SE435421B - Rokgasvermeatervinningsvermevexlare med ackumulering - Google Patents

Description

- fråaïcnasizs-e d.v.s. genom förbikoppling av värmeväxlaren.

Värmeväxlaren, i vilken värmeledningsvattnet uppvärmes av gaserna, har en relativt liten värmekapacitet. Motsvarande utsättes det i värme- växlaren uppvärmda vattnet för stora temperatursvängningar, som t.ex. avhänger av om värmepannan, från vilka gaserna kommer, redan är i drift eller ej. Vid den kända anordningen enligt DE-OS 1 907 413 leder dessa temperatursvängningar till motsvarande svängningar i värmekroppens temperatur i de uppvärmda utrymmena. Detta är lite störande så länge det rör sig om outnyttjade biutrymmen men har begränsad användning för uppvärmning av bostadsutrymmen.

I .Denna-nackdel elimineras enligt uppfinningen av temperaturutjäm- ningsbehållaren. Denna behållare fungerar som puffervolym som omvand- lar den ringa vattenmängden med stora temperatursvängningar, som kommer från värmeväxlaren, till en stor vattenmängd med en nästan konstant genomsnittlig temperatur. Den via inloppsröret till behållaren anslutna värmekroppen matas därvid med varmvatten med nästan konstant temperatur, såsom är önskvärt för ett behagligt boende._ Då det enligt uppfinningen även är möjligt att leda in kallt åter- loppsvatten, doserat direkt i behållaren; kan vattentemperaturen i be- hållaren och äàmed inloppstemperaturen för värmekroppen påverkas inom vida gränser. Denna möjlighet finns ej vid den kända anordningen enligt DE-OS l 907 413. Här är inloppstemperaturen för värmekroppen uteslutande beroende av gasernas temperatur och kan ej påverkas. ' Bestämmande för anordnandet av värmeväxlaren är å ena sidan bygg- nads- ooh konstruktionssynpunkter och å andra sidan värmetekniska syn- punkter. Sålunda kan värmeväxlaren, vilken t. ex. med fördel kan bestå av en kopparrörslinga, sträcka sig in i eldstadens förbränningskammare i eller in i_avgasröret, så att den på alla sidor kommer i kontakt med de heta förbränningsgaserna. Därigenom erhålles å ena sidan visserligen en god värmeöverföring från de heta gaserna till värmeväxlaren, men å andra sidan lämpar sig denna anordning mindre väl för separat efterin- stallation, och värmeväxlaren kan dessutom medföra den olägenheten, att den förminskar avgasrörets fria tvärsnittsarea.

Om värmeväxlaren anbringas kring avgasrörets yttre periferiella mantelyta, företrädesvis i form av en på avgasrörets skruvlinjeformigt lindad kopparrörslinga, blir avgasrörets genomströmningsarea icke för- minskad, och en efterinstallation på en redan befintlig värmelednings- anläggning är därvid utan vidare möjlig. Om kopparröret också lödes fast på avgasröret, erhålles dessutom också en mycket god värmeöver- gång från avgasröret till värmeväxlaren, vilken anordning sålunda möjliggör ett effektivt utnyttjande av avgasernas värmeenergi. 3- t 1so1s2s-a Denna utföringsform har också den fördelen, att värmeaggregatet enligt uppfinningen av tillverkaren kan levereras i fullständigt fär- digt, förfabricerat skick. Därvid kan sålunda värmeväxlaren och ev. även temperaturutjämningsbehållaren levereras redan fast monterade på ett rörstycke, så att det för värmeaggregatets installation endast kräves att ett motsvarande stycke av avgasröret ersättes med det med värmeväxlaren försedda rörstycket.

Det i värmeväxlaren uppvärmda vattnet uppsamlas i temperaturutjäm- ningsbehållaren och avges från denna tungdkraftsstyrteller med hjälp av en pump via rörsystemet till radiatorerna. Temperaturutjämningsbehål- laren ligger företrädesvis också an mot avgasröret, så att detta också kan avge ytterligare värme till utjämningsbehållaren för att hindra vattentemperaturen från att sjunka.

I en annan utföringsform av uppfinningen består värmeväxlaren av en behållare, som genomströmmas av värmeanläggningens vatten och genom vil- ken ett flertal av eldstadsgaserna genomströmmande värmerör är dragna. Även denna utföringsform lämpar sig särskilt för efterinstallation i en redan befintlig värmeanläggning på i det föregående angivet sätt.

Värmeväxlaren är ytterst enkelt konstruerad enär man för upptagandet av det vatten som skall uppvärmas använder en enkel behållare som är billig i tillverkning. Enär de heta gaserna från eldstaden ledes i ett flertal värmerör genom vattnet i behållaren, föreligger tillräcklig kontaktyta för värmeövergângen.

Särskilt enkel blir värmeväxlaren, om värmerören är dragna rätlin- jigt genom vattenbehållaren. Det användes därvid företrädesvis minst fyra värmerör för att även vid.en rätlinjig dragning av värmerören - säkerställa en tillräckligt stor kontaktyta mellan värmerören och det vatten som skall värmas.

I en vidareutveckling av denna utföringsform kan värmeväxlaren vara monterad på eldstadens förbränningskammare, och eldstadens avgaser kan därvid strömma direkt in i värmerören, vilka är sammanförda till en till avgasröret anslutbar utloppsstuts.

Denna utföringsform ger anordningen speciellt små ytterdimensioner, emedan värmeaggregatet enligt uppfinningen ansluter sig direkt till eld- stadens förbränningsrum.

Det erhålles dessutom ett speciellt effektivt utnyttjande av vär- met, emedan värmeaggregatets vattenbehållare står i direkt värmekontakt med väggen till eldstadens förbränningsrum.

Värmeaggregatet enligt uppfinningen kan användas i anslutning till varje konventionell värmeledningseldstad. Om värmeaggregatet anbringas på avgasröret från en centralvärmeanläggnings ångpanneeldstad, kan två Jam 5.264 a _ 4- till tre radiatorer av medelmåttig storlek matas av ett dylikt tillsats-” värmeaggregat. Försök har visat, att man på detta sätt kan åstadkomma god uppvärmning av en bostadsyta på 40 - 50 m2 vid normal takhöjd. Om värmëêgqregatet enligt uppfinningen är medplanerat redan vid installa- tionen av det konventionella värmesystemet, kan detta system dimensio- ,neras i motsvarande grad mindre än eljest. Om värmeaggregatet enligt _uppfinningen däremot installeras först efteråt, kan det konventionella fsystemets värmeeffekt reduceras i motsvarande grad. I varje fall är en besparing på ca. 15 - 30% av uppvärmningskostnaderna möjlig, vilket har visat sig vid försök. i :Även en separat efterinstallation av värmeaggregatet enligt upp- finningen är mycket enkel att utföra. Man behöver endast påai det före- gående beskrivet sätt avlägsna en del av det befintliga värmesystemets avgasrör.och i stället insätta det motsvarande, med värmeväxlaren och utjämningsbehållaren försedda rörstycket. Inlopps- och utloppsrören “ för de två eller tre radiatorer, som skall matas av värmeaggregatet enligt uppfinningen, kopplas bort från det befintliga värmelednings- kretsloppet och anslutes till värmeaggregatet enligt uppfinningen.

Värmeaggregatetfenligt uppfinningen kan också på synnerligen enkelt sätt användas i samband med en enkel rumsuppvärmningsanordning för uppvärmning av en bostadslägenhet e.d. För detta ändamål anordnas Å en kol-, olja- eller gaseldad ugn på sådant sätt, att den samtidigt kan värma upp två eller tre till varandra gränsande rum direkt. Denna ugn förses med ett värmeaggregat enligt uppfinningen, vars värmeväxlare omsluter ugnens avgasrör och dessutom också kan vara monterad på denna ugn. Givetvis kan värmeväxlaren också vara anordnad i ugnens förbrän- ningsrum. Detta värmeaggregat matar radiatorer, som är placerade i till rummet med ugnen icke gränsande rum. På detta sätt kan, förutom de tvâ eller tre av ugnen direkt uppvärmda rummen, ytterligare tre eller . fyra rum med en golvyta på vartdera ca. 15 - 18 m2 uppvärmas. Denna kombination av en ugn, som uppvärmer två eller tre rum direkt genom pstrålningsvärme, och ett värmeaggregat, som försörjer de övriga rummen med varmvattenuppvärmning, möjliggör uppvärmning av en hel bostads- lägenhet med hjälp av en enda eldstad. På grund av den sammanträngda och sålunda utrymmesbesparande'konstruktionen lämpar sig för detta användningsändamål särskilt den utföringsform av värmeaggregatet, vid vilken värmeväxlaren är anbragt omedelbart på ugnens förbränningsrum.

Installationen av detta slags lägenhetsuppvärmning är väsentligt enklare och billigare än vid användning av lägenhetsuppvärmning med varmvattensystem av förut känt slag. Dessutom uppnås genom det optimala? 5- 7801626-8 utnyttjandet av avgasvärmet härvid också en avsevärd minskning av värme- kostnaderna. Slutligen kan man på detta sätt förena ett varmvattensy- stems fördelar med ugns- eller kaminvärmesystemets. Speciellt under säsongsövergångstiderna är det nämligen ofta tillräckligt att elda upp ugnen endast under kortare tider, vilket medför en snabbare uppvärm- ning av de av denna ugn uppvärmda rummen genom strâlningsvärme. En dy- lik snabb, kortvarig uppvärmning är icke möjlig med konventionella varm- vattensvärmeanläggningar.

Några som exempel valda utföringsformer av uppfinningen skall här- efter beskrivas närmare i anslutning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 schematiskt visar ett värmeaggregat enligt uppfinningen, vilket är placerat på eldstaden till en centralvärmeanläggning; fig. 2 visar en andra utföringsform av värmeaggregatet enligt upp finningen, vilket är anbragt i anslutning till en lokal värmeanlägg- nings eldstad; fig. 3 visar schematiskt uppvärmningen av en bostadslägenhet med värmeaggregat enligt uppfinningen; fig. 4 visar en tredje utföringsform av värmeaggregatet enligt upp- finningen och fig. 5 visar en fjärde utföringsform av värmeaggregatet enligt upp- finningen.

I fig. l visas schematiskt användandet av ett värmeaggregat i an- slutning till ett centralvärmesystems panncentral.

Med 10 betecknas ett konventionellt centralvärmesystems eldstad resp. förbrännings- eller brännkammare, som eldas t. ex. med en olje- brännare 12. De heta avgaserna från förbränningen avgår genom ett av- gasrör l4; Den värmemediet innehållande pannan är icke visad på rit- ningen, liksom icke heller den konventionella panncentralens rörled- ningssystem. På avgasröret 14 är ett extra värmeaggregat anbragt. Detta består av en värmeväxlare l6 i form av ett kring avgasröret 14 skruv- linjeformigt lindat kopparrör samt en temperaturutjämningsbehållare 18.

Kopparröret 16 är genom lödförband fast förbundet med avgasrörets 14 utsida för att tillförsäkra god värmekontakt dem emellan. Företrädesvis är kopparröret 16 anbragt på ett separat stycke av avgasröret 14, så att värmeaggregatet också i efterhand kan monteras in i en förefintlig värmeanläggning på enkelt sätt.

Temperaturutjämningsbehållaren 18 ansluter sig med en halvcylind- risk mantelyta till en motsvarande del av avgasrörets 14 mantelyta.

Värmeväxlaren 16 och temperaturutjämningsbehållaren 18 är i serie inkopplade i ett varmvattenvärmesystems slutna omkoppsledningsanordning. :7801 626-'8 a 6- Denna rörledningsanordning består av ett från temperaturutjämnings- behållaren 18 utgående matar- eller inloppsrör 20, i vilket vid behov en cirkulationspump 22 kan vara inkopplad. Genom matarröret 20 matas två varmvattenradiatorer 24; Ett återlopps- eller returrör 26 leder till värmeväxlaren 16. Vidare är varmvattenrörsystemet på vanligt sätt utrustat med ett expansionskärl 28, en manometer 30, en säkerhetsven~ 'til 32 och en utblâsnings- eller pysventil 34. _ I ,Genom en särskild inloppsstuts 36 kan returvattnet från returröret§ 26 under förbigående av värmeväxlaren 16 ledas direkt in i temperatur* V .utjämningsbehâllaren 18. Ej visad blandarventil möjliggör en dosering eller reglering av det kalla returvatten, som direkt genom inloppsstut-1 sen 36 ledes in i temperaturutjämningsbehållaren 18.

Qslutligen är temperaturutjämningsbehållaren l8 försedd med ett ej visat, ytterligare utlopp, som medger påfyllning av friskt vatten i rörå systemet. : :Värmeaggregatets arbetssätt är följande: De heta avgaserna från eldstaden 10, vilka genom avgasröret l4_ledes till skorstenen, värmer upp vattnet i värmeväxlaren 16. Det sålunda uppvärmda vattnet strömmar in i temperaturutjämningsbehâllaren 18, vilket tjänar som vattenmaga- É sin för rörledningssystemet. Genom temperaturutjämningsbehâllarens 18 É kontakt med avgasröret 14 hindras vattnet i temperaturutjämningsbehål- 2 laren l8;från att svalna. Från temperaturutjämningsbehållaren 18 matas radiatorerna 24 genom inlopps-eller matarröret 20. Det i radiatorerna 24 avkylda vattnet strömmar via returröret tillbaka till värmeväxlaren ,l6,_där det uppvärmes på nytt. En del av det avkylda returvattnet kan i reglerad mängd genom inloppsstutsen 36 överföras direkt till tempe- raturutjämningsbehållaren 18 för inställningavnmtarvattnets temperatur, till avsett värde. Vattnets cirkulation i rörsystemet kan ske tyndkraftj styrt (genom termosifonverkan) eller med hjälp av pumpen 22.

I fig. 2 visas ett annat tillämpningsexempel för värmeaggregatets användning. Där detaljerna av den i fig. 2 visade anläggningen överens-Å stämmer med den i fig. l visade anläggningen, är de försedda med samma 4 hänvisningsbeteckningar, och i detta avseende hänvisas till beskriv- ningen i anslutning till fig. 1.

Den väsentliga skillnaden mellan den i fig. 2 visade anläggningen och anläggningen enligt fig..l består i att värmeaggregatet icke är anbragt på eldstaden till en konventionell centralvärmeanläggning, utan: på eldstaden till en lokalvärmeledningsanordning. Lokalvärmeaggregatet består av en värmekamin eller ugn 38 e.d., som eldas med en olje- eller: gasbrännare 40. Givetvis kan kaminen eller ugnen 38 också vara kol- 72801626--8 v. eller kokseldad. Värmeaggregatets värmeväxlare 16 är inmonterad direkt i värmeugnen 38.Vänmafiàdaren l6 kommer därigenom i omedelbar kontakt med de heta förbränningsgaserna i värmeugnen eller kaminen 38.

Värmeugnen 38 användes för direkt uppvärmning av bostadsrum över- vägande genom strålningsvärme. Värmekaminen eller -ugnen 38 kan, så när som på den insatta värmeväxlaren 16, i stor utsträckning överensstämma med konventionella spiselugnar. Denna ugnsinsats är företrädesvis för- sedd med ett invändigt foder, vilket exempelvis kan vara utfört galler- formigt för att möjliggöra en så obehindrad genomströmning av stålnings- värme som möjligt och förhindra kontakt med värmeaggregatets heta yta.

I stället för en gallerformig stålplåt, kan också en invändig beklädnad med stavar eller stänger av smidesjärn komma till användning. Slutli- gen kan värmeinsatsen också förses med en värmemagasinerande inklädnad, t. ex. av kakelplattor e.d.

Vid användandet av en dylik värmeinsats 38 får värmeväxlaren 16 givetvis icke vara placerad i själva förbränningskammaren. Värmeväxlaren 16 kan självfallet också vara anordnad omslutande värmeinsatsens 38 avgasrör 14 på samma sätt som visas i fig. 1.

Enär värmeinsatsen 38 värmer upp det omgivande rummet huvudsakligen genom det i-sidled utstrålade värmet, är det dessutom också möjligt att anbringa värmeaggregatets värmeväxlare direkt på värmeinsatsens 38 övre yta.

I fig. 3 visas ett exempel på, hur en bostadslägenhet av typ etage- våning kan uppvärmas på optimalt sätt med användning av värmeaggregatet enligt uppfinningen. Man använder en värmeinsats 38, som eldas från hallen 42. Denna insats sträcker sig in i två rum, t.ex. dagligrummet 44 och en barnkammare 46. Dessa båda rum 44 och 46 samt hallen 42 upp- värmes alltså av insatsen 38 direkt medelst strålningsvärme. De övriga rummen i lägenheten värmes upp medelst varmvattenradiatorer, som matas av värmeaggregatet enligt uppfinningen. I exemplet enligt fig. 3 finns två sådana värmeaggregat. Det ena aggregatets värmeväxlare 16 kan exempelvis vara placerat inuti värmeinsatsens 38 brännkammare, såsom visas i fig. 2. Detta värmeaggregat matar t. ex. radiatorerna 24 i två andra barnkammare 48. Det andra värmeaggregatets värmeväxlare 16 kan exempelvis omsluta avgasröret 14, såsom visas i fig. 1, eller vara pla- cerat på översidan av värmeinsatsen 38. Medelst detta andra värmeaggre- gat uppvärmes de övriga rummens radiatorer 24, exempelvis radiatorerna i sovrummet 50, matrummet 52 och köket 54.

På detta sätt är det sålunda möjligt att värma upp hela den i fig. 3 visade etagevåningen medelst en enda värmeapparat, vilken dessutom

Claims (10)

8- 5 0 0 7so1e2ß-a kan eldas från hallen. _ Vid den i fig. 4 visade utföringsformen är en värmeväxlare såsom en konstruktiv, kompakt enhet inkopplad i.en värmeväxlares avgasrör 14. Värmeväxlaren har en inloppsstuts SÉ, som är ansluten till avgasröret 14. Inloppsstutsen 56 förgrenar sig i fyra värmerör 58, vilka parallellt med varandra sträcker sig rätlinjigt uppåt för att därefter återigen mynna i en gemensam utloppsstuts 60. Till utloppsstutsen 60 ansluter sig därefter en fortsättningsdel av avgasröret 14. Värmerören 58 om- slutes av en behållare 62, som är fylld med värmeanläggníngens vatten, så att detta vatten på alla sidor står i beröring med värmerören 58. 'Behållaren 62 är genom en nedre stuts 26 förbunden med returled- ningen från de radiatorer som skall matas. En övre stuts 20 leder till en ej visad temperaturutjämningsbehâllare, till vilken inloppsledningen till de radiatorer som skall matas är ansluten. I fig. 5 visas en fjärde utföringsform av värmeaggregatet. I denna utföringsform är behållaren 62 placerad direkt på eldstadens brännkam- mare 10 och bildar dennas övre Väqä. De raka, vertikalt uppåt sig sträck andra värmerören 58 sträcker sig direkt ut ur brännkammaren 10, går ¿ genom behållaren 62 och mynnar vid dennas övre.ände i en gemensam ut- loppsstuts 60, till vilken avgasröret 14 är anslutet. I motsats till utföringsformen enligt fig. 4, sker vid utförandet enligt fig. 5 vattnets uppvärmning i behållaren 62 icke enbart med den heta avgas som strömmar genom värmerören 58, utan därjämte också med de heta förbränningsgaserna i brännkammaren 10, vilka kommer i kontakt med: behâllarens 62 bottenyta. Såsom framgår av ritningen, lämpar sig utförandet enligt fig. 4 särskilt väl för att i efterhand förse en värmeanläggning med värme- aggregatet enligt uppfinningen, enär värmeväxlaren med lätthet kan mon-, teras in i-en befintlig värmeanläggnings avgasrör från eldstaden. Ut- ; föringsformen enligt fig. 5 ger däremot en väsentligtkompaktare konst- ruktion av den av eldstad och_värmeaggregat bestående anordningen, så att denna utföringsform lämpar sig särskilt för uppvärmning av etage- våningar o.d., vid vilka eldstaden och värmeaggregatet är placerade synliga i de rum som skall uppvärmas. Patentkrav

1. l. Värmeaggregat för vatüænåkmehahüigar, anordnat att anslutas till en, befintlig värmepanna eller liknande, bestående av en med de heta avga- serna frân värmepannans eldstad i kontakt stående värmeväklare och minst en värmekropp, som via matar- eller inloppsrör och återlopps- eller i vaousze-s i 9- returrör är förbunden med värmeväxlaren, k ä n n e t e c k n a t a v att en temperaturutjämningsbehållare (18) är seriekopplad in i inlopps- röret (20) mellan värmeväxlaren (16 resp. 62) och värmekroppen (24) och att nämnda temperaturutjämningsbehållare via en med en doserventil för- sedd inloppsstuts (36) är förbunden med âterloppsröret (26).

2. Aggregat enligt patentkrav 1, keä n n e t e c k n a t a v att värmeväxlaren (16) består av en rörslinga, företrädesvis av koppar.

3. Aggregat enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att värmeväxlaren (16) sträcker sig in i de heta gaserna i värme- pannans brännkammare (38) eller in i värmepannans avgasrör (14).

4. Aggregat enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att vårmeväxlaren (16) omsluter avgasröret (14) från en värmeappa- rats eldstad (10, 12) i kontakt med rörets mantelyta. _

5. Aggregat enligt patentkrav 4, k ä n n e t'e c k n a t a v att röret är godsfast förbundet med mantelytan på ett i avgasröret (14) insättbart rörstycke, exempelvis genom lödförband.

6. Aggregat enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att även temperaturutjämningsbehållaren (18) är fast förbunden med det i avgasröret (14) insättbara rörstycket.

7. Aggregat enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a t a v att temperaturutjämningsbehållaren (18) har en halvcylindrisk väggyta, med vilken den ligger an mot avgasrörets (14) mantelyta.

8. Aggregat enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v att värmeväxlaren består av en behållare (62), som genomgås av ett fler- tal värmerör (58), vilka genomströmmas av avgaserna från värmeanlägg- ningens (10, 12) eldstad.

9. Aggregat enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a t a v att minst fyra värmerör (58) sträcker sig rätlinjigt genom värmeväxlarens vattenbehållare (62).

10. Aggregat enligt något av patentkrav 9 eller 10, k ä n n e - t e c k n a t a v att värmeväxlaren är placerad ovanpå eldstadens (10, 12) brännkammare (10) och eldstadens avgaser inträder direkt i värmerören (58), vilka är sammanförda till en till avgasröret (14) an- slutbar utloppsstuts (60).