CN1498330A - 楼宇采暖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种楼宇采暖装置(3)，它由一具有至少一个带集成的热源热交换器的第一热源(5)、一离热源(5)一定距离并安装在至少一个房间内的做成带有传热器外表面(13)的加热体的传热器(12)、和作为在热源热交换器和传热器(12)之间的前进管道和回流管道的管道(14、15)，其中热源热交换器的管道(14、15)和传热交换器(12)包含可流动的输热介质。此外楼宇采暖装置(3)包括一带一第二热源的第二分加热系统(16)，以及一带至少一个温度调节装置和一开关单元的采暖控制装置(18)。此开关单元用来关断或切换分加热系统，以进行单独运行；或者将一个分加热系统接入另一分加热系统，以进行共同运行。按照本发明第二分加热系统(16)是一辐射加热装置，它带一可电开动的、直接或间接地平面涂覆在传热器外表面(13)的至少一部分上的作为辐射面(17)的涂层，使得传热器(12)既是第一分加热系统(4)的组成部分，又是第二分加热系统(16)的作为辐射面(17)的涂层的集成基体。

Description

楼宇采暖装置
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的楼宇采暖装置。
背景技术
常规的楼宇采暖装置主要由一作为燃油锅炉或燃气锅炉的加热锅炉，在锅炉上借助于作为前进管道和回流管道的管道连接安装在室内的加热体。在加热锅炉内产生的热量通过输送介质热水在一个或多个加热回路中输送给加热体，加热体具有用来加热各个房间的热传导功能。
这种楼宇采暖装置需要比较多的热能。为了更经济地采暖、减少有害物质排放，以及由于古生燃料众所周知的局限性人们不断地追求，把楼宇采暖装置设计得效率更高，为此已知一些解决方案：
一种公知的这种类型的楼宇采暖装置由两个分加热系统构成，并特别是用在所谓的节能住宅中。一个分加热系统设计成用于在凉的外部温度时的加热条件的基本系统，并包括一热源，其热能完全或几乎零费率地供给，尤其是不需要燃烧古生燃料。这种热源可以是太阳能模块和/或地热模块和/或来自生物气设施的电流发生器的冷却器。这种热源具有集成的热源热交换器，通过它可以将输热介质热水抽到加热体处，或在某些情况下输送给中间热存储器。
上述或类似热源的缺点是，来自这些热源的热量或者只能在一定的时间段内或具有很大的波动性地供给。例如来自太阳能的热量在从加热技术方面考察的范围内只能在有充足阳光照射的情况下才能提供，它正好在采暖季节时是不存在的。因此单单用这种加热系统可以达到的加热效果，特别是对于在外界温度比较低的加热条件下，通常是不够的。因此需要作为辅助系统的另一个附加分加热系统，它相应地建立一个开头提到的带有古生燃料加热锅炉的普通楼宇采暖装置，它同样连接在通向加热体的前进管道和回流管道上。在各分加热系统之间可以进行切换或它们可以同时运行，其中可以借助于热水可选择地从单个热源或从两个热源中一起向加热体输送热能。对此所需要的开关单元可集成在一普通的带有温度调节器的加热控制装置中，其中已知，这种切换和/或接入根据可确定的边界条件自动进行。
可以看出对于建立上述由这种复合的可开关的分加热系统组成的楼宇采暖装置的费用是很高的，因为对于比较冷的季节需要准备整套古生燃料加热设备连同用于这种古生燃料的作为备份支持系统的连接管路和储存容器，尽管楼宇采暖装置原则上应该以可选择的能源，例如以太阳能，在某些情况下结合采用薄膜储热器(Schichtwrmespeicher)来运行。此外除了古生燃料分加热系统高的建造费用外，还产生为此所需要的维护和维护费用。由于这种情况这种复合加热系统的建造费用比简单的开头所述的普通楼宇采暖装置高得多，因此总体来说节省的潜力比较小，使得这种复合加热系统尽管对于环境具有无可置疑的优点，仍然没有得到普遍采用。
此外已知一种用来建立加热系统的面加热元件(DE2151626A1)，它们具有导电涂层，并配有导电接头。这种面加热元件以电阻加热的方式工作，在这种加热元件中根据涂层的电阻和引入的电流的不同在面加热单元内直接产生热量，它辐射到室内。这种作为唯一的楼宇采暖装置的电阻加热器的运行费用非常高，因此不经济。
此外已知一种采暖装置(DE19849432A1)，它由涂覆的面加热元件组成，其涂层具有一定的化学成分，并可借助于(高次)谐波发生装置激励，而发射电磁波。发射在一在待加热介质的分子固有频率的范围内的振动频谱内进行。加热效果通过共振实现，这样，面加热元件基本上保持低的温度，加热效果直接在位于发射区内的介质上出现。这种采暖系统总体上可以费用低廉地制造，并具有高的效率。
发明内容
本发明的目的是，这样地改进这种类型的由一第一分加热系统和一第二分加热系统组成的楼宇采暖装置，使得可以在小的位置需求和高的功能和可变性的情况下经济地制造和安装。
这个目的用权利要求1的特征来实现。
按权利要求1第二分加热系统是一具有可电开动的，直接或间接平面地涂覆在传热器外表面的至少一部分上的作为辐射面的涂层，使得传热器既是第一分加热系统的组成部分，又是第二分加热系统的作为辐射面的涂层的集成基体。
因此对于第二分加热系统既不需要带有燃烧器和在某些情况下还有油箱的昂贵的加热锅炉，又不需要为此所要求的空间、连接管道和控制装置。通过辐射面在第一分加热系统的传热器上的集成结构对于在待加热的房间内的第二分加热系统也不需要提供附加的空间和/或壁面。因此传热器具有作为第一分加热系统的普通传热器和同时作为第二分加热系统的辐射面的基体元件的双重功能。由于这种集成的双重功能传热器/辐射面的组合可以有利地分别作为一个构件在制造厂内预制成模块。然后在建造两个集成的室内热源元件传热器/辐射面的楼宇采暖装置时装配可以有利地仅仅在一道工序内完成。因此在制造和安装时只发生少的费用。
上述楼宇采暖装置最适合于作为按权利要求2的低能量采暖装置，其中第一分加热系统设计成用于在凉的外部温度时的加热条件下的基本系统，带有可电开动的辐射面的第二分加热系统可通过开关单元在仅仅第一分加热系统的加热功率已经不再足够的较冷的外界温度时接入。这种接入最好应该自动进行，并可以根据外界温度和/或室内温度，在某些情况下也结合一确定的温度曲线进行。
本发明按权利要求3的楼宇采暖装置特别适合于这样的结构，其中第一分加热系统包括一按至少一个太阳能模块和/或至少一个地热模块和/或一生物气设施的电流发生器的冷却器类型的热源。适宜于采用可控制地泵吸的热水作为输热介质。按本发明的结构原则上也可以在热空气采暖装置中实施。
为了进一步减小楼宇采暖装置的能量费用按权利要求4用于第二分加热系统的电能在某些情况下也可以通过可供选择的能量发生装置、如风力发电机和/或生物气发电机和/或水力发电机供给或至少是补充。
在一种按权利要求5的优选实施形式中使传热器是带有尽可能平的正面的平面加热体，它以正面朝向房间表面平行地安装在房间墙壁上。涂层分别涂在这些朝向房间的正面上。在这种传热器上可以方便、大面积和功能良好地涂覆涂层。
通常传热器由金属浇铸或由板材制作成形。按权利要求6重要的是，在作为基体表面的传热器外表面和涂层之间涂上电绝缘的中间层。这个中间层同样可以是涂层，例如颜料涂层(Farbbeschichtung)，或做成贴上去的薄膜，这样它本身便是作为辐射面的涂层的基体表面。
在一种特别优选的实施形式中涂层具有按权利要求7规定的成分。这种涂层可以借助用来发射电磁波的广泛使用的谐波发生器以在分子固有振动的频率范围内的振动频谱激励。在其他权利要求8至10中结合这种类型的涂层给出了适宜和优良的改进结构，涂层在加热运行时基本上保持低温，并由于通过激发分子固有振动在待加热介质内形成共振而产生加热效果。这种由DE 198 49 432 A1所知的加热效应和加热结构作为支持系统突出地适合于按本发明的改进结构和与低能耗采暖装置的组合。
附图说明
借助于一个附图对本发明作较详细的说明。
唯一的图形表示一设计成低能耗住宅的建筑物的示意横截面。
具体实施方式
唯一的图形示出一设计成低能耗住宅的建筑物1的示意横截面，它设有一这里同样非常简化地表示的相应的绝热装置2，并具有一低能耗采暖装置3作为楼宇采暖装置。
这个低能耗采暖装置由一第一分加热系统4组成，作为热源它具有一这里举例选择的太阳能模块5。这种太阳能模块通过管道6、7与一控制和调节装置8连接，此装置具有一带许多泵的泵装置9，其中泵装置9的一个泵将冷水通过管道6抽到太阳能模块5，在那里冷水被加热，接着作为热水通过管道7引入一热水分层储热器(Wrmeschicht-Speicher)10。
第一分加热系统4还包括至少一个安装在房间11内的做成例如平面加强体12的传热器，这在图1的视图中举例并仅仅特别简化地画出，它分别具有一尽可能平的正面13，并正面13朝向房间11地大致平面平行地安装在房间墙壁上。
该平面加热体12在中间连接控制和调节装置8的情况下通过一前进管道14和一回流管道15与热水多层储热器10连接。在必要时热水可通过前进管道14借助于泵装置9的至少另一个泵抽入平面加热体12，以便在向房间空气释放热量的情况下加热房间11。然后相应地冷却的水通过回流管道15排出。因此这个第一分加热系统4在凉的外界温度时构成采暖装置的基本系统。
此外低能耗采暖装置3还包括一第二分加热系统，它设计成辐射加热器16，并具有一可电开动的平面地涂覆在各平面体12正面13上的辐射面17。其次辐射加热器16还包括一这里仅仅非常简化地表示的带一温度调节装置和一用来关断或切换分加热系统4、16的开关单元的采暖控制装置18，以便进行单独运行或将一个分加热系统接到另一个分加热系统上，以便共同运行。采暖控制装置18同样集成在控制和调节装置8内，并通过相应导线21、22与一外界温度传感器19以及一室内温度传感器20连接。
平面加热体12由金属制成，其中在其作为基体表面的正面13和涂上去的作为辐射面17的涂层之间可以涂上一这里未画出的绝缘中间层。
此外采暖控制装置18具有一谐波发生器23，它包括例如一作为电气模块的三端双向可控硅(开关)和/或一双MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)，它在用一起动振荡起动时具有一相应于陡峭上升曲线的陡峭的电流上升速度，从而适合于产生高的高次谐波分量。
如在图1中仅仅非常简化地表示的那样，谐波发生器23连接在围成辐射面17的两条导线上，导线由基本上平行布置的紫铜薄膜带24、25构成。通过它们可以达到激励辐射面17，以便以在分子固有振动频率范围内的振动频谱发射电磁波，其中辐射面17的加热效果可通过改变谐波发生器23的起振振幅和/或频率来控制和/或调节。
做成辐射加热装置16的第二分加热系统可以通过开关单元根据外界温度和/或室内温度在第一分加热系统4的加热功率已经不够的比较冷的外界温度时自动接入。
与辐射面17的电接触做成电容和/或电感耦合，其中辐射面17位于紫铜薄膜带24、25下面或上面，或者作为另一种选择将它们埋在辐射面17内，但是这在这里未画出。关于构成涂层的辐射面17的组成成分参看权利要求。
此外可以给低能耗采暖装置3配设一这里未画出的风力发电机和/或生物气发电机和/或水力发电机，以产生用于辐射加热装置16的电能。

Claims (10)

1.楼宇采暖装置
由一第一分加热系统组成：
具有至少一个带集成的热源热交换器的第一热源，
具有一离热源一定距离并安装在至少一个房间内的做成带有传热器外表面的加热体的传热器，和
具有作为在热源热交换器和传热器之间的前进管道和回流管道的管道，其中热源热交换器的管道和传热器包含一可流动的输热介质；
由一带有第二热源的第二分加热系统组成；
由一带至少一个温度调节装置和一开关单元的采暖控制装置组成，此控制单元用来关断或切换分加热系统，以进行单独运行，或将一个分加热系统接入另一个分加热系统，以进行共同运行；
其特征为：
第二分加热系统(16)是一辐射加热装置，它带一可电开动的、直接或间接地平面涂覆在传热器外表面(13)的至少一部分上的作为辐射面(17)的涂层，使得传热器(12)既是第一分加热系统(4)的组成部分，又是第二分加热系统(16)的作为辐射面(17)的涂层的集成基体。
2.按权利要求1的楼宇采暖装置，其特征为：楼宇采暖装置是一低能耗采暖装置(3)，其中第一分加热系统(4)设计成用于在凉的外界温度时的加热功率的基本系统，以及
第二分加热系统(16)可通过开关单元根据外界温度和/或室内温度在第一分加热系统(4)的加热功率已经不再足够的较冷的外界温度时自动地接入。
3.按权利要求1或2的楼宇采暖装置，其特征为：第一分加热系统(4)具有按至少一个太阳能模块(5)和/或至少一个地热模块和/或至少一生物气设施的发电机的冷却器类型的热源，其中输热介质是可控制地抽取的热水。
4.按权利要求1至3之任一项的楼宇采暖装置，其特征为：楼宇采暖装置(3)配设一风力发电机和/或生物气发电机和/或水力发电机，以产生用于第二分加热系统(16)的电能。
5.按权利要求1至4之任一项的楼宇采暖装置，其特征为：
传热器是具有尽可能平的正面(13)的平面加热体(12)，平面加热体(12)可大致平面平行地以正面(13)朝向房间地安装在房间墙壁上，以及
涂层(17)分别涂覆在这个正面(13)上。
6.按权利要求1至5之任一项的楼宇采暖装置，其特征为：传热器(12)由金属制成，并在作为基体面的热交换器外表面(13)和作为辐射面(17)的涂覆的涂层之间涂覆至少一层绝缘的中间层。
7.按权利要求1至6之任一项的楼宇采暖装置，其特征为：
涂层(17)被两个与它相连的导电体(24，25)包围，并由涂层材料组成，其成分是
a.55至65％物质量含量的基本物质，其中：
·39至49％         物质量含量的结合剂，
·18至23％         物质量含量的绝缘剂，
·18至24％         物质量含量的分散剂，
·12至16％         物质量含量的蒸馏水，以及
b.35至45％物质量含量的石墨，
其中结合剂的成分是：
·64至79％         物质量含量的蒸馏水，
·4至6％           物质量含量的硫化油，
·0.16至0.24％     物质量含量的酚或0.05至0.5％物质量含
                   量的苯并异噻唑啉酮(Benzisothiazolinon)，
·15至19％         物质量含量的酪素
·0.8至1.2％       物质量含量的尿素，
·2至3％           物质量含量的碱性稀释剂，
·2.5至3.5％       物质量含量的巳内酰胺，
加热控制装置(18)具有一谐波发生器(23)，它包括一电气模块，此模块在用起动振荡起动时具有一相应于陡峭的上升曲线的陡峭的电流上升速度，从而适合于用来产生高的高次谐波分量，以及
谐波发生器(23)连接在两个包围涂层(17)的导电体(24，25)上，用来激励涂层，以发射具有在分子固有振动频率范围内的振动频谱的电磁波。
8.按权利要求7的楼宇采暖装置，其特征为：硫化油最好是硫酸化篦麻油，
酚是碳化的、通过裂化制造的酚，或者最好采用苯并异噻唑啉酮(Benzisothiazolinon)，
稀释剂是以芳香物质为基的和/或酒精为基的和/或酯为基的和/或酮为基的溶剂，
绝缘剂是绝缘的炭黑，
分散剂是无机和/或有机的单体和/或聚合物物质，和
涂层材料包含触变性物质。
9.按权利要求7或8的楼宇采暖装置，其特征为：
电气模块是一三端双向可控硅和/或双MOSFET，连同相配的、本身已知的电子控制部件，以及
在加热元件上的导电体做成基本上平行布置的铜薄膜带(24，25)，与涂层(17)的电接触做成电容和/或电感耦合，其中涂层(17)位于铜薄膜带(24，25)下面或上面，或者它们埋在涂层(17)内。
10.按权利要求7至9之任一项的楼宇采暖装置，其特征为：涂层(17)的加热效果可通过改变谐波发生器(23)起动振荡的振幅和/或频率控制和/或调节。
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