CZ303803B6 - Storage hot-air heating system - Google Patents

Storage hot-air heating system Download PDF

Info

Publication number
CZ303803B6
CZ303803B6 CZ20090282A CZ2009282A CZ303803B6 CZ 303803 B6 CZ303803 B6 CZ 303803B6 CZ 20090282 A CZ20090282 A CZ 20090282A CZ 2009282 A CZ2009282 A CZ 2009282A CZ 303803 B6 CZ303803 B6 CZ 303803B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
air
room
heat
hot
floor
Prior art date
Application number
CZ20090282A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2009282A3 (en
Inventor
Zilvar@Václav
Original Assignee
Zilvar@Václav
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zilvar@Václav filed Critical Zilvar@Václav
Priority to CZ20090282A priority Critical patent/CZ303803B6/en
Publication of CZ2009282A3 publication Critical patent/CZ2009282A3/en
Publication of CZ303803B6 publication Critical patent/CZ303803B6/en

Links

Landscapes

  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

The storage hot-air heating system of the present invention makes it possible in the hot-air heating system to accumulate excess energy of a biomass heat source (1) in the full operation and using a maximum efficiency thereof, and to use said excess energy in periods of the heat source inactivity. The system is arranged such that it takes in warm (cool) air of the room (3) through air-conditioning distribution pipes (4, 7, 9, 10, 11) wherein said warm (cool) air is then supplied through air channels and chambers (3) across a floor structure. Here, the energy is transferred to a material exhibiting good storage properties (13), wherein the cool (warm) air (5) is discharged back into a room (6) or it is further distributed into other rooms of the building.

Description

(57) Anotace:(57)

Zařízení akumulačního teplovzdušného vytápění umožňuje v systému teplovzdušného vytápění akumulovat přebytečnou energii z tepelného zdroje na biomasu (1) při jeho plném provozu s využitím maximální účinnosti a použít ji v době, kdy tepelný zdroj není v provozu. Zařízení je uspořádáno tak, že odebírá vzduchotechnickými rozvody (4, 7, 9, 10, 11) teplý (chladný) vzduch z místnosti (2), vzduchovými kanálky a komorami (3) je veden podlahovou konstrukcí, kde energii předává do materiálu s dobrými akumulačními vlastnostmi (13), přičemž je chladný (teplý) vzduch (5) vypouštěn zpět do místnosti (6) nebo je dále rozveden do dalších prostorů objektu.The hot-air storage heating system allows the hot-air heating system to store excess energy from a biomass heat source (1) in full operation using maximum efficiency and to use it when the heat source is not in operation. The device is arranged so that the air (4, 7, 9, 10, 11) is taken from the room (2) through air ducts (4, 7, 9, 10, 11), through air ducts and chambers (3). accumulation properties (13), wherein the cool (warm) air (5) is discharged back into the room (6) or further distributed to other premises of the object.

............. Λ............ .. ..... j............. Λ ............ .. ..... j

Akumulační teplovzdušný systémHot-air storage system

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká systému k vytápění nebo chlazení budov ovlivňující příznivě jejich tepelné prostředí, zejména teplovzdušným ukládáním energie s časovým postupem do celoplošné bodově nosné akumulační podlahy.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a system for the heating or cooling of buildings affecting their thermal environment, in particular by hot-air storage of energy over time in a full-area point-carrying storage floor.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

K vytápění (nebo dotápění) obytných budov se stále více používá biomasa, a to za významné dotační podpory státu. V převážné míře se jedná o dřevo v krbech, krbových kamnech a kotlích. Kvalitní výrobky mají deklarovanou účinnost (až 88 %) při výkonu nad 50 %, což způsobuje přetápění místností v době topení. Při utlumení výkonu dochází k plýtvání energií a špatným funkcím výrobků (karbonizace, zvýšené emise, znečištění skla apod.). K zamezení těchto jevů bylo nutné instalovat náročné teplovodní vytápění s akumulačními nádržemi značného objemu (min. 50 1/kW výkonu tepelného zdroje) vč. pojistných opatření proti přetopení systému.Biomass is increasingly being used for heating (or re-heating) residential buildings with significant state support. Mostly it is wood in fireplaces, stoves and boilers. Quality products have declared efficiency (up to 88%) at an output of more than 50%, causing overheating of rooms at the time of heating. When power is reduced, energy is wasted and product malfunctions (carbonization, increased emissions, glass contamination, etc.). To avoid these phenomena, it was necessary to install demanding hot-water heating with accumulation tanks of considerable volume (min. 50 l / kW of heat source output) incl. overheating insurance measures.

V letním období dochází k přehřívání místností (i při zastínění) pouze krátkodobě a jedná se převážně o teplotní výkyvy noc-den, neboť v klimatických podmínkách České republiky pouze ve výjimečných případech stoupá noční teplota nad 20 °C (tzv. tropická noc). K chlazení budov v letním období se využívají energeticky náročné klimatizační systémy řešící pouze přebytek tepla nebo systémy chlazení s různými akumulačními zemními zásobníky, řešící dlouhodobě vyrovnanou bilanci energií.In summer, the rooms overheat (even in shading) only briefly and are mostly night-day temperature fluctuations, because in the Czech Republic climatic conditions only in exceptional cases the night temperature rises above 20 ° C (so-called tropical night). Energy-intensive air-conditioning systems dealing only with heat surplus or cooling systems with various storage accumulators, solving the long-term balanced energy balance, are used for cooling buildings in summer.

Cílem vynálezecké činnosti bylo akumulovat energii z teplovzdušného vytápění (chlazení) tak, aby byla využitelná v denním cyklu s opačnou potřebou energie, aniž by se musely instalovat energeticky a investičně náročné systémy vytápění a chlazení.The aim of the inventive activity was to accumulate energy from hot-air heating (cooling) so that it could be used in a daily cycle with the opposite energy demand, without having to install energy and investment-intensive heating and cooling systems.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vynález se týká systému ovlivňující příznivě tepelné podmínky budov a umožňuje ekonomické teplovzdušné vytápění nebo chlazení stavebních objektů. Přebytečná tepelná nebo chladicí energie z místnosti vzniklá vytápěním (dotápěním) z tepelného zdroje na biomasu alternativně i jiného zdroje tepla nebo chladu nebo přehřátím místnosti v letním období je vzduchotechnickým rozvodem s regulačními klapkami transportována do podlahové konstrukce.The invention relates to a system favorably influencing the thermal conditions of buildings and allows economical hot-air heating or cooling of building objects. Excess heat or cooling energy from the room resulting from heating (heating) from a biomass heat source, alternatively from another source of heat or cold or overheating of the room in the summer period, is transported to the floor structure by air ducting with control flaps.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že tato přebytečná tepelná nebo chladicí energie se ukládá v tlakově uzavřených celoplošných vzduchových kanálcích a komůrkách tvořících též bodové nosné prvky podlahy s maximální styčnou teplosměnnou plochou a určenou výpočtovou tlakovou ztrátou vzduchu do akumulačního materiálu podlahy. Akumulovaná energie je s časovým zpožděním připravena k následnému použití v době, kdy zdroj tepla nebo chladu již není v provozu.The principle of the invention is that this excess heat or cooling energy is stored in pressure-sealed full-area air ducts and chambers also forming point floor support elements with a maximum contact heat transfer surface and a determined calculated pressure loss of air into the floor storage material. Accumulated energy is ready for subsequent use when the heat or cold source is no longer in operation.

Přívod vzduchu do místnosti z komůrek a kanálků zpět je realizován sofistikovanými vzduchotechnickými rozvody s teplotními čidly, elektrickým regulátorem a ventilátorem. Dále je vzduch rozveden do dalších prostorů objektu. Množství předávané energie Q (J) závisí na hmotnosti akumulačního materiálu m (kg) a měrné spotřebě tepla c (J.kg1 K1). Na základě zkoušek, tabulkových hodnot měrné spotřeby tepla a možností provádění staveb byla vynálezeckou činností vyhodnocena jako optimální betonová směs s měrnou spotřebou C = 0,789 J.kg^K'1. Při výpočtových hodnotách tepelného rozdílu 10 °C, hmotnosti betonové směsi 2.200 kg.m'3, ploše místnosti 30 m2 a celkové tloušťce betonových vrstev 0,12 m je výpočtová akumulovaná energie 69.616 kJ. Tomu odpovídá výkon předané energie ve výši 19,4 kW. V porovnání s dosud používanou vodníAir supply to the room from the chambers and ducts back is realized by sophisticated ventilation systems with temperature sensors, electric regulator and fan. Furthermore, air is distributed to other premises of the building. The amount of energy transmitted Q (J) depends on the weight of the storage material m (kg) and the specific heat consumption c (J. kg 1 K 1 ). On the basis of tests, table values of specific heat consumption and possibilities of construction, the inventive activity was evaluated as an optimal concrete mixture with specific consumption C = 0.789 J.kg ^ K -1 . The calculated accumulated energy is 69.616 kJ for the calculated values of the thermal difference of 10 ° C, the weight of the concrete mixture 2.200 kg.m- 3 , the room area 30 m 2 and the total thickness of the concrete layers 0.12 m. This corresponds to a power output of 19.4 kW. Compared to the water used so far

-1 CZ 303803 B6 akumulační nádrží, odpovídá akumulace v podlaze podle vynálezu vodní akumulační nádrží, odpovídá akumulace v podlaze podle vynálezu vodní nádrži o velikosti 400 1. Přínosy předmětu vynálezu jsou v oblasti akumulace energií zřejmé, neboť jedna místnost je schopna nahradit dosud používaný způsob akumulace, aniž by byly nutné speciální prostory pro akumulační jednotku a další zvýšené investiční náklady. Rozsah akumulace je dále určen použitou plochou podlahy stavebního objektu a je možné jej stanovit v závislosti na výkonu zdroje a způsobu využití.The accumulation tank according to the invention corresponds to a water storage tank according to the invention, corresponds to a storage tank according to the invention to a water tank of size 1. The benefits of the present invention are obvious in the field of energy storage since one room is able to replace the method accumulation without the need for special space for the accumulation unit and other increased investment costs. The extent of accumulation is further determined by the floor area of the building used and it can be determined depending on the power output and the way of use.

Přebytečná tepelná nebo chladicí energie ze zdroje tepla nebo chladu při jeho plném provozu s využitím maximální účinnosti je ukládána pro následné použití akumulované energie. Vzhledem k tomu že topivem je v převážné míře dřevo a zdroje, kterými jsou krby, krbová kamna a kotle mající u kvalitních výrobků deklarovanou účinnost až 88 % pouze při výkonu nad 50 %, je přetápění místností v době topení při zachování účinnosti nevyhnutelné, nebo dochází k plýtvání energií a špatným funkcím výrobků (karbonizace, zvýšené emise, znečištění skla apod.). Vynález tyto nedostatky odstraňuje. Zařízení nahrazuje též při intenzivnějším využití tepelného zdroje podlahové vytápění.Excess heat or cooling energy from a heat or cold source in its full operation using maximum efficiency is stored for subsequent use of stored energy. Given that the fuel is mostly wood and sources such as fireplaces, stoves and boilers with a declared efficiency of up to 88% for quality products only at an output of over 50%, overheating rooms at the time of heating while maintaining efficiency, or occurs to waste energy and product malfunctions (carbonization, increased emissions, glass contamination, etc.). The invention overcomes these drawbacks. The equipment also replaces underfloor heating when the heat source is used more intensively.

Mimo výše uvedené vynález dává též možnost vytváření vzduchotechnických rozvodů, které nepřenášejí hluk ze zdrojové místnosti, neboť v případě využití zdroje tepla nebo chladu pro jiné místnosti objektu je veškerý hluk zdrojové místnosti podlahovými komůrkami zcela pohlcen.In addition to the aforementioned invention, it is also possible to create ventilation ducts that do not transmit noise from the source room, since in the case of using a heat or cold source for other rooms of the building, all the noise of the source room is completely absorbed by the floor chambers.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Akumulační teplovzdušný systém vytápění je schematicky znázorněn na obr. 1, kterýje řezem navrhované místnosti. Půdorysné uspořádání je dále dispozičním řešením stavebního objektu a požadovanou hodnotou akumulace.The hot air heating system is shown schematically in Fig. 1, which is a section of the proposed room. The ground plan is also the layout of the building and the required storage value.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Vynález byl instalován, vyzkoušen a prověřen při rekonstrukci vzorkovny krbů a kamen, kde nebylo možné zajistit jiný způsob vytápění, resp. byly instalovány neekonomické elektrické přímotopy. Stavebně upravená místnosti 6 vzorkovny je umístěna v bývalém starším rodinném domě a svými rozměry (30 m2) též připomíná obytnou místnost rodinného domu. Podlahy přízemí byla provedena ve složení tepelné izolace (100 mm), akumulační materiál podlahy 13 (beton) se vzduchovými kanálky a komůrkami 3 (130 mm) a povrchovou úpravou podlahy z dlažby. Zdrojem 1 tepla jsou kvalitní krbová kamna fy HARK s výkonem 9 kW. Vzduchotechnické rozvody 7 jsou vedeny od zdroje i tepla do podlahy. Kanálové teplotní činidlo 9 reguluje ventilátor 4 v závislosti na teplotě odvodního vzduchu 2 (ochrana proti přehřátí). Celková přenosná plocha ve vzduchových kanálcích a komůrkách 3 podlahy činí cca 50 m2. Na přívodu z podlahy je umístěn ventilátor 4 a následně je proveden přívod 5 vzduchu do místnosti 6 se zdrojem tepla 1 přes regulační klapku J_0 a do místnosti sousední. Instalace akumulačního teplovzdušného systému vytápění potvrdila výpočtové hodnoty předmětu vynálezu a zejména ukládání přebytečného tepelné nebo chladicí energie 12 ze zdroje 1 tepla nebo chladu při jeho plném provozu s využitím maximální účinnosti a následné použití akumulované energie 8 v době, kdy zdroj 1 tepla nebo chladu není v provozu. Celý systém je řízen elektrickým regulátorem 11. Ve vzorkovně je intenzivně využívána též možnost ochlazovat prostor v teplých letních dnech.The invention was installed, tested and tested during the reconstruction of the showroom of fireplaces and stoves, where it was not possible to provide another way of heating, resp. non-economic electric heaters were installed. The reconstructed room 6 of the showroom is located in a former older family house and its dimensions (30 m 2 ) also resemble the living room of the family house. The floors of the ground floor were made of thermal insulation (100 mm), storage material of floor 13 (concrete) with air ducts and chambers 3 (130 mm) and surface treatment of the floor from tiles. The source of heat is a high-quality fireplace stove from HARK with an output of 9 kW. The air ducts 7 are led from the source and heat to the floor. The channel temperature agent 9 regulates the fan 4 in dependence on the exhaust air temperature 2 (overheating protection). The total portable area in the air ducts and floor chambers 3 is approximately 50 m 2 . A fan 4 is placed on the inlet from the floor, and then air 5 is supplied to the room 6 with the heat source 1 via the control flap 10 and to the adjacent room. The installation of an accumulation hot-air heating system has confirmed the calculated values of the present invention and in particular the storage of excess heat or cooling energy 12 from the heat or cold source 1 in its full operation using maximum efficiency and subsequent use of accumulated energy 8 when traffic. The whole system is controlled by an electric regulator 11. The showroom is also intensively used to cool the space on warm summer days.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Předložený vynálezje určen obecně pro stavební objekty, ale využitá najde zejména v novostavbách i rekonstrukcích rodinných domků, kde se stává instalace krbů a krbových kamen většinou záležitostí. Stavebníkům použití vynálezu přinese značné ekonomické i provozní výhody zvláštěThe present invention is intended generally for building objects, but it is used especially in new buildings and reconstructions of family houses, where the installation of fireplaces and stoves becomes mostly a matter. In particular, the use of the invention will bring considerable economic and operational advantages to the builders of the invention

-2CZ 303803 B6 v období, kdy je vytápění na biomasu podporováno dotačními programy státu. Vynález přináší technicko-hospodářský a komerční efekt, uspokojí dávno pociťovanou potřebu společnosti a překonává předsudek společnosti i odborníků, že akumulaci tepla s denním periodicitou je možné řízené u stavebních objektů provádět pouze do vodní nádrže.-280330803 B6 in the period when biomass heating is supported by state subsidy programs. The invention brings a technical-economic and commercial effect, satisfies the long-felt need of the company and overcomes the prejudice of the company and experts that the accumulation of heat with a daily frequency can only be carried out in the water reservoir controlled by the building.

Claims (7)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Akumulační teplovzdušný systém sestávající ze zdroje (1) tepla nebo chladu a ze vzduchotechnických rozvodů (7) k řízenému odvodu teplého nebo chladného vzduchu (2) od zdroje (1) do podlahy a z podlahy zpět do ohřívané nebo ochlazované místnosti (6) pomocí ventilátoru (4), kde na výstupu odvodního vzduchu z podlahy je do vzduchotechnických rozvodů (7) umístěno teplotní čidlo (9) pro regulaci otáček ventilátoru pomocí elektrického regulátoru (11) v závislosti na teplotě odvodního vzduchu (2), přičemž vzduchotechnické rozvody (7) jsou opatřené regulační klapkou (10) pro zpětný přívod vzduchu do místnosti (6), vyznačující se tím, že podlaha ohřívané nebo ochlazované místnosti je provedena z akumulačního materiálu (13), ve kterém jsou vytvořeny celoplošně s bodovými nosnými prvky vzduchové kanálky a komůrky (3) pro ukládání přebytečné tepelné nebo chladicí energie (12) k pozdějšímu uvolňování této energie.A hot-air storage system consisting of a heat or cold source (1) and air ducts (7) for the controlled removal of hot or cold air (2) from a source (1) to and from the floor back to a heated or cooled room (6) a fan (4), wherein at the outlet of the exhaust air from the floor, a temperature sensor (9) for regulating the fan speed by means of an electric regulator (11) in dependence on the exhaust air temperature (2) is placed in the air ducts (7); ) are provided with a control flap (10) for the return of air to the room (6), characterized in that the floor of the heated or cooled room is made of storage material (13), in which air channels and chambers are formed (3) for storing excess heat or cooling energy (12) for later release of this e nergie. 1 výkres1 drawing Seznam vztahových značekList of reference marks 1 Zdroj tepla nebo chladu1 Heat or cold source 2 Odvod vzduchu2 Air outlet 3 Vzduchové kanálky a komůrky3 Air ducts and chambers 4 Ventilátor4 Fan 5 Přívod vzduchu5 Air intake 6 Místnost6 Room 7 Vzduchotechnické rozvody7 HVAC distribution
CZ20090282A 2009-05-05 2009-05-05 Storage hot-air heating system CZ303803B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090282A CZ303803B6 (en) 2009-05-05 2009-05-05 Storage hot-air heating system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090282A CZ303803B6 (en) 2009-05-05 2009-05-05 Storage hot-air heating system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2009282A3 CZ2009282A3 (en) 2009-12-30
CZ303803B6 true CZ303803B6 (en) 2013-05-09

Family

ID=41459903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20090282A CZ303803B6 (en) 2009-05-05 2009-05-05 Storage hot-air heating system

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ303803B6 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60171391A (en) * 1984-02-15 1985-09-04 Natl House Ind Co Ltd Heat accumulating device
JPS62294818A (en) * 1986-06-13 1987-12-22 Shinichi Aida Underfloor heat accumulating type building
JPH03152314A (en) * 1989-11-07 1991-06-28 Ohbayashi Corp Heater device
JP2005274050A (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Sekisui Chem Co Ltd Underfloor heat storage heating device and building equipped therewith

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60171391A (en) * 1984-02-15 1985-09-04 Natl House Ind Co Ltd Heat accumulating device
JPS62294818A (en) * 1986-06-13 1987-12-22 Shinichi Aida Underfloor heat accumulating type building
JPH03152314A (en) * 1989-11-07 1991-06-28 Ohbayashi Corp Heater device
JP2005274050A (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Sekisui Chem Co Ltd Underfloor heat storage heating device and building equipped therewith

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2009282A3 (en) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Martinopoulos et al. A comparative review of heating systems in EU countries, based on efficiency and fuel cost
CN107208415B (en) Heat-insulating shell, particularly for buildings
Pukhkal et al. Central ventilation system with heat recovery as one of the measures to upgrade energy efficiency of historic buildings
WO2009092976A3 (en) Facility for producing sanitary hot water for congregate housing
Samira et al. Multi-disciplinary energy auditing of educational buildings in Azerbaijan: case study at a university campus
CZ303803B6 (en) Storage hot-air heating system
CN203628815U (en) Fire pit-coil pipe-Kang coupled heating system
Labudek et al. Energy solar wall in low-energy apartment house
Marigo et al. Energy analysis of a wood or pellet stove in a single-family house equipped with gas boiler and radiators
Murgul et al. Development of the ventilation system in historical buildings of St. Petersburg
CN103759322B (en) Combustion pool-coil pipe-kang coupling heating system
RU76946U1 (en) BUILDING "ECODOM-2"
Zeghib et al. Efficiency of a Solar Hydronic Space Heating System under the Algerian Climate
Smith et al. Control of single-room ventilation with regenerative heat recovery for indoor climate and energy performance
Kic Hot-air distribution in the floor heating.
Kic Hot-air heating of family houses with accumulation of energy in the floor.
Kuzmenko et al. Geothermal energy use for the additional heat supply of a residential building
Simiyu Temperature profiles in a floor heated brooder
Petrosyan Energy economic suitability of the use of “air-air” recuperators in the climatic conditions of the republic of Armenia
Heikkinen et al. Solar thermal integration into a district heated small house
Kasiliauskas COULD A MASONRY HEATER BE THE MAIN HEAT SOURCE IN A TIGHT HOUSE?
Candaele et al. Dynamic modelling and control strategy of a heating system based on wood pellet boiler-stove
Knight Future proof homes
Dobriański et al. An eco-friendly low energy house in Marcinkowo Near Olsztyn
Friedman et al. Heating and Cooling Systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20180505