CZ305731B6 - Otopné těleso - Google Patents

Abstract

Otopné těleso (1) podle vynálezu má teplosměnné lamely (3) tvořeny silnějšími deskovitými segmenty z hliníku nebo ze slitiny na bázi hliníku, kterými prochází zalisované otopné trubky (2). Na obvodech teplosměnných lamel (3) jsou čelní teplosměnné plochy (5) tvořící vnější pochozí nebo pohledovou plochu (6), která má sama o sobě dostatečnou pevnost, takže není potřeba nosná krycí mřížka. Teplosměnné lamely (3) mají na svém povrchu střechovité vyzařovací plochy (7) pro dosažení vyšší hustoty sálání a konvekce tepla. Pro další zlepšení účinnosti a snížení tepelné ztráty lze použít termoreflexní fólii (8) s tepelnou izolací (25). Předmětem vynálezu je i provedení otopného tělesa (1) s variantními provedeními vany (11) a vnějších pochozích nebo pohledových ploch (6) pro zapuštění nebo pro přisazení otopného tělesa (1) do různých interiérových aplikací, což zvyšuje možnosti využití otopného tělesa (1) podle vynálezu oproti známým řešením.

Description

Otopné těleso (57) Anotace:

Otopné těleso (1) podle vynálezu má teplosměnné lamely (3) tvořeny silnějšími deskovitými segmenty z hliníku nebo ze slitiny na bázi hliníku, kterými prochází zalisované otopné trubky (2). Na obvodech teplosměnných lamel (3) jsou čelní teplosměnné plochy (5) tvořící vnější pochozí nebo pohledovou plochu (6), která má sama o sobě dostatečnou pevnost, takže není potřeba nosná krycí mřížka. Teplosměnné lamely (3) mají na svém povrchu střechovité vyzařovací plochy (7) pro dosažení vyšší hustoty sálání a konvekce tepla. Pro další zlepšení účinnosti a snížení tepelné ztráty lze použít termoreflexní fólii (8) s tepelnou izolací (25). Předmětem vynálezu je i provedení otopného tělesa (1) s variantními provedeními vany (l 1) a vnějších pochozích nebo pohledových ploch (6) pro zapuštění nebo pro přisazení otopného tělesa (1) do různých interiérových aplikací, což zvyšuje možnosti využití otopného tělesa (1) podle vynálezu oproti známým řešením.

Otopné těleso

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukce otopného tělesa určeného pro zapuštění do podlahy, do okenního parapetu, do stěny, nebo pro přisazení ke stěně, na stěnu nebo na podlahu k okennímu nebo dveřnímu rámu. Otopné těleso zahrnuje paralelně uspořádané teplosměnné lamely na otopném potrubí připojeném k vedení otopné soustavy.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známa celá řada otopných těles, která slouží nejen k teplovodnímu vytápění prostoru v místnosti, ale zároveň slouží i k dalšímu účelu jako je sušení, chlazení nebo k vytvoření tepelné clony před okny, prosklenou stěnou, výlohou nebo vchodovými prosklenými dveřmi, k zamezení rosení oken a k zamezení přívalu chladného vzduchu od oken do vytápěného prostoru.

Zejména u ekonomicky úsporného nízkoteplotního vytápění se zdrojem tepla, kterým je například tepelné čerpadlo, kondenzační kotel nebo termosolámí zdroj vytápění nelze s dostatečnou efektivitou používat běžné podlahové konvektory s přirozeným prouděním ohřívaného vzduchu, které se s výhodou umísťují právě před okna, prosklené stěny, výlohy a prosklené dveře. Jejich účinnost v nízkoteplotním provozu je malá, a proto jsou doplňovány ventilátory, které zajišťují podpoření tepelné účinnosti zvýšenou intenzitou proudění vzduchu přes zapuštěný výměník tepla ve skříni konvektoru. Tento způsob nuceného proudění vzduchuje provázen nežádoucí hlučností ventilátoru a proudu vzduchu procházejícího přes zúžené prostupy pochozí mřížky, a který dále generuje zvýšenou prašnost ve vytápěném prostoru.

V českém užitném vzoru CZ 7885 U1 je popsáno vestavné topné těleso s nucenou cirkulací vzduchu. Technické řešení zahrnuje podélnou skříň opatřenou tepelným výměníkem. Tepelný výměník tvoří teplosměnné trubky opatřené paralelními lamelami. Další součástí vestavného topného tělesa je ventilátor pro nucenou cirkulaci vzduchu, do kterého je vzduch přiváděn vzduchovým kanálem s vytvořenou přepážkou. Tepelný výměník je chráněn krytem nebo ochrannou mřížkou. Nevýhody řešení spočívají v tom, že v topném tělese se hromadí nečistoty, které ventilátor vhání do ovzduší, otopné těleso je hlučné, špatně se čistí a míra přenosu tepla do vzduchuje zmenšena krytem, nebo krycí mřížkou.

V německém užitném vzoru DE 20 2005 015 991 U1 je popsán konvektor zapuštěný do podlahy. Konvektor je tvořen teplosměnnou trubkou zapojenou do otopné soustavy s jedním ohybem do tvaru podlouhlého „U“, na které jsou nasazeny lamely. Tepelný výměník je uložen ve skříni zapuštěné do podlahy, která je opatřena přepážkou a vzduchovým kanálem. Vrchní otevřená část skříně je opatřena nosnou krycí mřížkou, která leží v úrovni podlahy.

Nevýhody řešení spočívají v tom, že konvektory využívají ke sdílení tepla do prostoru pouze konvekční přenos tepla za přirozeného nebo nuceného proudění ohřívaného vzduchu a nelze u nich využít sálavé sdílení tepla. Krycí pochozí mřížka u podlahového konvektoru je dimenzovaná na příslušnou nosnost, která vyžaduje silná nosná žebra mřížky a tím dochází ke snížení prostupné plochy a zároveň ke zvýšení odporu procházejícímu proudění vzduchu, který nejprve vstupuje přes mřížku do prostoru skříně konvektoru s výměníkem tepla a následně po předání tepla z lamel výměníku prochází opět proudící ohřátý vzduch obvykle stejnou mřížkou do vytápěného prostoru.

V jiném českém užitném vzoru CZ 16627 U1 je popsáno konvektorové topné těleso s autonomním zdrojem elektrické energie. Topné těleso je určeno do podlahy, stěn a do nábytku. Kon

- 1 CZ 305731 B6 vektorové topné těleso zahrnuje skříň, ve které je uložen výměník tepla, ventilátor s elektropohonem, řídicí jednotka, regulační prostředky. Elektropohon ventilátoru je napájen Peltierovým článkem připojeným k trubce otopné soustavy. Nevýhody řešení spočívají v komplikovanosti zařízení, v jeho špatné přístupnosti pro čištění, ve hlučnosti a ve velikých rozměrech skříně.

Konstrukční uspořádání konvektoru s přirozenou konvekcí při použití v nízkoteplotních soustavách není efektivní a vyžaduje zdroj nuceného proudění vzduchu, který nasává vzduch z místnosti přes ochrannou mřížku do prostoru konvektorové skříně a vhání jej přes tepelný výměník a mřížku zpět do vytápěného prostoru k dosažení potřebné tepelné pohody. Značná část prostoru konvektorové skříně není využívaná k procesu konvekčního sdílení tepla, aleje pouze připojovacím prostorem pro připojení konvektoru na dvoutrubkovou soustavu, nebo prostorem pro uložení dalších prostředků pro funkci konvektoru, přičemž připojení na jednotrubkovou otopnou soustavu konvektor neumožňuje bez konstrukční úpravy výměníku. Z těchto důvodů má podlahový konvektor požadavek na až několikanásobně větší rozměry, než jsou rozměry samotného výměníku tepla. Velké rozměry konvektorové skříně vyžadují poměrně značnou stavební výšku a podlahovou plochu potřebnou pro umístění konvektoru do podlahy, se kterou se následně souvisí i náročná stavební připravenost s náročnou instalací konvektoru.

Zabudování konvektorové skříně do podlahy se provádí zalitím betonovou směsí, která vyžaduje dlouhou dobu pro vytvrzení, po kterou se nedají provádět dokončovací práce na montáži konvektoru a související podlaze. Vytvrzená betonová směs při provozu konvektoru odvádí teplo z povrchu konvektorové skříně do stavební konstrukce objektu a tím dochází k akumulaci tepla do stavební hmoty a následně ke zvýšení tepelné ztráty objektu, která má za následek neefektivní provoz vytápění.

Podlahové konvektory s nuceným prouděním vzduchu vyžadují připojení k elektrickému zdroji přes autonomní řídicí a regulační systém, který je nákladný na pořízení, montáž, provoz a údržbu. V prostorách s bazénem, umývárnách, sprchách a podobných zařízeních, kde jsou kladeny vysoké požadavky na bezpečnost elektrických zařízení a kde působí z hlediska užívání prostorů negativní vliv prostředí na zařízení, jsou citlivé části podlahového konvektoru vystaveny těmto nepříznivým vnějším vlivům a následně mají nepříznivý dopad i na jejich funkčnost, životnost a bezpečnost provozu.

Při provozování vytápění a užívání prostoru neumožňují podlahové, nástěnné a vestavné konvektory snadné čištění výměníku při úklidových pracích. Čištění při úklidu vyžaduje sejmutí pochozí krycí mřížky nebo u nástěnných a vestavných konvektorů částečné odkrytí konvektorové skříně a následné komplikované čištění tepelného výměníku, zejména jeho tenkých lamel citlivých na mechanickou deformací, dále konvektorové skříně, ventilátoru a zabudované elektroinstalace. Při mokrém úklidu vzniká i nebezpečí vniknutí vody nebo čisticí chemické kapaliny do elektrických částí ventilátoru, regulace a elektroinstalace.

Nosnost pochozí krycí mřížky podlahového konvektoru je podstatné nižší oproti nosnosti podlahy a vzniká tak riziko jejího poškození a následného poškození i výměníku tepla při některých činnostech souvisejících s provozem, údržbou a opravami interiéru.

U vestavných stěnových konvektorů vzniká obdobný požadavek na nucené proudění vzduchu, kterým se dosahuje většího tepelného výkonu, a proto je nutné je vybavit ventilátorem.

Je rovněž známo z amerického patentového dokumentu US 6 220 523 B1 vytápění určené do podlahy, do stěn a do stropů, které má teplosměnné kovové plochy, do kterých je přiváděno teplo teplosměnným potrubím několikanásobně pravidelně zohýbaným do meandrovitého tvaru.

V českém patentu CZ 301687 B je představen zalisovaný spoj teplosměnné trubky a na ni osazených paralelních lamel. Spoj je pro větší pevnost a lepší přenos tepla opatřen spirálovitým výstupkem.

-2 CZ 305731 B6

Úkolem vynálezu je vytvoření otopného tělesa pro podlahy, stěny, parapety a rámy oken, které by nebylo hlučné, které by nebylo prašné, které by se dalo dobře čistit, které by maximalizovalo využití půdorysné plochy tělesa ke sdílení tepla, které by nepotřebovalo nad teplosměnnými lamelami pochozí krycí mřížky, neboť by uneslo zátěž samo, a které by maximálně zefektivnilo přenos a sdílení tepla sáláním a konvekcí.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol je vyřešen pomocí otopného tělesa vytvořeného podle tohoto vynálezu.

Otopné těleso je sestaveno z alespoň jedné otopné trubky vyrobené z mědi nebo ze slitiny na bázi mědi. Na otopné trubce jsou paralelně uspořádané teplosměnné lamely se zvlněným povrchem, přičemž otopná trubka prochází otvory vytvořenými v teplosměnných lamelách a je v nich upevněna zalisovaným spojem.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že teplosměnné lamely jsou tvořeny v podstatě deskovitými segmenty z hliníku nebo ze slitiny na bázi hliníku, které ohřívají vzduch proudící mezi nimi a současně mají dostatečnou plochu pro vyzařování tepla. Alespoň část obvodu teplosměnných lamel je tvořena teplosměnnou plochou pro vyzařování přímo do prostoru mimo sousedící lamely, která je ohraničena dvěma hranami, které oddělují plochu bočních velkých stran deskovitého segmentu od plochy horní části obvodu teplosměnné lamely. Teplosměnná čelní plocha lamel leží ve společné rovině tvořící vnější pochozí nebo pohledovou otopnou plochu otopného tělesa. Tloušťka jednotlivých teplosměnných lamel a rozteče mezi sousedícími teplosměnnými lamelami odpovídají nosnosti o minimální hodnotě 200 N, vztaženo na plochu 200 mm x 200 mm. S výhodou se rozteč mezi sousedícími teplosměnnými lamelami volí v rozměru daném vzdáleností od čelní plochy lamely k povrchu otopné trubky. Minimální nosnost 200 N je vhodná zejména pro pohledové plochy, které mohou být zatíženy ojediněle náhodou, např. při nárazu odsouvané židle. Vnější pochozí plochy mají nosnost náležitě vyšší. Zvlněný povrch na alespoň části deskovitého segmentu teplosměnných lamel tvoří alespoň jedna soustava střechovitých vyzařovacích ploch, jejichž normály svírají s rovinou vnější pohledové nebo pochozí plochy ostrý úhel.

Deskovité segmenty teplosměnných lamel s výhodou zajišťují dostatečně velkou vyzařovací a konvekční plochu, zejména na svých velkých stranách, která je ještě zvětšena pomocí střechovitých vyzařovacích a konvekčních ploch. Vyzařovací a konvekční plochy sdílí teplo do okolí a hustota sálavého toku opouští nejvíce vyzařovací plochy ve směru jejich normály, která je orientována podle ostrého úhlu sevřeného s rovinou vnější pohledové nebo pochozí plochy. Směr největšího vyzařování tepla lze tedy nastavit úhlem vyzařovací plochy a její normály směrem do prostoru mimo sousedící lamely, což je výhodné, neboť vyzařované teplo z protilehlých teplosměnných lamel je vyzařováno do prostoru až s dvojnásobnou hustotou záření na jednotku půdorysné plochy vnější pohledové nebo pochozí plochy oproti alternativě ploché sálavé desce stejné půdorysné plochy. Směrováním hustoty vyzařování tepla do prostoru působí menší vyzařování do sousedících lamel. Rozmístění a tloušťka teplosměnných lamel jsou upraveny podle požadované nosnosti nebo tuhosti otopného tělesa s ohledem na účinné a optimální uspořádání střechovitých vyzařovacích ploch, takže otopné těleso lze vhodně konstrukčně upravovat podle plánovaného upotřebení, aniž by se muselo překrývat ochrannými mřížkami, které omezují konvekční proudění vzduchu a vyzařování tepla. Aby bylo otopné těleso pochozí nebo na pohled estetické, je žádoucí vyrovnat jednotlivé deskovité segmenty do společné roviny, které rovněž tvoří čelní vnější pohledovou nebo pochozí plochu teplosměnných lamel otopného tělesa.

V jiném výhodném provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu jsou vyzařovací plochy vytvořeny na obou stranách teplosměnné lamely. Vyzařovací plochy jsou na protilehlých stranách lamely souměrné podle roviny souměrnosti. Rovina souměrnosti je kolmá na vnější pohledovou nebo pochozí plochu a prochází středem teplosměnné lamely. Při zachování souměrnosti vyzařovacích ploch na protilehlých stranách teplosměnné lamely je sálání tepla z vyzařované

-3CZ 305731 B6 plochy teplosměnné lamely nej intenzivnější s ohledem na dosažení maximální vyzařovací plochy.

V dalším jiném výhodném provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu svírají sousedící vyzařovací plochy mezi sebou pravý úhel. Pravoúhlé vyzařovací plochy vyzařují teplo s největší hustotou sálavého toku do dvou vzájemně k sobě kolmých stran rovnoměrně.

V dalším jiném výhodném provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu má teplosměnná lamela dvě soustavy vyzařovacích ploch na jedné straně. První soustava vyzařovacích ploch je od druhé soustavy vyzařovacích ploch oddělena středovou částí teplosměnné lamely, kterou prochází otopná trubka. Soustavy vyzařovacích ploch jsou vedeny do středové části ke koncům teplosměnné lamely. V místě mezi otvory pro otopnou trubku může být zachována strana teplosměnné lamely rovná, protože účinek vyzařovaného tepla ze střechovitých vyzařovacích ploch by byl v této části otopného tělesa zanedbatelný a nedocházelo by z nich k intenzivnímu vyzařování tepla do prostoru, pouze k částečnému odrazu a také absorbování protilehlou teplosměnnou lamelou.

V dalším jiném výhodném provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu je otopné těleso opatřeno termoreflexní vrstvou uspořádanou na straně otopného tělesa protilehlé k vnější pohledové nebo pochozí ploše. Teplosměnná lamela vyzařuje teplo do celého svého okolí. Vyzařované teplo, které se nedá směrovat polohou vyzařovacích ploch lamel do prostoru, nebo sousedících lamel jinak, je v tom případě pohlcováno podkladem, (stěna, podlaha) odkud je odvedeno stavební hmotou budovy a nemá podstatný vliv na zlepšení tepelné pohody v prostoru. Pro výhodnější nakládání s vyzařovaným teplem, je pod lamelami otopného tělesa na protilehlé straně k vnější pohledové nebo pochozí ploše vložena termoreflexní vrstva, která část tepelného záření odráží do prostoru před vnější pohledovou nebo pochozí plochu, ale rovněž mění úhel odrazu samotného záření, čímž je odražené teplo lépe prostorově rozprostřeno. S termoreflexním odrazem tepelného záření od termoreflexního povrchu dosahuje otopné těleso podstatně zvýšeného záření na jednotku půdorysné plochy vnější pohledové nebo pochozí plochy.

V dalším jiném výhodném provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu prochází teplosměnnými lamelami alespoň dvě otopné trubky, které jsou vzájemně propojené spojovacím kolenem, nebo vzájemně propojené rozvodnou a sběrnou trubkou. Při spojení kolenem jsou trubky zapojeny v řadě za sebou meandrovitě. Průtok teplosměnného média trubkou s vnitřní závitově uspořádanou drážkou vytváří turbulentní proudění, které zvyšuje účinnost sdílení tepla z teplosměnného média do trubky. Příklad s rozvodnou a sběrnou trubkou přivádí do všech paralelních otopných trubek stejně teplé teplosměnné médium, které z rozvodné trubky může pokračovat do dalších otopných těles.

V jednom z výhodných provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu jsou teplosměnné lamely s otopnou trubkou uspořádány ve vaně mající v řezu tvar písmene „U“ pro zapuštění do alespoň jednoho typu podkladu ze skupiny podlaha, stěna, okenní parapet, nebo mající v řezu tvar písmene „L“ nebo „I“ pro přisazení k alespoň jednomu typu podkladu ze skupiny stěna, okenní rám, dveřní rám. Výhodné je vanu otopného tělesa zapouštět do podkladu, kdy otopné těleso nijak v prostoru nepřekáží, ale tento postup lze s výhodou volit většinou u nově budovaných prostorů. Ve stávajících prostorech je vhodnější vanu otopného tělesa přisadit k podkladu, aniž by se musely provést náročné stavební úpravy. Současně jsou ve vaně teplosměnné lamely s otopnou trubkou uspořádány alespoň nad částí půdorysu vany a vana je opatřena alespoň jedním otvorem pro vedení připojitelné k otopné trubce. Vanu lze přisadit k podkladu, nebo částečně nebo zcela zapustit do podkladu, a teplosměnné lamely do vany uložit. Vana rozměry odpovídá teplosměnným lamelám, neboje větší, přičemž je opatřena otvorem, pro vstup vedení do nitra vany k otopné trubce teplosměnných lamel.

V jednom z dalších výhodných provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu jsou konce otopné trubky ležící v oblasti mimo teplosměnné lamely opatřeny flexibilními přípojkami pro

-4CZ 305731 B6 připojení k teplovodnímu topnému okruhu tvořícímu vedení. Flexibilní přípojky umožňují u otopných těles zapuštěných do podkladu vyjmutí soustavy teplosměnných lamel s otopnou trubkou, vyčištění vany a následné uložení teplosměnných lamel zpět na místo, aniž by je bylo potřeba odpojit od vedení.

V jednom z dalších výhodných provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu je v otopné trubce nebo v rozvodné trubce nebo ve sběrné trubce uspořádána alespoň jedna elektrická topná patrona a vedení tvoří přívodní elektrický kabel. Do otopných trubek se vloží topné elektrické patrony, které se ohřívají na principu odporového ohřevu jimi procházejícím elektrickým proudem. Vedení elektrického napětí se v prostoru a do podkladu instaluje jednodušeji, než potrubí pro vedení teplosměnné kapaliny. V alternativním provedení vynálezu je v rozvodné nebo sběrné trubce uspořádána alespoň jedna elektrická topná patrona a vedení tvoří přívodní elektrický kabel. Otopné těleso je samostatné elektrické. V případě zachování vedení s teplosměnnou kapalinou a přívodem elektrickým kabelem se stává otopné těleso kombinované s možností vytápění z ústředního topení nebo elektrického topení.

V jednom z dalších výhodných provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu je v oblasti ležící mimo vnější pohledovou nebo pochozí plochu vana opatřena alespoň jednou krycí mřížkou uspořádanou v rovině s vnější pohledovou nebo pochozí plochou. Teplosměnné lamely nezaberou celý půdorys vany záměrně, aby byl ve vaně prostor využitelný současně pro vedení a proudění vzduchu mezi teplosměnné lamely. Aby byl prostor nad neobsazeným půdorysem zabezpečen, ale i esteticky zakryt, je použita krycí mřížka.

V jednom z dalších výhodných provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu je otopné těleso na spodní straně vany opatřeno stavěcími šrouby pro nivelaci a na spodní straně teplosměnných lamel jsou vytvořeny patky dosedající na dno vany. Patky mohou být tepelně izolační. Otopné těleso je opatřeno patkami pro nastavení vzdálenosti teplosměnných lamel od dna vany a těmito patkami teplosměnné lamely dosedají na dno vany. Zatížení vnější pohledové nebo pochozí plochy otopného tělesa je přeneseno přes patky do podkladu, takže otopná trubka není namáhána, jako je tomu u stávajících řešení. Vany se vyrábějí hlubší, než je samotná výška teplosměnných lamel. To je uděláno z důvodu vyložení vany termoreflexní vrstvou, tepelnou izolací, a dalšími technologickými součástmi. Patky mají za úkol vymezovat minimální termoreflexní mezeru mezi termoreflexním povrchem na dně vany a spodní rovinou teplosměnných lamel, aby netlačily na termoreflexní vrstvu. Aby bylo tepelné těleso s vanou vyrovnáno s podkladem do jedné roviny v případě zapuštění vany do podkladu, jsou použity stavěči šrouby. Prostor mezi vnější stranou vany a ohraničenou nikou v podkladu je vyplněn tepelně izolační hmotou.

V jednom z dalších výhodných provedení otopného tělesa podle tohoto vynálezu je otopné těleso opatřeno voděodolných zpevněným přepravním obalem upraveným pro vytvoření bednění pro betonáž niky pro otopné těleso v podkladu. Obal slouží jako bednění, které je vyrobeno přímo na míru vany otopného tělesa i s vymezením prostoru pro tepelnou izolaci. Druhé využití obalu má rovněž ekologické dopady, protože není potřeba používat další materiál na výrobu bednění. Bednění se před montáží vany vyjme a tloušťka stěn bednění tvoří prostor pro izolační materiál, takže se neplýtvá izolačním materiálem a je zajištěna konstantní tloušťka tepelné izolace.

Mezi výhody otopného tělesa patří odstranění pochozí mřížky, která by snižovala efektivitu vytápění, otopné těleso má teplosměnné lamely s dostatečnou nosností. Tepelné záření je vyzařováno usměrněně z vyzařovacích ploch, celková plocha teplosměnné lamely je větší, vyzařovací plochy jsou variabilně upravitelné podle požadovaného typu a místa použití otopného tělesa. Otopné těleso je vhodné, jak pro nově budované prostory, tak i do stávajících prostorů, lépe pracuje s prouděním vzduchu a současně dostatečně umožňuje sálání tepla ve formě tepelného záření. Údržba otopného tělesa, zejména čištění, je jednoduchá, otopné těleso může být zásobeno teplem přenášeným teplosměnnou kapalinou, nebo teplem získaným z elektrické energie. Je možné jej do podkladů zapouštět, nebo jej přisazovat na podklady.

-5CZ 305731 B6

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, na nichž znázorňují:

obr. 1 pohled na vnější pohledovou nebo pochozí plochu otopného tělesa s krátkými lamelami a sériovým zapojením otopných trubek, obr. 2 pohled na vnější pohledovou nebo pochozí plochu otopného tělesa s dlouhými lamelami a paralelním zapojením otopných trubek, obr. 3a detail zalisovacího spoje otopné trubky a teplosměnných lamel v řezu, obr. 3b detail zubového zvlnění povrchu teplosměnných v řezu, obr. 3c detail tří variant zvlnění povrchu teplosměnných lamel v řezu, obr. 3d detail vyzařovacích ploch teplosměnné lamely, obr. 4 schematický řez známým podlahovým konvektorem zapuštěným v podlaze se znázorněním proudnic vzduchu, obr. 5a schematický řez otopným tělesem podle vynálezu zapuštěným v podlaze se znázorněním proudnic vzduchu, tepelným zářením a s jedním kanálkem přívodu vzduchu, obr. 5b schematický řez otopným tělesem podle vynálezu zapuštěným v podlaze se znázorněním proudnic vzduchu, tepelným zářením a se dvěma kanálky přívodu vzduchu, obr. 6 pohled na otopné těleso podle vynálezu s krátkými lamelami osazeného ve vaně, obr. 7 perspektivní rozpad otopného tělesa podle obr. 6, obr. 8 je schematický řez otopným tělesem podle vynálezu, zapuštěným ve stěně, se znázorněním proudnic vzduchu a tepelným zářením, obr. 9 schematický řez otopným tělesem podle vynálezu, přisazeným k rámu okna, se znázorněním proudnic vzduchu a tepelným zářením, obr. 10 schematický řez otopným tělesem podle vynálezu přisazeným ke stěně, se znázorněním proudnic vzduchu a tepelným zářením, obr. 11 schématický řez otopným tělesem podle vynálezu přisazeným na stěnu, se znázorněním proudnic vzduchu a tepelným zářením.

Příklad uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení vynálezu na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší, či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.

Na obr. 1 je vyobrazena vnější pohledová nebo pochozí plocha 6 otopného tělesa 1, která je tvořena čtyřmi otopnými trubkami 2 a teplosměnnými lamelami 3. Otopná trubka 2 je vyrobena z mědi a teplosměnné lamely 3 z hliníku. Otopné trubky 2 jsou propojeny spojovacími koleny 9 do série, takže tvoří jednu dlouhou meandrovitě zatočenou otopnou trubku 2 procházející několikanásobně všemi teplosměnnými lamelami 3 od vstupu 23 pro teplosměnné médium z nevyobrazeného vedení 14 teplosměnného média do výstupu 24 pro opětovné napojení vedení M. Délka I otopných trubek 2 je několikanásobně delší, než délka k, teplosměnných lamel 3. Vstup 23 a výstup 24 otopné trubky 2 je uspořádán ve středové části vnější pohledové nebo pochozí plochy 6, ale to není omezující uskutečnění. Je možné vstup 23 a výstup 24 otopné trubky 2 uspořádat

- 6 CZ 305731 B6 libovolně na půdorysu vnější pohledové nebo pochozí plochy 6, kterou tvoří teplosměnné lamely 3 a otopné trubky 2.

Teplosměnné lamely 3 jsou vyráběny z dlouhého profilu, který je již tvářený nebo tažený tak, aby na povrchu zahrnoval vyzařovací plochy ]_. Dlouhý profil se rozřezá na jednotlivé teplosměnné lamely 3. Případně je dlouhý profil ohýbán, takže vyzařovací plochy 7 jsou tvořeny samotnými ohyby. Z hlediska pracovního postupu je snadné připravit dlouhý profil, který se již při výrobě opatří soustavou vyzařovacích ploch 7 tažením a vytlačením pomocí matrice lisu, válcováním nebo dodatečným obráběním, načež se pak dlouhý profil dělí na jednotlivé teplosměnné lamely 3.

Na obr. 2 je vyobrazena alternativně uskutečněná vnější pohledová nebo pochozí plocha 6, která opět zahrnuje otopné trubky 2 a teplosměnné lamely 3. V případě tohoto provedení je délka k, teplosměnných lamel 3 několikanásobně větší, než délka I otopných trubek 2. Dále jsou otopné trubky 2 zapojeny do paralelního uspořádání pomocí rozvodné trubky 10 a sběrné trubky 10'. Vstup 23 a výstup 24 otopné trubky 4 mohou být opět variabilně uspořádány po celé vnější pohledové nebo pochozí ploše 6.

Na obr. 3a je prezentováno upevnění jednotlivých teplosměnných lamel 3 na otopné trubky 2. Pevného spojení je dosaženo zalisováním vnějšího pláště otopné trubky 2 do otvoru v teplosměnné lamele 3. Zalisování je provedeno pomocí šroubovitého vytlačení spirálovitého výstupku 4, který se natiskne do prostupu teplosměnné lamely 3.

Na obr. 3b je vyobrazen detail teplosměnných lamel 3, které jsou opatřeny dvěma soustavami střechovitých vyzařovacích ploch 7. První soustava střechovitých vyzařovacích ploch 7 se nachází před osou otopné trubky 2 a druhá soustava střechovitých vyzařovacích ploch 7' se nachází za osou otopné trubky 2. Vyzařovací plochy 7 a 7 znásobují celkovou vyzařovací plochu teplosměnné lamely 3.

Obr. 3c představuje variantní provedení vyzařovacích ploch 2 na teplosměnné lamele 3. Teplosměnné lamela 3 má horní obvodovou plochu ohraničenou hranami 21, které vymezují čelní teplosměnnou plochu 5. Pod čelní teplosměnnou plochou 5 jsou na velkých stranách teplosměnné lamely 3 uspořádány soustavy vyzařovacích ploch 7. Vyzařovací plochy 7 jsou vzájemně pravoúhlé a jsou symetrické podle roviny souměrnosti o. Avšak to není podmínkou a soustavy vyzařovacích ploch 7 mohou být na každé straně vytvořeny odlišně. Teplosměnné lamely 3 se vyrábějí z dlouhých profilů, které jsou buď přímo tažené nebo válcované se soustavami vyzařovacích ploch 7, nebojsou soustavy vyzařovacích ploch 7 na profily pro výrobu teplosměnných lamel 3 tvářeny nebo obráběny dodatečně. Případně je možné samotný profil pro výrobu teplosměnné lamely 3 vyrobit již zohýbaný, nebo jej dodatečně zohýbat u tvarných slitin na bázi hliníku.

Na obr. 3d je vyobrazen další detail ploch 5 a 7 teplosměnné lamely 3. Čelní teplosměnná plocha 5, která leží ve vnější pohledové nebo pochozí ploše 6, je její součástí. Tudíž lze rovinu teplosměnné plochy 5 považovat za rovinu vnější pohledové nebo pochozí plochy 6. Z vyzařovacích ploch 7 vystupující normálové přímky n svírají s rovinou vnější pohledové nebo pochozí plochy 6 ostrý úhel g. Protože vyzařovací plochy 7 svírají mezi sebou pravý úhel, je ostrý úhel g shodný pro všechny normály η. V nevyobrazeném příkladu provedení vyzařovacích ploch 7 je možné naklonění vyzařovacích ploch 7 variovat podle požadavků na výsledné vlastnosti otopného tělesa 1.

Na obr. 4 je vyobrazen dosavadní konvektor, který ohřívá proudící vzduch. Teplosměnné lamely jsou ukryty pod pochozí mřížkou. Z konvektoru nevychází sálavé teplo a konvekční ohřev proudícího vzduchuje rovněž nedostatečný.

Na obr. 5a je prezentováno otopné těleso X, které je zapuštěné do podkladu 12. Podkladem 12 je betonová podlaha. Otopné těleso 1 zahrnuje vanu 11 pro uložení otopných trubek 2 a teplosměnných lamel 3. V nezabraném půdorysu vany lije uloženo vedení 14 teplosměnné kapaliny. Pro

-7 CZ 305731 B6 stor, kterým prochází vedení 14, tvoří tzv. kanálek přívodu vzduchu. Teplosměnné lamely 3 jsou usazeny na tepelně izolovaných patkách 22, nad termoreflexní vrstvou 8. Taje položena na dně vany 11. Přívodní kanálek vzduchu je chráněn krycí mřížkou 15. Proudnice 18 chladného vzduchu padají okolo okna a okenního rámu 20 směrem k otopnému tělesu 1. Z otopného tělesa proudí konvekčně ohřátý vzduch 19' a rovněž z tělesa sálá tepelné záření ]9. Vana 11 je plechová, krycí mřížka 15 je z pevného plastu, kompozitu nebo z kovu. Vana 11 je od podkladu 12 izolována tepelnou izolací 25, aby nevznikal tepelný tok směřující do podkladu 12 a teplo neodcházelo mimo vytápěný prostor. Tepelná izolace 25 je tvořena montážní pěnou. Současně termoreflexní vrstva 8 odráží část vyzařovaného tepla do vytápěného prostoru a zbytkový odraz směrovaný k teplosměnným lamelám 3 je absorbován teplosměnnými lamelami 3. Termoreflexní vrstva 8 je tvořena hliníkovou folií s vysoce lesklou, ale strukturovanou povrchovou úpravou, zajišťující difúzní reflexi tak, aby při odrazu byl tepelný paprsek rozptýlen do prostoru, a tím byl zajištěn difúzní a prostorově rovnoměrný charakter odrazu tepla. Difúzní reflexe je také možné dosáhnout např. pomocí speciálního laku použitého na povrchovou úpravu hliníkové folie. Vana 11 se niveluje s rovinou podkladu 12 pomocí stavěčích šroubů 16.

Na obr. 5b je vyobrazena alternativa k příkladu z obr. 5a, která je opatřena dvěma kanálky pro přívod vzduchu překrytými mřížkou 15.

Obr. 6 představuje otopné těleso 1 mimo podklad 12. Vnější plášť tvoří vana 11 a vnější pohledová nebo pochozí plocha 6. Vnější pohledová nebo pochozí plocha 6 směruje teplosměnnými lamelami 3 svisle vzhůru. Ve vaně 11 jsou otvory 13 pro průchod vedení 14 teplosměnné kapaliny, které je ve vaně 14 překryto krycí mřížkou j_5.

Obr. 7 představuje otopné těleso 1 z obr. 6 v rozpadu. Viditelné jsou flexibilní přípojky 17, které jsou ukryté pod krycí mřížkou 15, připojené na vstup 23 a výstup 24 otopné trubky 2. Flexibilní přípojky 17 jsou pryžové nebo umělohmotné hadice v kovovém opletu nebo nerezové hadice. Při čištění vany 11 jsou teplosměnné lamely s otopnou trubkou vytaženy, aniž by se musely odpínat od vedení 14.

Obr. 8 prezentuje otopné těleso 1 zapuštěné ve svislém podkladu 12, např. ve zdi. Obr. 9 je vyobrazením otopného tělesa 1 přisazeného k okennímu rámu 20. Obr. 10 a 11 vyobrazuje varianty přisazení otopného tělesa 1 k podkladu J_2, např. ke stěně, přičemž na obr. 11 je otopné těleso 1 upevněno ve výšce nad úrovní podlahy.

Vedení 14 je součástí ústředního vytápění, kde teplosměnnou kapalinou je voda. Alternativou je, že v otopných trubkách 2 jsou uloženy elektrické topné patrony, které jsou napájeny z elektrické sítě. Další alternativou je, že v rozvodné trubce 1 Onebo ve sběrné trubce 10' je uložena elektrická topná patrona napájená z elektrické sítě. V praxi lze provozně kombinovat ústřední a elektrické vytápění.

Obal, ve kterém je otopné těleso 1 transportováno, slouží současně jako bednění, které se použije při tvorbě niky v podkladu 12. Obal rozměry odpovídá požadavkům na prostor otopného tělesa 1 a tepelné izolaci 25. Použitím obalu jsou ušetřeny jiné materiály, což je ekologické, a současně se eliminuje hrozba chyb při přípravě vlastního bednění niky.

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle vynálezu lze využít jako teplovodní otopné těleso nebo elektrický radiátor pro zapuštění do podlahy, do okenního parapetu, do stěny, nebo pro přisazení ke stěně, na stěnu nebo k okennímu nebo dveřnímu rámu.

-8CZ 305731 B6

Přehled vztahových značek:

otopné těleso otopná trubka teplosměnná lamela spirálovitý výstupek čelní teplosměnná plocha vnější pohledová nebo pochozí plocha vyzařovací plocha první soustavy vyzařovacích ploch

7' vyzařovací plocha druhé soustavy vyzařovacích ploch termoreflexní vrstva spojovací koleno rozvodná trubka

10' sběrná trubka vana podklad otvor ve vaně vedení krycí mřížka stavěči šroub flexibilní přípojka proudnice vzduchu vyzařované teplo

19' konvekční teplo okenní rám hrana patka vstup otopné trubky výstup otopné trubky tepelná izolace délka otopné trubky k délka teplosměnné lamely s tloušťka teplosměnné lamely t rozteč sousedících teplosměnných lamel n normála vyzařovací plochy a úhel svíraný mezi n a otopnou plochou o rovina souměrnosti vyzařovacích ploch

Claims (12)

1. Otopné těleso (1) sestávající z alespoň jedné otopné trubky (2) z mědi nebo ze slitiny na bázi mědi, opatřené paralelně uspořádanými teplosměnnými lamelami (3) se zvlněným povrchem, přičemž otopná trubka (2) prochází otvory v teplosměnných lamelách (3) a je v nich upevněna zalisovaným spojem, vyznačující se tím, že teplosměnné lamely (3) jsou tvořeny v podstatě deskovitými segmenty z hliníku nebo ze slitiny na bázi hliníku, alespoň část obvodu teplosměnných lamel (3) je tvořena čelní teplosměnnou plochou (5) ohraničenou dvěma hranami (21), leží ve společné rovině tvořící vnější pochozí nebo pohledovou plochu (6) otopného tělesa (1), tloušťka (s) teplosměnných lamel (3) a rozteče (t) sousedících teplosměnných lamel (3) odpovídají nosnosti a vnější pochozí nebo pohledové plochy (6) o minimální hodnotě 200 N, vztaženo na plochu 200 mm x 200 mm, a současně zvlněný povrch teplosměnných lamel (3) na alespoň jedné straně tvoří alespoň jedna soustava střechovitých vyzařovacích ploch (7), jejichž normály (n) svírají s rovinou vnější pochozí nebo pohledové plochy (6) ostrý úhel (a).

-9CZ 305731 B6

2. Otopné těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyzařovací plochy (7) jsou na obou stranách teplosměnné lamely (3) a jsou souměrné podle roviny souměrnosti (o) kolmé na vnější pochozí nebo pohledovou plochu (6) a procházející středem teplosměnné lamely (3).

3. Otopné těleso podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že sousedící vyzařovací plochy (7) svírají mezi sebou pravý úhel.

4. Otopné těleso podle alespoň jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že teplosměnná lamela (3) má první soustavu vyzařovacích ploch (7) a druhou soustavu vyzařovacích ploch (7'), přičemž obě soustavy jsou od sebe odděleny středovou částí lamely (3) s otopnou trubkou (2) a zasahují k protilehlým koncům lamely (3).

5. Otopné těleso podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že je opatřeno termoreflexní vrstvou (8) uspořádanou na straně otopného tělesa protilehlé k vnější pochozí nebo pohledové ploše (6).

6. Otopné těleso podle alespoň jednoho z nároků laž5, vyznačující se tím, že teplosměnnými lamelami (3) prochází alespoň dvě otopné trubky (2) vzájemně propojené spojovacím kolenem (9), nebo rozvodnou trubkou (10) a sběrnou trubkou (10').

7. Otopné těleso podle alespoň jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že je uspořádáno ve vaně (11) mající v řezu tvar písmene „U“ pro zapuštění do alespoň jednoho typu podkladu (12) ze skupiny podlaha, stěna, okenní parapet, nebo mající v řezu tvar písmene „L“ nebo „I“ pro přisazení na alespoň jeden typ podkladu (12) ze skupiny stěna, okenní rám, dveřní rám, přičemž vnější pohledová nebo pochozí plocha (6) je uspořádána ve vaně (11) alespoň nad částí půdorysu vany (11), a vana (11) je dále opatřena alespoň jedním otvorem (13) pro vedení (14) připojitelné k otopné trubce (2).

8. Otopné těleso podle nároku 7, vyznačující se tím, že konce otopné trubky (2) jsou v oblasti ležící mimo teplosměnné lamely (3) opatřeny flexibilními přípojkami (17) pro připojení k teplovodnímu topnému okruhu tvořícímu vedení (14).

9. Otopné těleso podle nároků 6a 7, vyznačující se tím, že v otopné trubce (2) nebo v rozvodné trubce (10) nebo ve sběrné trubce (10') je uspořádána alespoň jedna elektrická topná patrona a vedení (14) tvoří přívodní elektrický kabel.

10. Otopné těleso podle některého z nároků 8a 9, vyznačující se tím, že v oblasti ležící mimo vnější pohledovou nebo pochozí plochu (6) je vana (11) opatřena alespoň jednou krycí mřížkou (15) uspořádanou v rovině s vnější pohledovou nebo pochozí plochou (6).

11. Otopné těleso podle alespoň jednoho z nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že je na spodní straně vany (11) opatřeno stavěcími šrouby (16) pro nivelaci a na spodní straně teplosměnných lamel jsou vytvořeny patky (22) dosedající na dno vany (11).

12. Otopné těleso podle alespoň jednoho z nároků 9 až 11, vyznačující se tím, že otopné těleso (1) je opatřeno voděodolným zpevněným přepravním obalem upraveným pro vytvoření bednění pro betonáž niky pro otopné těleso v podkladu (12).