FI57659C

FI57659C - LUFTVAERMARE

Info

Publication number: FI57659C
Application number: FI780118A
Authority: FI
Inventors: Taito Ensio Mikkonen
Original assignee: Taito Ensio Mikkonen
Priority date: 1978-01-13
Filing date: 1978-01-13
Publication date: 1980-09-10
Also published as: FI57659B; FI780118A

Description

E5CT ΓβΊ KUULUTUSjULKA.SU (;n/rQE5CT ΓβΊ NOTICE.SU (; n / rQ

VgTp LBJ ('") UTLAGGNINGSSKRIFT bfOOy igjjjS C (45) 1....-11 --yun., ί -y 10 .:9 '^0 'S v ^ (51) Kv-lk^/Int-CI.3 F 24 J 3/02 SUOMI —FIN LAND (21) P»**nttlh»k*mu*— P»t*fican»eicnlng 7Ö0118 (22) HakamltpUvi —AraOknln|id«g 13.01.78 (23) AHcupllvt—GHtl(h«tsd*| 13-01.78 (41) Tullut JulklMkil — Bllvft offwitllg lU.07-79 rmtmttU j· rekisterihallitus (44) NlhttvIWpineB „ kuuMu,Wlu„ pvm._VgTp LBJ ('") UTLAGGNINGSSKRIFT bfOOy igjjjS C (45) 1 ....- 11 --yun., Ί -y 10.: 9' ^ 0 'S v ^ (51) Kv-lk ^ / Int-CI .3 F 24 J 3/02 FINLAND —FIN LAND (21) P »** nttlh» k * mu * - P »t * fican» eicnlng 7Ö0118 (22) HakamltpUvi —AraOknln | id «g 13.01.78 (23) AHcupllvt — GHtl (h «tsd * | 13-01.78 (41) Tullut JulklMkil - Bllvft offwitllg lU.07-79 rmtmttU j · Registry Board (44) NlhttvIWpineB„ kuMu, Wlu „pvm._

Patent· och registerstyrelsan AmBiun utkgd och uti.*krtft*n pubiicund 30.05*80 (32)(33)(31) Pyr!««y «tuolkwi—B«(lrd prloritat (71)(72) Taito Ensio Mikkonen, Pyhäjärvenkatu 6 D 92, 33200 Tampere 20,Patent · och registerstyrelsan AmBiun utkgd och uti. * Krtft * n pubiicund 30.05 * 80 (32) (33) (31) Pyr! «« Y «tuolkwi — B« (lrd prloritat (71) (72) Taito Ensio Mikkonen, Pyhäjärvenkatu 6 D 92, 33200 Tampere 20,

Suomi-Finland(FI) (54) Ilmanlämmitysmenetelmä - LuftvärmareSuomi-Finland (FI) (54) Air heating method - Luftvärmare

Keksinnön kohteena on menetelmä ilman lämmittämiseksi auringon energialla.The invention relates to a method for heating air with solar energy.

Usein joudutaan lämmittämään ilmaa käyttäen energiaa. Ilman lämmitykseen käytettävän energiamäärän ja energian hinnan suuruuden vuoksi on pyritty siirtymään sähkön ja palamislämmön käytöstä auringon säteilyn hyödyntämiseen ilmanlämmityksessä.It is often necessary to heat the air using energy. Due to the amount of energy used for air heating and the high price of energy, efforts have been made to switch from the use of electricity and heat of combustion to the utilization of solar radiation in air heating.

Laitteiden, joita on suunniteltu ja valmistettu aurinkoenergian käyttämiseen lämmityksessä, hinta on ollut usein kallis verrattuna niillä saavutettuihin säästöihin muun energian käytössä. Monissa lämmityskohteissa tarvitaan jatkuvaa lämmitystä tai sallittujen keskeytysten pituudet ovat lyhyempiä kuin auringonpaisteettomat aikavälit.Devices designed and manufactured to use solar energy for heating have often been expensive compared to the savings they achieve in using other energy. Many heating sites require continuous heating or allowable interruption lengths shorter than non-sunny intervals.

Monissa tapauksissa tarvitsee saavuttaa välttämättä vähintään tietyn suuruinen lämpötilan nousu, ennen kuin aurinkoenergiaa saadaan hyödyksi lämmityksessä. Niin ollen ei voida hyödyntää heikkoa auringon säteilyä. Näissä tapauksissa tarvitaan lämmönvaraajia tai varalämmitysjärjestelmiä tai molempia, mikä huonontaa aurinkoenergian käytön kannattavuutta.In many cases, it may be necessary to achieve a temperature rise of at least a certain amount before solar energy can be used for heating. Therefore, weak solar radiation cannot be exploited. In these cases, heat accumulators or backup heating systems or both are required, which impairs the profitability of the use of solar energy.

2 576592 57659

On kuitenkin lämmönkäyttökohteita, joissa sallitaan energian saannissa pitkiäkin taukoja ja pienikin lämpötilan nousu on hyödyksi. Tällainen on esimerkiksi kuivatusilman lämmitys, kun kuivattava tavara säilyy riittävän kauan kosteanakin.However, there are heat applications where even long breaks in energy supply are allowed and even a small rise in temperature is beneficial. Such is, for example, the heating of the drying air when the goods to be dried remain moist for a sufficiently long time.

Aurinkoenergian muuttaminen ilman lämmöksi tapahtuu tavanomaisesti käyttäen mustaa pintaa, joka absorboi säteilyä ja lämpenee. Mustasta pinnasta lämpö siirtyy johtumalla pintaa myöten virtaavaan ilmaan tai johtuu mustapintaisen seinämän läpi toisella puolella olevaan ilmaan tai muuhun lämmönsiirtoon sopivaan aineeseen, josta lämpö siirretään ilmaan.The conversion of solar energy into heat in the air is usually done using a black surface that absorbs radiation and heats up. From the black surface, heat is transferred by conduction to air flowing along the surface or due to air on the other side through the black surface wall or other material suitable for heat transfer, from which the heat is transferred to the air.

Musta pinta emittoi säteilyä Stefan-Boltzmannin lain mukaan, joten on edullista pitää pinnan lämpötila matalana.The black surface emits radiation according to Stefan-Boltzmann's law, so it is advantageous to keep the surface temperature low.

Kun lämpö johtuu mustasta pinnasta sitä myöten virtaavaan ilmaan, tarvitaan säteilyä läpäisevä seinämä, joka ohjaa ilmaa virtaamaan pitkin mustaa pintaa ja estää lämmennyttä ilmaa joutumasta hukkaan esimerkiksi tuulen vaikutuksesta. Tämä seinämä heijastaa osan säteistä pois ja absorboi osan mainituista tulevista auringon säteistä. Seinämä lämpenee absorbtion ja lämmenneestä ilmasta johtuvan lämmön vuoksi. Seinämä luovuttaa saamansa lämmön ulkoilmaan ja niin aiheutuu lämmön hukkaa.When the heat is due to the air flowing along it from the black surface, a radiation-permeable wall is needed which directs the air to flow along the black surface and prevents the heated air from being wasted, for example by the wind. This wall reflects some of the rays away and absorbs some of said incoming sun rays. The wall heats up due to absorption and heat from the heated air. The wall transfers the heat it receives to the outside air and thus causes heat loss.

Kuivatusilman lämmittämiseen on käytetty myös menetelmää, jossa lämmitettävä ilma kulkee peittämättömän absorboivan levyn takana levyn suuntaisena virtauksena. Menetelmän haittana on suuri lämmön hukka johtuen absorboivan levyn ulkoilmaan luovuttamasta lämmöstä. Jos absorboivan levyn eteen asetetaan säteilyä läpäisevä levy jättäen levyjen väliin virtaustilaa, jota myöten lämmitettävää ilmaa saatetaan virtaamaan, lämmön hukka pienenee huomattavasti. Säteilyä läpäisevä kestävä levy maksaa niin paljon, että varsinkin vähäistä käyttömäärää varten rakennettavan lämmittimen hinta tulee liian suureksi.A method has also been used to heat the drying air, in which the air to be heated passes behind the uncovered absorbent plate in a flow parallel to the plate. The disadvantage of the method is the high heat loss due to the heat given off by the absorbent plate to the outside air. If a radiation-transmitting plate is placed in front of the absorbent plate, leaving a flow space between the plates, through which the heated air is made to flow, the heat loss is considerably reduced. A radiation-permeable durable plate costs so much that the price of a heater built especially for low-volume use becomes too high.

Halvemmat muovikalvot ovat venyviä eivätkä kestä talvea. Säteilyä läpäisevä seinämä heijastaa pois osan absorboivaa pintaa kohti tulevasta säteilystä. Se pienentää myös absorboivasta pinnasta sä-teilemällä poistuvan lämmön määrää. Kuivatusilman virta on usein suuri ja sitä lämmitetään vain muutaman Kelvin-asteen verran. Silloin absorbtiopinta on vain vähän lämpimämpi kuin sen ympäristö ja saa lähes yhtä paljon säteilyä ympäristöstään kuin itse säteilee. Säteilyä läpäisevällä seinämällä ei siis saavuteta merkittävää parannusta säteilytaseeseen.Cheaper plastic films are stretchy and cannot withstand winter. The radiation-transmitting wall reflects off part of the radiation coming towards the absorbing surface. It also reduces the amount of heat leaving the absorbent surface by radiating. The flow of drying air is often large and is heated by only a few degrees Kelvin. Then the absorption surface is only slightly warmer than its surroundings and receives almost as much radiation from its environment as it itself radiates. Thus, a radiation-permeable wall does not achieve a significant improvement in the radiation balance.

Kun lämmitettävän ilman virta on suuri, aiheuttaa ilman virtaus 3 57659 levyjen välissä virtausvastusta eli paine-eroa niin paljon, että tarvitaan merkittävä teho virtauksen ylläpitämiseen.When the flow of heated air is high, the flow of air 3 57659 causes a flow resistance, i.e. a pressure difference, between the plates so much that significant power is required to maintain the flow.

Keksintönä on yksinkertainen, halpa, hyvän hyötysuhteen omaava ja varsinkin suuren ilmavirran lämpötilan pieneen kohottamiseen sopiva aurinkoenergiaa käyttävä lämmitysmenetelmä, jolle on tunnusomaista se, että absorboivana pintana käytetään reikäistä tai huokoista seinämää, esim. kangasta, joka on peittämättömänä vapaassa kosketuksessa ulkoilman kanssa ja lämmitettävä ilma otetaan suoraan ulkoa absorboivan seinämän läpi saattaen se virtaamaan seinämän läpi reikien tai huokosten kautta.The invention relates to a simple, inexpensive, high-efficiency solar energy heating method which is particularly suitable for raising the temperature of a large air flow, characterized in that a perforated or porous wall is used as the absorbent surface, e.g. directly externally through the absorbent wall, causing it to flow through the wall through holes or pores.

Reikäinen seinämä lämpenee auringon paisteessa ja siitä johtuu lämpöä ilmaan seinämän molemmilta puolilta. Hyvin pieni paine-ero riittää läpivirtauksen aiheuttamiseen.The perforated wall heats up in the sunshine and this causes heat into the air on both sides of the wall. A very small pressure difference is sufficient to cause flow-through.

Piirros esittää halkileikkausta mainitun lämmitysmenetelmän mukaisesta lämmittimestä. Reikäinen seinämä on muualta tiiviin kammion yhtenä sivuna. Puhallin imee ilmaa kammiosta, jolloin lämmittämätön ilma virtaa reikäisen seinämän pinnalle ja edelleen seinämän läpi, samalla lämmeten, kammioon. Lämmennyt ilma virtaa edelleen kammiosta ulos puhaltimen kautta.The drawing shows a cross-section of a heater according to said heating method. The perforated wall is elsewhere on one side of the sealed chamber. The fan sucks air from the chamber, allowing unheated air to flow to the surface of the perforated wall and further through the wall, while heating, into the chamber. The heated air still flows out of the chamber through the fan.