kan er in plaats van een pomp ook gewoon gebruik gemaakt worden van de zwaartekracht om de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp vanuit het condensatievat 1 naar het eerste buffervat 4 te laten vloeien of stromen.

Verder omvat de inrichting van de getoonde uitvoeringsvorm een warmtewisselaar 3. Via deze warmtewisselaar 3 wordt de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp, die opgeslagen is in het eerste buffervat 4, aan het tweede buffervat 5 toegevoerd, en dit gedurende de periode tussen het begin van het toevoeren van een eerste vrijkomende hoeveelheid damp in het condensatievat 1 en het begin van het toevoeren van een daaropvolgende vrijkomende hoeveelheid damp in het condensatievat 1. De warmtewisselaar 3 is zodanig voorzien, bijvoorbeeld door het dimensioneren van de warmtewisselaar 3, dat gedurende deze periode een hoeveelheid warmte afgegeven wordt van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp, die doorheen een eerste circuit 31 van de warmtewisselaar 3 stromen, en een verbruiksvloeistof, die doorheen een tweede circuit 32 van de warmtewisselaar 3 stroomt, welke hoeveelheid warmte de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp afkoelt van de tweede temperatuur tot de eerste temperatuur. Hierbij wordt de verbruiksvloeistof bij voorkeur opgewarmd tot een derde temperatuur, die bij voorkeur ten hoogste 5°C lager is dan de tweede temperatuur, bij meer voorkeur 3°C lager is dan de tweede temperatuur, bij nog meer voorkeur 1°C lager is dan de tweede temperatuur, en zelfs bij nog meer voorkeur ongeveer gelijk is aan de tweede temperatuur.

De verbinding tussen het eerste buffervat 4 en de warmtewisselaar 3 is in de getoonde uitvoeringsvorm voorzien van een filter 6 voor het filteren van verontreiniging uit de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp alvorens deze aan de warmtewisselaar 3 toegevoerd wordt. Dit is belangrijk om opstapeling van verontreiniging, en uiteindelijk verstopping van de warmtewisselaar 3 te vermijden, zodanig dat de efficiëntie van de warmtewisselaar voor het uitwisselen van warmte tussen enerzijds de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp en anderzijds de verbruiksvloeistof op het gewenste niveau blijft en niet afneemt bij het gebruik van de inrichting volgens de huidige uitvinding.

Verder bevat de verbinding tussen het eerste buffervat 4 en de warmtewisselaar 3 eveneens een afvoer 7 voor overtollige vloeistof. Deze afvoer 7 is voorzien voor het afvoeren van een overtollige hoeveelheid van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp, indien de hoeveelheid hiervan groter is dan de vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof die nodig is om het volledige condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp te laten condenseren op de koelvloeistof bij het besproeien van de vrijkomende hoeveelheid damp in het condensatievat 1. De afvoer 7 kan ook op een andere plaats voorzien zijn, bijvoorbeeld na de warmtewisselaar, bijvoorbeeld voor het tweede buffervat 5, teneinde ook de energie van de te lozen hoeveelheid vloeistof te kunnen benutten.

Verder dient het duidelijk te zijn voor de vakman dat de verbindingen tussen de verschillende onderdelen van de inrichting voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp volgens de huidige uitvinding bij voorkeur voorzien zijn als een fluïdumverbinding, dus voor het transporteren van een vloeistof, een gas, of beide.

Verder dient het ook duidelijk te zijn dat de verschillende onderdelen van de inrichting volgens de huidige uitvinding en de verbindingen tussen de verschillende onderdelen van de inrichting volgens de huidige uitvinding bij voorkeur voorzien zijn van warmte-isolatie om warmteverliezen naar de omgeving te beperken.

De werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding zal nu verder kort besproken worden aan de hand van Figuur 1.

Eerst wordt een vrijkomende hoeveelheid damp toegevoerd onderaan het condensatievat 1 via de damptoevoer 12. Gelijktijdig met het toevoeren van de vrijkomende hoeveelheid damp aan het condensatievat 1 wordt via de koelvloeistoftoevoer 11 een vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof met een eerste temperatuur vanuit het tweede buffervat 5 toegevoerd aan de sproei-inrichting 2 aan de bovenzijde van het condensatievat 1. De vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof wordt toegevoerd aan de sproei-inrichting 2 gedurende ongeveer de volledige periode waarin de vrijkomende hoeveelheid damp vrijkomt en wordt toegevoerd aan het condensatievat 1, zodanig dat de vrijkomende hoeveelheid damp gedurende deze volledige periode van bovenaf besproeit of beregend wordt met de koelvloeistof. Zoals eerder vermeld zijn de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof en de eerste temperatuur van de koelvloeistof zodanig gekozen dat bij het besproeien van de vrijkomende hoeveelheid damp ongeveer het volledige condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp condenseert op de koelvloeistof, en zodanig dat de koelvloeistof en de daarop gecondenseerde damp neerslaan op een onderste gedeelte van het condensatievat 1 bij een tweede temperatuur die zo dicht als mogelijk bij de condensatietemperatuur van de damp gelegen is.

Na te zijn neergeslagen op een onderste gedeelte van het condensatievat 1 vloeit de koelvloeistof en de daarop gecondenseerde damp naar het eerste buffervat 4. In het eerste buffervat 4 kan, indien gewenst, een chemisch agens toegevoerd worden aan de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp via de agenstoevoer 13 door middel van de derde pomp 10.

Vervolgens wordt de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp door middel van de eerste pomp 8 vanuit het eerste buffervat 4 doorheen de warmtewisselaar 3 gevoerd, en daaropvolgend naar het tweede buffervat 5. Zoals eerder vermeld wordt dit bij voorkeur uitgevoerd gedurende de gehele periode tussen het begin van het toevoeren van de vrijkomende hoeveelheid damp aan het condensatievat 1 en het begin van het toevoeren van een daaropvolgende vrijkomende hoeveelheid damp aan het condensatievat 1. Hierbij doorloopt de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp een eerste circuit 31 van de warmtewisselaar 3 en gelijktijdig vloeit er dan doorheen een tweede circuit 32 van de warmtewisselaar 3 een verbruiksvloeistof bij een temperatuur die lager is dan de tweede temperatuur van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp. Hierdoor wordt er in de warmtewisselaar 3 warmte van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp overgedragen aan de verbruiksvloeistof, zodanig dat de verbruiksvloeistof opwarmt tot een derde temperatuur die bij voorkeur ongeveer gelijk is aan de tweede temperatuur van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp, en zodanig dat de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp afkoelt tot de eerste temperatuur.

Alvorens te worden toegevoerd aan de warmtewisselaar 3 wordt er nog eventuele verontreiniging uit de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp gefilterd door de daartoe voorziene filter 6. In de getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de huidige uitvinding kan er ter hoogte van deze filter eveneens een overtollig deel van de in de inrichting aanwezige vloeistof uit de inrichting afgevoerd worden via de daartoe voorziene afvoer 7 voor overtollige vloeistof.

Na het doorlopen van de warmtewisselaar 3 wordt er een vooraf bepaalde hoeveelheid van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp opgeslagen in het tweede buffervat 5 bij een eerste temperatuur, zodanig dat er in het tweede buffervat 5 weer een vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof aanwezig is voor het herhalen van de hierboven beschreven cyclus bij het toevoeren van een volgende vrijkomende hoeveelheid damp in het condensatievat 1.

De verbruiksvloeistof wordt verder benut om er warmte aan te ontrekken voor verschillende toepassingen in een verbruiksinstallatie, waarvan in Figuur 1 bij wijze van voorbeeld een gedeelte getoond wordt. Dit gedeelte omvat een opslagvat 20 waarin de verbruiksvloeistof is opgeslagen, bovenaan bij de derde temperatuur, en onderaan bij een temperatuur lager dan deze derde temperatuur. De verbruiksvloeistof onderaan het opslagvat 20 wordt door middel van een pomp 30 doorheen de warmtewisselaar 3 gepompt en zoals hierboven beschreven daarbij opgewarmd tot de derde temperatuur, en vervolgens toegevoerd aan het bovenste gedeelte van het opslagvat 20. Aan het bovenste gedeelte van het opslagvat 20 is een afvoer 201 voorzien waarlangs de verbruiksvloeistof toegevoerd wordt aan een verder deel van de verbruiksinstallatie, zoals bijvoorbeeld radiatoren van een verwarmingsinstallatie. En onderaan het opslagvat 20 is dan een toevoer 202 voorzien voor het toevoeren van verbruiksvloeistof nadat deze afgekoeld werd bij het doorlopen van het verder deel van de verbruiksinstallatie.

Lijst met referentienummers: 1 condensatievat 11 koelvloeistoftoevoer 12 damptoevoer 13 agenstoevoer 14 condensaatafvoer 15 spoelafvoer 16 ventilatie-opening 2 sproei-inrichting 21 sproeiplaat 22 sproeiopeningen 23 doorlaatopening 231 opstaande zijwanden doorlaatopening 3 warmtewisselaar 31 eerste circuit warmtewisselaar 32 tweede circuit warmtewisselaar 4 eerste buffervat 5 tweede buffervat 6 filter 7 afvoer overtollige vloeistof 8 eerste pomp 9 tweede pomp 10 derde pomp 20 opslagvat verbruiksinstallatie 201 afvoer opslagvat 202 toevoer opslagvat 30 pomp verbruiksinstallatie 40 kleppen

Claims (26)

1. Een werkwijze voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp, de werkwijze omvattende de stappen van: - het toevoeren van een vrijkomende hoeveelheid damp onderaan in een condensatievat (1); - het toevoeren van een koelvloeistof bij een eerste temperatuur in een bovenste gedeelte van het condensatievat (1), en het besproeien van de damp in het condensatievat (1) met de koelvloeistof, zodanig dat de damp condenseert op de koelvloeistof, en zodanig dat de koelvloeistof en de gecondenseerde damp neerslaan op een onderste gedeelte van het condensatievat (1) bij een tweede temperatuur die hoger is dan de eerste temperatuur; - het afvoeren van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp uit het condensatievat (1) naar een eerste buffervat (4); - het afvoeren van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp uit het eerste buffervat (4) naar een warmtewisselaar (3) voor het onttrekken van warmte voor verder verbruik uit de koelvloeistof en uit de gecondenseerde damp; - het afvoeren van niet-gecondenseerde damp en het aanvoeren van lucht via een ventilatie-opening (16); daardoor gekenmerkt dat een vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof in het bovenste gedeelte van het condensatievat (1) toegevoerd wordt vanuit een tweede buffervat (5) waarin de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof is opgeslagen, en dat de werkwijze verder de stap omvat van het opslaan van de uit de warmtewisselaar (3) komende koelvloeistof en gecondenseerde damp in het tweede buffervat (5).

2. De werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het tweede buffervat (5) verschillend is van het eerste buffervat (4).

3. De werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de damp in het condensatievat (1) besproeid wordt met de vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof gedurende ongeveer de periode waarin de vrijkomende hoeveelheid damp toegevoerd wordt aan het condensatievat (1)·

4. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de vooraf bepaalde hoeveelheid koelvloeistof voorzien is om ongeveer het volledige condenseerbare gedeelte van de vrijkomende hoeveelheid damp die toegevoerd wordt aan het condensatievat (1) te condenseren op de koelvloeistof om daarbij de koelvloeistof en de gecondenseerde damp op de tweede temperatuur te brengen.

5. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de tweede temperatuur ten hoogste 5°C lager is dan de condensatietemperatuur van de damp, bij voorkeur ten hoogste 3°C lager is dan de condensatietemperatuur van de damp, en bij meer voorkeur ten hoogste 1°C lager is dan de condensatietemperatuur van de damp.

6. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de warmtewisselaar voorzien is om een hoeveelheid warmte aan de koelvloeistof en de gecondenseerde damp te onttrekken zodanig dat de koelvloeistof en de gecondenseerde damp afgekoeld worden van de tweede temperatuur tot ongeveer de eerste temperatuur en bij voorkeur tot de eerste temperatuur.

7. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij het afvoeren van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp uit het condensatievat (1) en via het eerste buffervat (4) naar de warmtewisselaar (3), en het daaropvolgende opslaan van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp in het tweede buffervat (5), uitgevoerd wordt gedurende de periode tussen het vrijkomen van twee opeenvolgend vrijkomende hoeveelheden damp.

8. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze herhaald wordt bij een volgende hoeveelheid vrijkomende damp.

9. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze verder de stap omvat van het toevoegen van een chemisch agens aan de koelvloeistof.

10. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie, waarbij het chemisch agens gekozen is uit de groep bestaande uit een reinigingsmiddel voor het reinigen van de onderdelen die doorlopen worden door de koelvloeistof bij het uitvoeren van de werkwijze, een zuurtegraadregelaar voor het regelen van de zuurtegraad van de koelvloeistof, een antischuimmiddel om schuimvorming in de koelvloeistof te verhinderen en/of gevormd schuim weg te nemen, en een enzymatische oplossing voor het afbreken van eventuele verontreiniging in de koelvloeistof.

11. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze verder de stap omvat van het filteren van verontreiniging uit de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp alvorens het toevoeren van de neergeslagen koelvloeistof en de neergeslagen gecondenseerde damp aan de warmtewisselaar (3).

12. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze verder de stap omvat van het afvoeren van een overtollige hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp, indien de hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp groter is dan de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof die toegevoerd wordt aan het condensatievat (1).

13. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de vrijkomende hoeveelheid damp verontreiniging omvat.

14. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij het eerste buffervat (4) geïntegreerd is in het condensatievat (1) aan het onderste gedeelte van het condensatievat (1).

15. Een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit periodiek vrijkomende hoeveelheden damp door middel van de werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies, de inrichting omvattende: - een condensatievat (1) voor het daarin condenseren van de periodiek vrijkomende hoeveelheden damp op een koelvloeistof, en waarbij het condensatievat voorzien is van een koelvloeistoftoevoer (11) voor het toevoeren van de koelvloeistof in een bovenste gedeelte van het condensatievat (1), van een sproei-inrichting (2) voor het besproeien van de damp met de koelvloeistof, van een tweede (12) toevoer voor het toevoeren van de periodiek vrijkomende hoeveelheden damp onderaan het condensatievat (12), van een condensaatafvoer (14) voor het afvoeren van de koelvloeistof en gecondenseerde damp en van een ventilatie-opening (16) voor het afvoeren van niet-gecondenseerde damp en voor het aanvoeren van lucht; - een eerste buffervat (4) dat in verbinding staat met het condensatievat (1), en dat voorzien is voor het opslaan van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp die afgevoerd wordt uit het condensatievat (1); en - een warmtewisselaar (3) die in verbinding staat met het eerste buffervat (4) voor het transporteren van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp uit het eerste buffervat (4) doorheen de warmtewisselaar (3), waarbij de warmtewisselaar (3) voorzien is voor het onttrekken van warmte voor verder verbruik uit de koelvloeistof en de gecondenseerde damp; en daardoor gekenmerkt dat de inrichting verder een tweede buffervat (5) omvat dat voorzien is om een vooraf bepaalde hoeveelheid van een vloeistof op te slaan, waarbij het tweede buffervat (5) in verbinding staat met de warmtewisselaar (3) om de uit de warmtewisselaar (3) komende koelvloeistof op te slaan in het tweede buffervat (5), en waarbij het tweede buffervat (5) in verbinding staat met het condensatievat (1) voor het transporteren van de vloeistof in het tweede buffervat (5) naar de koelvloeistoftoevoer (11) van het condensatievat (1).

16. De inrichting volgens de voorgaande conclusie, waarbij het tweede buffervat (5) verschillend is van het eerste buffervat (4).

17. De inrichting volgens conclusie 15 of 16, waarbij de inrichting voorzien is om de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp te transporteren van het condensatievat (1) en via het eerste buffervat (4) doorheen de warmtewisselaar (3) en daaropvolgend naar het tweede buffervat (5) gedurende de periode tussen het vrijkomen van twee opeenvolgend vrijkomende hoeveelheden damp.

18. De inrichting volgens eender welke van de conclusies 15-17, waarbij de inrichting voorzien is om de vooraf bepaalde hoeveelheid van de koelvloeistof te transporteren van het tweede buffervat (5) naar het condensatievat (1) gedurende de periode dat de vrijkomende hoeveelheid damp toegevoerd wordt aan het condensatievat (1).

19. De inrichting volgens eender welke van de conclusies 15-18, waarbij de inrichting verder een afvoer (7) omvat voor het uit de inrichting afvoeren van een overtollige hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp, indien de hoeveelheid van de koelvloeistof en de gecondenseerde damp groter is dan de vooraf bepaalde hoeveelheid van de vloeistof die op te slaan is in het tweede buffervat (5).

20. De inrichting volgens eender welke van de conclusies 15-19, waarbij de inrichting, bij voorkeur het condensatievat (1) of het eerste buffervat (4), voorzien is van een agenstoevoer (13) voor het toevoeren van een chemisch agens aan de vloeistof in respectievelijk het condensatievat (1) of het eerste buffervat (4).

21. De inrichting volgens de voorgaande conclusie, waarbij de agenstoevoer (13) voorzien is voor het toevoeren van een chemisch agens gekozen uit de lijst bestaande uit een reinigingsmiddel voor het reinigen van de onderdelen van de inrichting die voorzien zijn om de vloeistof er te laten doorlopen, een zuurtegraadregelaar voor het regelen van de zuurtegraad van de vloeistof, een antischuimmiddel om schuimvorming in de vloeistof te verhinderen en/of gevormd schuim weg te nemen, en een enzymatische oplossing voor het afbreken van eventuele verontreiniging in de vloeistof.

22. De inrichting volgens conclusie 20 of 21, waarbij het condensatievat (1) of het eerste buffervat (4), voor zover één hiervan voorzien is van een agenstoevoer (13), een spoelafvoer (15) omvat voor het afvoeren van de vloeistof met het chemisch agens, welke spoelafvoer (15) in verbinding staat met de koelvloeistoftoevoer (11) van het condensatievat (1), waarbij deze verbinding voorzien is voor het transporteren van de vloeistof met het chemisch agens in respectievelijk het condensatievat (1) of het eerste buffervat (4) naar de sproei-inrichting (2) voor het besproeien en daarbij reinigen of spoelen van het condensatievat (1) met behulp van de vloeistof met het chemisch agens.

23. De inrichting volgens eender welke van de conclusies 15-22, waarbij de inrichting verder een filter (6) omvat die voorzien is voor het filteren van verontreiniging uit de koelvloeistof en de gecondenseerde damp, afkomstig uit het condensatievat (1), alvorens de koelvloeistof en de gecondenseerde damp aan de warmtewisselaar (3) wordt toegevoerd.

24. De inrichting volgens eender welke van de conclusies 15-23, waarbij de sproei-inrichting (2) een plaat (21), oftewel sproeiplaat (21), omvat die voorzien is van een veelheid van sproeiopeningen (22) waardoorheen de koelvloeistof in de sproei-inrichting (2) op de damp in het condensatievat (1) gesproeid wordt.

25. De inrichting volgens de voorgaande conclusie, waarbij de sproeiplaat van de sproei-inrichting (2) voorzien is van ten minste één doorlaatopening (23) die voorzien is voor het doorlaten van niet-gecondenseerde damp in het condensatievat (1) naar de ventilatieopening (16), en die afgeschermd is van de koelvloeistof.

26. De inrichting volgens eender welke van de conclusies 15-25, waarbij het eerste buffervat (4) geïntegreerd is in het condensatievat (1) aan het onderste gedeelte van het condensatievat (1).