SI9600139A - Kombinirana nizkotemperaturna peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode - Google Patents

Abstract

Predmet izuma je kombinirana nizkotemperaturna peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, ki je prirejena za uporabo tako trdnega goriva (premog, les, ipd.), plinskega ali tekočega goriva (kurilno olje) in električnega dogrevanja z možnostjo priključitve odprtega ali zaprtega sistema sončnega ogrevanja (sončnih kolektorjev) ali toplotnih črpalk v sam sistem centralnega ogrevanja. Kombinirana nizkotemperaturna peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode po izumu rešuje zastavljen tehnični problem s konstrukcijo peči, ki prevzema valjasto obliko pri čemer je peč funkcionalno razdeljena na tri dele in ima dva ločena kurišča (6,7). V spodnjem delu peči je nameščen še toplotni izmenjevalec (2’) za sanitarno vodo, pri čemer je zgornja tretjina (A) peči namenjena ogrevanju sanitarne vode, srednja tretjina (B) je izpolnjena z osnovnima kuriščema, spodnja tretjina (C) pa namenjena predgrevanju ogrevalne in sanitarne vode pri čemer voda, ki je speljana skozi sistem (10) radiatorske verige kroži tudi v sistemu (11) verige sončnih kolektorjev.

Description

KOMBINIRANA NIZKOTEMPERATURNA PEČ ZA CENTRALNO OGREVANJE PROSTOROV IN SANITARNE VODE

Predmet izuma je kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, ki je prirejena za uporabo tako trdnega goriva (premog, les, ipd.), plinskega ali tekočega goriva (kurilno olje) in električnega dogrevanja ob možnosti priključitve odprtega ali zaprtega sistema sončnega ogrevanja. Izum spada v razreda F 24 H 1/22 oz. F 24 J 02/02 mednarodne patentne klasifikacije.

Tehnični problem, ki ga predložen izum zadovoljivo rešuje, je konstrukcijska rešitev in izvedba peči in celotnega sistema centralnega ogrevanja, ki bosta omogočala pripravo tople vode za centralno ogrevanje prostorov, kakor tudi pripravo sanitarne vode z kombinacijo vseh dosedaj 5 znanih goriv (trdnih, tekočih in/ali plinastih in sončne enregije) ob enostavnih povezavah in čimbolj racionalni izvedbi samega sistema ob čimmanjšem onesnaževanju okolja in enostavni priključitvi in čiščenju.

Sistemi centralnega ogrevanja, ki vključujejo bolj ali manj kombinirane peči za centralno ogrevanje imajo v načelu to slabo lastnost, da je sam sistem podrejen primarnemu načinu uporabe same peči. Pri pečeh na tekoča goriva so kurišča v glavnem manjša, bojlerji za sanitarno vodo pa izvedeni v sami peči ali pa se uporabljajo s pečjo povezani dvoplaščni bojlerji. Pri dogrevanju s sistemi sončnega ogrevanja ali toplotnih črpalk sta oblika in položaj kurišča nasproti bojlerju za sanitarno vodo takšna, da is ni možno racionalno delovanje npr. samo centralnega ogrevanja oz. samo ogrevanja sanitarne vode. Poleg tega pa imajo tudi peči za centralno ogrevanje, ki rešujejo zastavljen tehnični problem v pogledu optimalnega izkoriščanja kalorične vrednosti trdnega, plinastega ali tekočega goriva bolj ali manj neuspešno oblikovan kurilni prostor. Najobičajnejša konstrukcijska rešitev kurilnega prostora povzema štirioglato zasnovo, pri kateri je spodnji del vodno hlajena rešetka ali navadna rešetka, zgornji del pa je izveden v obliki dimnega kanala, ki vodi v dimno komoro, ta pa je speljana do priključka za dimno cev. Za boljši izkoristek peči so v izgorevalnem prostoru izvedeni posamezni zamiki, napolnjeni z ogrevalno vodo, ki vodijo dimne pline včasih tudi navzdol, kar povzroča težave pri vleku peči.

Priključki za odvzem sanitarne vode, odvzem tople vode ter povratek 5 hladne vode pri centralnem ogrevalnem sistemu ter priključki sončnega ogrevanja so pri standardnih izvedbah sistemov in peči izvedeni na takih višinah, da ne omogočajo maksimalnega izkoristka posameznega ogrevalnega medija.

Dogrevalni element, ki ga v obstoječih rešitvah navadno predstavlja 10 električni grelec, je ponavadi vgrajen na takem mestu, da ne omogoča racionalne izrabe samo dela peči (npr. pri delovanju samo za ogrevanje potrošne vode) ampak ogreva še ostalo vodo v peči, kar povzroča dodatne izgube energije in zato večjo porabo.

Pomanjkljivost znanih konstrukcij kurišč peči za centralno kurjavo je is tudi v tem, da ne omogočajo optimalnega in nemotenega poteka plamena, ki zato ne more ogrevati vseh površin napolnjenih z vodo. Zato so v tovrstnih pečeh izvedene posebne vodno hlajene površine, preko katerih vodimo plamen in dimne pline, ki oddajajo toploto ogrevalni vodi. Te vodno hlajene površine največkrat povzročijo slabši vlek peči, kar se posebno odraža v samem izkoristku peči, kakor tudi v onesnaževanju okolja.

Ena izmed rešitev, ki delno rešuje zastavljen tehnični problem je opisana v Sl patentu št. 9300163. Pri kombinirani peči za centralno ogrevanje po tem patentu je zastavljen tehnični problem rešen s konstrukcijo štirioglato obliko kurišča s poševno izvedenim dimnim kanalom, ki se v višini zgornjih vrat prelomi ter vodi dimne pline naravnost v dimnovodno cev pri čemer je toplotni izmenjevalec nameščen pod rešetko kurišča, priključitev oljnega ali plinskega gorilca je predvidena na zgornjih vratih.

Nad vodoravno nameščeno dimnovodno cevjo pa je predviden prostor za namestitev električnih ogreval medtem ko je na vrhu modula vgrajen še bojler za sanitarno vodo. Rešitev ne rešuje zastavljenega tehničnega problema v popolnosti, saj je konstrukcija opisane peči zahtevna za izdelavo ter poleg tega zahteva še dodatne pogoje v zvezi z namestitvijo in uporabo peči in jo je težko vzdrževati.

Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode po izumu rešuje zastavljen tehnični problem s is konstrukcijo peči, ki povzema valjasto obliko pri čemer je peč funkcionalno razdeljena na tri dele in ima dva ločena kurišča. V spodnjem delu peči je nameščen še toplotni izmenjevalec za sanitarno vodo, pri čemer je zgornja tretjina peči namenjena ogrevanju sanitarne vode, srednja tretjina je izpolnjena z osnovnima kuriščema, spodnja tretjina pa namenjena predgrevanju ogrevalne in sanitarne vode pri čemer voda, ki je speljana skozi radiatorje kroži tudi v sistemu sončnega ogrevanja.

Izum bomo podrobneje obrazložili na osnovi izvedbenega primera in slik, od katerih kaže:

slika 1 prerez kombinirane nizkotemperaturne peči za centralo ogrevanje prostorov in sanitarne vode po izumu vključene v sistem centralnega ogrevanja;

slika 2 prerez A-A kurišča 6 za plinasta oz. tekoča goriva.

Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, vključena v sistem centralnega ogrevanja, je v prerezu io prikazana na sliki 1. Osnovna oblika peči je valjasto oblikovano telo 1, katerega dimenzije so odvisne od moči za katere je peč grajena. Celotna peč lahko glede na njeno delovanje funkcionalno razdelimo na tri dele. V zgornji tretjini A telesa 1 je nameščen potopni bojler 2 za sanitarno vodo, ki ga obliva ogrevalna voda 3. Odvzem tople sanitarne vode je izveden na is priključkih a in b na vrhu bojlerja 2 oz. telesa 1, medtem ko je dotok mrzle vode na priključku c lahko izveden tako, da prihaja mrzla voda skozi toplotni izmenjevalec 2’, ki je nameščen v spodnji tretjini C telesa 1. Takšna izvedba dovoda mrzle potrošne vode v peč po izumu ima več prednosti. Na ta način se mrzla potrošna voda pregreje že v spodnji tretjini C s pomočjo sončne energije, istočasno pa se ohlaja ogrevalna voda v spodnjem delu peči, kar je ugodno za kroženje vode v celotni peči in boljše izkoriščanje sončne energije.

Dogrevanje sanitarne vode, oz. priprava ogrevane sanitarne vode takrat, kadar celotna peč ne deluje, je možno s pomočjo električnega grelnega elementa 4, ki je vtaknjen v bojler 2 z vrha.

Tik pod dnom bojlerja 2 in v isti višini s priključkom d za odvzem tople 5 vode za ogrevanje radiatorjev je nameščen tudi električni grelni element 5, ki služi kot dodatni vir za ogrevanje oz. dogrevanje vode, ki jo vodimo v sistem 10 radiatorske verige. Priključek d leži na meji med zgornjo tretjino in srednjo tretjino B telesa 1, ki je izpolnjena z kuriščem 6, valjaste oblike z vložkom, namenjenim kurjenju s tekočimi gorivi oz. plinom in pod njim io ležečim kuriščem 7 namenjenim kurjenju s trdimi gorivi (premog, drva). Kurišče 7 je preko dimnega kanala 8 povezano z kuriščem 6, od koder so dimni plini speljani v dimniški nastavek 9.

Med kuriščem 6 in kuriščem 7 je izveden priključek e za povratek hladne vode iz sistema 10 radiatorske verige, medtem, ko sta priključka f is in g, nameščena na dnu spodnje tretjine C telesa 1, namenjena priključitvi sistema 11 verige sončnih kolektorjev.

Sistem 11 verige sončnih kolektorjev, ki je v izvedbenem primeru opremljen z odprto ekspanzijsko posodo, je s cevko 11’ povezan s zgornjim delom peči po izumu. S to povezavo je omogočeno enostavno odzračevanje peči po izumu in ni potrebno dodajati še posebnega odzračevalnega ventila.

Kurišče 6 peči po izumu je v prerezu prikazano na sliki 1. Kurišče 6 ima izveden vložek, ki ga sestavljajo prečno postavljeni elementi 12,13,14 oblike podolgovatih valjev oz. valjasto oblikovanih posod z dvojnimi stenami, tako, da se v njih lahko pretaka ogrevalna voda. Sredinsko nameščena elementa 12 in 13 imata manjša premera in obliki praznih valjev, medtem ko ima element 14 obliko valjaste posode. Elementa

12,13 ležita v elementu 14. Enakomerno medsebojno oddaljenost sten med elementi 12,13 in 14 zagotavljajo distančniki 15.

Opisana namestitev elementov 12,13 in 14 podaljšuje pot dimnih plinov v kurišču 6, kar je tudi razvidno iz slike 1. Pri prikazani namestitvi gorilca 16 v vratcih 6' seva plamen v element 12, potek ogretih dimnih plinov pa io je prikazan s puščicami. Dimni plini pri svojem prehodu do odprtine 9 dimniškega nastavka praktično ogrevajo elemente 12, 13 in 14 najprej po notranjem in nato še po zunanjem plašču, kar močno poveča samo ogrevalno površino in s tem tudi izboljša izkoristek kurišča. Ogrevalna voda se hitreje segreva, izgube toplote so manjše, is Kurišče 6 ima na enem koncu izvedena vratca 6' v katerih je nameščen gorilec 16. Vratca 6' in 7' kurišč 6 in 7 so preko cevi 18 povezana tako, da se tudi v njih pretaka ogrevalna voda.

Namestitev posameznih sklopov peči, predvsem pa namestitev in višinski položaj posameznih priključkov od a do g omogoča optimalno izrabo tako same peči kot tudi vsakega od uporabljenih ogrevalnih virov.

V prehodnih obdobjih, oz. ob lepem sončnem vremenu, se ogrevalna voda 3 ogreva v sistemu 10 sončnih kolektorjev ter dviga v tretjini C proti vrhu. Ob kurišču 6 se ogrevalna voda 3 ogreje na delovno temperaturo in skozi priključek d s pomočjo črpalke 24 kroži v sistemu 10 radiatorske verige. Povratek te vode je skozi priključek e. Ogreta ogrevalna voda 3 pa ogreva tudi bojler 2 in v njem sanitarno vodo.

Priključka d in e sistema 10 radiatorske verige sta izvedena na takih mestih, da s kuriščema 6 ali 7 ni potrebno ogrevati celotne količine ogrevalne vode 3 ampak le 1/3 te vode. Električno grelno telo 5 ogreva tako samo del ogrevalne vode 3 za sistem 10 radiatorske verige, medtem ko električno grelno telo 4 ogreva sanitarno vodo.

Avtomatika za upravljanje peči po izumu omogoča reguliranje io posameznih sklopov oziroma delov peči tako, da je delovanje peči ob trenutnem izboru ogrevalne energije optimalno. Za to skrbi sistem tipal temperature, ki so razporejena na določenih prikazanih mestih.

Tipala 19, 20 omogočata merjenje temperature v sistemu 11 sončnih kolektorjev in spodnjem delu peči in omogočata preko nastavljivega is diferenčnega termostata vklapljanje črpalke 21 za pretok vode v sistemu verige sončnih kolektorjev. Tipalo 22 meri temperaturo vode pri dnu peči in omogoča izklop gorilca 16 pri predhodno nastavljeni temperaturi, tipalo 23 na dovodni cevi sistema 10 radiatorske verige pa omogoča vklapljanje črpalke 24 v sistemu 10 radiatorske verige.

Posebna ekonomičnost in racionalna uporaba kombinirane nizkotemperatume peči za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode po izumu pa je dosežena pri delni izrabi peči, npr. samo za ogrevanje sanitarne vode npr. v poletnih mesech, ko ni potrebno ogrevanje prostorov. Dogrevanje s sončnim sistemom ogrete ogrevalne vode 3 je v tem primeru možno ali s kuriščem 6 ali s kuriščem 7, oziroma z električnim grelnim telesom 4.

Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov 5 in sanitarne vode po izumu tako omogoča možnost ogrevanja sanitarne vode in radiatorjev s sončno energijo v kombinaciji s plinastimi in tekočimi gorivi ter električno energijo; peč z bojlerjem zavzema zelo malo prostora in je enostavna za montažo in vzdrževanje; izdelana je iz nerjavečih materialov; njena konstrukcijska zasnova omogoča enostavno izdelavo io peči od 10 do 100 kW moči; možna je priključitev odprtega ali zaprtega sistema sončnega ogrevanja; zaradi iste vode v sistemu 10 radiatorske verige in sistemu 11 verige sončnih kolektorjev je potrebno uporabiti samo eno ekspanzijsko posodo.

Claims (8)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, pri kateri ima telo 1 pretežno valjasto

   5 obliko, v kateri so funkcijski sklopi kot so potopni bojler 2, kurišče 6 in električna ogrevalna telesa 4,5, označena s tem, da so priključki (a do g) nameščeni tako, da zgornja tretjina (A) telesa (1) omogoča ogrevanje sanitarne vode, srednja tretjina (B) io telesa (1) omogoča ogrevanje ogrevalne vode (3), spodnja tretjina (C) telesa (1) pa omogoča predgrevanje ogrevalne vode (3).
2. 2. Kombinirana nizkotemeratuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, po zahtevku 1,

   15 označena s tem, daje ogrevalna voda (3), ki kroži skozi sistem (10) radiatorske verige tudi voda, ki kroži v sistemu (11) verige sončnih kolektorjev.
3. 3. Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje

   20 prostorov in sanitarne vode, po zahtevkih 1 in 2, označena s tem, da je priključek (e) sistema (10) radiatorske verige izveden na 1/3 višine telesa (1), priključek (d) sistema (10) radiatorske verige pa na

   2/3 višine telesa (1), to je na začetku in na koncu srednje tretjine (B) telesa (1).
4. 4. Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje
5. 5 prostorov in sanitarne vode, po zahtevkih od 1 do 3, označena s tem, da leži električno ogrevalno telo (5) v isti višini kot priključek (d) sistema (10) radiatorske verige.

   io 5. Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, po zahtevkih od 1 do 4, označena s tem, da je priključek (c) preko toplotnega izmenjevalca (2’), ki je nameščen v spodnji tretjini (C) telesa (1), povezan z bojlerjem (2).
6. 6. Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, po zahtevkih od 1 do 5, označena s tem, da sta v srednji tretjini (B) telesa (1) nameščena kurišče (6) in 2o kurišče (7); da je med kuriščem (6) in kuriščem (7) je izveden priključek (e) za povratek hladne vode iz sistema (10) radiatorske verige, medtem, ko sta priključka (f) in (g), nameščena na dnu spodnje tretjine C telesa (1), namenjena priključitvi sistema (11) verige sončnih kolektorjev.
7. 7. Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje s prostorov in sanitarne vode, po zahtevkih od 1 do 6, označena s tem, da je kurišče (6) izvedeno iz predfabriciranih elementov (12,13,14) valjaste oblike različnih premerov v katerih stenah je ogrevalna voda (3) in so elementi (12,13,14) vstavljeni eden v drugega tako, da je io med njimi možen prehod dimnih plinov.
8. 8. Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, po zahtevku 7, označena s tem, is da imata sredinsko nameščena elementa (12,13) manjši premer in obliko praznih valjev in sta vstavljena v element (14) oblike valjaste posode ter da so med elementi (12,13,14) nameščeni distančniki (15), ki omogočajo tudi pretok ogrevalne vode (3).

   20 9. Kombinirana nizkotemperatuma peč za centralno ogrevanje prostorov in sanitarne vode, po zahtevkih od 1 do 7, označena s tem, da je sistem (11) verige sončnih kolektorjev s cevko (1Γ) povezan s zgornjim delom telesa (1) peči.