CS244428B2 - Heating equipment for local heating - Google Patents

Description

(54) Topné zařízení pro místní vytápání

Vynález ae týká topného zařízení pro místní vytápění s přímým nebo nepřímým vyzařováním tepla, které lze vytápět palivy libovolného skupenntví. .

Zařízení sestává z reaktorová části - a rekuperátorové čáati, které jsou obklopeny tepelně akummlačním vnějším pláštěm. Podstata pak spočívá v tom. že v rekuperátorové části je ve vnějším plášti _v uložen tepelně akuulační vnitřní plášt a mezi jejich stěnami je v podstatě šroubovité veden kouřovod. Uzv^nitř vnitřního pláště je vnitřní vzduchový prostor, který nahoře ústí do vytápěného prostoru a Sole je propojen se vzduchovými kanály, které jsou vytvořeny mezi vnějším pláštěm a pláštěm reaktoru, a ve výši spodní části spalovacího prostoru vyústují do vytápěného prostoru.

Výhodou zařízení dle vynálezu je spojení efektu přímého - i nepřímého vyzařování tepla a mánc^at použití libovolného paliva i snadného přestaveb.

Obr,1

Vynález se týká topného zařízení pro místní vytápění s přímým nebo nepřímým vyzařováním tepla, které může být vytápěno palivem v lbbovolném skupensttí.

Jak známo, lze v současné době nejvíce používaná topná . zařízení pro místní vytápění, tj· topná zařízení umístěná bezprostředně ve vytápěném prostoru, třídit předevěím způsobem jejich provozu nebo používaným druhem paliva.

Podle způsobu provozu je možno rozlisovat topná zařízení, které tepelnou energii vznnkající při spalování paliva vyzařuj bezprostředně, téměř mneáme se spalováním, jako např. železná kamna, desková top^x^ni^itě, olejová kamna, reflekoorové zářiče atd. a topná zařízení, která tepelnou energii vznnkající při spalování zčássi akumuuuí v maatelálu sk^t^uuuu^ícj^m teplo a akumulovanou tepelnou vyzářili nepřímo v průběhu doby a se zpožděním, což jsou např. kachlová kamna, radiátory naplněné olejem nebo vodou, tepelné komíny apod.

Výhoda topných zařízení, která náležeeí k první skupině, spočívá v tom, že po zahájení spalování začíná' prakticky okamitě i vazařování tepla. Jejich nevýhoda spočívá naprooi tomu v tom, že v důsledku jejich poměrně malé tepelné setrvačnou, v případě vyčerpání nebo odstavení energetického zd^o;je, ustává vyzařování tepla ihned nebo jen s malým zpožděním. Jejich dalSÍ nevýhoda spočívá v tom, že v závislosti na hustotě energie úměrně klesá se zvětšující se vzdálenou od vyznačujícího ' tělesa i pooit tepla.

Výhodou topných zařízení, která n^llei^c^e^í ke druhé skupině, tj. topných zařízení akummluuících tepelnou m^gii v matTiálu akimuuuuícím teplo, je právě ta skutečnost, že v důsledku jejich veliké tepelné setrvačnosti předávaa! vyprodukovanou tepelnou me^ii nezávisle na provozu zdroje tepla v rovnoměrném časovém rozložení. Nevýhoda těchto topných zařízení spočívá v tom, že právě v důsledku veliké tepelné setrvačnou začíná tepelné vyzařován a ohřev vytápěného vzduSného prostoru až velmi dlouho po uvedení tepelného zdroje do provozu. Podle jakosti používaného paliva lze topná zařízení pro mstní vytápění rozddlit dá skupin: vytápěných pevným palivem; např. uhlím, dřevem, tekutým palivem, např. olejem, plynnými palivy, např. městským plynem, zemním plynem atd. a elektrická topná zařízení.

Při spalování různých druhů paliva s odppoíddjícím stupněm účinnoU, popř. pro jejich zužitkování pro topné účely, jsou nezávislema způsobu jejich provozu zapotřebí speciálně uspořádaná topná zařízení. Proto má větSina topných zařízení společnýjnedoosatek, který spočívá v tom, že modifikace nebo změna druhu paliva je ustaň tečnntelná jen na úkor zhorSení . stupně účinnooU, nebo že ketonu vůbec nejsou předpoklady, železná kamna nelze, např. upraalX na spalování oleje, topná zařízení na vytápSn! olejem nelze upravit na smíSené spálová!, bez ohledu na jejich konstrukčním uspořádání.

Ze známých zařízení, jejichž tělesné vytvoření se blíží alespoň částečně konstrukčnímu uspořádání' předmětu vynálezu, jsou to řeSení popsaná a ' znázorněná nep^. v československém patentován spise č. 32 154, německých patentových spisech č. 55 372 a 821 699 a Svýcarském patentovém spise č. 503 956. Každé z těchto zařízení vSak vykazuje již zmíněné nedoosatky.

Vynález si klade za cíl vytvořřt takové zařízení pro matní vytápění, které by spojovalo výhody přímého a nepřímého vytápění a tím odstraňovalo jejich nrdořtatky, přičemž by současně umooňovalo pouUvání libovolných druhů paliv, popřípadě umožňovalo rychlé přestavení na jiné druhy paliva bez ' ztráty účinoU.

VýSe uvedené nedostatky odstraňuje a vytčený cd řeSÍ topné zařízení pro místní vytá» pění jak s přímým tak s nepřímým vazařováním tepla, které může být vytápěno palivem libovolného skuppensví, které sestává ze spodního reaktorového dílu a vrchního rek^]^í^i?^^<torového dílu, ve kterém je v poddtatě Srouboovtě uspořádán kouřovod, který vyhřívá jednak tepelně akumulační vnější plášť a jednak vnitřní vzduchový prostor rekuperátorového dílu, přičemž tento vnitřní vzduchový prostor je uzavíratelně propojen s okolním vytápěným prostorem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, - že kouřovod je uspořádán mezi vnitřní stěnou tepelně skum^ui^ibního vnějšího pláště, vnější stěnou tepelně akumusěního vnitřního pláště, který je uložen uvnitř vnějšího pláště, a tepelně skum^ul^^i^Jími rozpěrnými která jsou uložena mezi vnějším a vnitřním pláštěm a vytvá^eí tak šrouboovci kouřovodu. Vnttřní plášť tvoří stěny vnitřního vzduchového prostoru, který je nahoře otevřen do vytápěného okooí, a . do^něhož dole ústí vzduchové kanály procházející reaktorovým dílem, jejichž stěny jsou .. tvořeny vnitřní plochou vnějšího pláště a vnější plochou - tepelně jOumula&tíht pláště reaktoru. Vzduchové kanály jsou přibližně ve výši spodní částí spalovacího prostoru vyústěny do okolního vytápěného pros^on

Topné zařízení padle vynálezu spojuje přednos i různých způsobů ' provozu tak, že se nad vnějším pláštěm skumuLiuícím teplo realizuje zpožděné nepřímé vyzařování tepla, zatímco vzduchové kanály iyí8tulící do vnitřního prostoru vnitřního pláště umožňuj bezprostřední s okariitý vzestup tepla, které ee vytváří, do vytápěného vzduchového prostoru. Kouřovod uspořádaný beze změny směru s prob^haící .. podle ěroubovice umožňuje jednak maaliiální vyiHtí jinak komínem unikajícím odpadové tepelně energie k ohřevu tělesa topného zařízení, jednak vlivem kinetické energie kouřových plynů přispívá k zabezpečení aktivního komínového jíčinOu, tj. tahu..Ostatně právě tato okolnost, kromě vhodného uspořádání reaktorového prostoru, um>o£uje provoz topného zařízení podle vynálezu ' s každým drub^ea paliva.

Podle vynálezu je výhodné, jsou-H vnější a vnitřní plášť sestaveny ž keramických modulových prvků s dutými stěnami, jejichž dutiny jsou výhradně vyplněny pískem, nebo jiiým druhem plnícího sasteMu.

Velká ' výhoda řešení spočívá v tom, že podstatně zjednodušuje a eprodulOiiňujj výrobu topného zařízení, umooňuje snadnou s jednoduchou montáž, přičemž se zařízení stává přenosné, a jednoolivě jeho prvky může snadno přenášet i člověk. Mírou naplnění dutin modulovaných prvků lze v daném rozmez<libovolně upraví, t hmoonoet topného zařízení a tím i jeho stabilitu, tepelné zatížení s tepelnou setrvačnost, tedy tepelnou kapsltu.

Keramické modulové prvky tvořící - vnější plášť topného zařízení mohou být opatřeny lbboninou povrchovou úpravou, např. glazurou.

Další podrobnost s vlastnost - zařízení podle vynálezu jsou náležitě - vysvětleny v dalším textu na základě připojených výkresů, na nichž je znázorněn- příklad výhodného konkrétního provedení topného zařízení podle vynálezu· Na výkresech představuje:

obr. 1 - pohled na topné zařízení podle vynálezu v částečném řezu, obr. 2 - řez reaktorovou částí topného zařízení podle čáry A-A z obr. 1 s obr. 3 - řez r^ekupejrát^oiro^vou částí topného zařízení podle čáry B-B z obr. 1.

Jak je zřejmé, sestává topné zařízení podle vynálezu ze dvou Sássí, s to z reaktorové čássi s z r e^per^^ové - šásU, která je n^stěna nad ní. Haotnost tělesa topného.- zařízení tvořeného těmito částmi zachycuje s rozděluje - základová deska £. Jádro - reaktorové tvoří - reaktor J zhotovený z litlry nebo ocelových plátů, který obklopuje spalovací prostor 2, s který v poadsm^tě' připomíná železná kamna. Reaktor J obklopuje plášť reaktorů £, který sestává výhodně z kruhových žebrováních, keramických modulových prvků. Plášť reaktoru . £ se opírá svými podélnými žebry £ o vnitřní stěnu vnějšího pláště £ sestávajícího rovněž z kruhových - avšak težeb^ovstých keramických moulových prvků jkllululících teplo, přičemž jeho meeižeberaí prostory £ společně - s touto V^třní stěnou vytváří j vzduchové kanály, které iychhlzeí z připojovacích hrd^]^. 8 uzavíratelzých klapkami, s které vyúsťuj do vn.tř244428 ního prostoru £0 vnitřního pláště 2 akumulujíčího teplo, který je umístěn v rekuperátorové části nad reaktorem J. Vnitřní plášť 2 akumulující teplo je výškově shodný s vnějším pláštěm 6 akumulujícím teplo, sestává však z menších kruhovitých keramických modulových prvků a jeho vnitřní prostor 10 ústí bezprostředně do vytápěného prostoru. Výhodně jsou jak ve vnějším plášti £, tak i ve vnitřním plášti 2 vytvořeny ve stěnách modulových prvků v axiálním, podélném směru dutiny 11. které lze vyplnit plnícím materiálem, např. pískem.

U topného zařízení znázorněného na obr. 1 odpovídá výška reaktorové části vnějšího pláště 6 «kumulujícího teplo výšce čtyř na sebe nasazených kruhových keramických modulových prvků. První dva modulové prvky obsahují reaktor 3, prostor pro popel 12 e v prostoru pro popel se nacházejí popelník 1 3. nebo v případě vytápění olejem nádrž topného oleje, eventuálně regulátor plynu a připojovací armatury při topení plynem. Nad tím se nachází rošt J4 a izolované dvířka 15 zachycující žár, která jsou z venku zakryta dvířky 17 prostoru pro popel namontovanými na dveřní nástavec reaktoru J a vybavenými štěrbinou jejíž průřez je regulovatelný pomocí uzavíracího prvku 16, a konečně již zmíněná připojovací hrdla 8, která jsou vybavena uzavíratelnými klapkami do vytápěného prostoru a vyúsťují ^ve výši roštu 14. Je možné, že základová deska 1 rozkládající zatížení může v daném případě tvořit s nejspodnějším modulovým prvkem vnějšího pláště 6 jeden kus.

Nad dvířky 17 prostoru pro popel jsou umístěna přikládací dvířka 18, se středem nacházejícím se na rozhraní mezi třetím a čtvrtým modulovým prvkem vnějšího pláště 6, která slouží к dodávání pevného paliva do reaktoru £ a do nichž je účelně zabudována ohnivzdorná a průhledná skleněná vložka umožňující pozorování spalovacího prostoru 2. Čtvrtý modulový prvek obklopuje nejvyšší část reaktoru J, který je zhora zakryt žebrovaným horním krytem 19 podporujícím výměnu tepla. Zde také začíná nástavec 20 kouřovodu, který spojuje spalovací prostor 2 reaktoru J s kouřovodem 21» vytvořeným mezi plášti 6 a 2 akumulují čími teplo v rekuperátorové části, a který v podstatě probíhá ve tvaru šroubovice a vyúsťuje do nástavce 22 pro odvádění kouře. Poloha plášťů 6 a 2 akumulujících teplo к sobě, popř. sestavení jejich modulových prvků je zajišťováno keramickými rozpěrnými mezikružízni, která sestávají z párově do sebe vložitelných spodních rozpěrných kroužků 23 a horních rozpěrných kroužků 24. přičemž spodní rozpěrný kroužek 23 je uzavírán horním rozpěrným kroužkem 21» který je do něho vsazen.

Horní rozpěrný kroužek 24 je uzavřen krycím kroužkem 25. ^oto uspořádání je zejména zřejméÁ z obr. 3 při jeho porovnání s obr. 1· Na těchto rozpěřných kroužcích jsou vytvořeny průlomy 26, které zabezpečují plynulý vzestup kouřovodu 21 beze změny směru popř. přechod kouřových plynů do dalšího patra tvořeného následujícími modulovými prvky. Dutiny vzniklé uzavřením rozpěrných kroužků mohou být vyplněny např. pískem.

Nad tělesem, přesněji řečeno, nad vnitřním prostorem 10 vnitřního pláště 2 akumulují čího teplo, který vyúsťuje do vytápěného vzdušného prostoru, je výhodné namontovat do cesty teplému vzduchu proudícímu poměrně rychle směrem nahoru štít rozdělující teplo, který jednak chrání strop vytápěné, místnosti a jednak rozptyluje vystupující teplý vzduch do vytápěného vzdušného prostoru. Na výkresu tento štít není znázorněn, stejně jako zařízení pro dopravu vzduchu, které bývá nejvýhodněji zamontováno do vnitřního prostoru 1Q a které, pokud to je nutné, svou funkcí podporuje pohyb vzduchu vyvolaný kynetickou energií vyplývající z rozdílu teplot, přičemž tento pohyb při vytápění podlahy je možný i proti obvyklému směru, tedy směrem dolů. V tomto případě samozřejmě nutno použít zařízení pro dopravu vzduchu bezpodmínečně. Konečně je také výhodné namontovat do nástavce 22 pro odvádění kouře čidlo pro zjišťování tahu, které vždy podle nároků daného druhu topení kontroluje podtlak spalovacího prostoru a tímto způsobem pak přispívá к tomu, že se topné zařízení podle vynálezu může použít pro různé druhy paliv v libovolném skupenství.

Způsob práce topného zařízení podle vynálezu je popsán v další části pro případ použití pevného paliva.

Pevná palivo se vkládá kruhovými přikládacím dvířky 18 opatřenými ohnivzdornou skleněnou vložkou do reaktoru £ na rošt 94, kde spalovací vzduch prochhzzjící roštěm £4 zajiš^je spbovtaí ptíAva vloženšh) do spalovacího prostoru 2· SppQovací vzdu^ch ^pr^oniká přes uzavírací prvek £6 umístěný na dvířkách 17 prostoru pro poppe, který má regulovatelný průřez štěrbiny, do prostoru pro popeX .12,.odkud se po obtoku popelníku 13 dostávána rošt .14· Kouřové plyny vznikající ve spalovacím prostoru 2 reaktoru ' £ se dostávají nástavcem 20 kouřovodu vytvořetýfa speciálně na horním žebrovaném krytu ££, reaktoru £ do rekuperátorové čásst, přesn^i řečeno do kouřovodu 21 mezi vnšjším.,pláštěm 6 akumuijícím teplo a vnitřním pláštm £ ataumuuuícím teplo, ve kterém kouřové plyny po stupu j beze změny směru jejich pohyby patry, tvořeným jednotlivými modulovými prvky, vždy po otočení o 3⁰⁰° ^uI^ůlLlomem 26 vytvo^enýfai· jako zvláštní vychylovací otvor v ú^ku ^ibližně 60° dlouhém do ^sledujícílio ^p^tra a nakonec nástavcem . 22 ^pro odvádění kouře do ^komína·

V kouřovodu .21. předávaa! kouřové plyny svůj obsah tepla vnějšímu a vnitřnímu plášti 6 a £ akurauuuíčímu teplo, které.rovnoměrně a zpomaleně v/za^ř!dí akumulované teplo do vytápěného vzdušného prostorrus tejně jeko kachlová kamna,

U topného zařízen ní podle vynálezu existuje však současně možnost ohřívat vytápěný prostor po zátopu o knHtě, K tomu účelu se do prostoru mezi vnější. . plášt 6 alkumluujcí teplo a plášť reaktoru £ bezprostředně obbkoppujci reaktor £ přivádí přes připojovací hrdla 8 zabudovaná ve výši spodní CiássiL spalovacího prostoru £ vzduch z vytápěného prostoru, který pak proudí vzdušným kanály vytvořeným meeižeberními prostory 2 pláště reaktoru £, které vyůsťuuí přes žebrovaný kryt ££, jenž působí jako výměník tepla reaktoru J, do vnitřního prostoru 10 vnitřního pláště 2 akunuluuícího teplo, Vzduch vttuppjící připojovacími hrdly 8 jednak odebbrá vedle pláště reaktoru £ rovnoměrně mnoossví tepla vyzařovan^é reaktorem J, jednak ochlazuje reaktoru £ ^bezprott:ředn^ě ob]d.o^opu^jcí stěnu reaktoru J, Takovým způsobem ohřátý vzduch probbhhaící kolem horní čtás*.! reaktoru £ proudí pod vlivm vlastní kinetické energie, která vyplývá zteplotního rozdílu, do vnitřního prostoru 10 a pod vlivem tzv. komínového účinku pak proudí až ke štítu rozdělujícímu teplo, od kterého po změně směru vstupuje do vytápěného prostoru, Jakmile se ve vytápěném prostoru dosáhne potřebné teploty uzavřou se rukou nebo pomocí teimoregulace klapky připojovacích hrdel 8 tak, že topné zařízení od tohoto okemžiku funguje jen s nepřímým vyzařováním tepla,

Topné zařízení podle vynálezu může při popsaném konstrukčním uspořádání pracovat s НЬотоИ^т druhy paliva při dobrém stupni účinnou, zatímco způsob provozu nebo též bezprostřední nebo nepřímé vyzařování tepla může být voleno podle potřeby př současné rekupeirad tepelné energie, Sněna způsobu provozu se může provést bez výměny prvků, jednoduchým uzavřením připoj ovacích hrdel 8, Daší významná výhoda spočívá v tom, že zařízení je sestaveno z modulových prvků, takže jej lze snadno pření sbí, přičemž m^^n^iáž zařízení ne^žaduje žádné zvláštní odborné znalost, Podotýkáme, že sestavení jednotlivých částí z modulových prvků není žádnou povionootí, že však přináší mimořádně mnoho výhod.

Pískem nebo jinými podobnými pLoíciUL m^a^rr.á^ly vyplníte!né dutiny modulových prvků vnějšího a vnitřního pláště 6 a 2 alaumuuuícího teplo zajišťují také tu výhodu, že lze při Donáší přizpůsobí hmotnost topného zařízení objemem plnícího písku, což se projeví i oi tepelné kapactě. Vnější plocha modulových prvků vnějšího pláště 6 lkuníUuUícího teplo může mít po&e požadavků - povrchovou úpravu, jak z hlediska odoonossi proti opot^ř^e^be^i, tak i z hlediska barevného řešení, Ucazuje se jako účelné opeatřt ji estetickou glazurou se vzorkem. Vněěší obrys vnějšího pláště 6 akшníUujícího teplo mé výhodně kruhový tvar, Lze sL však uřed8tavií i jiný tvar, např. hranatý, Počet i velikost modulových prvků lze íUš0t· Určuuí se účelností popřípadě potřebou řeull·

Claims (7)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Topné zařízení pro místní vytápění, které může být vytápěno palivem libovolného skupenství, jak s přímým tak s nepřímým vazařováním tepla, které sestává ze spodního reaktorového dílu a vrchního rekuperétorového dílu, v němž je uspořádán v podstatě Šroubovité kouřovod, který vyhřívá jednak tepelně akunuuuční vnější plášť a jednak v^třní vzduchový prostor rekuperétorového dílu, přičemž tento vnntřní vzduchový prostor je uzaviratelně propojen s okolním vytápěným prostorem, vyznnčující se tím, že kouřovod (21) je uspořádán mezi stěnou tepelně akumuuačního vnějšího pláště (6), vnější stěnou tepelně akumulačního vnitřního pláště (9), vytvořeného uvvntř vnějšího pláště (6), a tepelně akumulačními rozpěnými mizikružími uloženými mezi vnějším pláštěm (6) a vnitřním pláštěm (9), přičemž vnntřní plášť (9) obklopuje v^š^třní vzduchový prostor (10), propojený nahoře bezprostředně s okolním vytápěným prostorem a dole se vzduchovými kanály reaktorového dílu, které jsou vytvořeny mezi vnějším-pláštěm (6) a tepelně aku^i^JLaUrn^m pláštěm reaktoru (4), uspořádaným ve vnějším plášti (6), a jsou alespoň jedním přípo^ým hrdlem (8), provedeným ve výši spodního dílu spalovacího prostoru (2), spojeny s okolním vytápšrým prostorem.
2. 2. Topné zařízení pro místní vytápění podle bodu 1, vyznnčující se tím, že vnější plášť (6) i viň-třní plášť (9) jsou sestaveny z kruhových keramických modulových prvků s dutými stěnami.
3. 3. Topné zařízení pro místní vytápění podle bodu 2, vyznačuuící se tím, že dutiny stěn moulových prvků jsou vyplněny plnicím např. pískem.
4. 4. Topné* zařízení pro místní vytápění podle ^ъс1и 1 až 3, vyznačuuící se tím, že rozpěrná moeikruž.í sestávají ze sesaditelných rozpěrných kroužků (23, · 24) opatřených průlomy (26), které jsou umístěny mmzi modulová prvky vnějšího pláště (6) a vnitřního pláště (9).

   Topné zařízení pro místní vytápění podle bodů 1 až 4, vyzn^v^ící se tím, že plášť reaktoru (4) je zhotoven z keramického iičeriáll č opatřen podélnými žebry (
5. 5), která přiléhej! k vn^řní stěně vnějšího pláště (ó), přičemž m^e^iJ^íebí^rn:! prostory (7) tvoří vzduchové kanály (11), které ústí do vnitřního vzduchového prostoru (10).
6. 6. Topné zařízení pro místní vytápění podle bodů 1 až 5, vyznaču^jc! se tím, že plášť reaktoru (4) je vytvořen z modulových prvků, jejichž·výška odpovídá výšce modulových prvků vnějšího pláště (6) i vnitřního pláště (9).
7. 7. Topné zařízení pro místní vytápění podle bodů 1 až 6, vyznečuuící se tím, že ve vnitřním vzduchovém prostoru (10) je uloženo dopravní zařízení vzduchu.