FI96360C - Sähkölämmitteinen massavaraaja - Google Patents

Description

96360 Sähkölämmitteinen massavaraaja

Keksinnön kohteena on sähkölämmitteinen massavaraaja, joka käsittää sydämen, varaavaa materiaalia olevan 5 rakenteen ja vähintään yhden sähkövastuselementin asennet tuna sydämen sisään sydämen kuumentamiseksi, jolloin varaavaa materiaalia oleva rakenne on sovitettu sydämen ympärille siten, että sen ja sydämen välissä on eristetila, jonka kautta valtaosa sydämen lämmöstä on sovitettu ohjau-10 tumaan varaavaa materiaalia olevaan rakenteeseen.

Edellämainitunkaltaiset massavaraajat ovat tunnettuja. Tyypillisesti ne käsittävät hyvin ohuen ulkokuoren tai vaipan, joka on tehokkaasti eristetty sydämestä, koska halutaan välttää vaipan suurta kuumenemista ja lämpö ha-15 lutaan johtaa muuta kautta kuin vaipasta huoneistoon.

Vaippa on yleensä peltinen mutta voi myös olla esimerkiksi keraamista laattaa. Vaipan eristämiseen käytetään tehokkaita kuitumaisia eristeitä. Tällaiset massavaraajat eivät pysty luovuttamaan tasaisesti lämpöä huoneistoon: lämmi-20 tysteho tulee huoneistoon pistemäisesti ja vapautuvan läm mön lämpötilaerot voivat vaihdella suuresti, koska lämpötila voi hetkellisesti nousta kovin suureksi, mikä vuorostaan voi muodostaa turvallisuusriskin. Sanotusta syystä niitä ei saa peittää millään palavalla materiaalilla. Kun 25 lisäksi sähkövastukset on sovitettu sydämen sisään siten, että huoneilmalla on pääsy niiden pintaan, sähkövastuksien pintaan pääsee pölyä ja likaa, joka ei ainoastaan aiheuta huoneistossa hajuhaittaa, mutta joka myös ajan myötä kerääntyy sähkövastusten päälle ja aiheuttaa niiden ylikuu-30 mentumista ja lyhentää niiden käyttöikää. Tunnetuissa mas- . savaraajissa on joskus ilmanjohtokanavat, jotka ympäröivät sydäntä, ja joiden kautta on tarkoitus johtaa sydämen avulla lämmitettyä ilmaa huoneistoon. Mikäli massavaraaja on pienikokoinen ja käsittää tehokkaat ilmankiertokanavat, 35 pöly tulee helposti kiertoon huoneistossa. Viimeksi mai nittu tilanne on ongelmallinen erityisesti allergikoille.

2 96360 DE-hakemusjulkaisusta 2 047 036 tunnetaan varaava uuni, jonka rakenne on sellainen, että perinteiset, pölyä levittävät eristysmateriaalit on korvattu kiviainesta olevalla häkkirakenteella, jolloin kuumennusvastuksia ympäröi 5 ilmatiiviisti poltetuista tiilistä aikaansaatu paksu ra kenne. Häkkirakenteen ja tiilirakenteen välillä on ilmatila. Pöly ei pääse kosketukseen kuumennusvastuksiin. Tarkoituksena saada tasainen lämmönluovutus huoneistoon, uuni käsittää peltivaipan, jossa on ritilä, jota säätämällä 10 lämmönluovutusta säädetään.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uudentyyppinen, rakenteeltaan yksinkertainen massava-raaja, jossa ei ole edellä mainittuja haittoja. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle massavaraajalle on tun-15 nusomaista, että varaavaa materiaalia oleva rakenne muo dostaa massavaraajan ulkovaipan, jonka ulkopinta toimii primäärisenä lämpöä luovuttavana pintana, jolloin ulkovaipan massa on 4 - 10 kertaa sydämen massa. Keksinnön suositeltavat suoritusmuodot on esitetty oheistetuissa patent-20 tivaatimuksissa 2-9. Koska pyritään sydämen ja vaipan väliseen lämmönsiirtoon, eristetilan eristyskyky ei saa olla kovin suuri. Jotta massavaraaja toimisi halutulla tavalla ja luovuttaisi tasaisesti lämpöä huoneistoon, vaikka sydämen lämpötilassa tapahtuisi nopeita muutoksia, 25 vaipan massa on suuri sydämeen verrattuna ja se on myös absoluuttisesti suuri. Edullisesti eristetila on eristetty vaipan pinnasta niin, että eristetilassa oleva väliaine ei ole yhteydessä huoneilmaan. Näin aikaansaadaan "täydellinen" lämmönsiirto sydämestä vaippaan ja estetään ilman-30 kierto eristetilassa, mikä helposti voisi johtaa pölyn kierrättämiseen huoneistossa. Järjestämällä lisäksi säh-kövastuselementti/-elementit sydämen sisään estetään pölyn ja lian pääsy vastuselementin/-elementtien pintaan. Vas-tuselementin lämpö pääsee nopeasti siirtymään sydämeen kun 35 se asennetaan sydämeen tehtyihin uriin pienellä välyksel- 3 96360 lä. Keksinnön mukainen massavaraaja on tyypillisesti suhteellisen isokokoinen, tilavuus noin 200 1 ja paino noin 500 - 600 kg, jolloin myös sen lämpöä luovuttava pinta on suuri ja lämpö on mahdollista saada tasaisesti siirretyksi 5 huoneistoon. Suuri massa mahdollistaa erittäin tehokkaan yösähkön hyväksikäytön.

Keksinnön perusajatuksena on aikaansaada sähkökäyttöinen massavaraaja, jonka rakenne on sellainen, että sen sydän haluttaessa saadaan nopeasti kuumennetuksi korkeaan 10 lämpötilaan, jolloin lisäksi sydämen lämpöenergiaa siirre tään (eristetilan kautta) suhteellisen alhaisella nopeudella ja sen johdosta tasaisesti ympäröivään, tyypillisesti massiiviseen vaippaan, jonka ulkopinta toimii primäärisenä huoneistoon lämpöä luovuttavana pintana, joka ei 15 saa kuumeta liikaa ja voisi sen johdosta aiheuttaa vaara tilanteita.

Keksinnön mukaisen massavaraajan suurin etu on, että se samalla kun se rakenteeltaan on yksinkertainen, se mahdollistaa ilman säätöä hyvin tasaisen lämmönluovutuksen 20 huoneistoon vaikka sen sydämen lämpötila muuttuu nopeasti.

Edellä mainittu yhdessä vaipan suuren massan kanssa mahdollistaa halvan yösähkön tehokkaan hyväksikäytön. Lisäksi kun massavaraajan vaippa rakennetaan ilmatiiviiksi, ilma ei pääse eristetilaan tai sähkövastuksien päälle, jolloin 25 vältytään mainituilta pöly- ja hajuhaitoilta. Massavaraaja on valmistettavissa helposti halutunkokoiseksi ja -muotoiseksi vuolukivielementeistä ja se voidaan asentaa rakennuksen rakenteisiin esimerkiksi integroimalla se väliseinään. Keksinnön mukainen massavaraaja on myös käyttöomi-30 naisuuksiltaan turvallinen ja se voidaan asentaa jopa kos teisiin tiloihin.

Seuraavassa keksintöä selitetään seikkaperäisemmin erään suositeltavan suoritusmuodon avulla viittaamalla oheistettuun piirustukseen, jossa 35 96360 4 kuviossa 1 on esitetty yleiskuvantona keksinnön mukaisen massavaraajan eräs toteutus, kuviossa 2 on esitetty leikkaus pitkin kuvion 1 leikkausviivaa II - II, 5 kuviossa 3 on esitetty leikkaus pitkin kuvion 2 leikkausviivaa III - III, ja kuviossa 4 on esitetty leikkaus pitkin kuvion 2 leikkausviivaa IV - IV.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen massavaraajan 10 erästä toteutusta. Massavaraajan vaippa 1 on rakennettu vuolukivielementeistä pitkänomaiseksi pystysuoraksi rakenteeksi, joka käsittää sivuilla tasomaiset elementit 2 ja kulmissa pyöristetyt kulmaelementit 3. Kansi on myös muodostettu vuolukivielementeistä 4.

15 Kuvioista 2-4 nähdään, että vaipan 1 sisäpuolelle on rakennettu massavaraajan sydän 5, joka on eristetty vaipasta eristetilan 6 avulla. Myös sydän 5 on rakennettu vuolukivielementeistä. Sydämen 5 pituus vastaa likimain vaipan pituutta, mutta sen massa on paljon pienempi kuin 20 vaipan massa. Edullisesti vaipan 1 massa on 3 - 10 kertaa suurempi kuin sydämen 5 massa siten, että massavaraajassa, jonka paino on 400 - 600 kg, vaipan massa on edullisesti 5 - 9 kertaa sydämen massa ja jos massavaraajan paino on 600 - 800 kg, vaipan massa on edullisesti 4-6 kertaa sydämen ' 25 massa. Painoltaan 600 kg massavaraajan korkeus on noin 1 metri ja tilavuus noin 200 1.

Sydämen 5 sisään on sovitettu sähkövastuselementit 7, joiden pituus vastaa suurin piirtein sydämen pituutta, millä aikaansaadaan sydämen tehokas kuumennus. Vastusele-30 menttien 7 kytkemiseen tarvittavaa sähköjohdotusta ei ole yksinkertaisuuden vuoksi piirretty kuvioihin. Vastusele-menttejä 7 varten sydämessä on pystysuorat urat 8, jotka ympäröivät niitä pienellä välyksellä. Välys mahdollistaa vastuselementtien 7 lämpölaajenemisesta johtuvan elämisen. 35 Koska välys on pieni, lämpö siirtyy tehokkaasti vastusele- 5 96360 meriteistä 7 sydämeen 5 eikä vastuselementit pääse ylikuumentumaan. Lämpö siirtyy sydämestä 5 vaippaan 1 eristeti-lan 6 läpi; muilla tavoin sydämestä ei juuri siirry lämpöä pois, mikä on keksinnön olennainen piirre. Kuvioista näh-5 dään, että eristetila 6 ympäröi sydäntä 5 sen koko pituu della eikä ole kuumasiltoja, joiden kautta lämpö pääsisi siirtymään nopeasti sydämestä 5 vaippaan 1. Eristetilassa 6 on ilmaa, joka tarjoaa vastuksen lämmön siirtymiselle ja joka näin ollen estää lämmön nopean siirtymisen sydämestä 10 vaippaan. Tämän ansiosta vaippa 1 tulee hyvin tasaisesti kuumennetuksi. Koska eristetilan 6 tarkoituksena on johtaa sopiva ja hallittu määrä lämpöä sydämestä 5 vaippaan 1, Eristetilan lämmöneristyskyvyn ei tule olla kovin suuri, eristetilan lämmönjohtavuus tulee kuitenkin olla merkittä-15 västi pienempi kuin vaipan 1 lämmönjohtavuus. Vaippa 1 on tiivis, joten eristetilassa 6 ei ole ilmavirtauksia, jotka johtuisivat vaipan 1 kautta ulos. Tämän ansiosta sydämeen 5 varattu lämpömäärä ohjautuu kokonaisuudessaan vaippaan 1, josta se purkautuu hitaasti ja tasaisesti huonetilaan. 20 Tiiviistä vaipasta 1 seuraa myös se, että pölyongelmaa ei ole.

Suositeltavasti vaipan 1 lämpöä sydämestä 5 vastaanottavan sisäpinnan ja sydämen lämpöä luovuttavan ulkopinnan suhde on 1,05 - 1,2, jolloin eristetilan 6 paksuus, 25 eli sydämen ulkopinnan lähin etäisyys vaipan sisäpintaan on keskimäärin 30 - 50 mm, edullisesti 30 - 40 mm. Suositeltavasti eristetilan paksuus alittaa ja ylittää mainitun paksuuden korkeintaan pienellä alueella sydäntä. Paksumpaa eristetilaa voidaan käyttää, mutta se suurentaa massava- 30 raajan kokoa tarpeettomasti.

Massavaraajan sydän 5 on asetettu eristelevyn 9 päälle. Eristelevyn 9 tarkoituksena on estää lattian liiallinen kuumentuminen. Tästä huolimatta massavaraaja tulee asentaa palamattomalle alustalle, joka on esimerkik-35 si betonia.

96360 6

Eristetilan 6 yläpäähän on laitettu mineraalivillaa 10 tai muuta eristysainetta, joka estää sen, että massava-raajan yläosa ja erityisesti kansi kuumenisi seinärakennetta paljon enemmän. Eristysaineen 10 ansiosta vaipan 1 5 ja kannen lämpötila on suurin piirtein sama: vaipan suurin lämpötila säädetään arvoon noin 80 °C termostaatin 11 avulla.

Sähkövastuselementtien 7 teho valitaan massavaraa-jan painon ja koon mukaan.

10 Kuvatulla tavalla eristetty massavaraaja sopii käy tettäväksi myös kosteissa tiloissa.

Edellä keksintöä on selostettu vain yhden suoritusmuodon avulla ja sen vuoksi huomautetaan, että keksintö voidaan yksityiskohdiltaan toteuttaa monella tavalla 15 oheistettujen patenttivaatimuksien puitteissa. Näin ollen on ajateltavissa, että eristetilassa on muuta eristävää ainetta kuin ilmaa: mikäli käytetään jotakin ilmaa tehokkaampaa eristysainetta, eristevälin paksuutta pienennetään esitetystä. Sähkövastuksien lukumäärä voi vaihdella. Säh-20 kövastukset voidaan sijoittaa kuvioitten esimerkistä poi keten sydämen ulkopuolelle lähelle sydämen ulkopintaa. Kuitenkin ratkaisu, jossa ne ovat sydämen sisällä, on parempi, koska silloin ne lämmittävät tehokkaasti sydäntä ja ne saadaan yksinkertaisesti eristetyiksi huoneilmasta. Va-25 raavana materiaalina vuolukivi on erityisen suositeltavaa, vaikkakin jotakin muuta lämmönvarauskyvyltään hyvää materiaalia voidaan käyttää vaipassa ja sydämessä. Vuolukiven erityisen hyvänä ominaisuutena on lisäksi se, että se on helposti työstettävissä. On ajateltavissa, että joitakin 30 erityissovellutuksia varten vaippaan on tehty kanavat, joihin johdetaan huoneilmaa tämän lämmittämiseksi, jolloin lämmennyt huoneilma johdetaan takaisin huoneistoon. Normaalisti tällaiset kanavat puuttuvat keksinnön mukaisesta massavaraaj asta.

35

Claims (9)

96360

1. Sähkölämmitteinen massavaraaja, joka käsittää sydämen (5), varaavaa materiaalia olevan rakenteen (1) ja 5 vähintään yhden sähkövastuselementin (7) sydämen kuumenta miseksi, jolloin varaavaa materiaalia oleva rakenne on sovitettu sydämen ympärille siten, että sen ja sydämen välissä on eristetila (6), jonka kautta valtaosa sydämen lämmöstä on sovitettu ohjautumaan varaavaa materiaalia 10 olevaan rakenteeseen, tunnettu siitä, että sydän (5) on eristetilan (6) ympäröimä ja että varaavaa materiaalia oleva rakenne muodostaa massavaraajan ulkovaipan (1), jonka ulkopinta toimii primäärisenä lämpöä luovuttavana pintana, jolloin ulkovaipan massa on 4 - 10 kertaa 15 sydämen (5) massa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen massavaraaja, tunnettu siitä, että eristetilassa (6) oleva väliaine on ilma.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen massavaraaja, 20 tunnettu siitä, että vaipan (1) lämpöä sydämestä (5) vastaanottavan sisäpinnan ja sydämen lämpöä luovuttavan ulkopinnan suhde on 1,05 - 1,2.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen massavaraaja, tunnettu siitä, että eristetilan (6) paksuus eli 25 sydämen ulkopinnan etäisyys vaipan (1) sisäpintaan on kes kimäärin 30 - 50 mm.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen massavaraaja, tunnettu siitä, että eristetila (6) on eristetty vaipan (1) pinnasta niin, että eristetilassa oleva väliai- 30 ne ei ole yhteydessä huoneilmaan.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen massavaraaja, tunnettu siitä, että sähkövastuselementti/-elemen-tit (7) on sovitettu sydämen (5) sisään pienellä välyksellä. 35 96360

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen massavaraaja, tunnettu siitä, että vaippa (1) ja sydän (5) ovat pitkänomaisia pystysuoria rakenteita, jolloin sähkövas-tuselementti/-elementit (7) on/ovat sydämessä pystysuoras- 5 sa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen massavaraaja, tunnettu siitä, että sydämen (5) yläpäähän on laitettu eristysainetta (10).

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen massavaraaja, 10 tunnettu siitä, että vaippa (1) ja sydän (5) on muodostettu vuolukivielementeistä (2, 3). 96360