FI62723C

FI62723C - ANORDING WITH UPDATED AVERAGE

Info

Publication number: FI62723C
Application number: FI810490A
Authority: FI
Inventors: Lars Olof Andersson; Karl Gustav Bernander
Original assignee: Straengbetong Ab
Priority date: 1980-02-21
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1983-02-10
Also published as: NO150333B; NO810560L; FI62723B; FI810490L; SE420529B; DK77381A; SE8001365L; NO150333C

Description

1 627231 62723

Laitteisto lämmitettäessä tilaa Änordning vid uppvärmning av utrymme Tämä keksintö koskee laitteistoa lämmitettäessä tilaa, jossa lämmitys suoritetaan ainakin osittain ilmalla, jota 5 lämmitetään lämpölähteellä lämmönv4ihtimessa, jolloin tilassa on useilla ilmaa varten olevilla läpivirtauskanavilla varustetuista betonilevyistä muodostuva kattopalkisto tai lat-tiapalkisto.This invention relates to an apparatus for heating a space in which the heating is carried out at least in part by air heated by a heat source in a heat exchanger, the space having a roof beam consisting of concrete slabs with a plurality of air flow channels or a roof beam.

Tämän tyyppisiä tunnettuja laitteita käytetään usein 10 lämmitettäessä pienehköjä taloja tai tiloja ja lämpölähde voi silloin erityisesti muodostua lämmityskamiinasta, avoimesta takasta tai vastaavasta. Lämpimän ilman lämpötila, sen jälkeen kun se on ollut lämmönvaihdossa polttokaasujen kanssa, tulee tällöin hyvin korkeaksi ja jopa 80° saakka ja 15 tämän lämpöistä ilmaa johdetaan lämmitettävään tilaan. Lisäksi lämmityskamiinat ja avoimet takat luovuttavat myös sä-teilylämpöä. Jos tila aluksi on kylinä ja vaatii nopeata lämmitystä, niin ei ehkä synny mitään haittaa korkean ilmaläm-pötilan johdosta, mutta jonkin ajanjakson jälkeen voi tätä 20 lämpötila-astetta oleva ilmalämpötila olla liian korkea käytettäväksi tehokkaasti hyväksi johtamalla suoraan tilaan.Known devices of this type are often used for heating smaller houses or spaces, and the heat source can then in particular consist of a heating stove, an open fireplace or the like. The temperature of the warm air, after it has been in heat exchange with the combustion gases, then becomes very high and up to 80 ° and air of this temperature is led to the space to be heated. In addition, heating stoves and open fireplaces also give off radiant heat. If the space is initially villages and requires rapid heating, then there may be no inconvenience due to the high air temperature, but after a period of time, this air temperature of 20 degrees may be too high to be used effectively by directing to the space.

On myös pelättävissä, että lämpötila ylittää 80°, jolloin esiintyy palonvaara, ellei laukaista varmuuspeltiä tai vastaavaa laitetta, jolloin ilma johdetaan pois savupiippuun, 25 rikastetaan raitisilmalla mahdollisesti termostaattiohjauk-sella tai saatetaan jollakin muulla tavalla pois joutumasta palavan materiaalin läheisyyteen.It is also to be feared that the temperature will exceed 80 °, in which case there is a risk of fire unless the safety damper or similar device is triggered, venting the chimney, enriching it with fresh air, possibly thermostatically controlled, or otherwise avoiding combustible material.

Tämän keksinnön tarkoituksena on välttää mainitut haitat ja huolehtia sopivan lämpöisen ilman johtamisesta ti-30 laan. Lisäksi tämä keksintö tarjoaa sen edun, että lämpö-energia varastoituu, mikä lämpöenergia voidaan käyttää hyväksi sitten, kun lämpölähteen tulipesä on sammunut.The object of the present invention is to avoid said disadvantages and to provide for the conduction of air of suitable temperature to ti-30. In addition, the present invention offers the advantage that thermal energy is stored, which thermal energy can be utilized after the heat source furnace is extinguished.

Keksinnölle on tunnusomaista se, että lämmönvaihdin-laitteen ilmapuoli on liitetty läpivirtauskanaviin palkisto-35 levyyn sijoitetun kanavakappaleen kautta, joka on lämpöeris-tetty betonipalkiston suhteen siten, että korkean lämpötilan omaavaa ilmaa voidaan johtaa kanavakappaleeseen ja se 2 62723 voi jäähtyä, ennenkuin se johdetaan läpivirtauskanaviin betonin kanssa tapahtuvaa suoraa lämmönvaihtoa varten.The invention is characterized in that the air side of the heat exchanger device is connected to the flow ducts through a duct body placed in the beam-35 plate, which is thermally insulated against the concrete beam so that high temperature air can be introduced into the duct body and cool for direct heat exchange with.

Seuraavassa kuvataan keksinnön erästä suoritusmuotoa viittaamalla oheisiin piirustuskuvioihin.An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawing figures.

5 Kuvio 1 esittää tällöin kaaviollisesti osaleikkausta kattopalkistosta sekä tilaa varten olevaa lämpölähdettä, joka on sijoitettu alas tilaan.Fig. 1 then schematically shows a partial section of the ceiling beam and a heat source for the space, which is placed down in the space.

Kuvio 2 esittää poikkileikkausta kuvion 1 linjaa ΙΙ-ΙΪ pitkin ja esittäen leikkausta kanavakappaleesta.Fig. 2 shows a cross-section along the line ΙΙ-ΙΪ in Fig. 1 and showing a section of the duct body.

10 Kuvio 3 esittää kaaviollisesti tasokuvassa kuvion 1 mu kaisen kattopalkiston läpi otettua leikkausta.Fig. 3 is a schematic plan view of a section through the roof beam of Fig. 1.

Kuviossa 1 esitetään kaaviollisesti lämpölähde 1. Tämä lämpölähde voi esimerkiksi muodostua lämmityskamiinasta, jossa on tulipesä 2 ja tila 3, johon ilma johdetaan esimer-15 kiksi kohdasta 4. Ilma lämmitetään epäsuoralla lämmönvaih-dolla tulipesätilassa 2 olevien savukaasujen kanssa. Lämpölähteestä lähtee tietenkin myös savupiippu ja on käytännöllistä, että savukaasujen lämpö käytetään hyväksi antamalla ilman olla lämmönvaihtoyhteydessä epäsuorasti savupiipun 20 kanssa. Kaaviollisesti esitetyn lämpölähteen 1 voidaan siten sanoa käsittävän sekä polttotilan että savupiipun ja sen lisäksi lämmönvaihdin tilan elimineen.Figure 1 schematically shows a heat source 1. This heat source may, for example, consist of a heating stove with a furnace 2 and a space 3 to which air is introduced, for example from point 4. The air is heated by indirect heat exchange with flue gases in the furnace 2. Of course, a chimney also emanates from the heat source, and it is practical that the heat of the flue gases is utilized by allowing the air to be in heat exchange communication indirectly with the chimney 20. The heat source 1 shown schematically can thus be said to comprise both a combustion space and a chimney and in addition a heat exchanger space with its members.

Lämpölähteellä lämmitetty ilma johdetaan eristetyssä kanavassa 5 betonilevyistä 6 muodostuvaan kattopalkistoon 25 tai lattiapalkistoon. Betonilevyissä on useita läpivirta-uskanavia 7 (katso kuvio 3)· Kanavasta 5 johdetaan nyt ilma yhden kanavan 7 sisään laitettuun putkikappaleeseen 8, joka muodostuu peltiputkesta. Putkikappale 8 on esittämättömän tuen päällä siten, että kanavaan 7 muodostuu rako, 30 katso myös kuvio 2. Rakoon on laitettu eristys 9, mikä u-lottuu putkikappaletta pitkin tietyn matkan, esim. A-B riippuen siitä, miten paljon on tarkoitus eristää putkikappaletta 8 betonilevyä 6 vasten. Tarkoituksena on Siten välttää liian korkea ja vaarallinen lämpötila betonilevyssä täl-35 lä alueella. Pisteestä C pisteeseen D voidaan sitten eristys 9' tehdä vähemmän tehokkaaksi, koska ilman lämpötila on laskenut ja suurempi lämpösiirtyminen betonilevyyn voidaan sallia ja se on sopivaa, niin että lämpötilajakaantuma levyn 3 6 ? 7 2 3 yli tulee mahdollisimman tasaiseksi. Kuviosta 1 käy selville, että pisteen D jälkeen putkikappale 8 ei ole enää eristetty muulla kuin ilmaraolla kanavan 7 sisäsivua vasten. Selityksestä selviää siten, että putkikappale 8 on eristet-5 ty porrastetulla eristysteholla ja tämä voi olla suoritettu asteittain, kuten nyt on kuvattu, tai vaihtoehtoisesti enemmän tai vähemmän jatkuvasti.The air heated by the heat source is led in an insulated duct 5 to a ceiling beam 25 or floor beam consisting of concrete slabs 6. The concrete slabs have several through-flow channels 7 (see Fig. 3) · From the channel 5, air is now led to a pipe piece 8 inserted inside one of the channels 7, which consists of a sheet metal tube. The pipe piece 8 is on a support (not shown) so that a gap is formed in the channel 7, see also Fig. 2. Insulation 9 is placed in the gap, which extends along the pipe piece a certain distance, e.g. AB depending on how much the pipe piece 8 is to be insulated from concrete slab 6 against. The aim is thus to avoid too high and dangerous a temperature in the concrete slab in this area. From point C to point D, the insulation 9 'can then be made less effective because the air temperature has dropped and a higher heat transfer to the concrete slab can be allowed and is suitable so that the temperature distribution of the slab 3 6? 7 2 3 over becomes as even as possible. It can be seen from Figure 1 that after point D, the pipe piece 8 is no longer insulated with a non-air gap against the inside of the duct 7. It will be apparent from the description that the pipe piece 8 is insulated with a stepped insulating power and this can be done gradually, as now described, or alternatively more or less continuously.

Kanavakappaleen 8 tämä rakenne aikaansaa sen, että pisteessä A sisääntuleva, esim, lämpötilaan 80° lämmitetty il-10 ma jäähdytetään olennaisesti alhaisempaan lämpötilaan, niin että pisteessä E, eli kanavakappaleen lopussa, ilma voidaan jatkuvasti johtaa läpivirtauskanavien 7 läpi suorassa kosketuksessa betonin kanssa, ilman että vetonilevy saa liian korkean lämpötilan.This structure of the duct body 8 causes the air entering at point A, e.g. heated to 80 °, to be cooled to a substantially lower temperature, so that at point E, i.e. at the end of the duct body, air can be continuously passed through the flow channels 7 in direct contact with concrete without the traction plate gets too high a temperature.

15 Kuviossa 3 valaistaan esimerkillä kaaviollisesti vir- taustietä betonilevyn läpi. Ilma tulee sisään kohdassa A ja virtaa oikealle kanavakappaleen 8 läpi. Betonilevyn oikeanpuoleisessa päässä ja siten pisteen E jälkeen on ilma saanut sellaisen lämpötilan, että sen voidaan sallia virra-20 ta suorassa kosketuksessa betonilevyn kanssa. Ilma sää tällöin kääntyä ja virrata seuraavaan kanavaan 7 ja tämä kuvataan nuolella 10. Miten virtaus kanavakappaleesta 8 ensimmäiseen läpivirtauskanavaan tapahtuu, sitä ei ole yksityiskohtaisesti esitetty, mutta se voi yksinkertaisesti tapah-25 tua yksistään kanavakappaleen 8 ja ensimmäisen kanavan 7 välisellä poikittaisliitoksella. Ilma virtaa nyt edelleen ja nyt vasemmalle nuolen 11 mukaisesti ja kääntyy vasemmassa päässä esitetyn nuolen 12 kohdalla. Ilma on nyt jäähtynyt lisää ja betonia on lämmitetty.Figure 3 schematically illustrates an example of a flow path through a concrete slab. The air enters at point A and flows to the right through the duct piece 8. At the right end of the concrete slab and thus after point E, the air has reached a temperature such that it can be allowed to flow in direct contact with the concrete slab. The air then turns and flows to the next duct 7 and this is illustrated by the arrow 10. How the flow from the duct body 8 to the first flow duct takes place is not shown in detail, but can simply take place alone with a cross-connection between the duct body 8 and the first duct 7. The air now flows on and in accordance with a left turn arrow 11 and the arrow to the left end 12 of the case. The air has now cooled further and the concrete has been heated.

30 Seuraavaksi virtaa sitten ilma edes takaisin muiden lä pivirtauskanavien 7 läpi ja nuolilla esitettyjen suuntien mukaisesti. Lopuksi ilma on kulkenut viimeisen läpivirta-uskanavan läpi, jota on merkitty numerolla 13. Ilma on nyt ehtinyt pisteeseen F ja virtaa ulos kanavasta 13 nuolen 14 35 mukaisesti.30 Next, the air then even flows back through the other flow channels 7 and in the directions indicated by the arrows. Finally, the air is passed through the last flow-through guide channel, which is designated by numeral 13. The air is now had time to point F, and flows out in accordance with the arrow 14 35 13 channels.

Vaihtoehtoisesti sen kanssa, mitä nyt on esitetty kuvion 3 yhteydessä, voi ensimmäisellä kanavalla 7 ja putki-kappaleella 8 olla sellainen keskinäinen pituus, että ilma 4 62723 voidaan johtaa ulos tähän kanavaan 7, ennenkuin se saa kääntyä seuraavaan kanavaan 7. Edelleen voidaan sarjaankytkeä useita ilman putkikappaletta olevista kanavista (ryhmä S), niin että nämä ulottuvat tilasta viereiseen asti.Alternatively, with what is now shown in connection with Fig. 3, the first duct 7 and the pipe piece 8 may have such a mutual length that air 4 62723 can be led out to this duct 7 before it can turn to the next duct 7. Furthermore, several air ducts can be connected in series. of the ducts in the pipe section (group S) so that these extend from the space to the adjacent one.

5 Keksinnön tarkoituksena on nyt aikaansaada se, että il- malämpötilalla on kohdassa P miellyttävä asteluku, jotta ilma voidaan johtaa tilaan. Laskelmat osoittavat, että ilmalla voi nyt esimerkiksi olla lämpötila 23° ja että betonile-vy on lämmitetty siten, että sillä on korkeahko lämpötila, 10 mutta massan takia on olennainen lämpösisältö betonilevys-sä. On huomattava, että tasainen pintalämpötila saadaan betonilevyyn levyn läpi kulkevan ilmavirran edestakaisen suunnan sekä betonin hyvän johtokyvyn johdosta.The object of the invention is now to provide that the air temperature at P has a pleasant degree so that the air can be introduced into the space. The calculations show that the air can now, for example, have a temperature of 23 ° and that the concrete slab is heated to a relatively high temperature, but due to the mass there is a substantial heat content in the concrete slab. It should be noted that a uniform surface temperature is obtained in the concrete slab due to the reciprocating direction of the air flow through the slab and the good conductivity of the concrete.

Vaihtoehtona nyt kuvatulle suoritusmuodolle voidaan 15 esimerkiksi esittää, että betonilevyissä oleva kanavasys-teemi voidaan järjestää siten, että levyjen tietty läpivirtaus tapahtuu yhdensuuntaisesti ja edelleen voidaan ajatella, että lämmitettyä ilmaa johdetaan sekä kattopalkistoon että lattiapalkistoon, niin että sekä lattia että katto 20 saavat varastoida lämpöä kanaviin. Edelleen voidaan mainita, että nyt kuvattujen lisäksi voidaan käyttää useita erilaisia lämpölähteitä ja esimerkkinä näistä voidaan mainita aurinkolämmönvaihdin, teollisuuden jätelämpö jne. .As an alternative to the embodiment now described, it can be shown, for example, that the duct system in concrete slabs can be arranged so that a certain flow of slabs takes place in parallel and it is further conceivable to supply heated air to both the ceiling and floor beams. . It can also be mentioned that in addition to the ones described now, several different heat sources can be used, and an example of these is a solar heat exchanger, industrial waste heat, etc.

Keksinnön toimintaa ja etuja voidaan yhdistää siten, 25 että lämmitettäessä jäähtynyttä tilaa lämpölähteestä lähtevä säteilyenergia lämmittää tilassa olevaa ilmaa, kun taas lämmönvaihtimen läpi kulkeva ilma saa korkeamman lämpötilan ja sillä on ensimmäisenä tehtävänä lämmittää katto-palkistoa, eli betonilevyjä. Sillä ilmalla, mikä silloin 30 virtaa ulos kattopalkistosta kohdassa P, voi siten olla huomattavan alhainen lämpötila ja miellyttävän asuinhuone-lämpötilan alapuolella. Vähitellen kuitenkin kattopalkis-ton betonilevyt lämpiävät ja vastaavana aikana voi säteily-energia olla nostanut ilman lämpötilan miellyttävän sopi-35 vaan lämpötilaan ja jos tällöin tulipesä muodostuu kamiinasta tai takasta, voidaan sammuttaa tulipesä, jolloin lcatto-palkisto huolehtii jatkossa lämpötilan ylläpidosta, eli annetaan tulipesästä tulevan säteilyenergian vähentyä. On 5 62723 olemassa erilaisia säätömahdollisuuksia ja tämä voi parhaiten tapahtua siten, että asetetaan pellit kanaviin 7 ja 13 ilmanopeuden säätämiseksi tai pellit ja sivullehaarautuvat kanavat voidaan järjestää siten, että tietyt kanavat sulje-5 taan lämmitetyn ilman läpivirtaukselta tai voidaan antaa ilman virrata ulos kattopalkistosta pisteessä, joka on ennen kuviossa 3 esitettyä pistettä F. Ilman voidaan siten antaa virrata pitemmän tai lyhyemmän matkan kattopalkiston läpi, ennenkuin se johdetaan ulos tilaan. Lisäksi on huomattava, 10 että ilman nopeutta voidaan säätää puhaltimen avulla, mutta myös luonnollista kiertoa voidaan ajatella. On selvää, että laite on sopiva esimerkiksi silloin, kun lämmitys tapahtuu aurinkokennon avulla, koska silloin auringon hetkellinen esiintyminen ja lämmönkehitys voidaan käyttää hyväksi 1 5 varastoimalla energia kattopalkistoon sen sijaan, että se johdettaisiin suoraan tilaan, kuten nykyään on tavallista. Yhteistä ja huomioitavaa on siis se, että voidaan sallia hyvin korkean lämpötilan antaminen ilmalle lämpölähteessä, mutta ilman palovaaran esiintymisriskiä, koska tilaa ympä-20 röiviä rakenteita ei koskaan saateta suoraan kosketukseen siten lämmitetyn ilman kanssa.The operation and advantages of the invention can be combined in such a way that when heating a cooled space, the radiant energy from the heat source heats the air in the space, while the air passing through the heat exchanger gets a higher temperature and has the first function of heating the roof beam. The air then 30 flowing out of the ceiling beam at point P can thus have a remarkably low temperature and below a pleasant living room temperature. Gradually, however, the concrete slabs of the roof beam heat up and at the same time the radiant energy may have raised the air temperature to a comfortable temperature, and if the firebox consists of a stove or fireplace, the firebox can be switched off. reduce radiant energy. There are 5 62723 different adjustment possibilities and this can best be done by placing dampers in the ducts 7 and 13 to control the air speed or the dampers and side branch ducts can be arranged so that certain ducts are closed from heated air flow or air can be allowed to flow out of the ceiling. which is before the point F shown in Fig. 3. Air can thus be allowed to flow a longer or shorter distance through the roof beam before it is led out into the space. It should also be noted 10 that the speed of the air can be adjusted by means of a fan, but natural circulation can also be considered. It is clear that the device is suitable, for example, when heating by means of a solar cell, because then the instantaneous presence of the sun and the generation of heat can be exploited 1 5 by storing energy in the ceiling beam instead of directing it to space. What is common and noteworthy, therefore, is that it is permissible to allow a very high temperature to be given to the air in the heat source, but without the risk of fire, since the structures surrounding the room are never in direct contact with the air thus heated.

Claims

6. 62723 Patent Patents

An apparatus for heating a space in which the heating is carried out at least in part by air heated by a heat source in a heat exchanger, the space having a ceiling beam or floor beam consisting of concrete slabs with 5 air flow channels, characterized in that the air side 7 of the heat exchanger is connected through a duct body (8) placed in the beam plate, which is thermally insulated with respect to the be-10 tone beam (6) so that high temperature air can be introduced into the duct body and can be cooled before being passed through the flow ducts (7) for direct heat exchange with concrete.

Device according to Claim 1, characterized in that the insulation (9 # 9 ') is provided with a stepped insulation power in the longitudinal direction of the pipe body (8).

Device according to claim 1, characterized in that the channel piece consists of a plate channel (8) inserted inside the cavity channel 20 (7) in the beam plate (6) so that a gap remains between the plate channel and the cavity channel.

Device according to Claim 3, characterized in that a thermal insulating material is arranged in the gap between the plate duct and the inner side of the cavity duct, so that the desired distribution is given to the heat exchange between the plate duct (8) and the concrete slab.

Device according to Claim 3, characterized in that the gap contains flowing air.