CZ306399B6 - Zařízení pro ohřev vody - Google Patents
Zařízení pro ohřev vody Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306399B6 CZ306399B6 CZ2015-625A CZ2015625A CZ306399B6 CZ 306399 B6 CZ306399 B6 CZ 306399B6 CZ 2015625 A CZ2015625 A CZ 2015625A CZ 306399 B6 CZ306399 B6 CZ 306399B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- water
- plate
- flow
- infra
- infrared radiation
- Prior art date
Links
- 239000008236 heating water Substances 0.000 title claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 112
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 48
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 16
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 4
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 claims 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 241000271903 Achimenes grandiflora Species 0.000 abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010063045 Effusion Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
- F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
- F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
- F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
- F24H1/121—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using electric energy supply
- F24H1/122—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using electric energy supply combined with storage tank
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
- F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
- F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
- F24H1/16—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled
- F24H1/162—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled using electrical energy supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
- F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
- F24H9/2028—Continuous-flow heaters
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/0033—Heating devices using lamps
- H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
- H05B3/0052—Heating devices using lamps for industrial applications for fluid treatments
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/02—Photovoltaic energy
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Zařízení (1) pro ohřev vody ve vodovodních rozvodech domácností a ve vodovodních rozvodech jiných sídelních či provozních objektů zahrnuje průtokovou skříň (2) a zdroj (3) infračerveného záření uspořádaný uvnitř průtokové skříně (2). Zdroj (3) infračerveného záření je alespoň jedna elektricky napájená planární deska nebo fólie z uhlíkových vláken. Současně je ke zdroji (3) paralelně uspořádáno alespoň jedno deskovité ohřívací těleso (4) protékané ohřívanou vodou. Deskovité ohřívací těleso (4) je tvořeno pevnou infra-absorpční hmotou, nebo je deskovité ohřívací těleso (4) tvořeno pevnou infra-absorpční látkou (7) s vnitřní porézní strukturou, nebo je deskovité ohřívací těleso (4) vyplněno alespoň jedním druhem zrnitého infra-absorpčního materiálu.
Description
Zařízení pro ohřev vody
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro ohřev vody ve vodovodních rozvodech domácností a ve vodovodních rozvodech jiných sídelních, či provozních, objektů.
Dosavadní stav techniky
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.
Nevýhody používání odporových topných těles spočívají v tom, 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.
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.
Infračerveného záření k ohřevu vody je využito v řešení popsaném v přihlášce vynálezu US 2002/0 011 482 (Al). Předmětem vynálezu je ohřívač vody, který zvyšuje teplotu vody pomocí infrazáření vyzařovaného na vodní vedení. Záření je produkováno planámím zdrojem, který je tvořený z uhlíkových vláken zapuštěných v polymemím materiálu, ke kterému jsou upevněny elektrody s elektrickým napětím. Vodní vedení je tvořeno meandrovitě skládanou trubicí, která leží v blízkosti zdroje infrazáření. Jak zdroj infrazáření, tak i vodní vedení jsou ukryty ve skříni tvořící bezpečnostní pouzdro. Skříň je opatřena tepelnou izolací, aby teplo neunikalo jinudy, než proudící vodou.
V jiném známém řešení z čínské přihlášky vynálezu CN 102410621 (A) je použito jako zdroje infrazáření uhlíkových vláken, která tvoří svazek procházející válcovou skříní zařízení. Okolo zdroje infrazáření je uspořádána spirála vodního vedení. Na vnitřní straně pláště skříně jsou reflexní plochy s izolací pro odraz infrazáření zpět do vodního vedení.
Je také známo řešení z korejské přihlášky vynálezu KR 2011/0 126 844 (A), která obdobně jako výše uvedená řešení využívá uhlíkový zdroj infrazáření, vodní vedení, skříň a reflexní a izolační
-1 CZ 306399 B6 prostředky. Vodní vedení je tvořeno systémem přepážek, které nutí vodu meandrovitě proudit, zatímco je prozařována a ohřívána.
Nevýhody výše uvedených řešení spočívají v tom, že v případě neprůhledného vodního vedení 5 dopadá infrazáření na malou plochu, která se ohřívá a předává teplo do vody proudící v jím vymezeném prostoru pomocí smáčení vnitřních stěn vedení vody. V případě vodního vedení s transparentním materiálem dochází k ohřevu vody pouze, pokud infrazáření má vhodnou vlnovou délku pro rozkmitání molekul vody. Pokud je vlnová délka infrazáření mimo vhodné pásmo, je ohřev vody méně efektivní. Tím je kladen náročný požadavek na parametry zdroje záření, kte10 rý není jednoduše vyrobitelný. Současně pro infračervené záření transparentní materiály vytvarované do trubic a přepážek jsou křehké a zařízení je snadno poškoditelné.
Úkolem vynálezu je vytvoření zařízení pro ohřev vody, které by využívalo k ohřevu vody infračervené záření, přičemž by bylo konstrukčně jednoduché, efektivní, odolné proti poškození a 15 snadno aplikovatelné v domácnostech a jiných provozech.
Podstata vynálezu
Vytčený úkol byl vyřešen vytvořením zařízení pro ohřev vody pomocí následujícího vynálezu.
Zařízení pro ohřev vody pomocí infračerveného záření zahrnuje průtokovou skříň a zdroj infračerveného záření uspořádaný uvnitř průtokové skříně, kde zdroj infračerveného záření je alespoň jedna elektricky napájená planámí deska nebo fólie z uhlíkových vláken.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že ke zdroji infračerveného záření je paralelně uspořádáno alespoň jedno deskovité ohřívací těleso protékané ohřívanou vodou, přičemž je deskovité ohřívací těleso tvořeno pevnou infra-absorpční hmotou obklopující průtokovou meandrovitou nebo spirálovitou nebo žebrovanou trubici uspořádanou v tělese. Nebo je deskovité ohřívací těleso tvořeno 30 pevnou infra-absorpční látkou s vnitřní porézní strukturou tvořící průtočný kapilární systém nebo průlinčitý systém. Nebo může být deskovité ohřívací těleso vyplněno alespoň jedním druhem zrnitého infra-absorpčního materiálu.
Použití planámího zdroje infračerveného záření umožňu je úsporu prostoru v průtokové skříni. 35 Planámí zdroj vyzařuje z celé své plochy, tudíž je možné k němu 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. 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 40 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. 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 45 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. I použitý 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 50 vody malý odpor.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu 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, che55 micky stabilní a jsou levnější než kovy.
-2I
V dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu jsou pevná infraabsorpční 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.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu má průtoková skříň deskovitý tvar a je opatřena zástavbovým rámem pro osazení do stěny. Deskovitý tvar umožňuje zabudování do standardních zdí a sádrokartonových příček.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu je zástavbový rán 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.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu 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.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu 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 nádrži chladne. Aby byla voda připravena kdykoliv k použití, je zavedena recirkulace, která dohřívá chladnoucí vodu průběžně, neboje aktivován prostředek pro temperování.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu je akumulační nádrž deskovitého tvaru. Deskovitý tvar je podobný tvaru průtokové nádrže, aby i akumulační nádrž byla zabudovatelná do zdí, či sádrokartonových příček.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu 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.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu 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.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu 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
-3CZ 306399 B6 nastaví požadovaný výsledek a řídicí 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.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro ohřev vody podle vynálezu je zdroj infračerveného záření připojen k fotovoltaickému zdroji elektrického napětí. 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.
Zařízení pro ohřev vody podle vynálezu 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.
Objasnění výkresů
Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:
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, 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.
Příklady uskutečnění vynálezu
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.
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.
Na obr. 2 je znázorněna průtoková skříň 2 zařízení 1 pro ohřev vody. Průtoková skříň 2 je vyrobena např. z plechů svařených do tělesa deskovitého tvaru. Výška a šířka průtokové skříně 2 je
-4I variabilní, avšak její hloubka by měla odpovídat hloubce stěny, proto se hloubka průtokové skříně 2 pohybuje okolo 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.
Na obr. 4 je vyobrazeno schéma zařízení 1 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 £ je připojen zdroj 2£ 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 ££ vody. Propojovací vedení 10 vede ohřátou vodu, recirkulační vedení 11 vrací do průtokové skříně 2 vychladlou nespotřebovanou vodu k dohřátí. Vedení 10 a ££ 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.
Na obr. 5 je vyobrazeno zabudování zařízení £ 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 £, jsou průtoková nádrž 2 a akumulační nádrž 9 postaveny na stojných nohou 22. V tomto vyobrazení je naznačeno propojovací vedení 10 vody.
Na obr. 7 je vyobrazen řez průtokovou skříní 2 zařízení £. V průtokové skříni 2 je podél jejího povrchu aplikována tepelná izolace £2, 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 15 umožňujících odklonění proudění vody přímo do odvodu 20 ohřáté vody. Směr 23 proudění vody zařízením £ 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 z anhydridu CaSO4, který téměř neodráží infračervené záření a dobře vede teplo v rámci svého objemu.
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.
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 £5 a k termostatu 24 uloženému v akumulační nádrži 9. Regulační elektronika 16 umožňuje regulaci výkonu zařízení £ řízeným spouštěním/vypínáním zdrojů 3 a připojováním/odpojováním deskovitých ohřívacích těles 4 pomocí regulačních ventilů 15 ve vnitřním vedení 14 vody. Regulační elektronika 16 může být opatřena nevyobrazeným ovládacím rozhraním, kterým uživatel programuje chod zařízení £, nebo kontroluje činnost zařízení £. Pokud je akumulační nádrž 9 opatřena nevyobrazenými čerpadly a jinými čidly, vše může být zapojeno do systému k regulační elektronice £6. Aktivace zdrojů 3 na základě regulace celkového výkonu zařízení £je obdobná, jako například elektrických odporových ohřívačů vody.
-5CZ 306399 B6
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro ohřev vody podle vynálezu 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.
Claims (12)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení (1) pro ohřev vody pomocí infračerveného záření zahrnující průtokovou skříň (2) a zdroj (3) infračerveného záření uspořádaný uvnitř průtokové skříně (2), kde zdroj (3) infračerveného záření je alespoň jedna elektricky napájená planámi deska nebo fólie z uhlíkových vláken, vyznačující se tím, že ke zdroji (3) je paralelně uspořádáno alespoň jedno deskovité ohřívací těleso (4) protékané ohřívanou vodou, přičemž je deskovité ohřívací těleso (4) tvořeno pevnou infra-absorpční hmotou (5) obklopující průtokovou meandrovitou nebo spirálovitou nebo žebrovanou trubici (6) uspořádanou v tělese (4), nebo je deskovité ohřívací těleso (4) tvořeno pevnou infra-absorpční látkou (7) s vnitřní porézní strukturou tvořící průtočný kapilární systém nebo průlinčitý systém, nebo je deskovité ohřívací těleso (4) vyplněno alespoň jedním druhem zrnitého infra-absorpčního materiálu.
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že trubice (6) je vyrobena z kovu, nebo z plastu.
- 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pevná infra-absorpční hmota (5), nebo infra-absorpční látka (7) nebo infra-absorpční materiál, je tvořen materiálem na bázi anhydridu nebo anhydridem označeným chemickým vzorcem CaSO4, nebo alespoň jedním materiálem, či kombinací materiálů ze skupiny cihlářská hlína, keramika, pískovec, šamot, plast.
- 4. Zařízení podle alespoň některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že průtoková skříň (2) má deskovitý tvar aje opatřena zástavbovým rámem (8) pro osazení do stěny.
- 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že zástavbový rám (8) je oddělitelný a je opatřen alespoň jedním prostředkem pro rozebíratelné uložení průtokové skříně (2), přičemž je průtoková skříň (2) ze zástavbového rámu (8) alespoň částečně vyklopitelná.
- 6. Zařízení podle alespoň některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že zahrnuje akumulační nádrž (9) propojenou alespoň jedním vedením vody s průtokovou skříní (2).
- 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že akumulační nádrž (9) je s průtokovou nádrží (2) propojená propojovacím vedením (10) vody a recirkulačním vedením (11) vody, neboje akumulační nádrž (9) opatřena alespoň jedním prostředkem pro temperování.
- 8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že akumulační nádrž(9)je deskovitého tvaru.
- 9. Zařízení podle alespoň některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že vnitřní objem průtokové skříně (2) je rozdělen alespoň na dva nezávislé objemy, kde v každém z objemů se nachází alespoň jeden zdroj (3) infračerveného záření a alespoň jedno deskovité ohřívací těleso (4), přičemž nezávislé objemy tvoří v průtokové skříni (2) kazetové uspořádání.
- 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že v průtokové skříni (2) jsou deskovitá ohřívací tělesa (4) z kazetového uspořádání propojena alespoň jedním vnitřním vedením-6I (14) vody opatřeným alespoň jedním regulačním ventilem (15) pro regulaci proudění vody vnitřním vedením (14).
- 11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že je opatřeno regulační elektronikou (16) pro řízení funkce zdrojů (3) infračerveného záření a regulačních ventilů (15).
- 12. Zařízení podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že zdroj (3) infračerveného záření je připojen k alespoň jednomu fotovoltaickému zdroji (21) elektrického napětí.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-625A CZ2015625A3 (cs) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | Zařízení pro ohřev vody |
| PCT/CZ2016/000106 WO2017045658A1 (en) | 2015-09-15 | 2016-09-14 | A device for heating of water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-625A CZ2015625A3 (cs) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | Zařízení pro ohřev vody |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ306399B6 true CZ306399B6 (cs) | 2017-01-04 |
| CZ2015625A3 CZ2015625A3 (cs) | 2017-01-04 |
Family
ID=57199850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-625A CZ2015625A3 (cs) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | Zařízení pro ohřev vody |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2015625A3 (cs) |
| WO (1) | WO2017045658A1 (cs) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201704497D0 (en) * | 2017-03-22 | 2017-05-03 | Logicor (R & D) Ltd | Electric fluid heating system and method of use thereof |
| DE102020106740A1 (de) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | Infinite Flex GmbH | Heizsystem |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020011482A1 (en) * | 2000-01-05 | 2002-01-31 | Lawrence Gordon | Infrared heating device for prewarming water |
| CN101290158A (zh) * | 2008-02-29 | 2008-10-22 | 田超文 | 红外线即热式电热水器 |
| KR20110126844A (ko) * | 2010-05-18 | 2011-11-24 | 정규성 | 탄소히터를 이용한 온수생성장치 |
| CN102410621A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-04-11 | 王磊 | 基于碳纤维远红外辐射的快速加热水装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3519255A (en) * | 1969-03-27 | 1970-07-07 | Hal B H Cooper | Structure and method for heating gases |
| JP5415797B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2014-02-12 | 株式会社Ｋｅｌｋ | 流体加熱装置 |
-
2015
- 2015-09-15 CZ CZ2015-625A patent/CZ2015625A3/cs unknown
-
2016
- 2016-09-14 WO PCT/CZ2016/000106 patent/WO2017045658A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020011482A1 (en) * | 2000-01-05 | 2002-01-31 | Lawrence Gordon | Infrared heating device for prewarming water |
| CN101290158A (zh) * | 2008-02-29 | 2008-10-22 | 田超文 | 红外线即热式电热水器 |
| KR20110126844A (ko) * | 2010-05-18 | 2011-11-24 | 정규성 | 탄소히터를 이용한 온수생성장치 |
| CN102410621A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-04-11 | 王磊 | 基于碳纤维远红外辐射的快速加热水装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2015625A3 (cs) | 2017-01-04 |
| WO2017045658A1 (en) | 2017-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2009112291A (ru) | Активная система аккумулирования тепловой энергии | |
| US20050139594A1 (en) | Water heater | |
| CN106197111A (zh) | 储热供热装置、供暖系统和供热方法 | |
| WO2007059618A1 (en) | Continuous flow demand controlled microwave water heater | |
| CZ306399B6 (cs) | Zařízení pro ohřev vody | |
| MX2010009714A (es) | Conjunto calentador de agua. | |
| RU2006135180A (ru) | Система теплоснабжения и подачи горячей воды (варианты) | |
| CZ29222U1 (cs) | Zařízení pro ohřev vody | |
| JP2019190668A (ja) | 蓄熱式温水装置 | |
| CN108870508B (zh) | 一种换热系统 | |
| CN209355483U (zh) | 双路双温供热水胆 | |
| CN2775536Y (zh) | 电介质热水循环器 | |
| CN209512276U (zh) | 一种多路切换水循环加热装置 | |
| ATE391271T1 (de) | Elektrischer durchlauferhitzer | |
| JP2004100997A (ja) | 給湯暖房システム | |
| KR100747120B1 (ko) | 보일러의 가열시스템 | |
| TW201634877A (zh) | 太陽能電熱板及運用太陽能電熱板之居家熱水供應系統 | |
| CN110186183A (zh) | 零冷水热水系统 | |
| KR102252532B1 (ko) | 보일러 장치 | |
| US11243011B2 (en) | Heat emitting radiator | |
| CN101726031A (zh) | 电热地暖管 | |
| JP2004177092A (ja) | 電気式瞬間湯沸用ヒーターユニット | |
| KR960003684Y1 (ko) | 태양열 온수기 | |
| CN201652760U (zh) | 快速电热水器 | |
| RU177802U1 (ru) | Электрорадиатор |