FI123732B - Lämmönsiirrinelementti, järjestely varaavassa tulisijassa, ja menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi tulisijassa - Google Patents

Lämmönsiirrinelementti, järjestely varaavassa tulisijassa, ja menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi tulisijassa Download PDF

Info

Publication number
FI123732B
FI123732B FI20125531A FI20125531A FI123732B FI 123732 B FI123732 B FI 123732B FI 20125531 A FI20125531 A FI 20125531A FI 20125531 A FI20125531 A FI 20125531A FI 123732 B FI123732 B FI 123732B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat exchanger
fireplace
heat
exchanger element
temperature
Prior art date
Application number
FI20125531A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20125531A7 (fi
Inventor
Pekka Horttanainen
Jari Sutinen
Martti Purtola
Onni Ovaskainen
Original Assignee
Tulikivi Oyj
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 Tulikivi Oyj filed Critical Tulikivi Oyj
Priority to FI20125531A priority Critical patent/FI123732B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI20125531A7 publication Critical patent/FI20125531A7/fi
Publication of FI123732B publication Critical patent/FI123732B/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00Stoves or ranges
    • F24B1/18Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/183Stoves with open fires, e.g. fireplaces with additional provisions for heating water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B9/00Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for heating water 
    • F24B9/04Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for heating water  in closed containers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Description

Lämmönsiirrinelementti, järjestely varaavassa tulisijassa, ja menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi tulisijassa
Keksinnön tausta
Keksinnön kohteena on lämmönsiirrinelementti, joka käsittää metal-5 liputken ja metalliputkeen kiinnitetyn metallilevyrakenteen, joka käsittää ensimmäisen lapesivun ja ensimmäiseen lapesivuun nähden vastakkaisen, toisen lapesivun, ja johon liittyy metalliputken muotoa noudattava lämpöä hyvin johtava kontaktipinta, joka ainakin osittain ympäröi metalliputkea, jonka metallilevyrakenteen ensimmäinen lapesivu on suora ja tasomainen, jolloin lämmön-10 siirrinelementin metalliputki kokonaisuudessaan on sijoitettu vastakkaiselle puolelle metallilevyrakenteen ensimmäistä lapesivua.
Tällainen lämmönsiirrinelementti on tunnettu patenttijulkaisusta US 4403573 A.
Keksinnön kohteena on myös järjestely varaavassa tulisijassa tulisi-15 jän lämmön luovutuksen säätämiseksi ympäristöön.
Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi ympäristöön varaavassa tulisijassa.
Mainitunlaisen lämmönsiirrinelementin tarkoituksena on siirtää lämpöä ympäristöstä metallilevyrakenteeseen ja metal li levyrakenteesta väliainee-20 seen, joka virtaa metalliputkessa, tai päinvastoin, eli halutaan siirtää lämpöä väliaineesta, joka virtaa metalliputkessa, metallilevyrakenteeseen ja metallirakenteesta ympäristöön.
Lämmönsiirtimien monissa käyttökohteissa halutaan, että siirretään lämpöä johtumalla jonkin kappaleen tasomaisesta pinnasta lämmönsiirtimen 25 metallilevyrakenteeseen, tai päinvastoin, eli halutaan johtumalla siirtää lämpöä
CO
^ lämmönsiirtimen metallilevyrakenteesta jonkin kappaleen tasomaiseen pin- ™ taan. Tarkoituksena siirtää lämpöä tehokkaasti, voidaan tunnetusti käyttää 00 9 suuria lämmönsiirtopintoja, jolloin käytetään lämmönsiirtimiä, joiden metallile- c\i vyrakenteiden lapesivut ovat pinnaltaan suuria. Lämmön siirtymistä voidaan | 30 tunnetusti tehostaa myös valmistamalla lämmönsiirtimet lämpöä hyvin johta- vasta metallista. Joissakin sovelluksissa ei ole mahdollista käyttää suurikokoi- uo siä metallilevyrakenteita vaikka tarve hyvään lämmönsiirtoon olisi suuri. Esi- merkkinä voidaan mainita kapeat, pinta-alaltaan pienet tilat, joihin on sovitetta-o ^ va lämmönsiirrin.
35 Mainitunlaiset kapeat, pinta-alaltaan pienet tilat voivat sijaita esi merkiksi tulisijoissa, joissa keksinnön mukaisesta lämmönsiirrinelementistä on 2 hyötyä, kuten jäljempänä selvitetään. Varaavaa tulisijaa lämmitettäessä täytyy tuntea tulisijan lämmitysominaisuudet ja lämmitystarve, jotta tulisijaa voisi lämmittää järkevästi. Lämmittäminen vaatii paljon kokemusta ja harjoittelua ja usein lämmittäjä huomaa lämmittäneensä tulisijaa liikaa lämmitystarpeeseen 5 nähden, jolloin huoneen sisälämpötila nousee epämiellyttävän korkeaksi ja energiaa kuluu hukkaan liian korkean sisälämpötilan aiheuttaman kasvaneiden lämpöhäviöiden muodossa. Joskus taas käy niin, että käyttäjä lämmittää tulisijaa liian varovaisesti, jolloin lämmitysteho ei ole riittävä, ja tulisijaa joudutaan lämmittämään uudestaan aiottua aikaisemmin.
10 Varaavan tulisijan lämpötilaa ja lämpömäärä on tarvetta säätää eri syistä. Säätöä saatetaan haluta esimerkiksi silloin kun varaavaa tulisijaa on lämmitetty kauan ja halutaan, että tulisija ei luovuttaisi lämpöä ympäristöönsä niin paljon kuin se luonnostaan tekee. Säätöä saatetaan haluta myös syystä, että on huomattu, että tulisijaa on vahingossa lämmitetty liikaa, niin, että tuli-15 sijan kivirakenteiden kestävyys on vaarassa. Tulisijan lämmön luovutusta lämmityksen aikana voidaan perinteisesti säätää säätämällä palamisen intensiteettiä tulisijan savupellillä tai tulisijan ilmansyöttölaitteen avulla. Puiden tai pellettien panostusmäärä vaihtelemalla voidaan vaikuttaa varaavan tulisijaan varastoidun energian määrään ja tulisijan pintalämpötilaan ja siten lämmönluovu-20 tukseen lämmitystapahtuman jälkeen. Riippumatta mitä säätötapaa käytetään, lämpötilan säätö on hidasta kun varaavan tulisijan massa on suuri ja säätö toteutetaan ilmansyöttölaitteilla ja/tai palamisen intensiteettiä säätämällä. Jotta tulisija eri vuodenaikoina ja eri ulkolämpötiloilla luovuttaisi halutusti, eli sopivasti ja tasaisesti lämpöä tilaan, niin tulisijan käyttäjältä vaaditaan paljon kokemus-25 ta tulisijan toiminnasta ja lämmittämisestä. Suureen kivimassaan varastoitunut lämpöenergia säteilee lämpöä ympäristöönsä kauan. Mikäli tulisija lämmittää o huoneistoa liikaa, niin huoneiston jäähdyttämiseksi on joskus avattava huo-
CvJ
^ neiston ikkunoita, jolloin lämpöä menee täysin hukkaan, cp
Keksinnön lyhyt selostus jr 30 Keksinnön tavoitteena on saada aikaan uusi lämmönsiirrinelementti,
CL
jolla voidaan toteuttaa erityisesti johtumalla hyvin tehokas lämmönsiirto läm- lo mönsiirrinelementin ja lämmönsiirrinelementin yhteyteen liitetyn kappaleen ^ suoran ja tasomaisen lämmönsiirtopinnan välillä. Lämmönsiirto voi olla läm- o w mön johtumista tai säteilemällä siirtyvää lämpöä.
35 Tämän tavoitteen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle lämmönsiir- rinelementille on tunnusomaista, että ensimmäinen lapesivu muodostuu en- 3 simmäisestä metallilevystä ja toinen lapesivu muodostuu toisesta metallilevystä, johon on muodostettu kouru metalliputken vastaanottamiseksi. Lämmönsiir-rinelementin ensimmäinen lapepinta saadaan tiiviisti vasten tasomaista pintaa, josta halutaan johtaa lämpöä lämmönsiirrinelementtiin, tai toiseen suuntaan, 5 vasten tasomaista pintaa, johon halutaan johtaa lämpöä lämmönsiirrinelemen-tistä. Lämmönsiirtopintojen tiivis kontakti mahdollistaa tehokkaan lämmönsiirron johtumalla. Suora ja tasomainen lapesivu on myös helppo kiinnittää toisen tasomaiseen pintaan.
Jos halutaan, että lämmönsiirrinelementin käyttökohteessa lämmön 10 siirtyminen metallilevyrakenteen toiselta lapesivulta ulospäin on huonoa ja halutaan, että lämpöä siirtyy erittäin tehokkaasti ensimmäisestä lapepinnasta lämmönsiirrinelementin metalliputkeen, tai halutaan vaihtoehtoisesti, että valtaosa metalliputken lämmöstä siirretään suunnatusti pois lämmönsiirtimestä lämmönsiirrinelementin ensimmäisestä lapepinnasta, järjestetään edullisesti 15 lämmönsiirrinelementin toiselle lapesivulle lämpöeriste.
Edullisesti lämmönsiirrinelementti on pitkänomainen lankkumainen kappale, jossa metalliputki ulottuu kappaleen ensimmäisestä päästä kappaleen toiseen päähän ja toisesta päästä takaisin ensimmäiseen päähän.
Keksinnön mukaisen lämmönsiirrinelementin edullisia suoritusmuo-20 toja on esitetty oheistetuissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Keksinnön mukaisen lämmönsiirrinelementin olennaisena etuna on, että sen lapesivu kykenee kokoonsa nähden siirtämään paljon lämpöenergiaa johtumalla. Se on myös helposti kiinnitettävissä tasomaiseen pintaan, jonka kanssa sen on käytössä tarkoitus olla termisessä yhteydessä.
25 Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan uusi järjestely ja menetelmä lämmön säätämiseksi varaavassa tulisijassa, joka järjestely ja me-5 netelmä auttavat käyttäjää sopeuttamaan tulisijan lämmönluovutuksen huo- C\l ^ neen tai tilan, jossa tulisija sijaitsee, sen hetkisen lämmitystarpeen mukaiseksi.
^ Järjestely mahdollistaa keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamisen.
^ 30 Keksinnön mukaiselle järjestelylle on tunnusomaista, että se käsit- | tää lämmönsiirtimen, joka käsittää keksinnön mukaisen lämmönsiirrinelemen- T- tin, joka on sovitettu tulisijaan, ja nestesäiliön, pumpun ja putkiston nesteen
CO
kierrättämiseksi lämmönsiirtimen ja nestesäiliön välillä, ja ohjaimen pumpun käynnin ohjaamiseksi ja nesteen virtausnopeuden säätämiseksi putkistossa.
00 35 Edullisesti lämmönsiirrinelementin suora ja tasomainen ensimmäi nen lapesivu on asetettu kosketukseen tulisijan sisärakenteen tasomaista pin- 4 taa vastaan, koska tällöin tulisijan tyypillisesti kuumasta sisärakenteesta voidaan siirtää tehokkaasti lämpöä lämmönsiirtimeen ja lämmönsiirtimestä edelleen lämmönsiirtimessä kiertävään nesteeseen ja nesteen välityksellä pois tulisijasta. Edullisesti lämmönsiirrinelementin toisella lapesivulla on lämpöeriste, 5 koska tällöin lämmön siirtyminen kivirakenteesta lämmönsiirrinelementin ensimmäisestä lapesivusta metalliputkeen saadaan tehostettua, mikä on eduksi tietyissä sovelluksissa.
Edullisesti nestesäiliö on tulisijasta fyysisesti erillään. Tulisijasta erillään oleva nestesäiliö mahdollistaa järjestelyn integroimisen taloon helposti ja 10 siistinä kokonaisuutena, jota on helppo hyödyntää talon muuhun lämmittämiseen. Lisäksi tulisijasta matkan päässä oleva nestesäiliö ei haittaa tulisijan lämmönluovutusta huonetilaan.
Edullisesti tulisija käsittää lämmönsiirtimeen sovitetun lämpötila-anturin, joka edullisesti näyttövälineen välityksellä on sovitettu ilmoittamaan 15 lämmönsiirtimestä mitattua lämpötilaa.
Mikäli halutaan automatisoida ohjaimen toimintaa, niin automatisointi on edullisesti toteutettu siten, että ohjain on sovitettu ohjaamaan pumpun toimintaa siten, että nesteen virtausnopeus on nolla tai on pieni kun tulisijan lämmönsiirtimestä mitattu lämpötila on alhainen ja alle tietyn ensimmäisen 20 lämpötilan, ja nesteen virtausnopeus on suuri kun lämmönsiirtimestä mitattu lämpötila on korkea. Mainitulla tavalla toteutettu tulisijan lämpötilan säätö on järkevä eikä tulisijan käyttäjän juurikaan tarvitse valvoa säätöä. Edullisesti järjestely käsittää näyttövälineen lämmönsiirtimestä mitatun lämpötilan ilmoittamiseksi ja näyttövälineen nestesäiliöstä mitatun lämpötilan ilmoittamiseksi, jot-25 ka näyttövälineet on sovitettu kaukosäätimeen, josta voidaan ohjata ohjaimen toimintaa. Kaukosäätimellä voidaan ohjata tulisijan lämmön luovutusta ja sää-5 tää tarkemmin miten suuri osa lämmöstä otetaan talteen nesteeseen ja johde-
C\J
^ taan lämmittämään nestesäiliön nestettä.
° Koska huoneiston lämmitystarve riippuu suuresti ulkolämpötilasta, 00 30 niin ohjaimen toiminta ja vedenkierto on edullisesti automatisoitu siten, että vir- | tausnopeus on nolla tai on pieni kun ulkolämpötila on matala ja alle tietyn en- simmäisen ulkolämpötilan ja tulisijasta mitattu lämpötila on alle tietyn ensim-co [£ mäisen lämpötilan, ja veden virtausnopeus on suuri kun ulkolämpötila on yli ™ tietyn toisen ulkolämpötilan, joka on suurempi kuin mainittu ensimmäinen ulko- 00 35 lämpötila ja tulisijasta mitattu lämpötila on yli tietyn toisen lämpötilan.
5
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että tulisija käsittää lämmönsiirtimen, joka käsittää keksinnön mukaisen lämmönsiirrinele-mentin, joka lämmönsiirrin on sovitettu virtausyhteyteen nestesäiliön kanssa, että tulisijaan on sovitettu pumppu ja putkisto nesteen kierrättämiseksi läm-5 mönsiirtimen ja nestesäiliön välillä, jolloin menetelmässä ohjaimella ohjataan pumpun aikaansaaman nesteen virtausnopeutta putkistossa siten, että nestettä ei kierrätetä tai nesteen virtausnopeus pidetään alhaisena kun halutaan että tulisija luovuttaa ympäröivään huonetilaan tehokkaasti lämpöä ja että nestettä kierrätetään virtausnopeudella, joka on suurempi kuin mainittu alhainen vir-10 tausnopeus, kun halutaan vähentää tulisijan luovuttamaa lämpöä ympäröivään huonetilaan. Tyypillisesti, kun lämmitystarve on suuri, nestettä ei kierrätetä tai nesteen virtausnopeus pidetään alhaisena, ja kun lämmitystarve ei ole suuri tai se on pieni, nestettä kierrätetään virtausnopeudella, joka on suurempi kuin mainittu alhainen virtausnopeus. Lämmitystarve on tyypillisesti suuri kylmänä 15 talvipäivänä, eli kun ulkolämpötila on matala. Lämmitystarve on tyypillisesti pieni kun ulkolämpötila ei ole erityisen alhainen, kuten syksyllä ja keväällä. Edullisesti nestettä ei kierrätetä tai nesteen virtausnopeus pidetään alhaisena tulisijaa lämmitettäessä. Edullisesti lämmityksen päätyttyä veden virtausnopeutta vähennetään sitä enemmän mitä enemmän aikaa on kulunut tulisijan 20 lämmittämisen päättymisen jälkeen. Tällä menettelyllä tulisijan lämmönluovutus ympäristöön säteilemällä saadaan - edellyttäen, että nestesäiliössä olevan nesteen lämpötila on lämmönsiirtimessä olevan nesteen lämpötilaa alhaisempi - pitkälle aikajaksolle varsin tasaiseksi puiden lämmittämisen jälkeen, mikä viihtyisyyden parantamiseksi ja energian kulutuksen minimoimiseksi on toivot-25 tavaa.
Keksinnön mukaisen järjestelyn ja menetelmän suuri etu on, että 5 mahdollistetaan varaavan tulisijan lämpötilan ja lämmönluovutustehon tehokas
C\J
^ ja nopea säätäminen. Järjestelyssä ja menetelmässä ja käytettävän lämmön- ° siirrinelementin ansiosta kyetään tehokkaasti siirtämään pois lämpöä tulisijan 00 30 kivirakenteesta ja siten tehokkaasti säätämään tulisijan lämmönluovutusta ym- | päröivään huonetilaan. Menetelmä poistaa tai ainakin vähentää suuresti tarvet- ta säätää tulisijan lämpötilaa ja lämpömäärää perinteisillä hitailla tavoilla. Sää-co [£ tämällä lämmönluovutusta voidaan tyydyttää huonetilan vaihtelevat lämmitys- ™ tarpeet. Säätö mahdollistaa, että tulisijaa voidaan lämmittää hyvin samantapai- 00 35 sesti syksyllä ja keväällä kuin talvella ja silti saavuttaa haluttu lämmönluovutus huonetilaan. Toisin sanoen syksyllä tai keväällä, jolloin huoneen lämmitystarve 6 on selvästi vähäisempi kuin talviaikaan, tulisijaa voidaan lämmittää optimaalisella puumäärällä eikä vaarana ole, että tulisija antaisi liikaa lämpöä, koska mahdollinen liikalämpö johdetaan nestesäiliöön, josta sitä voidaan hyödyntää erilaiseen käyttöön. Estämällä tulisijan liiallinen lämpiäminen ja ottamalla tal-5 teen nestesäiliöön poltosta saatava ’’liikalämpö” keksintö vähentää lämmön hukkaamista, mikä ympäristön kannalta on toivottavaa ja samalla keksintö mahdollistaa tulisijan optimaalisen käytön energianlähteenä myös silloin, kun rakennuksen/huoneen/tilan lämmitystarve on vähäinen. Keksintö mahdollistaa varaavan tulisijan erinomaisen hyödyntämisen rakennuksen/huoneen/tilan läm-10 mittämiseen riippumatta rakennuksen/huoneen/tilan lämmitystarpeesta. Mainittu hyödyntäminen pitää sisällään tulisijan lämmittämiseen käytetyn polttoaineen energiamäärän maksimaalisen hyödyntämisen. Keksintö mahdollistaa myös, että voidaan toteuttaa henkilökohtaisia mieltymyksiä koskien huonetilan lämpötilaa.
15 Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin viittaamalla oheistettuun piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista järjestelyä, kuvio 2 havainnollistaa miten keksinnöllä voidaan vaikuttaa tulisijan 20 lämpötilakäyrään, kuvio 3 esittää tulisijan leikkausta sivusta katsottuna vastaten kuviossa 1 esitettyä leikkausviivaa III - III, kuvio 4 esittää tulisijan leikkausta ylhäältä katsottuna vastaten kuviossa 1 esitettyä leikkausviivaa IV - IV, 25 kuvio 5 esittää suurennosta kuvion 4 kohdasta A,
CO
ii kuvio 6 esittävät keksinnön mukaista lämmönsiirrinelementtiä ilman o ™ lämpöeristettä, katsottuna takaa,
CO
9 kuviot 7 ja 8 havainnollistavat kuvion 6 mukaista lämmönsiirrinele- c\i menttiä, jossa on lämpöeriste, katsottuna sivusta ja päädystä, ja | 30 kuvio 9 esittää kuvioiden 7 ja 8 lämmönsiirrinelementtiä päädystä katsottuna ja suurennettuna niin, että sen yksityiskohdat käyvät ilmi.
cö m oj Keksinnön yksityiskohtainen selostus ° Kuviossa 1 esitetty, tyypillisesti omakotitalon lämmittämiseen käytet tävä järjestely käsittää tulisijan 1 ja tulisijasta erillään olevan ulospäin lämpö-35 eristetyn nestesäiliön 2.
7
Tulisijan 1 massa on tyypillisesti yli 1000 kg, mutta keksinnön mukainen järjestely on mielekäs myös massaltaan tätä pienemmissä tulisijoissa. Mikäli massa on alle 300 kg, keksinnön hyödyt eivät tule hyvin esille, koska massaltaan pienen tulisijan lämpötila voidaan melko helposti säätää ilman, että 5 siihen tarvittaisiin keksinnössä käytettävää nestesäiliötä 2. Sanotun johdosta tulisijan massa on suositeltavasti vähintään 300 kg.
Nestesäiliön 2 tilavuus on suositeltavasti vähintään 300 I ja suositeltavasti 300 - 500 I. Keksinnön teho ei ole hyvä, mikäli tilavuus ja sitä vastaava nestemassa on pieni, esimerkiksi 200 I tai tätäkin pienempi. Nestesäiliön 2 10 etäisyys tulisijasta 1 voi vaihdella kohteesta riippuen, mutta voi olla useita metrejä, jopa kymmeniä metrejä. Nestesäiliö 2 sisältää vettä, mutta alan ammattimies ymmärtää, että neste voisi olla veden sijasta jotakin muuta nestettä.
Nestesäiliö 2 on virtausyhteydessä tulisijassa 1 olevaan lämmönsiir-timeen 3, eli vettä voi virrata nestesäiliöstä 2 lämmönsiirtimen 3 ja lämmönsiir-15 timestä takaisin nestesäiliöön. Lämmönsiirtimen 3 sijaintiin tulisijassa ja lämmönsiirtimen rakenteeseen palataan jäljempänä viittaamalla kuvioihin 5-9.
Nestesäiliön 2 ja lämmönsiirtimen 3 virtausyhteys on aikaansaatu putkistolla. Putkistoon kuuluu toisaalta putki 4, jonka tarkoituksena on johtaa vettä vesisäiliöstä 2 lämmönsiirtimeen 3, ja toisaalta putki 5, jonka tarkoitukse-20 na on johtaa vettä lämmönsiirtimestä 3 nestesäiliöön 2. Putkiston putkeen 4 on liitetty sähkökäyttöinen pumppu 6 nesteen kierrättämiseksi putkistossa.
Tulisijan 1 lämmönsiirtimeen 3 on sovitettu lämpötila-anturi 7. Lämpötila-anturi 7 on sovitettu mittaamaan lämpötilaa lämmönsiirtimen poistopuo-lella, eli lämmönsiirtimen veden ulostulopuolella. Tulisijan 1 ulkokuoressa on 25 näyttöväline 8a lämpötila-anturilla 7 mitatun lämpötilan Te ilmoittamiseksi tuli-sijan käyttäjälle.
5 Nestesäiliössä 2 on suositeltavasti vastaavasti lämpötila-anturi 9
C\J
^ nestesäiliössä olevan nesteen lämpötilan mittaamiseksi, ja nestesäiliön 2 ulko- ° pinnassa näyttöväline 10a lämpötila-anturilla 9 mitatun lämpötilan ilmoittami- 00 30 seksi. Myös tulisijan 1 ulkokuoreessa on näyttöväline 10c nestesäiliön 2 läm- | pötilan ilmoittamiseksi. Näyttöväline 10c saa signaalin pitkin linjaa 12.
Tulisijan 1 käyttäjä voi siten näyttövälineistä 8a ja 10c tarkkailla tulien [£ sijan vierestä tulisijan lämmönsiirtimestä 3 mitattua lämpötilaa ja vesisäiliön 2 ™ veden lämpötilaa.
00 35 Tulisijan 1 käyttäjä voi ohjata pumpun 6 käyntiä putkistossa 4, 5 vir- taavan veden virtausnopeuden säätämiseksi. Viitenumero 13 osoittaa linjaa, 8 jolla tulisijan ulkokuoressa olevalla ohjaimella 14 annetaan signaali pumpulle 6 tämän pumppaustehon säätämiseksi. Ohjaimen 14 toteutukseen palataan jäljempänä. Tulisijan 1 ulkokuoressa on myös mittari 15, joka ilmoittaa veden virtausnopeuden, eli kiertonopeuden putkistossa. Käytetystä mittarityypistä 15 5 riippuen virtausnopeus voidaan ilmoittaa eri tavoin, esimerkiksi tilavuus aikayksikköä kohti. Näyttövälineet 8a ja 10c ja virtausmittari 15 helpottavat ohjaimen 14 käyttämistä ja halutun lämmönluovutuksen saavuttamista.
Kuvion 1 järjestelyllä tulisijan käyttäjä voi ohjaimesta 14 tehokkaasti säätää tulisijan lämpötilaa ja lämmönluovutusmäärää ympäröivään huone-10 tilaan, mitä selostetaan seuraavassa viittaamalla kuvioon 2. Kuvion 2 lämmi-tyskäyrät, eli lämpötilakäyrät, havainnollistavat, miten voidaan vaikuttaa tulisijan huonetilaan luovuttamaan lämpömäärään. Ensimmäinen lämmityskäyrä kuvaa lämmönluovutusta kun huonetilan lämmitystarve on suhteellisen pieni; toinen lämpötilakäyrä kuvaa lämmönluovutusta kun huonetilan lämmitystarve 15 on suuri; ja kolmas, katkoviivalla piirretty lämmityskäyrä kuvaa vertailutilannetta, jolloin tulisijan lämpöä ei siirretä ollenkaan veteen, vaan kaikki lämpö tulee huonetilaan. Lämpötilakäyrä on katkoviivalla piirretyn mukainen, kun vettä ei kierrätetä esimerkiksi syystä, että pumppu ei toimi sähkökatkoksen johdosta. Myös tulisija, josta puuttuu lämmönsiirrin, antaa katkoviivalla piirretyn lämpö-20 tilakäyrän. Kaikki lämmityskäyrät on saatu polttamalla tulisijassa sama määrä puita tai muuta polttoainetta, eikä puita (tai muuta polttoainetta) lisätä ajan t1b jälkeen. Lämpötilakäyriä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin.
Ensimmäinen lämpötilakäyrä edustaa tulisijan haluttua lämmönluovutusta kun huonetilan lämmitystarve on suhteellisen pieni ja sekä tulisija 1, 25 että nestesäilö 2 ovat huoneen lämpötilassa, noin 20 °C, kun tulisijan lämmitystä aloitetaan. Lämmityksen alussa vettä ei kierrätetä putkissa 4, 5 ollenkaan
CO
5 tai kierrätetään hyvin hitaasti (vähän). Tämän ansiosta tulisija lämpenee suh-
C\J
^ teellisen nopeasti vaikka sen massa on suuri ja se kykenee luovuttamaan ° mahdollisimman nopeasti lämpöä huonetilaan. Kun tulisijan lämmönsiirrin 3 on
C\J
^ 30 ajan t1 jälkeen lämmennyt lämpötilaan T1, esimerkiksi 40 °C, joka on suhteel- | lisen lähellä suurinta haluttua lämpötilaa T2, esimerkiksi 50 °C, ja halutaan es- tää, ettei lämpötila nouse yli lämpötilan T2, ohjausvälineellä 14 käynnistetään
CO
[£ pumppu 6 niin, että lämpötilassa 20 °C olevaa vettä syötetään putken 4 kautta ^ vesisäiliöstä 2 lämmönsiirtimeen 3. Samalla kun tämä vesi tehokkaasti jäähdyt- ^ 35 tää tulisijaa 1, se lämpiää nopeasti ja poistuu lämmitettynä tulisijasta putken 5 kautta nestesäiliöön 2 lämmittäen nestesäiliössä olevaa vettä. Veden jäähdyt- 9 tävän vaikutuksen ansiosta tulisija ei lämpene liikaa eikä siten luovuta liian paljon lämpöä huonetilaan. Tulisijan 1 jäähdytys on sitä tehokkaampaa, mitä suurempi on veden virtausnopeus. Vesikierron ansiosta lämmönsiirtimestä 3 mitattu lämpötila nousee enimmillään ainoastaan arvoon T2 (50 °C), joka siis on 5 suurin haluttu lämpötila. Syy siihen, että lämpötila hieman nousee ajan t1 jälkeen (arvosta T1 arvoon T2) vaikka vettä kierrätetään on se, että tulisijan sisärakenteen lämpötila on huomattavasti korkeampi kuin tulisijan rakenteen lämpötila etäällä sisärakenteesta, jossa lämmönsiirrin 3 sijaitsee, jolloin lämpöä siirtyy sisärakenteesta tulisijan lämmönsiirtimeen ja ulkorakenteeseen.
10 Toinen lämpötilakäyrä, eli keskimmäinen käyrä edustaa tulisijalta haluttua lämmönluovutusta kun huonetilan lämmitystarve on suuri ja sekä tulisija 1, että nestesäiliö 2 ovat huoneen lämpötilassa (n. 20 °C) kun lämmitystä aloitetaan. Nyt halutaan lämmittää pääasiassa huonetilaa ja minimoida veteen siirtyvän lämmön osuus. Pumppu 6 käynnistetään vasta ajankohdassa tT kun 15 lämmönsiirtimestä 3 mitattu lämpötila on noussut lämpötilaan TT, noin 60 °C, joka on merkittävästi korkeampi lämpötila kuin ensimmäiseen tapaukseen liittyvä lämpötila T1 (40 C°). Näin veteen siirtyvän lämmön osuus pidetään pienenä ja suuri määrä tulisijan lämmöstä ohjautuu lämmittämään huonetilaa, jossa tulisija sijaitsee. Veden lämpötila lämmönsiirtimessä 3 nousee enimmillään 20 haluttuun arvoon T2’ (esim. 70 °C).
Katkoviivalla piirretty lämpötilakäyrä edustaa tulisijan lämpötila-käyrää siinä tapauksessa, että huonetilan lämmitystarve on suuri, eikä vettä kierrätetä tulisijassa. Ilman vesikiertoa lämpötila nousee arvoon T3, esimerkiksi 90 °C, jolloin tulisija luovuttaa huonetilaan maksimaalisesti lämpöä nostaen 25 huonetilan lämpötilan epämiellyttävän korkeaksi.
Sen ansoista, että vettä kierrätetään ajan t1 jälkeen, kuvion 2 alin 5 lämpötilakäyrä saadaan haluttaessa pitkälle aikajaksolle melko tasaiseksi, ja
C\J
^ vastaamaan huonetilan sen hetkistä lämmitystarvetta varsinkin, mikäli veden- ° kierron nopeutta vähennetään sitä enemmän, mitä kauemmaksi oikealle siirry- 00 30 tään ajasta t3, eli mitä enemmän aikaa on kulunut tulisijan lämmittämisen jäl- | keen. Myös keskimmäisessä käyrässä saavutetaan vastaavaa etua, ja tulisijan lämmönluovutus vastaa paremmin huonetilan kasvanutta lämmöntarvetta esi-co [g merkiksi sään kylmenemisen johdosta, joskaan lämmönluovutus ei ole yhtä ta- ™ saista kuin alimman lämpötilakäyrän esimerkissä. Keksinnöllä voidaan säätää 00 35 tulisijan lämmönluovutusta oleskelijan mieltymysten ja huonetilan vaihtelevan lämmitystarpeen tyydyttämiseksi ja välttää katkoviivalla havainnollistettu suuri 10 lämmönluovutus kun lämmitystarve on pieni. Keksinnöllä voidaan siis välttää ylilämmitystä ja energian hukka ja hyödyntää tulisijan koko varauskapasiteetti kaikissa lämmitystilanteissa.
Kuvion 2 katkoviivalla piirretyn lämpötilakäyrän ja yhtenäisellä viival-5 la piirrettyjen lämpötilakäyrien välissä olevien pinta-alojen suuruudet kuvaavat miten paljon lämpöenergiaa on varastoitunut nestesäiliöön 2. Nestesäiliöön 2 varastoitunut lämpöenergiaa hyödynnetään tyypillisesti talon lämmittämiseen. Tällöin nestesäilöstä 2 lähtee putki 19 vesikiertojärjestelmään 18, josta vesi palautuu putken 20 kautta jäähtyneenä nestesäiliöön lämmitettyään talossa ole-10 via kohteita, jotka ovat etäällä tulisijasta. Vesikiertojärjestelmä 18 on esimerkiksi lattialämmityspiiri. Mikäli nestesäiliön 2 ja siinä olevan veden tilavuus on hyvin suuri ja veden lämpötila Te on paljon korkeampi kuin tulisijan 1 lämmön-vaihtimesta 3 mitattu lämpötila, vettä voidaan kiertää nestesäiliöstä 2 tulisijaan 1 tulisijan lämmön luovutuksen tasoittamiseksi. Nestesäiliön 2 lämmitys toteu-15 tetaan siten, ettei se haittaa tulisijan toivottua lämmönluovutusta huonetilaan.
Lämpötilan säätäminen ohjausvälineellä 14 on helppoa. Säätö voidaan toteuttaa sähköisesti ja/tai mekaanisesti. Mekaanista säätämistä helpottaa se, että tulisijan käyttäjä saa näyttövälineestä 8a tiedon lämmönsiirtimessä 3 olevan veden lämpötilasta. Lisäksi hän voi tulisijan 1 vierestä verrata tätä 20 lämpötilaa nestesäiliön 2 lämpötilaan näyttövälineiden 8a ja 10c avulla.
Mikäli tulisijan käyttäjä haluaa, että lämpö luovutetaan huonetilaan vain pienellä teholla, hän antaa ohjaimella 14 tätä vastaavan käskyn. Käskyn antaminen tarkoittaa, että pumppu 6 käynnistyy kun lämmönsiirtimestä 3 ja lämpötila-anturilla 7 mitattu lämpötila on alhainen, esimerkiksi 40 °C (vrt. alin 25 lämpötilakäyrä kuviossa 2). Mikäli käyttäjä haluaa, että lämpöä luovutetaan suurella teholla, hän antaa ohjaimella 14 tätä vastaavan käskyn. Käskyn anta-5 minen tarkoittaa, että pumppu 6 käynnistyy vasta kun lämmönsiirtimestä 3 ja
C\J
^ lämpötila-anturilla 7 mitattu lämpötila on korkea, esimerkiksi 60 °C (vrt. kes- ° kimmäinen lämpötilakäyrä kuviossa 2).
00 30 Edellä kuvatut säädöt voidaan toteuttaa käsikäyttöisellä poten- | tiometrillä, jolloin ohjain 14 on potentiometri. Potentiometrin sijasta ohjaimena voidaan käyttää jotakin muuta alan ammattimiehen tietämyksen piiriin tuleva
CO
[£ mekaanista käyttölaitetta.
™ Jotta tulisijan ympäristöön luovuttamaa lämpöä voidaan säätää yk- 00 35 sinkertaisella tavalla ja vaivattomasti, keksinnön mukainen järjestely suositel- tavasti käsittää kaukosäätimen 17, joka on osa ohjainta 14. Kaukosäätimellä 11 17 voidaan antaa signaali signaalin vastaanottolaitteeseen, joka on sovitettu ohjaamaan pumpun 6 käyntiä vasteena signaalin vastaanottolaitteesta saatuun tietoon. Kaukosäätimeen 17 on suositeltavasti sovitettu näyttöväline 8b tulisijan lämmönsiirtimestä 3 mitatun lämpötilan ilmoittamiseksi ja näyttöväline 5 10b nestesäiliöstä 2 mitatun lämpötilan ilmoittamiseksi. Keksinnön mukainen järjestely voi siis käsittää näyttövälineet 8b ja 10b näyttövälineiden 8a, 10a ja 10c lisäksi. Helpottamaan oikean käskyn antamista, kaukosäätimessä 17 voi olla painikkeet, joista valitaan ’’PIENI LÄMMÖNTARVE”, ’’SUURI LÄMMÖNTARVE” ja ’’MAKSIMAALINEN LÄMMÖNTARVE”.
10 Koska tulisijan lämmön luovutuksen säätäminen mekaanisella ohja uksella vaatii käyttäjältä jonkin verran osaamista, vedenkierto voi vaihtoehtoisesti olla automatisoitu. Automatisoitu ohjaus ja vedenkierto on erityisen edullista, mikäli halutaan erittäin helposti saavuttaa tulisijan optimaalinen lämmönluovutus. Tulisijan vedenkierto voi tyypillisesti olla automatisoitu siten, että ve-15 denkiertoa säädetään ulkolämpötilan funktiona. Tällöin vedenkierto on ohjelmoitu siten, että se on nolla, tai on pieni, kun ulkolämpötila on matala ja alle tietyn lämpötilan Tul, esimerkiksi -15 °C ja tulisijasta mitattu lämpötila on alle tietyn lämpötilan Tt1, esimerkiksi TT (= 60 °C) kuviossa 2. Veden virtausnopeus on suuri kun ulkolämpötila on korkea ja yli tietyn lämpötilan Tu2, esimerkiksi 20 5 °C ja tulisijasta mitattu lämpötila on yli tietyn lämpötilan Tt2, esimerkiksi T1 (= 40 °C) kuviossa 2. Viimeksi mainitussa tapauksessa nestesäiliössä 2 olevan veden lämpötilan Te tulee luonnollisesti olla pienempi kuin mainittu korkea lämpötila Tt2, jotta vedellä olisi tulisijaa jäähdyttävä vaikutus ja vähentäisi tulisijan lämmönluovutusta. Automatisointia varten järjestely käsittää prosessorin 25 16, joka ohjelmoidusti ohjaa pumpun 6 toimintaa siten, että pumppu voi toteut taa edellä mainitun vedenkierron.
CO
5 Kuviosta 3 ja 4 nähdään, että lämmönsiirtimiä 3 on sijoitettu tulisijan
C\J
^ 1 kaksikuorirakenteeseen siten, että lämmönsiirtimiä on järjestetty tulisijan si- ° säkivirakenteen 22 etuseinään, kyljille ja takaseinään tulisijan ulkokiviraken- 00 30 teen 21 ja sisäkivirakenteen 22 väliseen tilaan 23. Lämmönsiirtimet 3 on ai- | kaansaatu vierekkäin asetetuista lämmönsiirrinelementeistä 3a, 3b, 3c jne., ks.
kuvio 4.
CO
[£ Kuviosta 5, joka on suurennos kuvion 4 kohdasta A, nähdään, että ™ lämmönsiirrinelementeistä 3a, 3b, 3c jne. koostuvat lämmönsiirtimet 3 käsittä- 00 35 vät ensimmäisen lapesivun 24, joka on suora ja tasomainen ja joka on vasten tulisijan tasomaista ja suoraa sisäkivirakennetta 22. Lämmönsiirtimen 3 taso- 12 mainen lapesivu 24 on laastilla 28 tai vastaavalla kiinnitetty sisäkivirakentees-sa 22 siten, ettei sisäkivirakenteen ja lapesivun välissä ole rakoa. Tällöin lämpöä voi tehokkaasti johtua sisäkivirakenteesta 22 lapesivulle 24, joka on metallinen hyvän lämmönsiirron aikaansaamiseksi.
5 Lämmönsiirtimen 3 vastakkaisella lapesivulla 25 on lämpöeriste 26.
Lämmönsiirrin 3 ei pysty siirtämään kaikkea sisäkivirakenteesta 22 tulevaa lämpöä nesteeseen, joka virtaa siinä olevassa metalliputkessa 27, mistä syystä osa siirtyy ulkokivirakenteeseen 21 ja tämän kautta huonetilaan. Lämpöeristeen 26 ansiosta lämmön siirtyminen sisäkivirakenteesta 22 ulkokivirakentee-10 seen 21 on rajoittunutta. Lämpöeristeen 26 ansiosta voidaan siis hyvin tehokkaasti vähentää ulkokivirakenteeseen 21 siirtyvän lämmön määrää ja muuttamalla lämmönsiirtimen 3 metalliputkessa 27 tapahtuvaa virtausta voidaan varsin hyvin ja tarkkaan säätää tulisijan ulkokivirakenteen ulkopinnan lämpötilaa ja lämmön luovutusta huonetilaan. Lämpöeristeen 26 paksuus on 5 - 20 mm, 15 edullisesti 5-15 mm. Lämpöeriste 26 on mineraalivillaa tai vastaavaa ja se on edullisesti maton muodossa. Lämpöä siirtyy erityisen hyvin sisäkivirakenteesta 22 lämmönsiirtimen 3 ensimmäiseen lapesivuun 24 ja lämpöeristeen 26 ansiosta tästä tehokkaasti lämmönsiirtimen metalliputkeen 27. Metalliputken 27 seinämistä lämpö siirtyy tehokkaasti metalliputkessa virtaavaan nesteeseen.
20 Kuviossa 6 on esitetty keksinnön mukainen lämmönsiirrinelementti 3a takaa katsottuna. Kuvioiden 3 ja 4 suoritusmuodossa lämmönsiirrinelemen-tit 3a, 3b, 3c ja niistä kootut lämmönsiirtimet 3 käsittävät lämpöeristeen 26, mutta tarkoituksena havainnollistaa lämmönsiirrinelementin 3a metallista la-pesivua 25a joka on muotoiltu metalliputken 27a vastanottamiseksi, kuvion 6 25 lämmönsiirrinelementistä 3a lämpöeriste on jätetty kuviosta pois. Keksinnön mukainen lämmönsiirrinelementti 3a voi kuvion 6 mukaisesti olla - lähinnä jo- co 5 takin muuta sovellusta varten - ilman lämpöeristettä. Metalliputki 27a kiertää
C\J
^ edes takaisin lämmönsiirrinelementin 3a päästä päähän. Kuvion 6 lämmönsiir- ° rinelementti 3 on pitkänomainen lankkumainen lämmönsiirrinkappale. Kuvioi- 00 30 den 3 ja 4 lämmönsiirtimet 3 on toteutettu asettamalla vierekkäin toisiinsa kyt- | kettyjä, kuvion 6 mukaisia lämmönsiirrinelementtejä 3a, 3b, jotka lämmönsiir- rinelementit lisäksi on varustettu lämpöeristeellä (lämpöeristettä ei ole esitetty
CO
[g kuviossa 6). Kuvioon 6 on katkoviivalla piirretty lämmönsiirrinelementti 3b, joka ™ on yhdistetty vieressä olevaan lämmönsiirrinelementtiin 3a. Vierekkäisten 00 35 lämmönsiirrinelementtien 3a, 3b metalliputket 27a, 27b yhdistetään toisiinsa putkella 29ab tai letkulla. Lämmönsiirrinelementin 3a korkeus voi vaihdella.
13
Kuvioista 7 ja 8 nähdään sivusta ja vastaavasti päädystä katsottuna lämmönsiirrinelementti 3a, jonka toinen lapepinta 25a on kokonaisuudessaan peitetty lämpöeristeellä 26a. Muilta osin kuvioiden 7 ja 8 lämmönsiirrinelementti 3a vastaa kuvion 6 lämmönsiirrinelementtiä 3a. Kuviossa 8 on katkoviivalla 5 piirretty lämmönsiirrinelementti 3b, joka kuvion 6 tavoin on asetettu toisen lämmönsiirrinelementin 3a viereen havainnollistamaan, miten aikaansaadaan halutun kokoinen lämmönsiirrin.
Kuviossa 9 näkyy suurennettuna kuvion 8 lämmönsiirrinelementti päädystä katsottuna. Lämmönsiirrinelementti 3a käsittää metallilevyrakenteen, 10 joka käsittää kaksi levyä 30a ja 31a, joista ensimmäinen levy 30a muodostaa lämmönsiirtimelle ensimmäisen lapesivun 24a, joka on suora ja tasomainen. Toiseen levyyn 31a on muodostettu kouru 32a metalliputken 27a vastaanottamiseksi. Putki 27a käsittää kohti lapesivua 25a kaarevan seinän 33a. Kaarevan seinän 33a sektorikulma on noin 180 asetetta. Kouru 32a muodostaa vas-15 ten putken 27a kaarevaa seinää 33a lämpöä hyvin johtavan kontaktipinnan. Putki 27a käsittää litteän osan, joka on vasten levyä 30a, jolloin siis putki 27a on litteä kohti lapesivua 24. Putken 27a litteän seinän leveys vastaa kaarevan seinän 33a läpimittaa. Putken 27a litteän seinän 34a ansiosta lämmön siirtyminen lapesivusta 24a putkeen 27a on erittäin hyvä verrattuna siihen, että putken 20 27a poikkileikkaus olisi ympyrä ja muodostuisi viivamaisen kosketuksen levyyn 30a. Putki 27a on saatu litteäksi puristamalla se vasten levyä 30a lämmönsiirrinelementin 3a valmistuksen yhteydessä. Viitenumero 35a osoittaa levyjen 30a, 31a kiinnityskohtia. Levyt 30a ja 31a on kiinnitetty toisiinsa suositeltavasti pistehitsaamalla. Pistehitsauksen sijasta levyt 30a, 31a voidaan kiinnittää toi-25 siinsa jollakin muulla alan ammattimiehen tiedossa olevalla ja mieleen tulevalla kiinnitysmenetelmällä, esimerkiksi puristamalla levyjä pistemäisesti toisiaan 5 vastaan, jolloin ne puristuskohdassa kiinnittyvä tiukasti toisiinsa. Kiinnityskoh-
C\J
^ dat 35a ovat lähellä putkea 27a, jolloin varmistetaan levyjen 30a ja 31a hyvä ° kontakti toisiinsa myös putken läheisyydessä.
00 30 Lämmönsiirrinelementin 3a metallilevyrakenne 30a, 31a on alumiini- | levyrakenne tai muusta lämpöä hyvin johtavasta metallista, kuten kuparista, ai- kaansaatu levyrakenne, ja putki 27a on kupariputkea, tai on valmistettu muusta
CO
[g hyvin lämpöä johtavasta metallista, jolloin lämmönsiirto saadaan tehokkaaksi.
™ Edellä keksintö on selostettu vain esimerkin avulla ja sen vuoksi 00 35 huomautetaan, että keksintö yksityiskohdiltaan on toteutettavissa monella ta valla oheistettujen patenttivaatimuksien puitteissa. Näin ollen, esimerkiksi, 14 lämmönsiirrinelementin mittasuhteet ja mitat voivat poiketa. Pumppu 6 voisi esimerkistä poiketen olla kytketty putken 4 sijasta putkeen 5, joka johtaa tulisijasta 1 nestesäiliöön 2. Nestesäiliö 2 on kuvattu olevan tyypillisesti erillään tulisijasta, mutta se voisi periaatteessa olla välittömästi tulisijan vieressä, mutta 5 ajatellen tulisijan lämmönluovutusta huonetilaan, nestesäiliön tällainen sijainti ei ole suositeltava. Nestesäiliön 2 sisällä voi olla muuta nestettä kuin vettä.
CO
δ
CvJ
CO
cp
CvJ
CvJ
X
X
Q.
δ
LO
LO
CvJ
δ
CvJ

Claims (16)

1. Lämmönsiirrinelementti, joka käsittää metalliputken (27a) ja metalliputkeen kiinnitetyn metallilevyrakenteen (30a, 31a), joka käsittää ensimmäisen lapesivun (24a) ja ensimmäiseen lapesivuun nähden vastakkaisen, toi- 5 sen lapesivun (25a), ja johon liittyy metalliputken muotoa noudattava lämpöä hyvin johtava kontaktipinta, joka ainakin osittain ympäröi metalliputkea, jonka metallilevyrakenteen (30a, 31a) ensimmäinen lapesivu (24a) on suora ja tasomainen, jolloin lämmönsiirrinelementin (3a) metalliputki (27a) kokonaisuudessaan on sijoitettu vastakkaiselle puolelle metallilevyrakenteen (30a, 31a) en-10 simmäistä lapesivua (24a), tunnettu siitä, että ensimmäinen lapesivu (24a) muodostuu ensimmäisestä metallilevystä (30a) ja toinen lapesivu (25a) muodostuu toisesta metallilevystä (31a), johon on muodostettu kouru (32a) metalliputken (27a) vastaanottamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirrinelementti, t u n -15 n e tt u siitä, että toinen metallilevy (31a) on kiinnitetty ensimmäiseen metalli- levyyn (30a) hitsaamalla.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirrinelementti, tunnettu siitä, että metalliputki (27a) käsittä kohti ensimmäistä lapesivua (24a) litteän seinän (34a).
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirrinelementti, tun nettu siitä, että metalliputki (27a) käsittää kohti toista lapesivua (25a) kaarevan seinän (33a), jonka sektorikulma on noin 180 astetta.
5. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen lämmönsiirrinelementti, tunnettu siitä, että lämmönsiirrinelementin (3a) toisella lapesivulla (25a) on 25 lämpöeriste (26a).
„ 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen lämmönsiirrinelementti, t u n - δ n e 11 u siitä, että lämpöeriste (26a) on mineraalivillaa. ob
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lämmönsiirrinelementti, t u n - o ^ n e 11 u siitä, että mineraalivilla on 5 -15 mm paksun maton muodossa. 00 30
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönsiir- £ rinelementti, tunnettu siitä, että lämmönsiirrinelementti (3a) on pitkän- ^ omainen lankkumainen kappale, jossa metalliputki (27a) ulottuu kappaleen enin simmäisestä päästä kappaleen toiseen päähän ja toisesta päästä takaisin en- CVJ 5 simmäiseen päähän. CVJ
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönsiirrin-elementti, tunnettu siitä, että metalliputki (27a) on kupariputkea ja että metallilevyrakenne (30a, 31a) on alumiinilevyrakenne.
10. Järjestely varaavassa tulisijassa (1) tulisijan lämmön luovutuk-5 sen säätämiseksi ympäristöön, tunnettu siitä, että järjestely käsittää läm- mönsiirtimen (3), joka käsittää jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 9 mukaisen lämmönsiirrinelementin (3a, 3b, 3c), joka on sovitettu tulisijaan (1), nes-tesäiliön (2), pumpun (6) ja putkiston (4, 5) nesteen kierrättämiseksi lämmön-siirtimen (3) ja nestesäiliön (2) välillä, ja ohjaimen (14) pumpun (6) käynnin oh-10 jäämiseksi ja nesteen virtausnopeuden säätämiseksi putkistossa (4, 5).
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että lämmönsiirrinelementin (3a) suora ja tasomainen ensimmäinen lapesivu (24a) on asetettu kosketukseen tulisijan sisärakenteen (22) tasomaista pintaa vastaan.
12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että lämmönsiirtimeen (3) on sovitettu lämpötila-anturi (7).
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että lämpötila-anturi (7) on näyttövälineen (8a, 8b) välityksellä sovitettu ilmoittamaan lämmönsiirtimestä (3) mitattavaa lämpötilaa.
14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ohjain (14) on sovitettu ohjaamaan pumpun (6) käyntiä siten, että nesteen virtausnopeus on nolla tai on pieni kun tulisijan (1) lämmönsiirtimestä (3) mitattu lämpötila on alhainen ja alle tietyn ensimmäisen lämpötilan (T1), ja nesteen virtausnopeus on suuri kun lämmönsiirtimestä (3) mitattu lämpötila on 25 korkea (T2).
15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 10-14 mukainen järjeste-5 ly, t u n n e 11 u siitä, että se käsittää näyttövälineen (8b) lämmönsiirtimestä C\J ^ (3) mitatun lämpötilan ilmoittamiseksi ja näyttövälineen (10b) nestesäiliöstä (2) ° mitatun lämpötilan ilmoittamiseksi, jotka näyttövälineet on sovitettu kaukosää- 00 30 timeen (17), josta voidaan ohjata ohjaimen (14) toimintaa.
16. Menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi ympäristöön va- raavassa tulisijassa (1), tunnettu siitä, että tulisija (1) käsittää lämmönsiir-co [g timen (3), joka käsittää jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 9 mukaisen ™ lämmönsiirrinelementin (3a), joka lämmönsiirrin (3) on sovitettu virtausyhtey- 00 35 teen nestesäiliön (2) kanssa, että tulisijaan on sovitettu pumppu (6) ja putkisto (4, 5) nesteen kierrättämiseksi lämmönsiirtimen (3) ja nestesäiliön (2) välillä, jolloin menetelmässä ohjaimella (14) ohjataan pumpun aikaansaaman nesteen virtausnopeutta putkistossa siten, että nestettä ei kierrätetä tai nesteen virtausnopeus pidetään alhaisena kun halutaan, että tulisija luovuttaa ympäröivään huonetilaan tehokkaasti lämpöä ja että nestettä kierrätetään virtausno-5 peudella, joka on suurempi kuin mainittu alhainen virtausnopeus, kun halutaan vähentää tulisijan luovuttamaa lämpöä ympäröivään huonetilaan. CO δ C\J i CO o CM C\l X cc CL δ m m CM δ CM
FI20125531A 2012-05-18 2012-05-18 Lämmönsiirrinelementti, järjestely varaavassa tulisijassa, ja menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi tulisijassa FI123732B (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20125531A FI123732B (fi) 2012-05-18 2012-05-18 Lämmönsiirrinelementti, järjestely varaavassa tulisijassa, ja menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi tulisijassa

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20125531A FI123732B (fi) 2012-05-18 2012-05-18 Lämmönsiirrinelementti, järjestely varaavassa tulisijassa, ja menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi tulisijassa
FI20125531 2012-05-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20125531A7 FI20125531A7 (fi) 2013-10-15
FI123732B true FI123732B (fi) 2013-10-15

Family

ID=49578010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20125531A FI123732B (fi) 2012-05-18 2012-05-18 Lämmönsiirrinelementti, järjestely varaavassa tulisijassa, ja menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi tulisijassa

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI123732B (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20125531A7 (fi) 2013-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100198414A1 (en) Systems and methods for controlling interior climates
US20090001185A1 (en) Structural wall panels and methods and systems for controlling interior climates
JP2010223522A (ja) 床暖房システムおよび蓄熱ユニット
US20250155135A1 (en) Method and apparatus for solar heat collection
CN202787885U (zh) 一种适用于改造建筑的顶板辐射系统
JP4936726B2 (ja) 地熱利用冷暖房装置
EP2626637B1 (en) Method and arrangement for adjusting heat emission of fireplace
FI123732B (fi) Lämmönsiirrinelementti, järjestely varaavassa tulisijassa, ja menetelmä lämmön luovutuksen säätämiseksi tulisijassa
JP2004301470A (ja) 地中熱利用システム
US20110252814A1 (en) Thermal insulator for construction using thermoelectric module
US20080314552A1 (en) Heating and Cooling System
CN201093615Y (zh) 太阳能采暖系统及所使用的水箱
CN104633808A (zh) 一种冷暖两用的地暖模块
JP2015210045A (ja) 室内冷暖房方法、室内冷暖房装置
EP2118580A1 (en) A method of changing the temperature of a thermal load
CN203757848U (zh) 高层建筑的集中热水供应系统
WO2010041961A1 (en) Heating system
CN204703415U (zh) 一种用于调节室内温度的系统
KR102062393B1 (ko) 고내식성 온돌용 열전도판을 통한 바닥 난방 시스템 및 그 제어방법
JP2014015711A (ja) 壁体内通気層を利用した建物の輻射熱冷暖房システム
CN211369254U (zh) 一种墙体板及其建筑物
JP2014034848A (ja) 建物
CN113606976A (zh) 一种相变蓄热毛细管踢脚板散热器
TWI613350B (zh) 建築物屋頂調溫結構
CN205783245U (zh) 一种太阳能、空气能地源采暖降温系统

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123732

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B