SK500442012A3 - Nízkotepelné sálové vykurovacie teleso na teplovodné systémy - Google Patents

Abstract

Nízkotepelné sálavé vykurovacie teleso na teplovodné systémy pozostáva s tepelného výmenníka (2), tvoreného návinmi (20) rúrok v priestorovom tvare valcovej pružiny, ktoré sú navzájom hydraulicky spojné. Výmenník (2) je pripojený na prívod (24) a vývod (23) teplej vody. Úchytky (21) a skrutkové spoje (22) upevňujú tepelný výmenník (2) na obvodový plášť (1) s tepelnou izoláciou (11), umiestnenou na stranách odpudzovania tepla, pričom zo strany sálania tepla je teleso uzatvorené pohľadovou mriežkou (3). Výmenník (2) sála teplo priamo bez pomocných plôch na protiľahlé plochy interiéru, ktoré následne ohrievajú vzduch.

Description

Nízkotepelné sálavé vykurovacie teleso pre teplovodné systémy

Oblasť techniky

Vynález sa týka vykurovacích telies určených pre nízkotepelné vykurovanie a vysokotepelné chladenie budov teplovodným systémom.

Doterajší stav techniky

Známe sú najmä konvektorové vykurovacie telesá, akými sú doskové radiátory, článkové radiátory odlievané z hliníkových zliatin alebo liatiny, ktoré sú projektované pre vysokotepelné vykurovanie. Hlavný spôsob šírenia tepla je konvekciou - prúdením, teda ohrievajú priamo vzduch.

Ich nevýhodou je najmä to, že telesá sú určené iba na vertikálne uloženie a prúdenie pri týchto konštrukciách je priamo úmerné rozdielu teploty vykurovacieho telesa a vzduchu .

Tiež sú známe vzduchotechnické výmenníky, ktoré sú tvorené vrstvením rovnobežných priamych kovových rúrok vo viacerých rovinách, na ktoré sú nalisované s úzkymi medzerami plechy, ktoré tvoria pomocnú plochu výmeny tepla. Rúrky sú hlavné médiové potrubia cez ktoré prúdi vykurovacie alebo chladiace médium. Na zvýšenie tepelného výkonu výmenníka prúdením je prúd chladnejšieho vzduchu privádzaný ventilátorom, pričom typickým príkladom sú vzduchotechnické jednotky, fancoily a podlahové konvektory. Hlavný spôsob šírenia tepla je tiež konvekciou - prúdením, teda ohrievajú priamo vzduch.

Ďalším známym stavom techniky sú kovové sálavé závesné panely. Ich konštrukcia spočíva vtom, že na priame médiové trubky rozmiestnené v rovine s rozstupom, sú nalisované pomocné kovové plochy výmeny tepla. Pre tieto telesá je typický doskový tvar, kde je v rozmeroch zástavby výrazná dĺžka telesa. Nakoľko pre vykurovanie sa používajú vysoké teploty, pri veľkej dĺžke panelov dochádza k výraznému rozdielu teploty vykurovacej vody na začiatku a na konci panela, čo má za dôsledok nerovnomerné vykúrenie priestoru. Aby sa zachovalo turbulentné prúdenie kvapaliny, je potrebné zamedziť klesnutiu prietoku pod minimálne hodnoty. Lamináme prúdenie výrazne znižuje výmenu tepla, a tým aj výkon stropných sálavých panelov. Pri vertikálnej montáži bez použitia zábran na obmedzenie prúdenia je pri použití vysokých teplôt pomer sálania na celkovom tepelnom výkone zanedbateľný a prevažuje šírenie tepla prúdením.

Ďalším známym stavom techniky sú plošné sálavé systémy vykurovania, ktoré sú vytvárané plošnými usporiadaniami vykurovacích rúrok. Montáž plošných systémov môže byť suchým alebo mokrým spôsobom. Pri mokrom spôsobe sa vykurovacie rúrky montujú na stenu, strop pod omietku a následne sa omietnu. Pri montáži do podlahy sa zalievajú betónovým poterom alebo sú naviazané na oceľové výstuže a rohože do betónu pri výstavbe železobetónového skeletu stavby. Teplá voda pri vykurovaní prúdi cez hlavné vykurovacie rúrky a teplo prestupuje do omietok alebo betónu a po prekonaní tepelného odporu materiálov sála na protiľahlé plochy interiéru. Pri suchom spôsobe montáže sa vkladajú rúrky do vyfrézovaných drážok sadrokartónových dosiek. Prestup tepla je ovplyvňovaný tepelným odporom materiálu, ktorý je v kontakte s vykurovacou rúrkou. Plošné sálavé systémy sú konzervatívne z pohľadu možných dispozičných zmien budovy a veľká akumulačná kapacita neumožňuje okamžité zmeny teploty interiéru, čo spôsobuje tepelnú nepohodu hlavne v prechodnom období.

Doteraz známe sálavé systémy využívajú pomocné plochy na realizáciu sálania, pričom sa teplo z hlavných médiových potrubí odovzdáva prestupom zo stratou teploty do pomocných plôch. Rozdiel v strednej vykurovacej teplote a strednej teplote sálavej plochy bežne dosahuje 10% až 20%, čo má za následok zvýšenú spotrebu tepla.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky doterajšieho stavu techniky do značnej miery odstraňuje nízkotepelné sálavé vykurovacie teleso, pozostávajúce z obvodového plášťa, v ktorom je umiestnený vyhrievací prvok, ktorého podstata spočíva v tom, že vyhrievací prvok je tvorený minimálne jedným rúrkovým tepelným výmenníkom , ktorý je z vonkajšej strany vsunutý do fixačnej úchytky, pomocou ktorej je spravidla skrutkovým spojom upevnený na zadnú stenu plášťa.

Jedna, iná ako zadná stena plášťa je z výhodou vybavená mriežkou .

Výmenník je vytvorený z minimálne jedného stĺpového návinu, ktorý je vyhotovený z tenkostenných rúrok a usporiadaný do priestorového útvaru valcovej pružiny.

Stĺpový návin je pripojený na prívod a vývod potrubia teplej vody vykurovacej sústavy a náviny sú z výhodou spájané do súborov .

Súbor návinov je usporiadaný buď vedľa seba a/alebo za sebou a/alebo sú náviny zasunuté do seba, pričom sú tieto navzájom hydraulicky poprepájané.

Mriežka na vzhľadové prekrytie a umožňujúca šírenie tepelného sálania, je odnímateľné umiestnená na pohľadovej stene plášťa pre vertikálne uloženie telesa na stenu miestnosti i pre horizontálne uloženie telesa pod strop miestností.

Okraje bočných stien plášťa pri vertikálnom uložení telesa na stenu i pri horizontálnom uložení telesa sú predĺžené za účelom cieleného usmernenie sálavého toku do priestoru v smere mriežky a na zamedzenie prúdenia vzduchu.

Steny plášťa, okrem pohľadovej sú pri horizontálnom uložení telesa pod strop miestnosti a do podlahy miestnosti vybavené izoláciou.

Mriežka na vzhľadové prekrytie a umožňujúca šírenie tepelného sálania, je odnímateľné umiestnená na pohľadovej stene plášťa .

Nízkotepelné sálavé telesá majú tepelný výmenník vytvarovaný v priestorovom tvare valcovej pružiny bez pomocných plôch. Stredná vykurovacia teplota je zhodná zo strednou teplotou sálavej plochy.

Veľkosť, počet a uloženie návinov výmenníka v tvare valcovej pružiny závisí od požadovaného výkonu a typu vykurovacieho telesa.

Sálanie tepla umožňuje vyhrievať interiér o 2 až 3 °C nižšou teplotou ako pri systémoch využívajúcich prúdenie. Zníženie vykurovacej teploty o 1°C podľa doterajších poznatkov znižuje náklady až o 6%.

Nízkotepelné sálavé vykurovanie a vysokotepelné chladenie nízkotepelnými vykurovacími telesami zabezpečí zníženie nákladov na vykurovanie vplyvom sálania a hlavne vplyvom nízkej vykurovacej teploty, čo umožní dosahovanie vysokých výkonových čísel u tepelných zdrojov a tým výrazné úspory energií.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie ozrejmený na priložených výkresoch, kde:

obr. 1 - znázorňuje bočný pohľad v reze na zostavu vykurovacieho telesa pre horizontálne uloženie pod strop miestnosti;

obr. 2 - znázorňuje pohľad zospodu na odkrytovanú zostavu podľa obr. 1;

obr. 3 - znázorňuje pohľad zhora v reze na zostavu vykurovacieho telesa pre vertikálne uloženie na stenu miestnosti;

obr. 4 - znázorňuje čelný pohľad na odkrytovanú zostavu podľa obr. 3.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Nízkotepelné vykurovacie teleso pre horizontálne uloženie (znázornené na obr. 1 a obr. 2) je určené pre montáž do kazetových stropov alebo pod strop. Pozostáva z plášťa i, ktorý má bočné steny 13 a zadnú stenu 12 a je smerom do vrchu a do bokov tepelne izolovaný izoláciou 11 na zabránenie prestupu tepla do vrchu. Spodné okraje (na obr. nenaznačené) bočných stien 13 sú predĺžené pod spodný okraj výmenníka 2 pre usmernené prúdenie vzduchu smerom dole. Tepelný výmenník 2 je tvorený návinmi 20 rúrok v tvare valcovej pružiny uložených vedľa seba a navzájom hydraulicky prepojených a napojených na prívod 24 a vývod 23 teplej vody. Tepelný výmenník 2 je uchytený na zadnú stenu 12 plášťa 1 úchytmi 21 a skrutkovými spojmi 22. Plášť 1 je uzatvorený zo spodnej časti pohľadovou mriežkou 3 z perforovaného plechu.

Vykurovací proces prebieha tak, že zohriata voda je z tepelného zdroja (na obr. nenaznačený) privedená cez prívod 24 do výmenníka 2, ktorý sálaním odovzdáva zo zohriatych trubiek teplo do okolitého vzduchového priestoru, čím ho zohrieva. Vychladnutá voda sa potom z výmenníka 2 vracia cez vývod 23 späť do tepelného zdroja k ďalšiemu zohriatiu.

Príklad 2

V tomto príklade je tiež opísané nízkotepelné vykurovacie teleso pre horizontálne uloženie, ako v príklade 1, stým rozdielom, že je určené pre montáž do podlahy, takže sa uloží zrkadlo vito oproti príkladu 1.

Konštrukčné usporiadanie telesa je zhodné, ako v príklade 1, stým rozdielom, že izolácia Π. je uložená smerom do spodu i do bokov a plášť i je uzatvorený z vrchnej časti pohľadovou mriežkou 3 zo hrubšieho perforovaného plechu. Vykurovací proces prebieha zhodne, ako u príkladu 1.

Príklad 3

Nízkotepelné vykurovacie teleso pre vertikálne uloženie (znázornené na obr.3 a obr. 4), je určené pre montáž na stenu. Vykurovacie teleso sa skladá z plášťa i, ktorý má bočné steny 13. a zadnú stenu 12, ktoré sú bez izolácie 11. Predné okraje (na obr. nenaznačené) bočných stien 13 sú predĺžené pre usmernené prúdenie vzduchu smerom do boku cez pohľadovú mriežku 3_, ktorá je umiestnená na prednej stene plášťa L

Tepelný výmenník 2 je tvorený návinmi 20 rúrok v tvare valcovej pružiny uložených vedľa seba a navzájom hydraulicky spojených a napojených na prívod 24 a vývod 23 teplej vody. Tepelný výmenník 2 je uchytený na zadnú stenu 12 plášťa i úchytmi 21 a skrutkovými spojmi 22.

Vykurovací proces prebieha tak, že zohriata voda je z tepelného zdroja (na obr. nenaznačený) privedená cez prívod 24 do výmenníka 2, ktorý sálaním odovzdáva zo zohriatych trubiek teplo do okolitého vzduchového priestoru, čím ho zohrieva. Vychladnutá voda sa potom z výmenníka 2 vracia cez vývod 23 späť do tepelného zdroja k ďalšiemu zohriatiu.

Príklad 4

V tomto príklade je tiež opísané nízkotepelné vykurovacie teleso pre vertikálne uloženie, ako v príklade 3, s tým rozdielom, že je určené pre vysokotepelné chladenie budov. Konštrukčné usporiadanie telesa je zhodné ako v príklade 3, proces ale prebieha rozdielne.

Pri chladiacom procese je na rozdiel od príkladu 3 chladiaca voda z chladiaceho zdroja (na obr. nenaznačený) privedená do výmenníka 2 , ktorý sálaním odoberie teplo okolitého priestoru, čím sa voda zohreje a odvedie naspäť do chladiaceho zdroja.

Priemyselná využiteľnosť

Vynález je možné využiť pre nízkotepelné vykurovanie a vysokotepelné chladenie budov ako sú školy, bytové domy, administratívne budovy, obchody a rodinné domy. Vlastnosti nízkotepelných telies predurčujú využitie do teplovodných systémov vykurovaných obnoviteľnými zdrojmi a pri vysokotepelnom chladení sa môže používať ako zdroj chladu studničná voda .

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Nízkotepelné sálavé vykurovacie teleso, pozostávajúce z obvodového plášťa, v ktorom je umiestnený vyhrievací prvok, vyznačujúce sa tým, že vyhrievací prvok je tvorený minimálne jedným rúrkovým tepelným výmenníkom (2), ktorý je z vonkajšej strany vsunutý do fixačnej úchytky (21), pomocou ktorej je spravidla skrutkovým spojom (22) upevnený na zadnú stenu (12) plášťa (1), ktorého jedna, iná ako zadná stena (12), je vybavená mriežkou (3), pričom výmenník (2) je vytvorený z minimálne jedného stĺpového návinu (20), ktorý je vyhotovený z tenkostenných rúrok a usporiadaný do priestorového útvaru valcovej pružiny a ktorý je pripojený na prívod (24) a vývod (23) potrubia teplej vody vykurovacej sústavy.
2. 2. Vykurovacie teleso podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že súbor návinov (20) je usporiadaný buď vedľa seba a/alebo za sebou a/alebo sú náviny (20) zasunuté do seba, pričom sú tieto navzájom hydraulicky poprepájané.
3. 3. Vykurovacie teleso podľa nároku la 2, v y z n a č uj ú c e sa t ý m, že mriežka (3), na vzhľadové prekrytie a umožňujúca šírenie tepelného sálania, je odnímateľné umiestnená na prednej pohľadovej stene plášťa (1) pre vertikálne uloženie telesa na stenu miestnosti, pričom okraje bočných stien (13) plášťa (1) sú predĺžené pod spodný okraj výmenníka (2) na cielené usmernenie sálavého toku do priestoru v smere mriežky (3) a na zamedzenie prúdenia vzduchu.
4. 4. Vykurovacie teleso podľa nároku la 2, vyznačujúce sa tým, že mriežka (3), na vzhľadové prekrytie a umožňujúca šírenie tepelného sálania, je odnímateľné umiestnená na prednej pohľadovej stene plášťa (1) pre horizontálne uloženie telesa pod strop miestností , pričom ostatné steny plášťa (1) sú vybavené izoláciou (11) a spodné okraje bočných stien (13) plášťa (1) sú predĺžené pod spodný okraj výmenníka (2) na cielené usmernenie sálavého toku do priestoru v smere mriežky (3) a na zamedzenie prúdenia vzduchu.
5. 5. Vykurovacie teleso podľa nároku la 2, vyznačujúce sa t ý m, že mriežka (3) , na vzhľadové prekrytie a umožňujúca šírenie tepelného sálania, je odnímateľné umiestnená na prednej pohľadovej stene plášťa (1) pre horizontálne uloženie telesa do podlahy miestnosti , pričom ostatné steny plášťa (1) sú vybavené izoláciou (11) a spodné okraje bočných stien (13) plášťa (1) sú predĺžené pod spodný okraj výmenníka (2).