FI13488Y1 - Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi - Google Patents

Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI13488Y1
FI13488Y1 FIU20230045U FIU20230045U FI13488Y1 FI 13488 Y1 FI13488 Y1 FI 13488Y1 FI U20230045 U FIU20230045 U FI U20230045U FI U20230045 U FIU20230045 U FI U20230045U FI 13488 Y1 FI13488 Y1 FI 13488Y1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat transfer
heating device
heat carrier
transfer medium
space
Prior art date
Application number
FIU20230045U
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Inventor
Jussi Oksanen
Janne Puro
Original Assignee
Wallas Marin Oy
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 Wallas Marin Oy filed Critical Wallas Marin Oy
Priority to FIU20230045U priority Critical patent/FI13488Y1/fi
Publication of FI13488Y1 publication Critical patent/FI13488Y1/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/18Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1832Arrangement or mounting of combustion heating means, e.g. grates or burners
    • F24H9/1836Arrangement or mounting of combustion heating means, e.g. grates or burners using fluid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0072Special adaptations
    • F24H1/009Special adaptations for vehicle systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-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
    • F24H1/12Continuous-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
    • F24H1/14Continuous-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
    • F24H1/145Continuous-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 using fluid fuel

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)

Abstract

Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite (9), joka käsittää polttimen (31) polttoaineen ja ilman polttamiseksi ja siten kuuman kaasun tuottamiseksi; polttoaineen annostelupumpun (32), joka on järjestetty syöttämään polttoainetta polttimelle (31); puhaltimen (33), joka on järjestetty syöttämään ilmaa polttimelle (31); tietokoneen (34), kuten elektronisen ohjausyksikön, joka on järjestetty polttoaineen annostelupumppua (32) ja puhallinta (33) ohjaavaksi ja siten lämmityslaitteen (9) tehoa ohjaavaksi; lämmönvaihtimen (35), joka käsittää kuuman kaasun tilan (36) sekä lämmönsiirtoaineen tilan (37), jotka on järjestetty lämmönsiirtoyhteyteen toistensa kanssa; kaasun tuloyhteen (38) kuuman kaasun johtamiseksi polttimesta (31) lämmönvaihtimen kuuman kaasun tilaan (36); kaasun poistoyhteen (39) jäähtyneen kuuman kaasun johtamiseksi pois lämmityslaitteesta (9); lämmönsiirtoaineen tuloyhteen (25) lämmitettävän lämmönsiirtoaineen johtamiseksi lämmönsiirtoaineen tilaan (37) ja lämmönsiirtoaineen menoyhteen (26) lämmitetyn lämmönsiirtoaineen johtamiseksi pois lämmönsiirtoaineen tilasta (37), tunnettu siitä, että kuuman kaasun tila (36) on ainakin pääosin putkimainen ja järjestetty ainakin pääosin sitä suuremman lämmönsiirtoaineen tilan (37) sisään.

Description

Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi
KEKSINNÖN TEKNIIKAN ALA
Keksinnön kohteena on jäljempänä esitetyn itsenäisen suojavaatimuksen johdanto- osassa esitetyn mukainen lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja sitä käyttävä järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi. Keksinnön kohteena on erityisesti ratkaisu lämpimän veden tuottamiseksi kulkuvälineissä, kuten veneessä, matkailuautossa, matkailuvaunussa tai rakennuksissa.
TEKNIIKAN TASO
Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja sitä käyttävät järjestelmät käyttöveden lämmittämiseksi ovat ennestään tuttuja. Ongelmina ovat olleet esimerkiksi järjestelmien viemä suuri tila, heikko lämmönsiirtokapasiteetti, sisäisen suuren lämpötilan ja paineen vaatimat rakenneratkaisut, huono hyötysuhde, polttimen epätasainen käyttö, äänekäs käynti, suuri virrankulutus, suuret päästöt.
KEKSINNÖN TARKOITUS
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on vähentää tai jopa poistaa edellä mainittuja tekniikan tasossa ilmeneviä ongelmia.
Esillä olevan keksinnön yhtenä tarkoituksena on saada aikaan entistä tehokkaampi, hiljaisempi, — vähäpäästöisempi, energiatehokkaampi, — helppokäyttöisempi ja varmatoimisempi lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja sitä käyttävä järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi.
KEKSINNÖN LYHYT KUVAUS
Mm. —edellä mainittujen tarkoituksien toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle lämmönsiirtoaineen lämmityslaitteelle, järjestelmälle käyttöveden lämmittämiseksi sekä muille keksinnön kohteille on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisissa suojavaatimuksissa.
Tässä tekstissä mainitut sovellusesimerkit ja edut koskevat soveltuvin osin niin keksinnön mukaista lämmönsiirtoaineen lämmityslaitetta, järjestelmää käyttöveden lämmittämiseksi kuin muitakin keksinnön kohteita, vaikka sitä ei aina erikseen mainitakaan.
Tyypillinen keksinnön mukainen lämmönsiirtoaineen lämmityslaite käsittää — polttimen polttoaineen ja ilman polttamiseksi ja siten kuuman kaasun tuottamiseksi; — polttoaineen annostelupumpun, joka on järjestetty syöttämään polttoainetta polttimelle; — puhaltimen, joka on järjestetty syöttämään ilmaa polttimelle; — tietokoneen, kuten elektronisen ohjausyksikön, joka on järjestetty polttoaineen annostelupumppua ja puhallinta ohjaavaksi ja siten lämmityslaitteen tehoa ohjaavaksi; — lämmönvaihtimen, joka käsittää kuuman kaasun tilan sekä lämmönsiirtoaineen tilan, jotka on järjestetty lämmönsiirtoyhteyteen toistensa kanssa; — kaasun tuloyhteen kuuman kaasun johtamiseksi polttimesta lämmönvaihtimen kuuman kaasun tilaan; — kaasun poistoyhteen jäähtyneen kuuman kaasun johtamiseksi pois lämmityslaitteesta; — lämmönsiirtoaineen tuloyhteen lämmitettävän lämmönsiirtoaineen johtamiseksi lämmönsiirtoaineen tilaan ja lämmönsiirtoaineen menoyhteen lämmitetyn lämmönsiirtoaineen johtamiseksi pois lämmönsiirtoaineen tilasta.
Kuuman kaasun tila on ainakin pääosin putkimainen ja järjestetty sitä suuremman lämmönsiirtoaineen tilan sisään, ainakin pääosin.
Tyypillinen keksinnön mukainen järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi käsittää käyttöveden = tiiviin — vesireitin ja lämmönsiirtoaineen = tiiviin nestekiertoreitin.
Lämmönsiirtoaineen — tiivis — nestekiertoreitti — käsittää — keksinnön — mukaisen lämmönsiirtoaineen lämmityslaitteen sekä lämminvesivaraajan, jonka läpi sekä käyttöveden tiivis vesireitti että lämmönsiirtoaineen tiivis nestekiertoreitti kulkevat.
Lämminvesivaraajassa käyttövesi on järjestetty lämmitettäväksi lämmityslaitteen lämmittämällä lämmönsiirtoaineella.
Keksinnön mukaista lämmönsiirtoaineen lämmityslaitetta tai järjestelmää voidaan käyttää esimerkiksi menetelmässä, jossa lämmönsiirtoaine lämmitetään kuljettamalla kuumaa palamiskaasua putkistossa tilavuudeltaan olennaisesti sitä suuremman lämmönsiirtoaineen tilan sisällä.
Nyt on siis huomattu, että lämmönsiirtoaineen lämmityslaite kannattaa tehdä niin, että lämmönvaihtimessa kuumat palokaasut kulkevat putkissa, jotka on sijoitettu lämmönsiirtoaineen säiliön eli lämmönsiirtoaineen tilan sisään. Lämmönsiirtoaineen tilassa on, tai se on täynnä, lämmönsiirtoainetta, jota on tarkoitus lämmittää. Voidaan sanoa, että lämmönsiirtoaine lämmitetään kuljettamalla sitä lämmityslaitteen lämmönsiirtoaineen tilan sisällä olevien putkien läpi. Lämmönsiirtoaine voidaan valita — tilanteen mukaan, se voi esimerkiksi olla veden ja glykolin seosta esimerkiksi seossuhteella 50/50. Lämmönsiirtoaine voi olla myös vettä, eli keksinnön mukaista lämmönsiirtoaineen lämmitintä voidaan käyttää myös suoraan lämpimän veden tuottamiseen.
Voidaan siis sanoa, että keksinnön mukaisessa lämmityslaitteessa kuuma kaasu kulkee putkistossa kotelon, jossa kiertää lämmönsiirtoneste, sisällä. Muissa vastaavissa laitteissa lämmönsiirtoneste kulkee putkissa ja kuumat kaasut sen ympärillä. Ratkaisu tuo huomattavasti paremman hyötysuhteen sekä tasaisemman käynnin polttimeile.
Nyt lämmönsiirtoaineen lämmityslaitteen korkeammassa lämpötilassa pidettävä osa, eli kuuman kaasun tila on ainakin pääosin putkimainen tai käsittää useita putkia ja on sijoitettu sitä suuremman lämmönsiirtoaineen tilan sisään. Kuuman kaasun tila voi muodostua yhdestä tai useammasta putkesta. Putkia voi olla useampia rinnankytkettynä. Palokaasujen korkea lämpötila ei juurikaan kohdistu suoraan lämmityslaitteen ulkorakenteisiin. Rakenteet voivat siten olla suhteellisen kevyitä, ja lämmönsiirtoaineen lämmityslaitteen koko saadaan entistä pienemmäksi.
Keksinnön mukainen rakenne on helppo tehdä siten, että lämmityslaitteen lämmönsiirto-ominaisuudet kuuman kaasun tilan ja lämmönsiirtoaineen tilan välillä ovat hyvät. Näin laitteen hyötysuhde saadaan erinomaiseksi. Hyvä lämmönsiirto mahdollistaa entistä pienemmät lämmityslaitteet.
Keksinnön mukaisessa lämmityslaitteessa voidaan säilyttää suhteellisen suuri määrä lämmönsiirtoainetta. Lämmönsiirtoaine toimii täten lämmön varastona. Näin lämmönsiirtoaineen lämpötila pysyy helposti haluttuna. Lämmityslaitteella lämmitettävän lämpimän käyttöveden kulutus ei helposti saa lämpövarastoa loppumaan.
Keksinnön avulla aikaansaadaan laminaariseen polttimeen perustuva, diffuusioliekillä palava, vähäpäästöinen, energiatehokas ja hiljainen vesilämmitin.
Eräässä — keksinnön — sovelluksessa kuuman kaasun tila on järjestetty lämmönsiirtoaineen tilan sisässä mutkittelevaksi, järjestämällä kuuman kaasun tila useita suoria putkia ja niiden väliset osuudet käsittäväksi. Suorat putket ja niiden väliset sopivasti muotoillut osuudet mahdollistavat laminaarisen virtauksen.
Eräässä keksinnön sovelluksessa kuuman kaasun tila on ainakin pääosin metallia, esimerkiksi metalliputkea. Useat metallit ovat kestäviä. Useilla metalleilla on hyvä lämmönjohtavuuskyky.
Eräässä sovelluksessa polttoaineen annostelupumppu pumppaa nestemäistä polttoainetta. Polttoaine höyrystetään polttimessa, esimerkiksi sen alaosassa.
Höyrystynyt polttoaine saatetaan polttimessa yhteyteen ilman kanssa.
Eräässä keksinnön sovelluksessa höyrystyneen polttoaineen syöttösuunta F ja ilman puhallussuunta A polttimella on järjestetty toistensa suhteen suoraan kulmaan, polttoaineen ja ilman virtausten törmäyttämiseksi toisiinsa pääasiallisesti suorassa kulmassa. Esimerkiksi ilman puhallussuunta A voi olla järjestetty pääasiallisen vaakasuoraksi ja polttoaineen syöttösuunta F pääasiallisen pystysuoraksi.
Eräässä keksinnön sovelluksessa polttoaineen poltin käsittää vaipastaan rei'itetyn 5 keskiakseliltaan pystysuoran reikäsylinterin, jolloin polttoaineen syöttösuunta F on järjestetty alhaalta ylöspäin ja ilman puhallussuunta A on järjestetty vaipasta kohti sylinterin keskustaa.
Eräässä sovelluksessa liekki syntyy ilmavirran suuntaisesti ja synnyttää ainakin — pääasiallisen laminaarisen "kuuman kaasuvirran lämmönvaihtimeen, — jolloin lämmönvaihtimen putkien asettelu on optimoitu laminaarisen diffuusioliekkipolttimen kaasuvirtauksille.
Eräässä sovelluksessa järjestelmässä käyttöveden lämmittämiseksi lämmityslaitteen tuloyhde on kytketty lämminvesivaraajan lämmönsiirtoaineen poistoyhteeseen ja menoyhde on kytketty lämminvesivaraajan lämmönsiirtoaineen ottoyhteeseen. Tällöin lämmönsiirtoaineen tiivis nestekiertoreitti käsittää lisäksi — lämmönsiirtimen, kuten lämpöradiaattori tai kennopuhallin, lämmönsiirtoaineen jäähdyttämiseksi, joka lämmönsiirrin on kytketty lämminvesivaraajan lämmönsiirtoaineen poistoyhteen ja lämmityslaitteen tuloyhteen väliin; — lämmönsiirtoaineen pumpun, joka on järjestetty liikuttamaan lämmönsiirtoainetta sen tiiviillä nestekiertoreitillä.
Eräässä sovelluksessa järjestelmä käsittää yhden tai useamman käyttöveden lämpötilaa mittaavaksi järjestetyn lämpötila-anturin. Anturi on kytketty tietokoneeseen, kuten elektroniseen ohjausyksikköön, joka on järjestetty ohjaamaan lämmityslaite lämmönsiirtoainetta lämmittäväksi, jos käyttöveden lämpötila alittaa 55 celsiusastetta.
Näin käyttöveden mikrobikasvusto minimoidaan.
Eräässä sovelluksessa järjestelmä on asennettu kulkuvälineeseen, kuten veneeseen, matkailuautoon tai matkailuvaunuun, kulkuvälineessä käytettävän käyttöveden lämmittämiseksi.
Eräässä sovelluksessa järjestelmä on asennettu rakennukseen siinä käytettävän käyttöveden lämmittämiseksi. Rakennus voi olla esimerkiksi vapaa-ajan asunto, varasto, taukotupa, konttiin tehty rakennus, tai ns. tiny-house. Tiny-housella tarkoitetaan tässä yhteydessä erityisen pientä asuinrakennusta, jonka lattiapinta-ala on alle 40 neliömetriä. Rakennus, kuten edellä mainitut esimerkit, voi olla siirrettävä.
KUVIOIDEN LYHYT KUVAUS
Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen kaaviomaiseen — piirustukseen, jossa
Kuvio 1 — esittää keksinnön mukaisen järjestelmän käyttöveden lämmittämiseksi,
Kuvio 2 — esittää keksinnön mukaisen lämminvesivaraajan osittain auki leikattuna, ja
Kuvio 3 — esittää keksinnön mukaisen lämmönsiirtoaineen lämmityslaitteen poikkileikkauksen.
KUVIOIDEN ESIMERKKIEN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS
Eri esimerkeissä käytetään selkeyden vuoksi samoja viitenumeroita toisiaan vastaavista osista.
Kuviossa 1 esitetään esimerkiksi veneeseen tai rakennukseen asennettu järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi. Viivoitetut nuolet kuvaavat nesteiden normaaleja virtaussuuntia.
Järjestelmässä on käyttöveden tiivis vesireitti sekä lämmönsiirtoaineen tiivis nestekiertoreitti. Järjestelmässä käyttövesi lämmitetään lämminvesivaraajassa 1, jonka läpi lämmitettävä käyttövesi ja sitä lämmittävä lämmönsiirtoaine johdetaan kumpikin omassa tiiviissä kierrossaan. Lämminvesivaraajan ulkokuoren 13 läpäisevät käyttöveden sisääntuloyhde 21 ja ulostuloyhde 22, joiden välissä ulkokuoren sisällä on putkimainen käyttöveden tila 14. Ulkokuoren 13 läpäisevät myös lämmönsiirtoaineen ottoyhde 23 ja poistoyhde 24, joiden välissä ulkokuoren sisällä on lämmönsiirtoaineen tila 15.
Järjestelmän vesireitti käsittää käyttövesisäiliön 5, joka on vesipumpun 6 kautta kytketty käyttöveden sisääntuloyhteeseen 21, sekä suihkun 2 ja hanan 3. Niihin lämmin vesi tulee sekoitusventtiilin 4 kautta käyttöveden ulostuloyhteestä 22 ja kylmä vesi käyttövesisäiliöstä 5. Sekoitusventtiilille 4 tulee lämpimän veden lisäksi kylmää vettä suoraan käyttövesisäiliöstä 5. Sekoitusventtiilin 4 ohjattavan termostaatin avulla säädetään suihkuun 2 ja hanaan 3 tulevan lämpimän veden lämpötila sopivaksi.
Vesipumppu 6 liikuttaa käyttövettä vesireitillä.
Järjestelmän lämmönsiirtoaineen tiivis nestekiertoreitti käsittää lämmönsiirtoaineen lämmityslaitteen 9, jossa on lämmityslaitteen tuloyhde 25 ja menoyhde 26 ja niiden välissä lämmitysteholtaan ohjattava lämmönsiirtoaineen lämmityselementti (Fig. 3).
Menoyhteestä 26 lämmitetty lämmönsiirtoaine — siirtyy —lämminvesivaraajan lämmönsiirtoaineen ottoyhteeseen 23. Lämmitettyään käyttövettä lämminvesivaraajassa 1 jäähtynyt lämmönsiirtoaine johdetaan lämminvesivaraajan lämmönsiirtoaineen poistoyhteestä 24 kennopuhaltimen 11, lämpöradiaattorin 10 ja lämmönsiirtoaineen pumpun 8 kautta lämmityslaitteen tuloyhteeseen 25.
Kennopuhaltimen 11 ja lämpöradiaattorin 10 käyttö jäähdyttää lämmönsiirtoainetta edelleen. Pumppu 8 on järjestetty liikuttamaan lämmönsiirtoainetta sen tiiviillä nestekiertoreitillä. Nestekiertoreittin on kytketty "myös lämmönsiirtoaineen paisuntasäiliö 12, jonka täyttöaukon kautta järjestelmään voidaan tarvittaessa lisätä lämmönsiirtoainetta.
Järjestelmä käsittää tietokoneen 34 (ks. Fig. 3), jonka ohjelmiston avulla voidaan lämmityselementin tehoa ohjata kulloinkin tarvittavasti. Ohjelmiston avulla voidaan ohjata muutakin, esimerkiksi pumppujen 6 ja 8 tehoa. Kuvioiden järjestelmässä mitataan lämminvesivaraajaan tulevan käyttöveden lämpötilaa lämpötila-anturilla 7.
Anturi on kytketty tietokoneeseen, jonka ohjelmisto saa anturin 7 tuottaman signaalin, ja sen perusteella ohjaa lämmityselementtiä eli lämmönsiirtoaineen lämpötilaa. Anturi voi olla jossakin muussakin sijainnissa tai niitä voi olla useita.
Kuvio 2 esittää yhden keksinnön mukaisen lämminvesivaraajan 1 osittain auki leikattuna. Käyttöveden tila 14 on esimerkiksi aallotettua metalliputkea. Se on järjestetty mutkittelemaan lämmönsiirtoaineen tilassa 15. Käyttöveden tila 14 on tilavuudeltaan olennaisesti pienempi kuin lämmönsiirtoaineen tila 15. On toki mahdollista, että lämmönsiirtoaineen tila 15 on järjestetty niin täyteen putkimaista käyttöveden tilaa 14, että se täyttää suurimman osan lämmönsiirtoaineen tilasta 15.
Tällöinkin lämmönsiirtoaineen tila 15 on käyttöveden tilaa 14 suurempi, ainakin kun käyttöveden tila 14 on poistettu lämmönsiirtoaineen tilasta 15.
Kuviossa 3 esitetään yksi keksinnön mukainen lämmönsiirtoaineen lämmityslaite 9. Se käsittää lämmönvaihtimen 35, jossa lämmönsiirtoainetta lämmitetään polttimessa 31 polttoaineen ja ilman palamisessa syntyvällä kuumalla palokaasulla. Tämän palamisprosessin aikaansaavat ja sitä ohjaavat laitteet ovat yksi esimerkki kuvioiden 1 ja 2 yhteydessä mainitusta lämmitysteholtaan ohjattavasta lämmönsiirtoaineen lämmityselementistä.
Kuvion 3 esimerkissä kuumat palokaasut synnytetään polttamalla kaasuuntunutta polttoainetta polttimessa 31. Polttoainetankista, -säiliöstä tai -kanisterista (ei esitetä) johdetaan alipaineen avulla polttoainetta polttoaineletkua (ei esitetä) myöten polttoaineyhteeseen 44, ja siitä polttoaineen annostelupumpulle 32. Polttoaine voi olla esimerkiksi dieseliä tai valopetrolia. Polttoaineletku voi olla esimerkiksi polttoaineelle sopivaa muovia tai metallia kuten kuparia tai terästä. Annostelupumppu 32 annostelee polttoaineen polttimeen 31 polttoaineen syöttöputkea 45 myöten. Polttoaine höyrystyy polttimen 31 alaosassa. Paloilmapuhallin 33 puhaltaa ilmaa polttimeen 31.
Polttimessa 31 höyrystynyt polttoaine ja ilma palavat ja synnyttävät kuumaa palokaasua. Palokaasut kulkevat yhteen 38 kautta lämmönvaihtimen putkistoon 36.
Se käsittää useita suoria putkia 40 ja niiden väliset osuudet 41. Putkiston 36 ympärillä, lämmityslaitteen 9 ulkokuoren 48 sisällä on lämmönvaihtimen lämmönsiirtoaineen tila 37, jonka sisällä putkisto 36 ikään kuin mutkittelee. Palokaasut poistuvat lämmönvaihtimen kaasun poistoyhteestä eli pakoputkesta 39 ja edelleen ulos veneestä tai rakennuksesta.
Lämmitettävä lämmönsiirtoaine tulee tilaan 37 lämmityslaitteen tuloyhteestä 25 ja lämmitetty lämmönsiirtoaine lähtee tilasta 37 menoyhteestä 26. Tuloyhteeseen 25 kytketty pumppu 8 hoitaa lämmönsiirtoaineen liikuttamisen. Lämmönsiirtoaine kiertää lämmönvaihtimen tilan 37 läpi, samalla absorboiden lämpöenergiaa putkistossa 36 kulkevasta palokaasusta. Lämmitetty lämmönsiirtoaine johdetaan menoyhteestä 26 lämmityskiertoon, esimerkiksi kuvassa 1 esitettyyn järjestelmään.
Kun lämmönsiirtoaineen lämmityslaite käynnistetään, hehkutulppa 46 esilämmittää polttimen 31, minkä aikana paloilmapuhallin 33 huolehtii oikean ilmamäärän puhaltamisesta paineistaen poltinkammion 47, eli tilan, johon poltin on sijoitettu.
Sopivalla hetkellä annostelupumppu 32 rupeaa johtamaan polttoainetta polttimeen.
Polttimessa 31 höyrystynyt polttoainekaasu törmää, esimerkiksi 90 asteen kulmassa, riittävän kuumassa olosuhteessa annostelupumpun 32 tuottamaan ilmavirtaan. Liekki syntyy ilmavirran suuntaisesti ja synnyttää ainakin pääasiallisen laminaarisen kuuman —kaasuvirran lämmönvaihtimen putkistoon 36. Putkiston 36 putkien 40 ja niiden välisten osuuksien 41 muotoilu ja asettelu on optimoitu laminaarisen diffuusioliekkipolttimen kaasuvirtauksille. Näin putkiston sisällä virtaava kaasu lämmittää tehokkaasti putkiston 36 seinämien toisella puolella olevan lämmönvaihtimen lämmönsiirtoaineen tilassa 37 kiertävän lämmönsiirtoaineen.
Järjestelmä voi käsittää erilaisia antureita, kuten lämpötila-, paine- ja/tai virtausmittareita, joista saatavat mittaustulokset johdetaan tietokoneelle 34. Tietokone 34 ja sen ohjelmisto, esimerkiksi elektroninen ohjausyksikkö ohjaa toimintoja, kuten käyttöveden lämpötilaa, lämpötilaa polttimessa 31, lämmitettävän lämmönsiirtoaineen lämpötilaa, paloilmapuhaltimen 33 toimintaa, polttoaineen annostelupumpun 32 toimintaa eli polttoaineen annostelua, lämmönsiirtoaineen pumpun 8 toimintaa, hehkutulpan 46 toimintaa laitteen käynnistyksen aikana. Yksi mahdollinen anturi on kuviossa 1 esitetty käyttöveden lämpötilaa mittaava lämpötila-anturi 7. Antureista saatujen mitattujen arvojen perusteella tietokoneen 34 ohjelmisto pyrkii ohjaamaan toimintoja käynnistyksestä asti mahdollisimman puhtaaseen ja pienipäästöiseen palotulokseen.
Keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa esitettyihin esimerkkeihin, vaan suojapiirin määräävät itsenäiset suojavaatimukset.
Epäitsenäiset vaatimukset esittävät muutamia keksinnön edullisia sovelluksia.

Claims (13)

SUOJAVAATIMUKSET
1. Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite (9), joka käsittää — polttimen (31) polttoaineen ja ilman polttamiseksi ja siten kuuman kaasun tuottamiseksi; — polttoaineen annostelupumpun (32), joka on järjestetty syöttämään polttoainetta polttimelle (31); — puhaltimen (33), joka on järjestetty syöttämään ilmaa polttimelle (31); — tietokoneen (34), kuten elektronisen ohjausyksikön, joka on järjestetty polttoaineen annostelupumppua (32) ja puhallinta (33) ohjaavaksi ja siten lämmityslaitteen (9) tehoa ohjaavaksi; — lämmönvaihtimen (35), joka käsittää kuuman kaasun tilan (36) sekä lämmönsiirtoaineen tilan (37), jotka on järjestetty lämmönsiirtoyhteyteen toistensa kanssa; — kaasun tuloyhteen (38) kuuman kaasun johtamiseksi polttimesta (31) lämmönvaihtimen kuuman kaasun tilaan (36); — kaasun poistoyhteen (39) jäähtyneen kuuman kaasun johtamiseksi pois lämmityslaitteesta (9); — lämmönsiirtoaineen tuloyhteen (25) — lämmitettävän — lämmönsiirtoaineen johtamiseksi = lämmönsiirtoaineen tilaan (37) ja lämmönsiirtoaineen menoyhteen (26) — lämmitetyn — lämmönsiirtoaineen johtamiseksi — pois lämmönsiirtoaineen tilasta (37), tunnettu siitä, että kuuman kaasun tila (36) on ainakin pääosin putkimainen ja järjestetty ainakin pääosin sitä suuremman lämmönsiirtoaineen tilan (37) sisään.
2. Vaatimuksen 1 mukainen lämmityslaite (9), tunnettu siitä, että kuuman kaasun tila (36) on järjestetty lämmönsiirtoaineen tilan (37) sisässä mutkittelevaksi järjestämällä kuuman kaasun tila (36) useita suoria putkia (40) ja niiden väliset osuudet (41) käsittäväksi.
3. Vaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmityslaite (9), tunnettu siitä, että polttoaineen syöttösuunta (F) ja ilman puhallussuunta (A) polttimella (31) on järjestetty toistensa suhteen suoraan kulmaan, polttoaineen ja ilman virtausten törmäyttämiseksi toisiinsa pääasiallisesti suorassa kulmassa.
4. Vaatimuksen 3 mukainen lämmityslaite (9), tunnettu siitä, että ilman puhallussuunta (A) on järjestetty pääasiallisen vaakasuoraksi ja polttoaineen syöttösuunta (F) on järjestetty pääasiallisen pystysuoraksi.
5. Vaatimuksen 3 tai 4 mukainen lämmityslaite (9), tunnettu siitä, että poltin (31) käsittää vaipastaan rei'itetyn keskiakseliltaan pystysuoran reikäsylinterin (42), jolloin polttoaineen syöttösuunta (F) on järjestetty alhaalta ylöspäin ja ilman puhallussuunta (A) on järjestetty vaipasta kohti pystyakselia.
6 Järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi, jossa järjestelmässä on käyttöveden tiivis vesireitti ja lämmönsiirtoaineen = tiivis nestekiertoreitti, tunnettu = siitä, että lämmönsiirtoaineen tiivis nestekiertoreitti käsittää jonkin edellisen vaatimuksen 1-5 mukaisen lämmityslaitteen (9), jolloin järjestelmä käsittää lämminvesivaraajan (1), jonka läpi sekä käyttöveden tiivis vesireitti että lämmönsiirtoaineen = tiivis nestekiertoreitti kulkevat, ja jossa lämminvesivaraajassa (1) käyttövesi on järjestetty lämmitettäväksi lämmityslaitteen (9) lämmittämällä lämmönsiirtoaineella.
7. Vaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että lämmityslaitteen tuloyhde (25) on kytketty lämminvesivaraajan lämmönsiirtoaineen poistoyhteeseen (24) ja menoyhde (26) on kytketty —lämminvesivaraajan lämmönsiirtoaineen ottoyhteeseen (23), jolloin lämmönsiirtoaineen tiivis nestekiertoreitti käsittää lisäksi — lämmönsiirtimen, kuten — lämpöradiaattori (10) tai kennopuhallin (11), lämmönsiirtoaineen jäähdyttämiseksi, joka lämmönsiirrin on kytketty lämminvesivaraajan lämmönsiirtoaineen poistoyhteen (24) ja lämmityslaitteen tuloyhteen (25) väliin;
— lämmönsiirtoaineen — pumpun (8), joka on järjestetty = liikuttamaan lämmönsiirtoainetta sen tiiviillä nestekiertoreitilla.
8. Vaatimuksen / mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää — käyttöveden lämpötilaa mittaavaksi järjestetyn lämpötila-anturin (7), joka on kytketty tietokoneeseen (34), kuten elektroniseen ohjausyksikköön, joka on järjestetty ohjaamaan lämmityslaite (9) lämmönsiirtoainetta lämmittäväksi, jos käyttöveden lämpötila alittaa 55 celsiusastetta.
9. Kulkuväline, tunnettu siitä, että se käsittää jonkin vaatimuksen 6-8 mukaisen järjestelmän kulkuvälineessä käytettävän käyttöveden lämmittämiseksi.
10. Vaatimuksen 9 mukainen kulkuväline, tunnettu siitä, että se on vene.
11. Vaatimuksen 9 mukainen kulkuväline, tunnettu siitä, että se on matkailuauto tai matkailuvaunu.
12. Rakennus, tunnettu siitä, että se käsittää jonkin vaatimuksen 6-8 mukaisen järjestelmän rakennuksessa käytettävän käyttöveden lämmittämiseksi.
13. Vaatimuksen 12 mukainen rakennus, tunnettu siitä, että se on vapaa ajan asunto, siirrettävä rakennus, varasto, taukotupa, konttiin tehty rakennus, tai asuinrakennus, jonka lattiapinta-ala on alle 40 neliömetriä.
FIU20230045U 2023-05-16 2023-05-16 Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi FI13488Y1 (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FIU20230045U FI13488Y1 (fi) 2023-05-16 2023-05-16 Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FIU20230045U FI13488Y1 (fi) 2023-05-16 2023-05-16 Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FI13488Y1 true FI13488Y1 (fi) 2023-10-25

Family

ID=88414682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FIU20230045U FI13488Y1 (fi) 2023-05-16 2023-05-16 Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI13488Y1 (fi)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6647932B1 (en) Compact boiler with tankless heater for providing heat and domestic hot water
US6394042B1 (en) Gas fired tube and shell heat exchanger
US4235369A (en) Plant for space heating and service water heating
US20100282440A1 (en) Fluid Heater
CN106091356B (zh) 燃气热水器
CA2761035C (en) Steam generator
US10502368B2 (en) Indirect fluid heater
KR102337878B1 (ko) 내부 순환형 보일러
JP5130696B2 (ja) 給湯装置
US20130319348A1 (en) Water heater having condensing recuperator and dual purpose pump
US20050235984A1 (en) Water heating apparatus
FI13488Y1 (fi) Lämmönsiirtoaineen lämmityslaite ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi
US10234170B2 (en) Boiler system
GB2415244A (en) Heat recovery from flue gas of a boiler
FI13487Y1 (fi) Lämminvesivaraaja ja järjestelmä käyttöveden lämmittämiseksi
JP2007271237A (ja) 貯湯式給湯装置
CN114198904A (zh) 燃气采暖热水炉
JP2013257083A (ja) 暖房装置
CN105180256A (zh) 油热式采暖热水燃气壁挂炉
JP2011502239A (ja) 媒体が定方向へ流れる加熱装置及びその装置を備える循環暖房システム
CN204853656U (zh) 油热式采暖热水燃气壁挂炉
RU2613008C2 (ru) Устройство и способ работы путевого подогревателя нефти
JP5860276B2 (ja) ハイブリッド給湯装置の保温装置
RU2327096C1 (ru) Универсальное нагревательное устройство
JPH0250034A (ja) セントラルスペースヒーティング装置