CZ29222U1

CZ29222U1 - Water heating installation

Info

Publication number: CZ29222U1
Application number: CZ2015-31521U
Authority: CZ
Inventors: Jiří Rendl
Original assignee: Jiří Rendl
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-03-08

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká zařízení pro ohřev vody ve vodovodních rozvodech domácností a ve vodovodních rozvodech jiných sídelních, či provozních, objektů.The technical solution concerns equipment for water heating in water distribution systems of households and in water distribution systems of other residential or operational buildings.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Používání teplé vody patří mezi základní lidské potřeby. V současné době je nej rozšířenějším způsobem používaným k ohřevu vody přeměna elektrické energie na teplo, které je akumulováno v ohřívané vodě. K přeměně elektrické energie na teplo dochází zejména v odporových topných tělesech, ze kterých vystupuje teplo a smáčením povrchu odporových topných těles vodou se přenáší do vody teplo.Using hot water is one of the basic human needs. At present, the most widely used method for water heating is the conversion of electrical energy into heat that is accumulated in heated water. In particular, the conversion of electrical energy into heat occurs in resistive heaters from which heat is generated and water is transferred to the water by wetting the surface of resistive heaters.

Nevýhody používání odporových topných těles spočívají vtom, že je voda špatným vodičem tepla, tudíž probíhá ohřev v rámci uzavřeného objemu vody nerovnoměrně. Topná odporová tělesa se musejí skrz objem ohřívané vody rozvádět, aby byla smáčena plocha topných těles rovnoměrně zastoupena v celém objemu vody, což je kompilované nejen z hlediska konstrukce zařízení pro ohřev vody, ale i z hlediska pořizovacích nákladů. Díky lokálnímu působení tepla na vodu v oblasti povrchu topného tělesa často dochází k odpařování vody a k usazování minerálu ve vodě rozpuštěných, čímž je povrch topného tělesa postupně obalen minerály a tím je snížena účinnost přenosu tepla z tělesa do vody. Současně, pokud je voda ohřívána na teploty blízké teplotám varu, dochází k uvolňování páry v podobě chaotických výronů, která může poškodit zařízení pro ohřev vody na základě změny tlaku, či vystříknutím vody do neizolovaných součástí.The disadvantages of using resistive heaters are that the water is a poor heat conductor, hence the heating is unevenly within the enclosed volume of water. Heating resistors have to be distributed through the volume of heated water in order to wet the surface of the heaters evenly throughout the water, which is compiled not only in terms of the design of the water heating system, but also in terms of cost. Due to the local effect of heat on water in the area of the heater surface, water evaporation often occurs and the mineral in the dissolved water is deposited, whereby the surface of the heater is gradually encased in minerals, thereby reducing the heat transfer efficiency from the body to the water. At the same time, when the water is heated to temperatures close to the boiling point, steam is released in the form of chaotic effusions, which can damage the water heater by changing the pressure, or by spraying water into uninsulated parts.

Je známo používání infračerveného záření pro přeměnu elektrické energie na teplo k vytápění lidských sídel. Přeměna elektrické energie na infrazáření je velmi efektivní s účinností běžně dosahovanou okolo 95 %, přičemž se infrazáření šíří volným prostorem téměř bez dalších ztrát. Jakmile je infrazáření absorbováno kapalnou, či pevnou, látku dojde k vyššímu rozkmitání jejích molekul a atomů, přičemž teplo je možné uvažovat jako míru vibrací atomů a molekul v látce. Míra absorpce je odlišná pro různé látky. Kovy a sklo například záření velmi efektivně odrážejí, zatímco např. voda, dřevo, tkáně infračervené záření velkou účinností absorbují. Látky a materiály s dostatečnou mírou absorpce infračerveného záření jsou níže v textu označeny jako infraabsorpční.It is known to use infrared radiation to convert electrical energy into heat for heating human settlements. The conversion of electrical energy to infrared radiation is very effective with an efficiency of typically around 95%, with infrared radiation spreading through free space almost without further loss. Once the infrared radiation is absorbed by the liquid or solid, the substance becomes more volatile to its molecules and atoms, and heat can be considered as a measure of the vibration of atoms and molecules in the substance. The absorption rate is different for different substances. Metals and glass, for example, reflect radiation very efficiently, while water, wood, and tissue absorb infrared radiation for example. Substances and materials with sufficient infrared absorption are designated infra-absorbing below.

Úkolem technického řešení je vytvoření zařízení pro ohřev vody, které by využívalo k ohřevu vody infračervené záření, přičemž by bylo konstrukčně jednoduché, efektivní, odolné proti poškození a snadno aplikovatelné v domácnostech a jiných provozech.The object of the invention is to provide a water heating device which uses infrared radiation to heat the water, while being structurally simple, effective, damage-resistant and easy to apply in homes and other plants.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Vytčený úkol byl vyřešen vytvořením zařízení pro ohřev vody pomocí následujícího technického řešení.This task has been solved by creating a water heating device using the following technical solution.

Zařízení pro ohřev vody pomocí infračerveného záření zahrnuje průtokovou skříň a zdroj infračerveného záření uspořádaný uvnitř průtokové skříně.Infrared water heating apparatus includes a flow housing and an infrared radiation source disposed within the flow housing.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že zdroj infračerveného záření je alespoň jedna elektricky napájená planární deska nebo fólie z uhlíkových vláken. A ke zdroji infračerveného záření je paralelně uspořádáno alespoň jedno deskovité ohřívací těleso protékané ohřívanou vodou.The essence of the technical solution is that the source of infrared radiation is at least one electrically powered planar or carbon fiber sheet. And at least one plate-shaped heater body is provided in parallel to the infrared radiation source.

Použití planárního zdroje infračerveného záření umožňuje úsporu prostoru v průtokové skříni. Planární zdroj vyzařuje z celé své plochy, tudíž je možné kněmu paralelně uspořádat deskovité ohřívací těleso, které záření pohlcuje rovněž v celé své ploše. Uhlíková vlákna vykazují velmi dobré charakteristiky při přeměně elektrické energie na infračervené záření, zejména vysokou účinnost a životnost.The use of a planar infrared source allows space to be saved in the flow cabinet. The planar source radiates from its entire surface, so it is possible to arrange a plate-like heating body parallel to it, which also absorbs the radiation throughout its surface. Carbon fibers have very good characteristics when converting electrical energy to infrared radiation, especially high efficiency and durability.

-1 CZ 29222 UlCZ 29222 Ul

Ve výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je deskovité ohřívací těleso tvořeno pevnou infra-absorpční hmotou obklopující průtokovou meandrovitou nebo spirálovitou nebo žebrovanou trubici uspořádanou v tělese. Výhoda infra-absorpční hmoty je taková, že neodráží infračervené záření, ale že jej přeměňuje na teplo. Ohřívá se celý objem deskovitého ohřívacího tělesa, přičemž teplo proniká vedením do trubice, ze které je odvedeno do ohřívané vody. Je pohlceno téměř všechno dopadající záření, takže nedochází ke ztrátám energie. Ohřáté těleso působí při předávání tepla na trubici v celé její délce zapuštěné ve hmotě, což je účinnější, nežli klasická odporová topná řešení.In a preferred embodiment of the water heating apparatus according to the invention, the plate-like heating body is formed by a fixed infra-absorbent mass surrounding the flow-through meandering or spiral or ribbed tube arranged in the body. The advantage of an infra-absorbent mass is that it does not reflect infrared radiation but converts it into heat. The entire volume of the plate-shaped heating element is heated, whereby heat passes through the conduit to the tube from which it is discharged to the heated water. Almost all of the incident radiation is absorbed, so there is no loss of energy. The heated body acts on the tube throughout its entire length embedded in the mass, which is more efficient than conventional resistance heating solutions.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je trubice vyrobena z kovového materiálu, nebo z plastu. Kovy běžně k dostání vykazují dobrou tvárnost, chemickou stabilitu, ale především výbornou tepelnou vodivost, některé plasty jsou rovněž trvanlivé, chemicky stabilní a jsou levnější než kovy.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the tube is made of a metal material or plastic. Metals commonly available exhibit good ductility, chemical stability, but above all excellent thermal conductivity, some plastics are also durable, chemically stable and cheaper than metals.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je deskovité ohřívací těleso tvořeno pevnou infra-absorpční látkou s vnitřní porézní strukturou tvořící průtočný kapilární systém nebo průlinčitý systém. Pokud je deskovité těleso vnitřně strukturované pro průtok vody, je protékající ohřívaná voda rozdělena na mikro-objemy, které se snáze ohřejí, nežli je tomu při ohřevu velkého objemu vody lokálním působením tepla. Ve velkých objemech je špatná tepelná vodivost vody značnou překážkou, v kapilárním, nebo v průlinčitém, systému je voda rozptýlena tak, že je tento její nedostatek bezpředmětný.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the plate-like heating element is formed by a solid infra-absorbent material having an internal porous structure forming a flow capillary system or a porous system. If the plate-like body is internally structured for water flow, the heated water flow is divided into micro-volumes that are more easily heated than when heating large volumes of water by local heat. In large volumes, the poor thermal conductivity of water is a significant obstacle, in the capillary or porous system, the water is dispersed so that its lack is pointless.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je objem deskovitého ohřívacího tělesa vyplněn alespoň jedním druhem zrnitého infra-absorpčního materiálu. Zrnitý materiál pohlcuje infračervené záření, ohřívá se, přičemž je smáčen ohřívanou vodou, která teplo přejímá. Opět je rozdělen celkový objem vody na menší části, čímž dochází k rovnoměrnějšímu a efektivnějšímu ohřevu. Zrnitý charakter klade proudění vody malý odpor.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the volume of the plate-shaped heating body is filled with at least one type of granular infra-absorbent material. The granular material absorbs the infrared radiation, heats it while being wetted by the heated water that receives the heat. Again, the total volume of water is divided into smaller parts, resulting in more even and efficient heating. The grainy character imposes a small resistance on the water flow.

V dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení jsou pevná infra-absorpční hmota, nebo infra-absorpční látka, nebo infra-absorpční materiál tvořeny materiálem na bázi anhydridu nebo anhydridem označeným chemickým vzorcem CaSO₄. Případně materiálem, či kombinací materiálů ze skupiny cihlářská hlína, keramika, pískovec, šamot, plast. Anhydridy, zejména anhydrid CaSO₄, mají dobrou tepelnou vodivost, současně jsou stabilní s dlouhou životností, jsou dobře opracovatelné, snadno dostupné a tedy i levné.In a further preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the infra-absorbent material, or the infra-absorbent material, or the infra-absorbent material is an anhydride-based material or an anhydride designated chemical formula CaSO ₄ . Alternatively, by material or combination of materials from the group of brick clay, ceramics, sandstone, fireclay, plastic. Anhydrides, in particular CaSO ₄ , have good thermal conductivity, are stable at the same time, are well machined, readily available and therefore cheap.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení má průtoková skříň deskovitý tvar a je opatřena zástavbovým rámem pro osazení do stěny. Deskovitý tvar umožňuje zabudování do standardních zdí a sádrokartonových příček.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the flow housing has a plate-like shape and is provided with a mounting frame for wall mounting. The plate-shaped design allows for installation in standard walls and plasterboard partitions.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je zástavbový rám oddělitelný a je opatřen alespoň jedním prostředkem pro rozebíratelné uložení průtokové skříně, přičemž je průtoková skříň ze zástavbového rámu alespoň částečně vyklopitelná. Vyklopení skříně je vhodné pro servisní operace. Není nezbytné odpojovat vedení vody, ani nijak se skříni manipulovat pro vysazení z rámu. Zástavbový rám slouží k upevnění průtokové skříně, která však musí být zasazena do rámu rozebíratelně, nebo jako vyklopitelná, pro servisní a údržbové operace.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the installation frame is detachable and provided with at least one means for releasably accommodating the flow housing, wherein the flow housing is at least partially pivotable from the installation frame. The tilting of the cabinet is suitable for service operations. It is not necessary to disconnect the water line or manipulate the cabinet to be removed from the frame. The installation frame is used to fix the flow housing, but it must be mounted in the frame releasably or as a tilting, for service and maintenance operations.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení zahrnuje zařízení akumulační nádrž propojenou alespoň jedním vedením vody s průtokovou skříní. Akumulační skříň zadržuje ohřátou vodu v dostatečné rezervě, takže zařízení může horkou vodu doplňovat průběžně, a je použitelné i v situacích, kdy je krátkodobý odběr horké vody vyšší, nežli průtočný výkon deskových ohřívacích těles.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the device comprises an accumulation tank interconnected by at least one water line with the flow housing. The storage cabinet retains the heated water in a sufficient reserve so that the hot water can be refilled continuously, and can be used even in situations where short-term hot water consumption is higher than the flow rate of the plate heaters.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je akumulační nádrž s průtokovou nádrží propojená propojovacím vedením vody a recirkulačním vedením vody, nebo je akumulační nádrž opatřena alespoň jedním prostředkem pro temperování. Ačkoliv je akumulační nádrž tepelně izolovaná, unikům tepla nelze zcela zabránit. Zejména v nočních hodinách, či přes pracovní dobu, kdy je odběr horké vody minimální, voda v nádržiIn another preferred embodiment of the water heating system according to the invention, the storage tank with the flow tank is interconnected by a water connection line and a recirculating water line, or the storage tank is provided with at least one tempering means. Although the storage tank is thermally insulated, heat leaks cannot be completely avoided. Especially in the night hours, or during working hours when the hot water consumption is minimal, the water in the tank

-2CZ 29222 Ul chladne. Aby byla voda připravena kdykoliv k použití, je zavedena recirkulace, která dohřívá chladnoucí vodu průběžně, neboje aktivován prostředek pro temperování.-2GB 29222 Ul cool. In order to be ready for use at any time, recirculation is introduced to heat the cooling water continuously or to activate the tempering agent.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je akumulační nádrž deskovitého tvaru. Deskovitý tvar je podobný tvaru průtokové nádrže, aby i akumulační nádrž byla zabudovatelná do zdí, či sádrokartonových příček.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the storage tank is of plate-like shape. The plate shape is similar to that of a flow tank so that the accumulation tank can be incorporated into walls or plasterboard partitions.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení plášť průtokové skříně je alespoň na části svého vnitřního povrchu opatřen tepelnou izolací a/nebo reflexní vrstvou. Izolace brání únikům tepla přes průtokovou skříň do okolí zařízení, reflexní vrstva odráží infračervené záření z jiných směrů šíření na deskovité ohřívací těleso.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the casing of the flow housing is provided with a thermal insulation and / or a reflective layer on at least a portion of its inner surface. The insulation prevents heat leakage through the flow housing to the surroundings of the device, the reflective layer reflecting the infrared radiation from other directions of propagation to the plate-like heater.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je vnitřní objem průtokové skříně rozdělen alespoň na dva nezávislé objemy, kde v každém z objemů se nachází alespoň jeden zdroj infračerveného záření a alespoň jedno deskovité ohřívací těleso, přičemž nezávislé objemy tvoří v průtokové skříni kazetové uspořádání. Kazetové uspořádání přináší možnost regulace výkonu, spojování příspěvků ohřevu do výsledného proudu ohřáté vody, zvýšení efektivity zařízení a účinnosti.In another preferred embodiment of the water heating apparatus according to the invention, the internal volume of the flow housing is divided into at least two independent volumes, wherein at least one infrared source and at least one plate-like heater are located in each of the volumes, the independent volumes forming in the flow box kazetové uspořádání. The cassette arrangement provides the ability to control performance, combine heating contributions into the resulting hot water stream, increase equipment efficiency and efficiency.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení jsou v průtokové skříni deskovitá ohřívací tělesa z kazetového uspořádání propojena alespoň jedním vnitřním vedením vody opatřeným alespoň jedním regulačním ventilem pro regulaci proudění ohřívané vody vnitřním vedením. Regulační ventily kontrolují proudění vody, tím je ovládán výstup horké vody ze zařízení. Propojením kazetových segmentů dochází ke zvyšování dosažitelných teplot v rámci průtočného systému s možností postupného připojování jednotlivých segmentů díky regulačním ventilům a vnitřnímu vedení.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, in the flow housing, the plate-like heating bodies of the cassette arrangement are interconnected by at least one internal water line provided with at least one control valve for regulating the flow of heated water through the internal line. The control valves control the flow of water, thereby controlling the hot water outlet of the plant. The interconnection of the cassette segments increases the available temperatures within the flow system with the possibility of successive connection of individual segments thanks to the control valves and the internal line.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je zařízení opatřeno regulační elektronikou pro řízení funkce zdrojů infračerveného záření a regulačních ventilů. Elektronika je opatřena programem pro snadné uživatelské nastavení výkonu. Uživatel zařízení pouze nastaví požadovaný výsledek a řídící elektronika vykoná zbytek nastavení zařízení. Regulační elektronika dokáže řídit regulaci výkonu pro výkonovou regulaci, či např. průtokovou regulaci. Scénáře aktivace jednotlivých zdrojů a uzavírání vnitřního vedení pomocí regulačních ventilů obsažené v regulační elektronice umožňují práci zařízení v řadě odlišných režimů.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the device is provided with control electronics for controlling the function of infrared radiation sources and control valves. The electronics is equipped with a program for easy user setting of performance. The device user only sets the desired result and the control electronics executes the rest of the device settings. The control electronics can control the power control for power control or eg flow control. Activation scenarios for individual sources and shut-off of internal wiring with control valves contained in the control electronics allow the equipment to operate in a variety of different modes.

V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle technického řešení je zdroj infračerveného záření připojen ke zdroji elektrického napětí, který je fotovoltaický. Kombinace vysoké efektivity při přeměně elektrického napětí na teplo pomocí infračerveného záření a kombinace zdroje obnovitelné energie zajištují nízké provozní náklady zařízení pro ohřev vody. Výhodná provedení s akumulační nádrží umožňují překlenout noční období.In another preferred embodiment of the water heating device according to the invention, the infrared radiation source is connected to a voltage source that is photovoltaic. The combination of high efficiency in converting electrical voltage to heat using infrared radiation and a combination of renewable energy sources ensure low operating costs for hot water installations. Advantageous designs with storage tanks allow to bridge the night period.

Zařízení pro ohřev vody podle technického řešení vykazuje velmi výhodné převedení elektrické energii na teplo pomocí infračerveného záření. Převedení na teplo je energeticky efektivní. Fólie z uhlíkových vláken je skladná a deskovité ohřívací těleso lze se zdrojem infračerveného záření dobře umístit do průtočné skříně, která je svými rozměry vhodná pro zabudování do stěny. Malá hloubka skříně umožňuje nasazení zařízení v malých prostorech, kdy zařízení nezabírá příliš místa.The water heating device according to the invention has a very advantageous conversion of electric energy into heat by means of infrared radiation. Converting to heat is energy efficient. The carbon fiber foil is foldable and the plate-shaped heating element can be placed well with the infrared radiation source in a flow-through housing which is suitable for installation in the wall. The shallow depth of the cabinet allows the device to be deployed in small spaces where the device does not take up too much space.

Objasnění výkresůClarifying drawings

Uvedené technické řešení bude blíže objasněno na následujících vyobrazeních, kde:This technical solution will be explained in more detail in the following illustrations, where:

obr. 1 znázorňuje pohled na zástavbový rám v nosné konstrukci sádrokartonové příčky, obr. 2 znázorňuje pohled na průtokovou skříň před uložením do zástavbového rámu, obr. 3 znázorňuje pohled na skříň výklopně uloženou v zástavbovém rámu, obr. 4 znázorňuje pohled na skříň propojenou s akumulační nádrží, obr. 5 znázorňuje pohled na zařízení s akumulační nádrží osazené v cihlové zdi, obr. 6 znázorňuje pohled na zařízení s akumulační nádrží osazené v sádrokartonové příčce,Fig. 1 is a view of the installation frame in the gypsum support structure; Fig. 2 is a view of the flow housing before being placed in the installation frame; Fig. 3 is a view of the housing hinged in the installation frame; Fig. 5 shows a view of an accumulation tank installed in a brick wall, Fig. 6 shows a view of a storage tank installation in a plasterboard partition,

-3 CZ 29222 Ul obr. 7 znázorňuje řez průtokovou skříní s deskovitými ohřívacími tělesy tvořenými pevnou infra-absorpční hmotou s průtokovou trubicí, obr. 8 znázorňuje řez průtokovou skříní s deskovitými ohřívacími tělesy tvořenými pevnou infra-absorpční hmotou s kapilárním systémem, obr. 9 znázorňuje blokové schéma zapojení regulační elektroniky.Fig. 7 is a cross-sectional view of a flow-through housing with plate-shaped heating bodies formed by a fixed infrared absorbent mass with a flow tube; shows a flow diagram of the control electronics.

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of a technical solution

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení technického řešení na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented to illustrate but not to limit the technical solution to the examples. Those skilled in the art will find or will be able to provide, using routine experimentation, a greater or lesser number of equivalents to the specific embodiments of the invention described herein. These equivalents will also be included within the scope of the following protection claims.

Na obr. 1 je zobrazen zástavbový rám 8 zařízení 1 pro ohřev vody. Zástavbový rám 8 je kovový svařenec, který je opatřen v tomto příkladu provedení panty 17 a zámky 18 pro výklopné uchycení průtokové skříně 2. Jak je na obr. 1 naznačeno, je zástavbový rám 8 uzpůsoben pro zabudování do stěny, v tomto příkladu provedení do konstrukce sádrokartonové příčky.FIG. 1 shows an installation frame 8 of a water heating device 1. The installation frame 8 is a metal weldment which is provided in this example with hinges 17 and locks 18 for the tilting attachment of the flow housing 2. As shown in FIG. plasterboard partitions.

Na obr. 2 je znázorněna průtoková skříň 2 zařízení i pro ohřev vody. Průtoková skříň 2 je vyrobena např. z plechů svařených do tělesa deskovitého tvaru. Výška a šířka průtokové skříně 2 je variabilní, avšak její hloubka by měla odpovídat hloubce stěny, proto se hloubka průtokové skříně 2 pohybuje okolo 20 cm.FIG. 2 shows a flow box 2 of the apparatus for heating water. The flow housing 2 is made, for example, of sheet metal welded into a plate-shaped body. The height and width of the flow housing 2 is variable, but its depth should correspond to the depth of the wall, hence the depth of the flow housing 2 is about 20 cm.

Na obr. 3 je vyobrazeno usazení průtokové skříně 2 do zástavbového rámu 8. Průtoková skříň 2 je naznačena ve vyklopeném stavu, např. vyklopená pro servisní prohlídku.Fig. 3 shows the installation of the flow housing 2 into the installation frame 8. The flow housing 2 is indicated in the tilted state, eg tilted for service inspection.

Na obr. 4 je vyobrazeno schéma zařízení i opatřeného akumulační nádrží 9. V levé části obrázku je vidět průtoková skříň 2, ve které jsou na základě kazetového uspořádání tři deskovitá ohřívací tělesa 4. Do průtokové skříně 2 je přiveden přívod 19 studené vody a k zařízení 1 je připojen zdroj 21 elektrického napětí, který může být např. fotovoltaický panel. Ze skříně 2 je vyveden přímý odvod 20 ohřáté vody. Současně je průtoková skříň 2 propojená s akumulační nádrží 9 propojovacím vedením 10 vody a recirkulačním vedením 11 vody. Propojovací vedení 10 vede ohřátou vodu, recirkulační vedení H vrací do průtokové skříně 2 vychladlou nespotřebovanou vodu k dohřátí. Vedení 10 a 11 vody jsou vytvořena z plastových, či měděných trubek, nebo z elastických hadic. Z akumulační nádrže 9 je veden odvod 20 horké vody. Akumulační nádrž 9 je nerezová nádoba s vrstvou tepelné izolace. V nevyobrazeném příkladu provedení se v akumulační nádrži 9 může nacházet prostředek pro temperování, např. další deskovité otopné těleso 4 a nejméně jeden zdroj 3 infračerveného záření.Fig. 4 shows a schematic of the device 1 provided with an accumulation tank 9. In the left part of the figure a flow box 2 is shown in which three plate-like heating bodies 4 are based on the cassette arrangement. a voltage source 21 is connected, which may be, for example, a photovoltaic panel. A direct outlet 20 of heated water is discharged from the housing 2. At the same time, the flow box 2 is connected to the accumulation tank 9 by a water connection line 10 and a water recirculation line 11. The connection line 10 conducts the heated water, the recirculation line H returns the cooled unused water to the flow housing 2 for heating. Water lines 10 and 11 are made of plastic or copper pipes, or of flexible hoses. A hot water outlet 20 is conducted from the storage tank 9. The storage tank 9 is a stainless steel vessel with a layer of thermal insulation. In the exemplary embodiment not shown, there may be a means for tempering in the storage tank 9, such as another plate-like radiator 4 and at least one infrared radiation source 3.

Na obr. 5 je vyobrazeno zabudování zařízení 1 do cihlové zdi. V zástavbovém rámu 8 je vsazena průtoková skříň 2 a vedle ní je ve zdi zabudována akumulační nádrž 9. Na obr. 6 je zeď nahrazena sádrokartonovou příčkou, respektive její ocelovou nosnou konstrukcí. Aby nosná konstrukce příčky nenesla zatížení od napuštěné vody v zařízení i, jsou průtoková nádrž 2 a akumulační nádrž 9 postaveny na stojných nohou 22. V tomto vyobrazení je naznačeno propojovací vedení 10 vody.Fig. 5 shows the installation of the device 1 in a brick wall. A flow box 2 is inserted in the frame 8 and an accumulation tank 9 is installed in the wall next to it. In FIG. 6, the wall is replaced by a plasterboard partition or its steel structure. In order for the cross-member supporting structure not to carry the load from the impregnated water in the device 1, the flow tank 2 and the accumulation tank 9 are placed on the standing legs 22. In this figure, the water connection line 10 is indicated.

Na obr. 7 je vyobrazen řez průtokovou skříní 2 zařízení L V průtokové skříni 2 je podél jejího povrchu aplikována tepelná izolace 12, dále reflexní vrstva 13 tvořená lesklým kovem, který velmi dobře odráží infračervené záření. Na obr. 7 je dále viditelné uspořádání tří deskovitých ohřívacích těles 4 s celkem čtyřmi zdroji 3 infračerveného záření tvořenými fóliemi z uhlíkových vláken. Ohřívací tělesa 4 jsou vnitřním vedením 14 vody zapojeny do rozepínatelné série pomocí regulačních ventilů J_5 umožňujících odklonění proudění vody přímo do odvodu 20 ohřáté vody. Směr 23 proudění vody zařízením 1 je naznačen šipkou. V deskovitých ohřívacích tělesech 4 je meandrovitě stočena průtoková trubice 6 z mědi pro maximální vedení tepla z tělesa 4 do vody přes její kovový povrch. Ohřívací tělesa 4 jsou vyrobena zanhydridu CaSO₄, který téměř neodráží infračervené záření a dobře vede teplo v rámci svého objemu.FIG. 7 is a cross-sectional view of the flow housing 2 of the apparatus LV of the flow housing 2, the thermal insulation 12 being applied along its surface, and a reflective layer 13 formed of a shiny metal that reflects infrared radiation very well. Furthermore, FIG. 7 shows the arrangement of three plate-like heating bodies 4 with a total of four infrared radiation sources 3 of carbon fiber films. The heating bodies 4 are connected to the expandable series by the internal water line 14 by means of control valves 15 allowing the water flow to be diverted directly into the heated water outlet 20. The water flow direction 23 of the device 1 is indicated by an arrow. In the plate-like heating bodies 4, a flow tube 6 made of copper is meandered to maximize heat conduction from body 4 into water through its metal surface. The heating bodies 4 are made of anhydrous CaSO ₄ , which almost does not reflect infrared radiation and conducts heat well within its volume.

-4CZ 29222 U1-4GB 29222 U1

Na obr. 8 je vyobrazen řez průtokovou skříní obdobně, jako na obr. 7. Rozdílnost je v provedení deskovitých ohřívacích těles 4, která jsou vytvořena z pórovité infra-absorpční látky 7, jejímž kapilárním systémem protéká voda, která přejímá teplo z deskovitého tělesa 4.Figure 8 is a cross-sectional view of the flow housing similar to Figure 7. The difference is in the embodiment of plate-like heating bodies 4 which are formed of a porous infrared absorbent 7 whose water flows through the capillary system which receives heat from the plate-like body 4. .

Na obr. 9 je znázorněno schéma zapojení elektrických součástí zařízení Regulační elektronika 16 je napájena ze zdroje 21. napětí a je připojena ke zdrojům 3 infračerveného záření. Dále je připojena k regulačním ventilům 15 a k termostatu 24 uloženému v akumulační nádrži 9. Regulační elektronika 16 umožňuje regulaci výkonu zařízení 1 řízeným spouštěním/vypínáním zdrojů 3 a připojováním/odpojováním deskovitých ohřívacích těles 4 pomocí regulačních ventilů J5. ve vnitřním vedení j_4 vody. Regulační elektronika 16 může být opatřena nevyobrazeným ovládacím rozhraním, kterým uživatel programuje chod zařízení i, nebo kontroluje činnost zařízení i. Pokud je akumulační nádrž 9 opatřena nevyobrazenými čerpadly a jinými čidly, vše může být zapojeno do systému k regulační elektronice 16. Aktivace zdrojů 3 na základě regulace celkového výkonu zařízení i je obdobná, jako například elektrických odporových ohřívačů vody. Průmyslová využitelnostFIG. 9 shows a circuit diagram of the electrical components of the device. The control electronics 16 is powered from the voltage source 21 and is connected to the infrared radiation sources 3. Furthermore, it is connected to the control valves 15 and to the thermostat 24 housed in the accumulation tank 9. The control electronics 16 allows the control of the power of the device 1 by controlled starting / stopping of the sources 3 and connecting / disconnecting the plate-shaped heating bodies 4 by means of the control valves J5. in the internal water conduit 14. The control electronics 16 may be provided with a non-illustrated control interface through which the user programs the device or controls the operation of the device i. If the accumulation tank 9 is provided with pumps and other sensors not shown, everything can be connected to the control electronics 16. it is similar by regulating the overall power of the device, such as electrical resistance water heaters. Industrial usability

Zařízení pro ohřev vody podle technického řešení nalezne uplatnění při ohřevu vody pro užívání a topení nejenom v domácnostech, ale i v komerčních prostorech, výrobních provozech a všude jinde, kde je potřeba ohřáté vody.The water heating system according to the technical solution finds its application in water heating for use and heating not only in households, but also in commercial areas, production plants and elsewhere where heated water is needed.

Claims

An infrared water heating device (1) comprising a flow box (2) and an infrared radiation source (3) arranged within the flow box (2), characterized in that the infrared radiation source (3) is at least one electrically powered planar a carbon fiber plate or foil to which at least one plate-like heater (4) flowing through the heated water is arranged in parallel.

Device according to claim 1, characterized in that the plate-like heater (4) is formed by a solid infrared absorbent mass (5) surrounding a flow meander or spiral or ribbed tube (6) disposed in the body (4).

Device according to claim 2, characterized in that the tube (6) is made of metal or plastic.

Device according to claim 1, characterized in that the plate-like heater (4) is formed by a solid infrared absorbent (7) with an internal porous structure forming a flow capillary system or a diffuser system.

Device according to claim 1, characterized in that the volume of the plate-like heater (4) is filled with at least one type of granular infra-absorbent material.

Apparatus according to one of claims 2 to 5, characterized in that the solid infra-absorbent mass (5) or the infra-absorbent substance (7) or the infra-absorbent material consists of an anhydride-based or anhydride-based material designated by the chemical formula CaSO ₄ or at least one material or combination of materials from the group of brick clay, ceramics, sandstone, fireclay, plastic.

Device according to at least one of Claims 1 to 6, characterized in that the flow box (2) has a plate-like shape and is provided with a mounting frame (8) for wall mounting.

Device according to claim 7, characterized in that the mounting frame (8) is detachable and is provided with at least one means for detachably accommodating the flow box (2), the flow box (2) being at least partially foldable out of the mounting frame (8). .

-5GB 29222 Ul

Device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises an accumulation tank (9) connected by at least one water line to the flow box (2).

Device according to claim 9, characterized in that the storage tank (9) is connected to the flow tank (2) by a water connection line (10) and a water recirculation line (11) or the storage tank (9) is provided with at least one tempering means. .

Device according to claim 9 or 10, characterized in that the storage tank (9) is plate-shaped.

Device according to at least one of Claims 1 to 11, characterized in that the casing of the flow case (2) is provided with thermal insulation (12) and / or a reflective layer (13) at least on a part of its inner surface.

Apparatus according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the internal volume of the flow box (2) is divided into at least two independent volumes, each containing at least one infrared radiation source (3) and at least one infrared radiation source (3). a plate-like heater (4), the independent volumes forming a cassette arrangement in the flow box (2).

Apparatus according to claim 13, characterized in that in the flow box (2) the plate-shaped heating elements (4) from the cassette arrangement are connected by at least one internal water conduit (14) provided with at least one control valve (15) for controlling the water flow through the internal (14).

Device according to claim 13 or 14, characterized in that it is provided with a control electronics (16) for controlling the function of the infrared radiation sources (3) and the control valves (15).

Device according to one of Claims 1 to 15, characterized in that the infrared radiation source (3) is connected to at least one electrical voltage source (21), which is photovoltaic.