PL203807B1 - Sposób i urządzenie do wykorzystania ciepła gorącego powietrza - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wykorzystania ciepła gorącego powietrza. Sposób oraz urządzenie znajdują zastosowanie w wszystkich układach wytwarzających ciepło, którego część z uwagi na niepełną sprawność energetyczną unoszona jest do atmosfery.

W dotychczasowych systemach ciepła woda użytkowa wytwarzana jest w układach wytwarzających ciepło jak: piece węglowe, gazowe, olejowe, elektryczne, czy nawet systemy kolektorów słonecznych. Piece te zasadniczo wykorzystywane są do ogrzewania powierzchni mieszkalnych, czy użytkowych, jednakże obecnie coraz częściej eksploatowane są tzw. piece dwufunkcyjne gdzie oprócz dostarczania ciepła do pomieszczeń tym samym urządzeniem dostarcza się również ciepłą wodę użytkową. Układy te są w obecnym stanie bardzo efektywne, jednakże coraz częściej z powodu coraz wyższych cen nośników energii wypierane są poprzez systemy ogrzewania powietrznego, szczególnie ostatnio popularnego ogrzewania przy pomocy kominków z wkładami i układami rozprowadzania ciepłego powietrza. Kominki te, aczkolwiek tanie w eksploatacji nie posiadają układów do dostarczania ciepłej wody użytkowej.

Znane są również z literatury fachowej systemy ogrzewania powietrznego w oparciu o piece nadmuchowe firm York, Carier, Lennox. W sposobie tym, piece nadmuchowe służące do ogrzewania powietrznego posiadają wymiennik ciepła zwany ogniowo-powietrznym, dzięki czemu ciepło pochodzące ze spalania paliwa jest przekazywane bezpośrednio krążącemu w systemie powietrzu. Układy te również nie posiadają systemów dostarczania ciepłej wody użytkowej i konieczne jest zastosowanie podgrzewaczy wody, np. gazowych, czy elektrycznych.

Znane są również układy kominkowe z płaszczem wodnym zabudowanym bezpośrednio w wkładzie kominka. Układy te dostarczają bezpośrednio ogrzaną ciepłą wodę uż ytkową. Wadą tych urządzeń jest zabudowanie płaszcza wodnego w środku kominka przez co następuje znaczne wychładzanie kominka co znacznie zmniejsza temperaturę spalania. Niedopalone cząsteczki łączą się wtedy z parą wodną i osiadają w przewodzie dymowym. Szybko następuje wtedy degradacja komina i rośnie zagrożenie jego poż arem.

Znany jest ze zgłoszenia do Urzędu Patentowego nr P 326330 sposób odbioru ciepła od czynnika grzewczego w wymienniku ciepła, zwłaszcza kotłów wodnych centralnego ogrzewania. Sposób ten polega na doprowadzeniu gorącego czynnika grzewczego np. w postaci spalin z komory reakcyjnej do kanału wymiennika ciepła w którym znajdują się elementy zwane zawirowaniami spalin oraz elementy radiacyjne. Przeciwne powierzchnie kanałów są omywane przez ogrzewaną wodę. Elementy radiacyjne zwiększają strumień ciepła przekazywany od czynnika grzewczego do czynnika ogrzewanego. W sposobie tym spaliny ogrzewając wymiennik ciepła powodują po pewnym czasie znaczne jego zabrudzenie poprzez osadzanie się sadzy na wymienniku przez co znacznie ograniczają jego wydajność.

Znany jest z patentu USA nr 4084745 „System wykorzystania ciepła odpadowego”. W systemie tym wymiennik ciepła wykonany jest w postaci zwiniętej w spiralę rurki z radiatorami pomiędzy zwojami której przepływają gorące gazy spalinowe. Zawory regulujące temperaturę są ustawiane tak, aby w wypadku gdy temperatura otoczenia jest poniż ej 70 stopni F medium ogrzewane przez gazy spalinowe przepuszczane jest na drugi wymiennik ciepła, który przejmuje świeże powietrze wlotowe wentylacyjne, aby ogrzać je przed wejściem do budynku. Kiedy temperatura przekracza 70 stopni F zawory automatycznie przełączają się, aby kierować ogrzane medium do trzeciego wymiennika ciepła, aż osiągnie ono temperaturę określoną zapobiegającą skraplaniu.

Wynalazek ten ma na celu odzyskiwanie i wykorzystanie ciepła odpadowego np. z kuchni przemysłowych. Zastosowanie gorącego powietrza w postaci spalin znacznie zanieczyszczonych lub ciepła odpadowego z kuchni przemysłowych posiadającego znaczne ilości tłuszczy przy spiralnie zwiniętych rurkach z radiatorami powoduje szybkie „zaklejenie” rurek i w efekcie spadek wydajności wymiennika.

W sposobie według wynalazku na drodze ciepłego powietrza w dowolnym miejscu w rurze i/lub kanale powietrznym instaluje się wymiennik powietrzno-wodny, który w znany sposób łączy się z instalacją wykorzystującą podgrzaną wodę. Wymiennik powietrzno-wodny instaluje się korzystnie w bliskiej odległoś ci od miejsca wykorzystania ciepłej wody użytkowej.

Urządzenie do wykorzystania ciepła gorącego powietrza zawiera obudowę w kształcie skrzynki lub walca połączoną z obu końców do rur, lub kanałów powietrznych ogrzewania kominkowego, warPL 203 807 B1 stwę ocieplającą, uszczelnienia, wymiennik powietrzno-wodny typu radiatorowego. Wymiennik zawiera co najmniej dwa połączone ze sobą moduły.

Przedmiot wynalazku zostanie dokładniej przedstawiony w przykładzie wykonania. Do ogrzewania domu zastosowano kominek opalany drewnem w którym zabudowano wkład wraz z instalacją do rozprowadzania gorącego powietrza do poszczególnych pomieszczeń. W pomieszczeniu na drodze gorącego powietrza w bliskiej odległości łazienki w rurze montuje się wymiennik powietrznowodny, które w znany sposób łączy się z instalacją ciepłej wody użytkowej otrzymując ciepłą wodę dla celów sanitarnych.

W innym przykł adzie wykonania na drodze ciepł a gorą cego powietrza wymiennik powietrznowodny instaluje się dla połączenia z instalacja ogrzewania podłogowego pokoju i/lub łazienki. W innym przykładzie wykonania w instalacji ogrzewania gorącym powietrzem przy pomocy pieca nadmuchowego na drodze ciepłego powietrza w pobliżu łazienki instaluje się wymiennik powietrzno-wodny, które w znany sposób łączy się z instalacją ciepłej wody użytkowej.

Urządzenie do wykorzystania ciepła gorącego powietrza według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia urzą dzenie w widoku z boku a fig. 2 przedstawia urządzenie z dwoma modułami. Przedstawione na fig. 1 urządzenie zawiera obudowę 1 w kształcie skrzynki lub walca połączoną z obu końców do rur 6, 7 lub kanałów powietrznych, warstwę ocieplającą 2, uszczelnienia 3, wymiennik powietrzno-wodny typu radiatorowego 4. Wymiennik radiatorowy 4 zawiera co najmniej dwa połączone z sobą moduły 5. Posługiwanie się urządzeniem według wynalazku jest następujące. W czasie zabudowy wkładu kominkowego instalujemy rury do rozprowadzania powietrza do poszczególnych pomieszczeń. Na jednym z ciągów rur powietrznych 6, 7 w pobliżu łazienki instalujemy wymiennik powietrzno-wodny. Układ wodny wymiennika 4 łączymy z instalacją ciepłej wody w łazience. W trakcie opalania pomieszczeń kominkiem otrzymujemy ciepłą wodę. Zastosowanie sposobu wykorzystania ciepła przyniesie znaczne oszczędności przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Claims (4)

1. Sposób wykorzystania ciepła gorącego powietrza rozprowadzanego za pośrednictwem rur i/lub kanałów powietrznych, znamienny tym, że na drodze ciepłego powietrza w dowolnym miejscu w rurze i/lub kanale powietrznym instaluje je się wymiennik powietrzno-wodny (4), który w znany sposób łączy się z instalacją wykorzystującą podgrzaną wodę.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymiennik powietrzno-wodny (4) instaluje się korzystnie w bliskiej odległości od miejsca wykorzystania ciepłej wody użytkowej.

3. Urządzenie do wykorzystania ciepła gorącego powietrza, znamienne tym, że zawiera obudowę (1) w kształcie skrzynki lub walca połączoną z obu końców do rur (6), (7) lub kanałów powietrznych, warstwę ocieplającą (2), uszczelnienia (3), wymiennik powietrzno-wodny typu radiatorowego (4).

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wymiennik radiatorowy (4) zawiera co najmniej dwa połączone ze sobą moduły (5).