RU2749629C2 - Система обогрева с теплоизлучающими полосами - Google Patents

Abstract

Система обогрева с теплоизлучающими полосами, содержащая горелку (5), размещенную в несущей конструкции (3) и снабженную камерой (6) сгорания и средствами (8) питания топливной смесью, а также вентилятор (9), размещенный в несущей конструкции (3), снабженный крыльчаткой (10), введенной в канал (4) рециркуляции и работающей на всасывание, чтобы принудительно направить текучую среду-носитель (F), которая проходит через теплоизлучающие полосы (2). Горелка (5) является горелкой с предварительным смешиванием и содержит головку (12) для сжигания подходящей цилиндрической формы, снабженную металлической сеткой (13), на которой происходит сжигание, и простирающуюся в камеру (6) сгорания по меньшей мере на участке (7'), на протяжении которого она проходит в канале (4) рециркуляции. Средства (8) питания горелки (5) содержат модулирующий нагнетатель (14), который всасывает регулируемый поток, и электропневматический управляемый клапан (15), который соединен с источником газа и с модулирующим нагнетателем (14), к которому он присоединен с возможностью направлять поток газа в зависимости от количества воздуха, всасываемого модулирующим нагнетателем (15), которые смешиваются вместе в модулирующем нагнетателе (15) и инжектируются последним в головку (12) для сжигания, чтобы получить факел пламени на ее цилиндрической сетке (13). 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе обогрева с теплоизлучающими полосами согласно ограничительной части основного независимого п. 1 формулы изобретения.

Система, предлагаемая в соответствии с настоящим изобретением, предназначена для применения в целях обогрева обстановок обычно большого размера и, главным образом, зданий и, более конкретно, промышленных и коммерческих зданий и строений, таких как депо, гаражи, склады, ангары, супермаркеты, большие торговые центры или другие здания и строения.

Таким образом, система согласно настоящему изобретению относится к области теплотехники или к области техники, связанной с изготовлением систем обогрева.

Уровень техники

Системы обогрева с теплоизлучающими полосами известны и уже применяются некоторое время, особенно в промышленности. Такие системы содержат одну или несколько образующих замкнутый контур теплоизлучающих труб, приспособленных для крепления к потолку или к стене помещения, подлежащего обогреву, и допускающих похождение внутри них нагретой текучей среды-носителя, представленной отработавшими газами, как детальнее пояснено в данном документе ниже, для того, чтобы обогревать окружающую среду, главным образом за счет излучения.

Теплоизлучающие полосы представлены металлическими трубами, обычно изготовленными из алитированной листовой стали, которые заведены в помещение, подлежащее обогреву, на протяжении в несколько десятков метров, а именно на протяжении вплоть до 100-150 метров.

Теплоизлучающая полоса образует замкнутый контур, заданный подводящей трубой и обратной трубой, соединенными друг с другом на соответствующих концах, чтобы достичь замыкания контура и обеспечить возможность рециркуляции в их внутреннем пространстве текучей среды-носителя, которая представлена, в частности, отработанными газами.

Система содержит также горелку, введенную в камеру сгорания, которая может быть частично размещена внутри начального участка подводящей трубы теплоизлучающей полосы.

Горелка соединена с первым средством питания топливом, в частности сжатым газом, и со вторым средством питания веществом, поддерживающим горение, в частности воздухом, для получения в горелке смеси, которая обеспечивает реакцию горения и приводит к образованию горячих дымовых газов, которые непосредственно вводятся в контур теплоизлучающей полосы, нагревая текучую среду-носитель, которая в нем протекает, и, в свою очередь, образована сожженным отработанным газом.

Система содержит также вентилятор, работающий на всасывание, который расположен на концевом участке обратной трубы теплоизлучающей полосы вблизи горелки. Последний в частности представляет собой вентилятор такого типа, который работает при атмосферном давлении с многопламенными трубками Вентури. Вентилятор системы, описанной в данном документе, приспособлен для всасывания текучей среды-носителя, которая проходит через подводящую трубу и обратную трубу теплоизлучающей полосы, и для вдувания части такой текучей среды-носителя сбоку по отношению к горелке, чтобы обеспечить возможность ее рециркуляции.

Предусмотрен также дымоход для выпуска дымовых газов, соединенный, предпочтительно, с замкнутым контуром теплоизлучающей полосы в соединителе рядом с вентилятором и горелкой, который удаляет ту головную часть циркулирующей текучей среды-носителя, которая заменяется новыми отработанными газами, образовавшимися в горелке.

Системы с теплоизлучающими полосами имеют коробчатый несущий корпус, в котором размещено следующее: горелка с ее камерой сгорания, вентилятор для осуществления циркуляции отработанных газов, средства для инжекции воздуха и газа в камеру сгорания и соединитель между подводящей трубой и обратной трубой с отводом для дымохода для выпускаемого дымового газа.

Предпочтительно коробчатый несущий корпус системы расположен в среде, являющейся внешней по отношению к среде, подлежащей обогреву.

В системах с теплоизлучающими полосами в основном применяются два типа горелок, а именно горелки с всасыванием воздуха и горелки с воздушным дутьем.

В горелках с всасыванием воздуха воздух всасывается естественным образом с помощью топлива благодаря каналу, который имеет участок, сужающийся на конце, в который вводится топливо. Воздух, поддерживающий горение, поступающий из внешней среды, обычно всасывается в горелку из-за разрежения, создаваемого внутри горелки имеющими избыточное давление струями топливного газа, и из-за разрежения, создаваемого вентилятором на подводящей трубе теплоизлучающей полосы, связанной с горелкой. Более конкретно, вторые средства питания воздухом содержат камеру, сообщающуюся с камерой сгорания и с внешней средой, через которую воздух, поддерживающий горение, поступающий из внешней среды, всасывается в горелку.

Горелки с воздушным дутьем предусматривают, что воздух вводится в горелку принудительным образом благодаря вентилятору, расположенному выше по потоку от горелки. В горелку в этом случае подается смесь топлива и воздуха, поддерживающего горение, которые смешиваются вместе в сопле ввода в горелку; вследствие этого воздух и газ достигают самой горелки уже в виде смеси. Факел пламени, образуемый с помощью такой горелки с воздушным дутьем, является довольно коротким и распространяющимся по ограниченному объему.

Несколько примеров вышеуказанных систем известного типа описано в документах DE 9103004, US 2009/042155, WO 2006/120717, ЕР 0391818 и ЕР 0248629.

Системы с теплоизлучающими полосами известного типа, в которых применяются горелки всасывающего типа, имеют различные недостатки.

Первый недостаток заключается в том, что отработанные газы, удаляемые через дымоход, содержат большое количество загрязнителей и, в частности, высокое процентное содержание NOx.

Вторым недостатком является то, что смесь газа и воздуха, поддерживающего горение, не оптимизирована для различных требуемых величин мощности горелки, в результате чего система характеризуется низким термическим КПД.

Кроме того, при использовании известных на момент создания изобретения горелок с всасыванием воздуха часто существует опасность того, что будут наблюдаться обратные ходы пламени; в действительности, если вентилятор всасывающего типа, который определяет циркуляцию дымовых газов, не создает достаточно высокое разрежение для передачи подходящего разрежения даже на начальный участок подводящей трубы теплоизлучающей полосы, то есть, таким образом, даже внутри камеры сгорания, то в таком случае горелка не может всасывать такое количество воздуха, поддерживающего горение, которое необходимо для сжигания топлива, подаваемого к ней, в результате чего могут наблюдаться представляющие опасность явления обратных ходов пламени, сопровождаемые даже опасностью возникновения взрывов.

Для того чтобы ограничить опасность возникновения таких явлений, известные системы вышеупомянутого типа снабжены вентилятором большой мощности, способным обеспечить создание внутри подводящей трубы теплоизлучающей полосы разрежения, достаточного для обеспечения всасывания достаточных количеств воздуха, поддерживающего горение. Однако это предполагает увеличение расходов на изготовление системы, увеличение расходов на техническое обслуживание и эксплуатацию самой системы обогрева, а также почти отсутствие контроля качества сгорания.

С другой стороны, основным недостатком систем с теплоизлучающими полосами известного типа, которые имеют горелку с воздушным дутьем, является потребность в высоких производственных расходах, так как они должны быть снабжены камерой сгорания, выполненной с оптимальными характеристиками стойкости к термическому удару, которому обязательно подвергается сама камера во время работы системы, и так как они должны снабжаться вентилятором высокой мощности, приспособленным для создания необходимого завихрения для обеспечения полного смешивания топлива и воздуха, поддерживающего горение, которые направляются к головке горелки.

К тому же системы с теплоизлучающими полосами с горелкой с воздушным дутьем удаляют через дымоход газы с высоким процентным содержанием NOx.

Кроме того, как в системах с теплоизлучающими полосами с горелкой с всасыванием воздуха, так и в системах с теплоизлучающими полосами с горелкой с воздушным дутьем в устройстве для сжигания имеют место значительные рассеяния тепла, которое частично рассеивается во внешнюю среду, где часто находится такое устройство, и которое отчасти предполагает размещение тепловой изоляции для того, чтобы предотвратить разрушение электронных устройств, клапанов и других компонентов для оснащения горелки, которые размещены внутри одного и того же устройства в камере рядом с горелкой.

Кроме того, как системы с теплоизлучающими полосами с горелкой с всасыванием воздуха, так и системы с теплоизлучающими полосами с горелкой с воздушным дутьем обычно имеют одно- или двухступенчатое управление мощностью или с модуляцией только с одной газовой стороны, так как применение непрерывной и комбинированной модуляции (воздуха и газа) таких горелок связано с большими стоимостными затратами.

В последнее время на рынке предлагаются так называемые горелки с предварительным смешиванием, которые обеспечивают полное смешивание воздуха, поддерживающего горение, и топливного газа в вентиляторе, который питает головку для сжигания.

Такие горелки позволяют значительно уменьшить приток NOx, тем не менее до настоящего времени они не нашли применения в области систем с теплоизлучающими полосами, так как при высоких мощностях, требуемых для таких систем, необходим большой объем, в котором происходит распределение факела пламени и осуществляется теплообмен, что является несовместимым с нормальным размером теплоизлучающих полос. Кроме того, камера сгорания и подводящая труба, которая ее окружает, будут подвергаться воздействию чрезмерно высоких температур, что будет отрицательно сказываться на их механической прочности также в довольно ограниченные периоды времени.

Раскрытие изобретения

В связи с вышеуказанным задачей настоящего изобретения является устранение недостатков вышеупомянутых известных технических решений путем создания системы обогрева с теплоизлучающими полосами, которая дает возможность существенно уменьшить приток токсичных газов, в частности процентное содержание NOx, по сравнению с существующими на момент создания изобретения системами с теплоизлучающими полосами.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание системы обогрева с теплоизлучающими полосами, которая может осуществлять модуляцию мощности, подаваемой очень экстенсивным образом, в соответствии с фактическими потребностями пользователей и в очень короткие периоды времени.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание системы обогрева с теплоизлучающими полосами, которая является безопасной и абсолютно надежной в эксплуатации.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание системы обогрева с теплоизлучающими полосами, которая обладает простотой в изготовлении и имеет невысокую стоимость изготовления.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание системы обогрева с теплоизлучающими полосами, которая нуждается в простом и недорогом техническом обслуживании.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание системы обогрева с теплоизлучающими полосами, которая характеризуется низким потреблением газа и электроэнергии и, в связи с этим, низкими эксплуатационными расходами.

Краткое описание графических материалов

Технические характеристики изобретения согласно вышеуказанным задачам очевидны из содержимого прилагаемой формулы изобретения, а его преимущества будут более очевидны из следующего ниже подробного описания, составленного со ссылкой на прилагаемые графические материалы, которые отображают несколько вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в качестве примера и не носящих ограничительный характер, в которых:

- на фиг. 1 показана схема системы обогрева с теплоизлучающими полосами, объекта настоящего изобретения;

- на фиг. 2 показан вид в перспективе узла системы обогрева с теплоизлучающими полосами, объекта настоящего изобретения, относящегося к несущей конструкции всех его основных элементов, причем некоторые детали удалены для того, чтобы нагляднее показать остальные детали;

- на фиг. 3 показан первый вид узла системы обогрева с теплоизлучающими полосами, изображенного на фиг. 2, в разрезе, выполненном вдоль вертикальной плоскости;

- на фиг. 4 показан второй вид узла системы обогрева с теплоизлучающими полосами, изображенного на фиг. 2, в разрезе, выполненном вдоль горизонтальной плоскости;

- на фиг. 5 показана кинематическая схема работы управляемого клапана для средств питания горелки системы, объекта настоящего изобретения, в зависимости от потока воздуха, который подает модулирующая крыльчатка этой же системы;

- на фиг. 6 показан вид в перспективе узла системы обогрева с теплоизлучающими полосами, объекта настоящего изобретения, в соответствии первым вариантом осуществления, в котором на дымоходе для дымовых газов предусмотрен теплообменник, который направляет предварительно нагретый воздух в систему питания;

- на фиг. 7 показан вид в перспективе узла системы обогрева с теплоизлучающими полосами, объекта настоящего изобретения, в соответствии со вторым вариантом осуществления, в котором, также и в этом случае, на дымоходе для дымовых газов предусмотрен теплообменник, который направляет предварительно нагретый воздух в промежуточное пространство, образованное кожухом, расположенным снаружи относительно канала рециркуляции дымовых газов;

- на фиг. 8 показан вид в перспективе узла, изображенного на фиг. 7, из которого можно понять, как организована связь предварительно нагретого воздуха, выходящего из теплообменника, с промежуточным пространством кожуха.

Подробное описание

В прилагаемых графических материалах система с теплоизлучающими полосами, объект настоящего изобретения, обозначена ссылочной позицией 1.

Система 1 обогрева согласно настоящему изобретению предназначена для применения для обогрева обстановок большого объема, то есть характеризующихся большими площадями и большими высотами, обычно в промышленных и коммерческих зданиях и строениях, таких как депо, гаражи, склады, ангары, супермаркеты, торговые центры, кинотеатры и т.д.

В частности, система 1, предлагаемая в соответствии с настоящим изобретением, предназначена для установки в помещении, подлежащем обогреву, на расстоянии от пола помещения и с ориентацией, которые выбираются соответствующим образом для обеспечения желаемого обогрева выбранной зоны помещения.

Система 1 обогрева, объект настоящего изобретения, содержит контур теплоизлучающих полос 2, выполненных с возможностью крепления к потолку или к стене помещения, подлежащего обогреву, остающихся подвешенными и отстоящими от пола самого помещения, а также приспособленными для прохождения внутри них текучей среды-носителя F, чтобы обогревать саму комнату за счет излучения.

Конечно, теплоизлучающие полосы 2 системы 1, вместо того, чтобы крепиться непосредственно к потолку или к стене, могут также крепиться к балкам, или к колоннам, или к стоечным опорам, связанным с ними, или к любой конструкции, обеспечивающей возможность безопасного поддержания самих теплоизлучающих полос 2 и, таким образом, системы 1, не выходя за пределы объема охраны, определяемого патентом на настоящее изобретение.

Вышеуказанные теплоизлучающие полосы 2 образованы металлическим трубами, протяженность которых составляет несколько десятков метров и, в частности, даже вплоть до 100-150 метров.

Преимущественно вышеуказанные металлические трубы получают начиная с непрерывной полосы из металлического материала, например из алитированной стали, которую формируют в виде спирали и закрепляют вдоль ее продольных краев так, чтобы изготовить изделие трубчатой формы в соответствии со способами производства, которые сами по себе являются известными специалисту в данной области техники.

Система 1, изображенная на прилагаемых фигурах и подробно описанная в данном документе ниже, содержит подводящую трубу 2' и обратную трубу 2'', соединенные вместе на соответствующих концах с тем, чтобы образовать замкнутый контур и обеспечить возможность циркуляции внутри него текучей среды-носителя F. Разумеется, система 1 может содержать ряд теплоизлучающих полос 2, не выходя за пределы объема охраны, определяемого патентом на настоящее изобретение.

Система 1 обогрева содержит несущую конструкцию 3 предпочтительно коробчатой формы и выполненную из металла, например, изготовленную из стали, преимущественно расположенную в среде, являющей внешней по отношению к обстановке, подлежащей обогреву, в которой вместо этого размещены теплоизлучающие полосы 2.

Внутри несущей конструкции 3 размещен канал 4 рециркуляции, который обеспечивает взаимное соединение начального участка 3' и концевого участка 3'' контура теплоизлучающих полос 2, а точнее начального участка 3' подводящей трубы 2' и концевого участка 3'' обратной трубы 2'' контура с теплоизлучающими полосами 2.

Таким образом, две трубы - подводящая и обратная трубы 2', 2'' ведут одним их концом к несущей конструкции 3, тогда как на другом конце они предпочтительно соединены известным на данный момент общепринятым образом с помощью 180-градусного соединителя или U-образного соединителя, или с помощью множества соединителей различной протяженности, не показанными на прилагаемых фигурах поскольку они являются хорошо известными для специалиста в данной области техники.

Таким образом, система 1 содержит горелку 5, размещенную в несущей конструкции 3 и снабженную камерой 6 сгорания, ограниченной цилиндрической стенкой 7, которая простирается так, что заходит в канал 4 рециркуляции на первом участке 7', на котором она наружной стороной соприкасается с текучей средой-носителем F, и на втором участке 7'', которым она простирается в контур теплоизлучающих полос 2, начиная от начального участка 3' подводящей трубы 2'.

Также горелка 5 содержит, что само по себе является общепринятым, средства 8 питания топливной смесью, соединенные с камерой 6 сгорания, в которой происходит сжигание топливной смеси, а также образование в результате этого продуктов Р сгорания, обеспечивающих возможность нагрева текучей среды-носителя F путем смешивания с ней на выходе камеры 6 сгорания.

Внутри несущей конструкции 3 размещен вентилятор 9, который снабжен крыльчаткой 10, установленной в канале 4 рециркуляции и работающей на всасывание, чтобы принудительно направить текучую среду-носитель F в контур теплоизлучающих полос 2 от концевого участка 2В к начальному участку 2А.

Топливо находится, преимущественно, в газообразном виде и представлено, например, метаном, или может находиться в сжиженном виде и быть представлено, например, сжиженным нефтяным газом.

Часть отработанных газов, всосанных с помощью вентилятора 9 и не направленных в канал 4 рециркуляции по направлению к горелке 5 для замыкания контура текучей среды-носителя F, направляется в дымоход 11, в котором, вследствие этого, создается повышенное давление.

В соответствии с идеей, лежащей в основе настоящего изобретения, горелка 5 является горелкой с предварительным смешиванием и содержит цилиндрическую головку 12 для сжигания, которая снабжена металлической сеткой 13, на которой происходит сжигание. Цилиндрическая головка 12 для сжигания простирается в камеру 6 сгорания, преимущественно, по меньшей мере на первом участке 7' ее стенки 7 для обеспечения ее равномерного нагрева изнутри вдоль ее протяженности, который наружной стороной равномерно соприкасается с текучей средой-носителем F, которая поступает из канала 4 рециркуляции, и охлаждается ею.

Более конкретно, средства 8 питания горелки 5 содержат модулирующий нагнетатель 14, который приводится в действие с помощью двигателя с регулируемой скоростью вращения (преимущественно бесщеточного типа), чтобы всасывать регулируемый поток воздуха, и управляемый, то есть с пропорциональным открытием для газа, клапан 15, который с одной стороны соединен с источником питающего газа, а с другой стороны - с входом модулирующего нагнетателя 14, чтобы вводить в него поток газа.

Средства 8 питания горелки извлекают поток газа из источника газа через управляемый клапан 15 в зависимости от количества воздуха, всасываемого модулирующим нагнетателем 14. Затем поток воздуха и поток газа тщательно смешиваются друг с другом внутри модулирующего нагнетателя 14, чтобы после этого быть инжектированными в виде смеси в головку 12 для сжигания, вызвав тем самым появление факела пламени, преимущественно радиального, на ее цилиндрической сетке 13.

Управляемый клапан 15 управляется таким образом, что его открытие и закрытие происходят преимущественно пропорциональным образом непосредственно под действием потока воздуха, всосанного модулирующим нагнетателем 14 с помощью средств управления.

Такие средства управления могут быть пневматическими, механическими или электронными.

Например, управляемый клапан 15 может характеризоваться для такой цели пропорциональным открыванием с пневматическим управлением путем приема сигнала давления обработанного потока воздуха или всаса модулирующего нагнетателя 14.

Или же управление управляемым клапаном может осуществляться механическим способом путем постепенного приведения в действие, которое реагирует переменным образом на расход воздуха, всасываемого управляемым клапаном.

Такие средства управления открытием клапана 15 газа в зависимости от расхода потока воздуха, подаваемого нагнетателем 14, являются известными для специалиста в данной области техники и схематически показаны на фиг. 5 и не требуют дополнительных пояснений по причине простоты их изготовления.

Аналогичным образом может быть предусмотрено электронное устройство управления, которое будет регулировать скорость вращения модулирующего нагнетателя 14, например, в зависимости от тепла, требующегося для пользователей, и которое будет электронным способом выявлять производительность модулирующего нагнетателя 14 для того, чтобы в результате настроить клапан 15, также, возможно, обеспечивая при этом оптимизацию параметров горения на основе других параметров, таких как температура, влажность или выбросы в дымоходе 11.

Благодаря настоящему изобретению рабочие характеристики горелки 5 с предварительным смешиванием в системе обогрева с теплоизлучающими полосами 1 используются синергично путем обеспечения охлаждения камеры 6 сгорания, в которой в противном случае достигались бы недопустимые температуры при конструкции с теплоизлучающими полосами, в результате рециркуляции потока самых холодных газов текучей среды-носителя F с наружной стороны по всему первому участку 7' стенки 7 камеры 6 сгорания, который, соответственно, нагревается также изнутри за счет излучения от цилиндрической головки 12 для сжигания горелки 5.

Нагрев стенки 7 камеры сгорания происходит также за счет излучения металлической сеткой 13 цилиндрической головки 12 камеры сгорания горелки 5, на которой происходит сжигание. Факел пламени на сетке является очень компактным и, предпочтительно, радиальным и, таким образом, обеспечивает возможность излучения сеткой тепла по направлению к стенке 7.

Кроме того, преимущественно, для удлинения факела пламени с повышением его стабильности цилиндрическая головка 12 для сжигания горелки 5 с предварительным смешиванием простирается в камеру 6 сгорания с прохождением за пределы ее первого участка, проходит при этом через начальный участок 2А контура теплоизлучающих полос 2 на протяжении отрезка длины L, более короткого, чем второй участок 7'', которым камера 6 сгорания простирается в подводящую трубу 2'.

В соответствии с предпочтительными характеристиками настоящего изобретения предусмотрен кожух 16, расположенный снаружи относительно канала 4 рециркуляции, с которым он образует промежуточное пространство 17. Последнее сообщается с внешней средой посредством первого отверстия 18 и сообщается со всасом модулирующего нагнетателя посредством первого канала 19 питания.

Таким образом, воздух, всосанный модулирующим нагнетателем 14 через первый канал 19 питания и промежуточное пространство 17, нагревается при контакте с каналом 4 рециркуляции, отводя тепло от текучей среды-носителя F, с тем, чтобы снабдить модулирующий нагнетатель 14 предварительно нагретым воздухом.

Кроме того, предпочтительно, канал 19 питания воздухом содержит камеру 20, снабженную стенкой 21, которая отделяет ее от канала 4 рециркуляции и в которой предусмотрено второе отверстие 22 для прохождения части F' потока текучей среды-носителя F. К тому же стенка 21 снабжена третьим отверстием 25 для установления сообщения камеры 20 с промежуточным пространством 17.

Такая часть F' потока текучей среды-носителя F образована отработанными газами, причем концентрация кислорода в отработанных газах, перед этим вышедших из горелки 6, таким образом, является намного более низкой, чем концентрация кислорода в наружном воздухе.

Вследствие этого часть F' потока текучей среды-носителя F смешивается в камере 20 с атмосферным воздухом, поступающим из первого отверстия 18, дополнительно нагревает его и образует смесь воздуха с концентрацией кислорода более низкой, чем концентрация кислорода в атмосферном воздухе, и которая питает модулирующий нагнетатель 14.

Смесь с низкой концентрацией кислорода позволяет дополнительно уменьшить содержание NOx, образующегося при сжигании на головке 12 и затем выпускаемого с помощью дымохода 11.

Выбор части F' потока текучей среды-носителя F преимущественно осуществляется таким образом, чтобы смесь, направляемая к модулирующему нагнетателю 14, характеризовалась процентным содержанием кислорода, равным примерно 15-18%, в отличие от приблизительно 20,9%, которым обычно характеризуется наружный воздух.

Два вышеупомянутых отверстия, то есть первое отверстие 18 для впуска атмосферного воздуха и второе отверстие 22 для впуска части F' потока текучей среды-носителя F, могут регулироваться с помощью запорного клапана (не показан) для уменьшения прохождения атмосферного воздуха и/или части F' потока текучей среды-носителя F в текучую среду, поддерживающую горение.

В соответствии с преимущественным вариантом осуществления, показанным на фиг. 6, система 1 содержит также теплообменник 26, который связан с дымоходом 11 и принимает воздух из внешней среды по меньшей мере через одно отверстие 27.

Воздух, который поступает в теплообменник 26, обменивается теплом с отводимыми дымовыми газами дымохода 11, нагреваясь при этом, чтобы снабжать модулирующий нагнетатель 14 предварительно нагретым воздухом через второй канал 28 питания воздухом. Благодаря теплообменнику 26 отводимые дымовые газы дымохода 11 охлаждаются с удалением более холодных дымовых газов в атмосферу со значительной экономией энергии, преимущественно при более низкой температуре, чем температура конденсации для возврата скрытого тепла и, следовательно, значительного количества тепла.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 7 и 8, предварительно нагретый воздух из теплообменника 26 направляется посредством второго канала 28 питания воздухом в рассмотренное выше промежуточное пространство 17, которое окружает канал 4 рециркуляции или, по меньшей мере, частично соприкасается с ним, и сообщается с всасом модулирующего нагнетателя 14 посредством первого канала 19 питания. Как следует из указанного выше, такой первый канал 19 питания воздухом также может в этом случае содержать камеру 20, которая принимает из второго отверстия 22 часть F' потока текучей среды-носителя F.

Несущая конструкция 3 содержит технический отсек 24, в котором размещены вентилятор 9 (или его двигатель) и средства 8 питания горелки 5.

Такой технический отсек 24 отделен от канала 4 рециркуляции перегородкой 23, которая, если предусмотрено всасывание части F' потока текучей среды-носителя F, частично образована стенкой камеры 20.

Охлаждение канала 4 рециркуляции с помощью воздуха, который проходит через промежуточное пространство 17, дает возможность уменьшить количество изоляции или даже исключить эту изоляцию, которая в противном случае необходима и отделяет его от смежного технического отсека 24, температура в котором является достаточно низкой для того, чтобы содержать в нем вентилятор 9 и средства 8 питания без опасности из разрушения.

В соответствии с описанной выше горелкой с предварительным смешиванием топливо и вещество, поддерживающее горение, смешиваются перед сжиганием. Такое техническое решение дает возможность очень экстенсивно осуществлять модуляцию подводимой мощности, обеспечивая тем самым возможность повышения рабочего КПД, так как способность к модуляции мощности и, следовательно, подача тепла, позволяет удовлетворить текущие потребности пользователей, при этом уменьшается количество действий включения/выключения, которые необходимы при использовании горелок, которые не позволяют в значительной степени осуществлять модуляцию и которые работают с недостаточной или избыточной мощностью. Модуляция факела пламени этой горелки позволяет изменять температуру дымовых газов и, следовательно, текучей среды-носителя, в зависимости от наружной температуры, чтобы оптимизировать рабочие характеристики. Кроме того, факел пламени этой горелки подразумевает компактную геометрию, которая позволяет сохранять низкий уровень шума, что приводит также к ограниченной акустической эмиссии в дымоходе, предоставляя тем самым важные преимущества в отношении комфорта.

Вследствие этого выраженные таким образом экспериментальные данные обеспечивают решение поставленных задач.

Claims (26)

1. Система обогрева с теплоизлучающими полосами, которая содержит:

по меньшей мере один контур теплоизлучающих полос (2), выполненных с возможностью крепления к потолку или к стене помещения, подлежащего обогреву, и приспособленных для прохождения внутри них нагретой текучей среды-носителя (F) для осуществления обогрева указанного помещения за счет излучения;

несущую конструкцию (3);

канал (4) рециркуляции, размещенный в указанной несущей конструкции (3), обеспечивающий взаимное соединение начального участка (2А) и концевого участка (2В) указанного контура теплоизлучающих полос (2);

горелку (5) с предварительным смешиванием, размещенную в указанной несущей конструкции (3) и снабженную:

- камерой (6) сгорания, ограниченной цилиндрической стенкой (7), которая простирается так, что заходит в указанный канал (4) рециркуляции на первом участке (7'), на котором она соприкасается наружной стороной с указанной текучей средой-носителем (F);

- средствами (8) питания топливной смесью, соединенными с указанной камерой (6) сгорания, в которой происходит сжигание указанной топливной смеси и образование продуктов сгорания, пригодных для нагрева указанной текучей среды-носителя (F);

- цилиндрической головкой (12) для сжигания;

- вентилятором (9), размещенным в указанной несущей конструкции (3), снабженным крыльчаткой (10), введенной в указанный канал (4) рециркуляции и работающей на всасывание, чтобы принудительно направить указанную среду-носитель (F) в указанный контур теплоизлучающих полос (2) от указанного концевого участка (2В) к указанному начальному участку (2А),

отличающаяся тем, что:

указанная цилиндрическая стенка (7) имеет продолжение в виде второго участка (7''), которым она простирается в указанный контур теплоизлучающих полос (2) начиная от его начального участка (2А);

цилиндрическая головка (12) для сжигания указанной горелки (5) снабжена металлической сеткой (13), на которой происходит сжигание, при этом она простирается в указанную камеру (6) сгорания по меньшей мере на первом участке (7') ее указанной цилиндрической стенки (7) так, чтобы равномерно нагревать указанный первый участок (7') цилиндрической стенки, который равномерно соприкасается наружной стороной с текучей средой-носителем (F) указанного канала (4) рециркуляции;

средства (8) питания указанной горелки (5), содержат:

- модулирующий нагнетатель (14), который приводится в действие с помощью двигателя с регулируемой скоростью вращения для осуществления всасывания регулируемого потока воздуха,

- управляемый клапан (15), который выполнен с возможностью соединения с источником питания газом и соединен с указанным модулирующим нагнетателем (14), к которому он присоединен с возможностью направлять поток газа в зависимости от количества воздуха, всасываемого указанным модулирующим нагнетателем (14); причем поток воздуха и поток газа смешиваются вместе в указанном модулирующем нагнетателе (14) и инжектируются последним в виде смеси в указанную цилиндрическую головку (12) для сжигания для получения факела пламени на ее цилиндрической сетке (13).

2. Система обогрева по п. 1, отличающаяся тем, что цилиндрическая головка (12) для сжигания указанной горелки (5) с предварительным смешиванием простирается в указанную камеру (6) сгорания за пределы первого участка (7') ее стенки (7), проходя через начальный участок (2А) указанного контура теплоизлучающих полос (2) на отрезке длины (L), который короче, чем второй участок (7'') стенки (7) указанной камеры (6) сгорания.

3. Система обогрева по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит кожух (16), расположенный с наружной стороны относительно указанного канала (4) рециркуляции, образуя с последним промежуточное пространство (17), сообщающееся с внешней средой посредством первого отверстия (18) и с всасом указанного модулирующего нагнетателя (14) посредством первого канала (19) питания, для снабжения указанного модулирующего нагнетателя предварительно нагретым воздухом.

4. Система обогрева по п. 3, отличающаяся тем, что указанный первый канал (19) питания содержит камеру (20), снабженную стенкой (21) для отделения от указанного канала (4) рециркуляции и в которой предусмотрено по меньшей мере одно второе отверстие (22) для прохождения части (F') текучей среды-носителя (F), которая смешивается в указанной камере (20) с атмосферным воздухом, поступающим из указанного первого отверстия (18), образуя смесь с низким содержанием кислорода, которая питает указанный модулирующий нагнетатель (14).

5. Система обогрева по п. 4, отличающаяся тем, что в указанных первом и/или втором отверстиях (18, 22) предусмотрен связанный с ними запорный клапан для уменьшения прохождения окружающего воздуха и/или части (F') потока указанной текучей среды-носителя (F).

6. Система обогрева по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит электронный блок управления, соединенный с указанным модулирующим нагнетателем (14) и с указанным управляемым клапаном (15) и выполненный с возможностью регулирования расхода смеси, подлежащей инжекции в горелку (6), и соотношения воздуха и газа в указанной смеси.

7. Система обогрева по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что двигатель указанного модулирующего нагнетателя (14) является двигателем бесщеточного типа.

8. Система обогрева по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что управляемый клапан (15) указанных средств (8) питания указанной горелки (6) является пневматическим регулирующим клапаном, получающим сигнал давления потока воздуха, обработанного указанным модулирующим нагнетателем (14).

9. Система обогрева по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что металлическая сетка (13) цилиндрической головки (12) для сжигания указанной горелки (5), на которой происходит сжигание, нагревает стенку (7) указанной камеры (6) сгорания за счет излучения.

10. Система обогрева по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанная несущая конструкция (3) содержит перегородку (23), которая отделяет канал (4) рециркуляции от технического отсека (24), в котором размещены указанный вентилятор (9) и указанные средства (8) питания указанной горелки (5).

11. Система обогрева по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один теплообменник (26), который связан с указанным дымоходом (11) и который принимает воздух из внешней среды через по меньшей мере одно отверстие (27) и снабжает указанный модулирующий нагнетатель (14) воздухом, предварительно нагретым в указанном теплообменнике (26), через по меньшей мере один второй канал (28) питания.

12. Система обогрева по п. 11, отличающаяся тем, что воздух, предварительно нагретый в указанном теплообменнике (26), направляется посредством указанного второго канала (28) питания в указанное промежуточное пространство (17).

Images