CZ145999A3

CZ145999A3 - Topný podlahový článek

Info

Publication number: CZ145999A3
Application number: CZ991459A
Authority: CZ
Inventors: Bjarne Kongsgaard
Original assignee: Bjarne Kongsgaard
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 1999-11-17
Also published as: WO1998017953A1; EP0960309B1; DK117996A; PL333071A1; EP0960309A1; DK172362B1; DE69709908D1; US6095235A; ATE211534T1

Description

TOPNÝ PODLAHOVÝ ČLÁNEK

Oblast techniky

Vynález se týká topného podlahového článku pro použití ve stavbách, zejména stavbách stájí.

Dosavadní stav techniky

Podlahy ve stájích prováděné z mřížkových částí jsou známé. Mřížkové prvky jsou tvarovány tak, aby se mohly spojovat s odpovídajícími dalšími prvky, čímž vzniká souvislá podlaha nebo souvislý povrch podlahy. Mřížkové části jsou usazeny na podpěrách ve tvaru rovnoběžných žeber rozmístěných napříč stájí. Nad těmito žebry jsou umístěny mřížky opatřené žlábky. Tyto žlábky jsou vhodně upraveny pro zachycení zubovitých konců sousedních mřížkových prvků. U těchto podlah jsou mřížkové části vyrobeny nej vhodněji z plastů. Alternativně mohou být vyrobeny také z litiny, oceli nebo betonu.

V některých částech povrchů podlah ve stájích je žádoucí používání plochých prvků, které mohou být vyhřívány. Tyto ploché prvky mohou být vyrobeny jako modulární nebo vložené části, které mohou být rozmístěny na rámové konstrukci a vzájemně propojeny s ostatními mřížkovými prvky. Tyto topné články mohou být elektricky vyhřívány nebo mohou být ohřívány horkou vodou procházející jejich komorou Tato komora je spojena potrubím s dalšími topnými články a se zdrojem horké vody, potrubí spojuje všechny komory a je umístěno pod konstrukcí podlahy. Vytápění podlahové konstrukce jc žádoucí například ve vepřínech, kde jsou malá prasátka. V těchto případech jsou umístěny modulární prvky

4 4 4

4 * 4 obsahující topné části na těch úsecích stájí nebo vepřínů, kde jsou mláďata.

ZDE-A1-40 05 915 jsou známé topné Články v provedení zmíněném v úvodu. Tyto články jsou určeny pro použití ve stropech budovy. Tvar těchto známých prvků nebere proto zřetel na montáž a podmínky, které se vyskytují v podlahové konstrukci, kde topné články tvoří současně povrch podlahy určené na příklad pro zvířata.

Podstata vynálezu

I když topný článek podle současného vynálezu byl vyvinut především s ohledem na použití ve stájích, je také možné využití topných Článků v topném podlahovém systému jiných druhů podlah než jsou podlahy stájí. Topný Článek může být tak použit pro vyhřívání podlah, kde jiné modulární systémy nemusí mít mřížkové prvky. Příkladem toho mohou být podlahy továren, kanceláří, veřejných budov i obytných domů.

U známých konstrukcí podlah se vyskytují při výrobě ocelových betonových nebo plastových prvků nepřesnosti a odchylky tolerancí, které mohou ovlivnit část konstrukce podlahy. Při zatěžovány podlahy při užívání se mohou také různé části vzájemně pohybovat. Dále nastávají i menší změny částí podlahové konstrukce v důsledku působení tepla. Z tohoto důvodu je zde riziko unikáni vody z důvodu netěsnosti tlakového potrubí spojujícího jednotlivé komory se zdrojem horké vody. Tyto netěsnosti se těžko zjišťují, protože jsou ve spodní části podlahové konstrukce. Ve stájích se unikání vody zjišťuje velmi obtížné, protože mřížkové prvky procházejí trus i moč zvířat.

Známé topné prvky se obtížně montují, protože vyžadují úpravu spodní části konstrukce podlahy po umístění podpěrných žeber. U mnohých stájí je omezený prostor pod mřížkovými prvky a podlahou. To dělá potíže při montáži, vzájemném spojování, šroubování atd. Je proto žádoucí umožnit snadnou montáž topných prvků stejně tak jako zbývajících mřížkových částí podlahové konstrukce.

Předmětem současného vynálezu je získání topného článku v provedení zmíněném v úvodu, který je vhodný pro použití v podlahách a zejména pro použití v podlahách stájí, který odstraní dříve uvedené nedostatky a který bude také snadno smontovatelný s ostatní konstrukcí.

Podle současného vynálezu je toho dosaženo topných článkem charakteristickým tím, že je určen pro použití v podlahách zvláště ve stájích a podepřeným na nosnících tvořících rovnoběžné žlábky na spodku modulárních prvků, komora článku je bezprostředně pod povrchem podlahy a aspoň část komory má takovou hloubku pod povrchem podlahy, že průchody jsou v úrovni pod opěrnými nosníky. Modulární části korespondují s dalšími prvky tvořícími topný článek s komorou obsahující topnou kapalinu představující výměník tepla a dále s potrubím s kapalinou nebo párou procházejícím komorou a upevněným na dvou protilehlých upravených stěnách komory.

Tímto uspořádáním představuje topný článek výměník tepla. Komora topného článku je naplněna kapalinou přiváděnou z procházejícího potrubí a předávající teplo. Tímto vzniká podstatně méně požadavků na spoje vytvořené mezi kapalinou v komoře topného článku a potrubím než u stropu, který neodporuje tlaku vody nebo páry.

Při používání výměníku tepla je spojování s topnými prvky z plastů značnou předností. Pro topné Články z plastů je obyčejně používán polypropylen. Je doporučován vzhledem k tomu, že při změnách teplot nedochází ke znehodnocení jeho vlastností. Při používání topných článků ve vepřínech je rozhodující teplota povrchu topného Článku zhruba 37°C. Při použití konstrukce podle vynálezu je možné použít obvyklou teplotu vedení horké vody kolem 72°C. Při vhodném dimenzování to dovoluje teplotu kapaliny v komoře kolem 42°C. To vyústí v povrchovou teplotu topného Článku asi 37°C.

U známých konstrukcí s vodou proudící komorou se ukazuje, že dochází k velmi špatné cirkulaci, což má za následek velké teplotní spády u topného článku. Byly provedeny experimenty k vyřešení tohoto problému provedením komory s kanálkovitými částmi. To způsobilo nicméně složitou a nákladnou konstrukci, u které se v kanálcích mohou vyskytovat usazeniny. Současný vynález prokazuje, Že je dosahováno podstatně vyrovnanější a stálé teploty v celém topném článku. Je předpokládáno dosažení normálního proudění vody, protože oliřátím nastává bezprostřední proudění způsobující zesílení proudu v komoře. Aby se dosáhlo nej lepších možností proudění, je výhodné, když potrubí je vedeno v určité vzdálenosti pod povrchem podlahy, protože se tím vytvoří nárůst proudu a tím i větší proudění a víření v komoře. To přispívá ke sjednocení teploty na celém povrchu topného článku.

Potrubím proudí obyčejně kapalina nebo pára. Je také nicméně možné používat v topném článku elektřinu. V obou případech nebude nutné mít v komoře tlakovou vodu a je proto méně riskantní výskyt unikání ve spojích mezi kapalinou v komoře a vedením.

Komora může být využívána jako malý zásobník tepla V případě přechodných poruch v dodávce horké vody působí obsah kapaliny v komoře jako zásobník. Topný článek tak udrží nadále svoje teplo i při krátkých přerušeních. To může mít zásadní význam pro malé vepříky a jiná mláďata ve stáji.

Poměrně jednoduché spojovací prostředky mezi potrubím a komorou umožňují rychlé vzájemné spojení poté, co byla Část rámu umístěna na konstrukci podlahy. Podle vhodného provedení jsou průtoky komor tvořeny potrubím se šroubovanými nástavci i vyrobenými společně s bočními stěnami. Tyto nástavce spolupůsobí s těsněním a vložkou, které jsou zašroubovány do nástavce. To umožňuje umístit těsnění a vložku do nástavce před namontováním potrubí. Po montáži potrubí je vložka dostatečně zatažena tak, aby se dosáhlo radiálního roztažení těsnění k získání pevného spojení kolem potrubí.

Topný článek je konstruován pro vstup kapaliny nebo páry z přímého potrubí. K tomu má komora průchody v protějších stěnách. To umožní mimořádně jednoduchou montáž, kdy přímé potrubí je lehce posunováno několika seřazenými topnými jednotkami poté, co byly umístěny v podlahové konstrukci. Taková montáž je zvláště jednoduchá, když aspoň část komory je tak nízko, aby průchody byly v rovině pod podpěrnými žebry. Tím může být přímé potrubí posouváno bez ohledu na orientaci těchto průchodů na poloze modulárních prvků v konstrukci podlahy.

Pokud má komora příčný průřez tvaru T, může procházet potrubí komorou v místě spodní části boční stěny T. Tím je sníženo množství kapaliny použité v komoře, což umožní dosáhnout rychlejšího prostupu tepla z potrubí do povrchu podlahy. Stěna T je obyčejně umístěna symetricky vzhledem k topnému článku. Nicméně je možné umístit stěnu T asymetricky vzhledem k ohřívanému povrchu s cílem dosáhnout lepších podmínek montáže, kdy je snazší umístění soustavy potrubí v blízkosti okraje topného článku.

S ohledem na stabilitu proti zkroucení v takové topné vložce tvaru T je počet spojovacích míst stanoven v té části komory, která je • *

tvořena příčnou deskou T, tj. v Části komory, která je bezprostředně pod podlahovým povrchem topného článku. Po připojení potrubí může být komora naplněna kapalinou. To se velmi usnadní tím, když je komora opatřena plnícím otvorem v úrovni povrchu podlahy.

K dopravě kapaliny nebo páry je používáno kovové potrubí. Alternativně je také možné použití potrubí vyrobeného z pokovovaného plastu. Pro praktické provedení je využitelné potrubí nazývané ALUPEX. Toto potrubí může být opatřeno z Nordisk Wavin. Při montáži potrubí, které prochází průběžně řadou komor vedle sebe je třeba pouze spojovat konce potrubí se zdrojem dodávaného tepla prostřednictvím pevných tlakových spojů. Takové spoje mohou být umístěny ve zvláštních servisních kanálech vně části podlahy určené pro dobytek. Zde může být práce provedena mnohem jednodušeji a dále je zde možný dohled při lokalizaci případných úniků topného média.

Topný článek může být vyroben jako integrální soustava s podpěrným žlábkem, takže představuje samostatný modulární prvek. Tím je získán zvlášť jednoduchý topný článek, který může být rychle montován.

Jestliže je topný Článek vyroben jako vkládací, může být použit při výrobě konstrukce podlahy v různých modulových provedeních. Takový vkládací prvek je upraven pro umístění na konstrukci rámu jako samostatný člen a může být stavěn společně s dalšími modulovými prvky konstrukce podlahy.

Podle zvláštního provedení je topný článek spojen se svislou částí komory tvořící stěny a případně strop pro ohřívání boxu umístěného na upravené podlaze

V delším vývoji jsou tyto svislé části komory spojeny s komorou pod povrchem podlahy rychlospojkami. Podle dalšího ·»·· provedení jsou stěny komory opatřeny potrubím procházejícím dalšími částmi komory a přímo spojeným s potrubím umístěným pod upravenou podlahou.

Topný box umístěný na upravené podlaze může být opatřen víkem. Toto víko může být otevíráno nebo být zavěšeno na svislých částech komory nebo být umístěno posuvně, takže tvoří vstup do komory. Větší nebo menší otevírání víka může být dále použito k regulací teploty.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je nyní podrobně vysvětlen s odkazem na připojené schematické obrázky, kde:

Obr. 1 ukazuje dvourozměrný pohled zobrazující podlahu vepřína

Obr. 2 ukazuje perspektivní pohled znázorňující modulární článek pro výrobu podlahy

Obr. 3 ukazuje dvourozměrný pohled znázorňující topný článek podle vynálezu

Obr, 4 ukazuje část řezu podle čáry IV - IV na obr. 3

Obr. 5 ukazuje část řezu podle čáry V - V na obr. 3

Obr. 6 ukazuje schematický řez druhým provedením topného článku podle vynálezu

Obr. 7 ukazuje schematický perspektivní pohled na řadu topných článků umístěných vedle sebe při pohledu zdola

Obr. 8 ukazuje schematický perspektivní pohled na provedení, kde topný článek má svislé komorové části nad podlahou Obr. 9 ukazuje řez odpovídající obr. 5 znázorňující další provedení topného článku podle vynálezu.

Obr. 1 znázorňuje podlahu vepřína, zejména jednotlivé kóje. Ve vepříně jsou použity dva odlišné typy mřížek 1, 2. Uvedené mřížky 1 vytváří první rovinu jednotlivých kójí a druhé mřížky 2 tvoří další provedení v kójích. Tyto druhé mřížky jsou určeny jako stání pro prasnice.

Na obr. 2 je znázorněn příklad první mřížky. Mřížka i ve vepříně 3 je opřena o podpěrná žebra 4 částečně patrná na obr. 2. Podpěrná žebra 4 jsou uložena na zdvižných podložkách nebo přímo na podlaze stáje. Tato žebra se rozprostírají napříč vepřínem a rovnoběžně se stranami 5, 6 mřížky i. Dvě další strany 7, 8 mřížky jsou určeny k vzájemnému podepření. Strany 7, 8 mřížky jsou opatřeny západkou.

Podpěry žeber 4 jsou umístěny ve žlábcích 9, které jsou vytvořeny pro spodní stranu ozubů 10, tyto ozuby jsou na každé straně mřížky T Mezi každým ozubem 10 je mezera 11 pro zachycení na sousední mřížku. Tak může být vytvořena souvislá podlaha.

Namísto řady mřížek i může být podle vynálezu provedena řada topných článků 12. Může být na příklad provedena v počtu šesti rozmístěnými podle obr. 1. Je možný i jiný počet topných článků 12. Je také možné jiné rozmístění topných článků než je uvedeno na obr.l.

Na obr. 3 je znázorněn topný Článek 12 při pohledu shora tak, jak je umístěn na podlaze. Topný článek znázorněného provedení je vytvořen jako vkládací prvek pro usazení v rámu a má vnější obrysy odpovídající tomu článku, který je jako mřížka i na obr. 2. Část rámu představuje tak modulární prvek, který může být zabudován společně s mřížkou 1.

Topný článek 1_2 je nahoře opatřen plnícím otvorem j_3, který má uzávěr J_4 /Obr. 5/. Uzávěr je umístěn ve zvednutém okraji 15, takže vepři nemohou uzávěr neúmyslně odstranit. Uzávěr drží • · · · ♦·

v otvoru 13 třením nebo je našroubován. Může být také upevněn bajonetovým uzávěrem.

Obr. 4 znázorňuje řez podle čáry IV - IV na obr. 3. Topný článek 12 má vnitřní komoru 16. Komora má v podstatě tvar T a má bočnice 17 směřující dolů od povrchu topného článku 18 a příčnou desku 19 umístěnou pod povrchem topného článku. V dolní části bočnice 17 T jsou vytvořeny proti sobě dva nástavce 20, uvedené nástavce jsou opatřeny závitem 21. Tyto závity jsou určeny pro uložení vložky 22 s těsněním 23. Ve znázorněném provedení je komora 16 uprostřed topného článku 12. Alternativně může být komora 16 umístěna u jednoho z bočních okrajů, takže v řezu má v podstatě tvar L.

Vložkou s těsněním prochází potrubí 24 a otvor 25 ve spodní části nástavce 20 je opatřen prstencem 26. Potrubí 24 je určeno pro dopravu kapaliny nebo páry. Je vyrobeno z tepelně vodivého materiálu a prostupuje jím teplo z kapaliny obsažené v komoře 16, Aby se docílilo utěsnění mezi potrubím 24 a komorou 16, je vložka zatažena. Tím se roztáhne radiálně těsnění 23 a je stlačeno mezi vložku 22 a prstenec 26. Tak je dosaženo těsného a pevného spojení mezi potrubím 24 a komorou 16.

Otvory 25 jsou situovány v takové vzdálenosti pod povrchem 18 podlahy, aby byly na úrovni pod dolní stranou 27 žeber 4. Tímto se může potrubí 24 velmi snadno namontovat do topného článku 12. Pokud je použita řada topných článků, pak potrubí 24 může být protaženo všemi články poté, co jsou zabudovány v podlaze. Pak se vložky pevně utáhnou. Komory 16 pak mohou být naplněny kapalinou. Konce potrubí jsou spojeny se zdrojem dodávky tepla a zpětným spojem.

Obr, 5 ukazuje, jak jsou upravena určitá místa spojení 28 mezi povrchem komory 18 a její spodní částí 29. Tím je dosaženo větší stability oproti zkroucení topné jednotky.

V předchozích obrázcích nebyla ukázána izolace ve spojení s topnými články. Jak je uvedeno na obr. 6, je použita izolace 30 na spodní straně 29 topného článku 12, čímž se zabrání vyzařování tepla směrem dolů. Na obr. 6 je schématický řez druhého provedení topného článku 12 podle vynálezu. V tomto provedení je komora 16 topného článku opatřena dvěma dolů směřujícími výstupky 31 odpovídajícími bočnicím Γ7 T. Ve spodní části těchto výstupků jsou otvory 25 pro potrubí 24. Topná jednotka může být podepřena několika žebry 4. Je vsak nicméně výhodnější, aby bylo použito jen jedno podélné žebro 4 zapadající do žlábků na každé straně topného článku 12.

Obr. 7 je schématický pohled zdola znázorňující vzájemné spojení šesti topných Článků 12 typu uvedeného na obr. 6. Rovné průběžné potrubí 24 prochází výstupky 31 seřazených topných Článků. Konce 32 potrubí jsou spojeny ohebnými hadicemi 33 pro průtok vody řadou topných článků 12. Poslední konec potrubí v zahnutém oblouku /není znázorněno/ je spojen se zdrojem dodávaného tepla spolu s čerpadlem dopravujícím kapalinu nebo páru potrubím 24.

Na obr. 8 a 9 je vidět uspořádání komory 16 opatřené svislými částmi 34. Tyto částí uvedené na obr. 8 tvoří boční stěny v ohřívacích boxech pro prasátka. Svislé stěny komory 34 mohou být spojeny s v podstatě vodorovnou částí komory 35 tvořící strop ohřívacího boxu. Další části komory 34, 35 mohou být přímo spojeny s komorou J_6, jak je znázorněno. Alternativně mohou být i další části komory spojeny nepřímo s komorou 16 nebo přímo s potrubím 24 /není znázorněno/.

♦··· ·Β *·

Ohřívací box může být uspořádán ve spojení s jednoduchým topným článkem 12, jak je znázorněno na obr. 9. Alternativně může ohřívací box procházet přes několik seřazených topných článků 12, jak je vidět na obr. 8. V posledním případě jsou další části komory 34 výhodně opatřeny potrubím vedoucím teplo /není znázorněno/, které je přímo spojeno s potrubím 24 uloženým pod upravenou podlahou.

Na obr. 9 je uvedeno provedení, kde jsou další části komory 34 přímo spojeny s komorou 16. Alternativně mohou být další Části komory 34 spojeny s komorou 16 rychlospojkou /není znázorněno/, tvořící zároveň spojovací prvek topného článku 12.

Ve znázorněném uspořádání je topný článek 12 jako vkládací element. Alternativně může být topný článek vyroben jako integrovaná část a může mít zubovitě tvarované uzávěry 10, jak je znázorněno na mřížce. V tomto provedení může být topný článek 12 montován současně s montáží mřížek T Potrubí 24 může být poté provlečeno komorami a pak pevně zašroubováno. Toto provedení je jednoduché a rychlé.

V ukázaném provedení je komora 16 tvarována s vnějším topným článkem. Alternativně je možné komoru vytvarovat jako pružný kontejner, který je uložen uvnitř topného Článku. Takový pružný kontejner jc tvarován jako pytel, který má svoje ústí a je připevněn ke komoře poté, co je vložen uzávěr 14. Pružností kontejneru se vyplní celý vnitřní prostor topného článku náplní kapaliny, protože kontejner může být také umístěn kolem potrubí a tím vytvoří potřebný přestup tepla. Takový pružný kontejner může být vyroben z plastu nebo z kovové fólie nebo z kombinace obou. Touto konstrukcí se docílí zvýšené spolehlivosti oproti unikání média z topného článku.

Claims

UPRAVENÉ PATENTOVÉ NÁROKY

1. Topný článek /12/ pro použití v budově, který je sestaven z modulárních částí umožňujících spolupůsobení s odpovídajícími navazujícími prvky jiných modulárních částí, topný článek se skládá z komory /16, 34, 35/ obsahující topnou kapalinu, komora tvoří jednu část výměníku tepla, druhou částí je potrubí /24/ procházející komorou /16/ a spojující řadu topných článků, potrubím prochází kapalina nebo pára a je spojeno pevným spojem s průchody /25/ ve dvou vzájemně navazujících stěnách komory, vyznačující se tím, že topný článek /12/ je určen pro použití v podlaze, zejména pro podlahy ve stájích, kde jsou uspořádány rovnoběžné žlábky na dolní straně modulárních prvků v rozmístění odpovídajícím dole ležícím opěrným nosníkům, kde uvedené prvky spolupůsobí s nosníky a že tato komora /16/ je provedena bezprostředně pod povrchem podlahy /18/ a že aspoň část /17, 31/ komory má takovou hloubku pod povrchem podlahy, že průchody /25/jsou na úrovni pod podpěrnými nosníky /4/.
2. Topný článek podle nároku 1 vyznačující se tím, že potrubí /24/ je přímé.
3. Topný Článek podle kteréhokoliv z předchozích nároků vyznačující se tím, že průchody /25/ jsou tvořeny závitovými trubkovými nástavci /20/ vyrobenými společně s bočními stěnami komory, které spolupůsobí s těsněním /23/ a vložkou /22/ zašroubovanou do nástavce /20/ k radiálnímu roztažení těsnění do pevného spoje kolem potrubí /24/.
4. Topný článek podle kteréhokoliv z předchozích nároků vyznačující se tím, že komora /16/ má v podstatě řez tvaru T a je „ZMŘMPNÝ LIST” ·· ·* • A · • · ··· ·· ·· » A · A kolmá ve směru k navazujícím žlábkům a že potrubí /24/ prochází komorou v dolní části bočnice /17/ T.
5. Topný článek podle nároku 4 vyznačující se tím, že je opatřen řadou spojovacích míst /28/ mezi horní /18/ a spodní /29/ částí komory tvořenou příčnou deskou /19/ T.
6. Topný Článek podle kteréhokoliv z předchozích nároků vyznačující se tím, že potrubím prochází plynule kapalina a potrubí prochází bez spojů řadou komor uspořádaných podél linky a je vyrobeno z tepelně prostupného materiálu zejména z pokovovaného plastu.
7. Topný článek podle kteréhokoliv z předchozích nároků vyznačující se tím, že je vyroben s integrálně působícími částmi společně s opěrnými žlábky a tak tvoří modulární prvek.
8. Topný článek podle kteréhokoliv z nároků 1 -- 6 vyznačující se tím, že je vyroben jako vkládací element a upraven pro montáž do částí rámu tvořících modulární prvek.
9. Topný článek podle kteréhokoliv z předchozích nároků vyznačující se tím, že komora /16/ je spojena se svislými Částmi /34/ tvořícími stěny a případně strop /35/ ohřívacího boxu /36/ nacházejícího se na upravené podlaze a že další svislé částí komory /34/ jsou spojeny s komorou /16/ pod povrchem podlahy /18/ prostřednictvím rychlospojek.
10. Topný článek podle nároku 9 vyznačující se tím, že další části komory /34/jsou opatřeny potrubím procházejícím dalšími částmi komory, které jsou spojeny přímo s potrubím umístěným pod upravenou podlahou.