NL8004343A - Systeem voor centrale verwarming. - Google Patents

Description

* * 3 i VOB 0828 - 1 -

Systeem voor centrale verwarming.

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor centrale verwarming, in het bijzonder voor verwarming van tuinbouwkassen, omvattende een centrale warmtebron, een een of meer verwarmingslichamen bevattend buizenstelsel voor circulatie van een stroombaar warmte-5 transportmedium van en naar de centrale warmtebron via de op de warmte^ afgiftepunten te plaatsen verwarmingslichamen, middelen voor transport van het warmtetransportmedium en regelmiddelen voor beïnvloeding van de door de verwarmingslichamen op de afgiftepunten over te dragen warmte, zoals op zichzelf bekend.

TQ .. Bij de groente- en fruitteelt onder glas is de beschikbaarheid van een goed verwarmingssysteem van groot belang. De ontwikkeling op dit gebied heeft geleid tot een centrale-verwarmingsysteem · waarvan kan worden gesteld dat deze in overgrote meerderheid ontworpen is., als heet-watersysteem, waarbij derhalve heet water als warmtetransportmedium T5 toegepast is. Daarbij vindt de warmte-overdracht op de afgiftepunten -via-'-de verwarm*ngsi i plaats in de vorm van convectie aan de omringende lucht. De verwarmde lucht verwarmt vervolgens op zijn beurt de teelt.

Haast de heet-wat er systemen zijn voor kas verwarming ook wel 20 centrale verwarmingsystemen toegepast, waarbij van stoom als warmte-transportmedium gebruik wordt gemaakt. Ook in dergelijke systemen zijn de verwarmingslichamen uitgevoerd voor warmte-overdracht in üe vorm van convectie aan de omringende lucht.

Uit een publicatie in Vakblad voor de Bloemisterij 27 (19Ö0), 25 blz. 18-19, blijkt de in het buitenland gestartte ontwikkeling van een nieuw verwarmingssysteem voor de glastuinbouw die berust op infrarood-verwarming. Bij dit nieuwe systeem is het verwarmingslichaam een direkt-gestookt stralingslichaam, uitgevoerd in de vorm van buizen waarop op regelmatige afstanden gasbranders zijn geplaatst. Als voordeel van dit 30 nieuwe systeem wordt een aanmerkelijke besparing van energie genoemd.

80Ö 4 3 4J

t i - 2 -

Anderzijds kan.- worden opgemerkt, dat het systeem een aan-uit systeem is en niet kan worden geregeld terwijl "bij hoog-opgroeiende teelt alleen op de hoogste plantdelen straling wordt omgezet in warmte. Een ander aspect is, dat de branders in de kas geïnstalleerd zijn en lucht uit de • 5 kas verbruiken zodat de zuurstoftoevoer naar de teelt wordt beïnvloedt. Bovendien zijn de stralingslichamen boven en in het midden van de kaskap geplaatst en voorzien van reflektoren, die veel schaduw op de teelt werpen. Tenslotte neemt de temperatuur,gezien in de richting van de buizen,in aanmerkelijke mate af, is derhalve ongelijkwaardig.

10 Doel van de uitvinding is een systeem voor centrale verwarming, dat zich bijzonder leent voor toepassing in de glastuinbouw zonder overigens 'daartoe beperkt te zijn, en die wat betreft . " energiebesparing ' evenwaardig is aan de bij de jongste ontwikkel lingen op dit gebied bereikte resultaten en met een nagenoeg continue 15 regelbaarheid van de warmte-afgifte ter aanpassing aan de heersende omstandigheden.

Volgens de uitvinding wordt nu een systeem voor centrale verwarming van het in de aanhef vermelde type verschaft, die daardoor is gekenmerkt, dat een of meer van de verwarmingslichamen uitgevoerd zijn 20 voor warmte-overdracht door straling en convectie. Door middel van de door convectie aan de omringende lucht overgedragen warmte kan aldus met het systeem volgens de uitvinding in de te verwarmen ruimte, zoals in een kas, een gemiddelde temperatuur als basistemperatuur, bij voorbeeld van ongeveer 10-12°C, worden ingesteld terwijl de door straling 25 overgedragen warmte op gerichte wijze zorgt voor een aanvullende verwarming, waar en in de mate dat gewenst is.

Bader uitgewerkt heeft het centrale-verwarmingssysteem volgens de uitvinding, waarbij stoom als warmt et ransportmedium wordt toegepast, tot kenmerk, dat een of meer van de ver- 30 warmingslichamen uitgevoerd zijn als een samenstel van een het stralings-element vormencfe deel, omvattende een in hoofdzaak horizontaal op te stellen stoomvoerend buisvormig orgaan, voorzien van een of meer reflektoren, en als het convectie-verwarmingselement vormende deel een of meer op het laagstgelegen deel van het buisvormige orgaan aan te 35 sluiten condensaatafvoerleidingen, elk voorzien van een condenspot.

800 4 3 43 α λ - 3 -

Het stoomvoerende buisvormige orgaan kan daarbij een normale buis met = ronde doorsnede zijn.

Men kan doelmatig verzadigde stoom van 13 "bar en 191°C toepassen. Indien men straling wenst met een hoger percentage aan straling van 5 hogere golflengte, dan kan ook oververhitte stoom worden toegepast, bij voorbeeld met een druk van 13 bar en een temperatuur tot 350°C.

Ter compensatie van in de stoomvoerende delen in de praktijk optredende krimp- en uitzettingsverschijnselen is het volgens een verdere uitwerking van de uitvinding doelmatig de stoomvoerende buizen van het stralingselement 10 op regelmatige af standen te voorzien van expansiebocht en, zoals op zichzelf bekend is ,en daarbij op het bij opstelling van het verwarmingslichaam laagste punt van dé' expansiebocht en de condenspotten aan te sluiten, die bij voorkeur van het omgekeerde emmer-type zijn.

Teneinde van de straling, die van de stoomvoerende buizen van het 15 stralingselement afkomt een zo hoog mogelijk percentage te krijgen op die plaats en waar dit voor de teelt het gunstigste is, worden op de buizen re-flektoren van aangepaste constructie geplaatst. Daarbij zal er in de praktijk naar worden gestreefd de stralingsintensiteit over het gehele bestraalde oppervlak zo gelijkmatig mogelijk te verdelen in welk geval de 20 stralingsintensiteit op korte afstand van de stoomvoerende buis zal moeten worden vergroot. Hiertoe wordt de stoomvoerende bids op een later nader toe te lichten wijze in langsrichting aan de bovenzijde daarvan voorzien van een M-vormige reflektor en in langsrichting aan de onderzijde van een met de M-vormige reflektor samenwerkende Λ-vormige reflektor.

25 Om praktische redenen worden de verwarmingslichamen van het centrale-verwarmingsysteem volgens de uitvinding in de langsrichting van de kap van de kas aangebracht, en met voordeel verticaal onder de in langsrichting lopende regengoten van een meer kappen omvattende kas, waardoor de lichtinval in de kas zo min mogelijk wordt belemmerd.

30 Het condensaat uit de condenspotten wordt via al of niet ge ïsoleerde leidingen, die onder het stralingselement laag bij de grond worden geplaatst,via het expansievat,waarin de druk door middel van een tegendrukregelaar wordt beheerst, naar de stoomketel als de centrale warmtebron gerecireuleerd. In het condensaat beschikbare warmte wordt 800 4343

« V

............... ...........-u- aldus in de vorm.van convectie aan de kasatmosfeer afgestaan.

De stoomtoevoer naar het stralingelement en daarmee de daarin heersende druk kan door op afstand bediende reduceertoestellen worden geregeld. Doordat, zoals bekend, tussen verzadigde stoomdruk en stoomt empera-5 tuur een rechtstreeks verband bestaat kan aldus ook de stoomt emperatuur in de tot het stralingselement behorende stoombuis worden geregeld. De hoeveelheid stralingswarmte die de stoombuis kan afstaan is op zijn beurt weer afhankelijk van de oppervlaktet emperatuur van de buiswand en evenredig met de vierde macht daarvan.

10 Door naar verhouding geringe wijziging van de oppervlakte- temperatuur van de wand van de stoombuis kan de warmte-overdracht door straling ;.dus sterk worden beïnvloed.

Analoog aan de mogelijkheid tot regeling:.van. de hoeveelheid over te dragen stralingswarmte kan de hoeveelheid aan de atmosfeer over te '15 dragen convectiewarmté worden geregeld en wel door regeling van de tegendruk in de condensaatafvoerleiding. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm wordt het centrale verwarmingssysteem volgens de uitvinding, waarbij stoom als het warmt et ransportmedium wordt toegepast, daarom voorzien van regelorganen waarmede de stoomdruk in de stoombuis van het stralings-20 element wordt beheerst respectievelijk van regelorganen waarmede de tegendruk in de condensaatafvoerleidingen, onafhankelijk van de regeling van de stoomdruk in het stralingselement, kan worden beheerst. Hierdoor is de mogelijkheid geboden de verhouding tussen de als basistemperatuur aan te houden temperatuur en de over te dragen stralingswarmte binnen 25 ruime grenzen in te stellen en een optimale aanpassing aan de gewenste ruimte-omstandigheden te realiseren.

Samenvattend kunnen als voordelen van het centrale-verwarmings-systeem volgens de uitvinding worden genoemd: x a. straling is te richten op plaatsen waar dit het meest gewenst is en 30 door keuze van vormgeving en plaatsing van de stralingsreflektoren kan de hoeveelheid stralingswarmte zodanig worden verdeeld dat de stralingsintensiteit over het gehele bestaande oppervlak gelijkmatig is; b. door de warmteverdeling in de kas zodanig te beheersen, dat via warmteoverdracht door convectie een basisruimteverwarming tot betrekkelijk lage 35 temperatuur wordt aangehouden en stralingswarmte rechtstreeks op de gewenste 800 4343 - 5 - plaats.wordt geworpen, "blijkt-een in energie-opzielit zuinig systeem te , zijn. verkregen; - c. goede regelbaarheid binnen wijde grenzen van zowel de via straling als via convectie over te dragen warmte, onafhankelijk van elkaar; 5 d. in de te verwarmen ruimte,zoals in een tuinbouwkas,vindt in tegen-. stelling tot heersende stralingsverwarmingssystemen geen zuurstofont-trekking door verbranding plaats; e. een grote mate van vrijheid bij de plaatsing van de componenten van het verwarmingslichaam.

10 De uitvinding wordt aan de hand van de tekening, die een op kasverwarming voor de glastuinbouw gericht uitvoeringsvoorbeeld van het centrale-verwarmingsysteem . weergeeft, nader toegelicht. In de tekening toont fig. 1 schematisch de plaatsing van de verwarmingslichamen in 15 een 6 kappen omvattende kas; fig- 2 eveneens schematisch het leidingdiagram van het centrale-verwarmingsysteem; fig. 3.. vergroot weergegeven en schematisch een tot het stra-lingselement behorende stoombuis en de aansluiting daarop van de 20 condensaatafvoerleiding via de condenspotten; fig. k schematisch en vergroot in dwarsdoorsnede de in combinatie met de stoombuis te gebruiken reflektoren, en fig. 5 de onder toepassing en plaatsing van de reflektoren volgens fig. 4 binnen de ruimte van een kap optredende verdeling van de 25 warmtestraling.

Door 1 is in fig. 1 een kas aangegeven die zes kappen omvat.

In de kap zijn in dwarsrichting op regelmatige afstanden in totaal 7 verwarmingslichamen aangebracht, voorgesteld door telkens de combinatie van een tot het stralingselement behorende stoombuis 2 en condensaat-30 afvoerleiding 3. De in fig. 1 weergegeven pijlen geven een mogelijke stralingswarmteverdeling weer, die echter van de toegepaste reflektoren afhankelijk is en waarop later (fig. 5) nog nader zal worden ingegegaan.

De verwarming van een kas van het in fig. 1 weergegeven type kan worden uit gevoerd met het centrale-verwarmingsysteem volgens fig. 2 , waar in 35 wederom door 2 de stoombuizen en door 3 de condensaatafvoerleidingen 800 4343 m v - 6 - aangegeven zijn. De condensaatafvoerleidingen 3 zijn elk op de stooil·-buizen 2 aangesloten via de condenspotten U en 5. Daarbij zijn de stoombuizen 2 ongeveer in het midden daarvan voorzien van een expansie-bocht 6 (fig. 3) waarop· de condenspotten 5 zijn aangesloten. Door 7 is een 5 weergegeven, geschikt voor het opwekken van stoom met een druk van 13 bar en 191°C; 8 is. een expansievat, 9 een pomp.

Van de. stoomketel voert een centrale leiding 10 uiteindelijk naar .de verwarmingslichamen zodanig, dat de. leiding 10 zich daarbij trapsgewijze vertakt in takken 11, 12 en 13, en elke tak wederom in twee takken voor TO stoomtoevoer aan telkens de buizen van een paar stralingselementen.

In elk van de takken 11, 12 en 13 is een regelklep 1k, 15 respec-.'. tievelijk Ί6 aangebracht voor regeling van de stoomtoevoer naar de buizen 2.

De loop van de condensaatafvoerleidingen is zodanig gekozen, dat TJ alvorens te worden aangesloten op de centrale condensretourleiding 17,deze-langs de kopse zijden van de kaskappen worden geleid, zoals schematisch door 18 en 19 is aangegeven.

Elk' van de tot een stralingselement behorende buizen 2 is voorzien van twee ten aanzien van de stralingsreflektie met elkaar samen-20 werkende reflektoren, de M-vormige reflektor 20 en de Λ-vormige contra-reflektor 21 (fig. U)‘, die binnen een kap van de kas aanleiding geven tot een stralingsverdeling zoals aangegeven in fig. 5· Daaruit kan worden afgeleid dat in een gebied verticaal onder de stralingselementen de stralingsintensiteit wordt getemperd in hoofdzaak onder invloed van 2? een door de contrareflektor 21 veroorzaakte schaduwwerking. Naar in dwarsrichting gezien verderaf gelegen gebieden werken de stralings-reflekties van de reflektoren 20 en 21 echter samen onder daar ter plaatse verhoging van de stralingsintensiteit.

Uiteraard kunnen aan het in de tekening getoonde en in het 30 voorgaande besproken centrale verwarmingsysteem wijzigingen worden aangebracht zonder dat daarbij "het kader van de uitvinding wordt verlaten.

In ieder geval is het centrale verwarmingsysteem volgens de uitvinding, dat in het bijzonder aan de hand van de toepassing voor kasverwarming is toegelicht, niet tot die toepassing beperkt, maar kan ook met voordeel 35 worden toegepast in bij voorbeeld gebouwen ter verwarming van grote ruimten.

800 43 43

Claims (4)

1. Systeem voor centrale verwarming, in het hij zonder voor verwarming van tuinbouwkassen, omvattende een centrale warmtebron» een een of meer vervarmingslichamen bevattend buizenstelsel voor circulatie van een stroombaar warmt etransportmedium van en naar de centrale warmtebron 5 via de op de warmte-afgiftepunten te plaatsen verwarmingslichamen, • middelen voor transport van het warmt et ransportmedium en regelmiddelen voor beïnvloeding van de door de verwarminglichamen op de afgiftepunteh over te dragen warmte, met het kenmerk, dat een óf meer van de verwarmingslichamen uitgevoerd zijn voor 10 warmte-overdracht door straling en convectie.

2. Systeem volgens conclusie 1, geschikt voor toepassing van stoom als warmt etransportmedium, met het kenmerk, dat een of meer van de verwarmingslichamen uitgevoerd zijn als een samenstel van een het stralingselement vormend deel, omvattende een in hoofdzaak 15 horizontaal op te stellen stoomvoerend buisvormig orgaan, voorzien van een of meer reflektoren, en als het convectie-verwarmingselement vormende deel een of meer op het laagstgelegen deel van het buisvormige orgaan aan te sluiten condensaatafvoerleidingen, elk voorzien van een condenspot.

3. Systeem volgens conclusie 2, de stoomvoerende delen waarvan 20 .voorzien zijn van een of meer expansiebochten, met het kenmerk, dat de tot het samenstel behorende condensaatafvoerleidingen ten minste aangesloten zijn op de expansiebochten in het stoomvoerende buisvormige orgaan. .. _ k. .. "Systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat ' 25 de condenspot van het omgekeerde-emmertype is. 5« Systeem.volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het stoomvoerende buisvormige orgaan in langsrichting aan de bovenzijde daarvan voorzien is van een M-vormige reflektor en in langsrichting aan de onderzijde van een met de M-vormige reflektor samenwerkende Λ-vormige 30 reflektor.

6. Systeem volgens conclusies 2-5, met het kenmerk, dat de stoomdruk in het stralings element vormende deel en de tegendruk in de condensaatafvoerleidingen van het convectieverwarmingselement vormende deel regelbaar zijn, onafhankelijk van elkaar. 800 43 43