SK6515Y1

SK6515Y1 - Low-temperature radiant heater for hot water systems

Info

Publication number: SK6515Y1
Application number: SK50078-2012U
Authority: SK
Inventors: Miroslav Machovic
Original assignee: Miroslav Machovic
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2013-09-03
Also published as: SK500782012U1

Abstract

Low-temperature radiant heater for hot water systems consisting of a heat exchanger (2) formed by the tubes coil (20) in cylindrical springs shape which are hydraulic connected to each other. Exchanger (2) is connected to the inlet (24) and an outlet (23) of hot water. To snap (21) and screw connections (22) secure the heat exchanger (2) on the envelope (1) with thermal insulation (11) located on the sides of heat repulsion Heater is closed with visual mesh (3). Exchanger (2) halls heat directly without extra space on the opposite interior surfaces, which in turn heat the air.

Description

Technické riešenie sa týka vykurovacích telies určených pre nízkotepelné vykurovanie a vysokotepelné chladenie budov teplovodným systémom.The technical solution concerns heaters intended for low-temperature heating and high-temperature cooling of buildings by a hot-water system.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

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.In particular, convector heaters, such as plate radiators, sectional radiators cast from aluminum alloys or cast iron, are known which are designed for high-temperature heating. The main way of heat distribution is convection - it means that they heat the air directly. Their disadvantage is, in particular, that the bodies are intended only for vertical mounting and the flow in these constructions is directly proportional to the temperature difference between the heating element and the air.

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.Air-conditioning exchangers are also known which are formed by layering parallel, straight metal tubes in multiple planes, onto which sheets are formed with narrow gaps, forming an auxiliary heat exchange surface. The pipes are the main fluid lines through which the heating or cooling medium flows. To increase the heat output of the exchanger by convection, the cooler air flow is supplied by a fan, typically air handling units, fan coils and floor convectors. The main way of spreading heat is also convection - it converts air directly.

Ďalším známym stavom techniky sú kovové sálavé závesné panely. Ich konštrukcia spočíva v tom, že na priame médiové rúrky 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 na 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.Another prior art is metal radiant hinge panels. Their construction consists in that the auxiliary metal surfaces of the heat exchange are pressed onto the straight medium tubes disposed in a plane with a spacing. These bodies are characterized by a plate shape, where the length of the body is significant in the dimensions of the installation. Since high temperatures are used for heating, the large length of the panels results in a significant difference in heating water temperature at the beginning and at the end of the panel, resulting in uneven space heating. In order to maintain the turbulent flow of the liquid, it is necessary to prevent the flow rate from falling below the minimum values. Laminate flow significantly reduces heat exchange and hence the performance of ceiling radiant panels. For vertical installation without the use of flow restraints, the radiation ratio at total thermal power is negligible when high temperatures are used and the heat dissipation by convection prevails.

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 sáía 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.A further known prior art is surface radiant heating systems which are formed by surface arrangements of heating tubes. The mounting of the surface systems can be dry or wet. In the wet process, the heating pipes are mounted on the wall, the ceiling under plaster and then plastered. When installed in the floor, they are poured with concrete screed or attached to steel reinforcement and concrete mats during the construction of the reinforced concrete skeleton of the building. When heated, hot water flows through the main heating pipes, and the heat is transferred to the plaster or concrete and, after overcoming the thermal resistance of the materials, seals to the opposite surfaces of the interior. In the dry assembly method, the pipes are inserted into the milled grooves of the drywall. The heat transfer is affected by the thermal resistance of the material in contact with the heating pipe. Surface radiant systems are conservative in terms of possible layout changes of the building and the large storage capacity does not allow immediate changes in the interior temperature, which causes thermal discomfort especially during the transitional period.

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.The prior art radiant systems utilize auxiliary surfaces to effect radiation, whereby heat from the main medium pipes is transferred by transfer from the loss of temperature to the auxiliary surfaces. The difference in mean heating temperature and mean radiant surface temperature normally reaches 10% to 20%, resulting in increased heat consumption.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

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 príchytky, pomocou ktorej je spravidla skrutkovým spojom upevnený na zadnú stenu plášťa. Jedna, iná ako zadná stena plášťa je výhodne 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 výhodne 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 na vertikálne uloženie telesa na stenu miestnosti i na horizontálne uloženie telesa pod strop miestností. Okraje bočných stien plášťa pri vertikálnom uložení telesa na stenu i pri horizontálnom uložení telesa sú predĺžené na účely cieleného usmernenia sálavého toku do priestoru v smere mriežThe aforementioned drawbacks of the prior art are largely eliminated by a low-temperature radiant heating element consisting of a peripheral shell in which a heating element is located, the nature of which is that the heating element is formed by at least one tubular heat exchanger which is inserted into the outside. a fixing clip, by means of which it is usually fixed to the rear wall of the housing by a screw connection. One other than the rear wall of the housing is preferably provided with a grid. The exchanger is formed from at least one column winding, which is made of thin-walled tubes and arranged in a spatial formation of a cylindrical spring. The column winding is connected to the inlet and outlet of the hot water pipe of the heating system, and the windings are preferably joined into sets. The package is arranged either side-by-side and / or in succession, and / or the packages are inserted into one another, which are hydraulically interconnected. The grid for the visual overlap and allowing the spread of thermal radiation is removably placed on the facing wall of the housing for vertical placement of the body on the wall of the room and for horizontal placement of the body under the ceiling of the rooms. The edges of the side walls of the casing for vertical mounting of the body on the wall as well as for horizontal mounting of the body are extended for the purpose of directing the radiant flow into the space in the direction of the lattice

SK 6515 Υ1 ky 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.EN 6515 Υ1 and to prevent air flow. The walls of the shell, except for the visible one, are insulated when the body is placed horizontally under the ceiling of the room and into the room floor. The grille for the visual overlap and allowing the thermal radiation to be spread is removably placed on the face wall of the housing.

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.The low-temperature radiant elements have a heat exchanger shaped in the shape of a cylindrical spring without auxiliary surfaces. The mean heating temperature is identical to the mean radiant surface temperature.

Veľkosť, počet a uloženie návinov výmenníka v tvare valcovej pružiny závisí od požadovaného výkonu a typu vykurovacieho telesa.The size, number and placement of coil coils in the form of a cylindrical spring depends on the required output and the type of heater.

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 %.Heat radiation allows the interior to be heated by 2 to 3 ° C at a lower temperature than in systems using convection. Reducing the heating temperature by 1 ° C reduces costs by up to 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 pri tepelných zdrojoch a tým výrazné úspory energií.Low-temperature radiant heating and high-temperature cooling by low-temperature radiators will reduce heating costs due to radiation and especially low heating temperature, thus enabling high performance figures for heat sources and thus significant energy savings.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Riešenie je bližšie ozrejmené na priložených výkresoch, kde:The solution is illustrated in more detail in the attached drawings, where:

obr. 1 - znázorňuje bočný pohľad v reze na zostavu vykurovacieho telesa na 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 na vertikálne uloženie na stenu miestnosti, obr. 4 - znázorňuje čelný pohľad na odkrytovanú zostavu podľa obr. 3.Fig. 1 is a side cross-sectional view of the heater assembly for horizontal placement under the ceiling of the room; FIG. 2 is a bottom view of the exposed assembly of FIG. 1, FIG. Fig. 3 is a top cross-sectional view of a vertical wall heater assembly; 4 is a front view of the exposed assembly of FIG. Third

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Príklad 1Example 1

Nízkotepelné vykurovacie teleso na horizontálne uloženie (znázornené na obr. 1 a obr. 2) je určené na montáž do kazetových stropov alebo pod strop. Pozostáva z plášťa 1, ktorý má bočné steny 13 a zadnú stenu 12 a je smerom dovrchu a do bokov tepelne izolovaný izoláciou 11 na zabránenie prestupu tepla dovrchu. Spodné okraje (na obr. nenaznačené) bočných stien 13 sú predĺžené pod spodný okraj výmenníka 2 na 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 prichytený na zadnú stenu 12 plášťa 1 príchytmi 21 a skrutkovými spojmi 22. Plášť 1 je uzatvorený zo spodnej časti pohľadovou mriežkou 3 z perforovaného plechu.The low-temperature horizontal heater (shown in Figures 1 and 2) is intended to be mounted in coffered ceilings or below the ceiling. It consists of a casing 1 having side walls 13 and a rear wall 12 and is heat-insulated inwards and sideways by insulation 11 to prevent heat transmission to the top. The lower edges (not shown) of the side walls 13 extend below the lower edge of the exchanger 2 for directed downward air flow. The heat exchanger 2 consists of coils 20 of cylindrical spring tubes arranged side by side and hydraulically connected to each other and connected to the hot water inlet 24 and hot water outlet 23. The heat exchanger 2 is attached to the rear wall 12 of the housing 1 by means of clips 21 and screw connections 22. The housing 1 is closed from the bottom by a visible grid 3 of perforated sheet metal.

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 rúrok 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.The heating process is carried out in such a way that the heated water is supplied from a heat source (not indicated in the figure) via an inlet 24 to a heat exchanger 2, which radiates heat from the heated tubes to the surrounding air space, thereby heating it. The cooled water is then returned from the exchanger 2 through the outlet 23 to the heat source for further heating.

Príklad 2Example 2

V tomto príklade je tiež opísané nízkotepelné vykurovacie teleso na horizontálne uloženie, ako v príklade 1, s tým rozdielom, že je určené na montáž do podlahy, takže sa uloží zrkadlovito oproti príkladu 1.This example also describes a low temperature heater for horizontal placement, as in Example 1, except that it is designed to be installed in the floor so that it is mirrored compared to Example 1.

Konštrukčné usporiadanie telesa je zhodné ako v príklade 1, s tým rozdielom, že izolácia 11 je uložená smerom dospodu i do bokov a plášť 1 je uzatvorený z vrchnej časti pohľadovou mriežkou 3 z hrubšieho perforovaného plechu. Vykurovací proces prebieha zhodne ako pri príklade 1.The structural arrangement of the body is identical to that of Example 1, except that the insulation 11 is placed in both the bottom and the sides and the casing 1 is closed from the top by a visible grid 3 of thicker perforated sheet. The heating process is the same as in Example 1.

Príklad 3Example 3

Nízkotepelné vykurovacie teleso na vertikálne uloženie (znázornené na obr. 3 a obr. 4) je určené na montáž na stenu. Vykurovacie teleso sa skladá z plášťa 1, ktorý má bočné steny 13 a zadnú stenu 12, ktoré sú bez izolácie 1.1. Predné okraje (na obr. nenaznačené) bočných stien 13 sú predĺžené na usmernené prúdenie vzduchu smerom do boku cez pohľadovú mriežku 3, ktorá je umiestnená na prednej stene plášťa LThe low temperature vertical heating element (shown in Fig. 3 and Fig. 4) is intended for wall mounting. The heater comprises a housing 1 having side walls 13 and a rear wall 12 which are not insulated 1.1. The front edges (not shown in the figure) of the side walls 13 are extended to provide directed airflow laterally through the view grid 3, which is located on the front wall of the housing 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 prichytený na zadnú stenu 12 plášťa 1 príchytmi 21 a skrutkovými spojmi 22.The heat exchanger 2 consists of coils 20 of cylindrical spring tubes arranged side by side and hydraulically connected to each other and connected to the hot water inlet 24 and hot water outlet 23. The heat exchanger 2 is attached to the rear wall 12 of the housing 1 by clips 21 and screw connections 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 rúrok teplo do okolitého vzduchového priestoru, čím ho zohrieva. Vychladnutá voda sa potom z výmenníka 2 vracia cez vývod 23 späť do tepelného zdroja na ďalšie zohriatie.The heating process is carried out in such a way that the heated water is supplied from a heat source (not indicated in the figure) via an inlet 24 to a heat exchanger 2, which radiates heat from the heated tubes to the surrounding air space, thereby heating it. The cooled water is then returned from the exchanger 2 through the outlet 23 to the heat source for further heating.

SK 6515 Υ1SK 6515 Υ1

Príklad 4Example 4

V tomto príklade je tiež opísané nízkotepelné vykurovacie teleso na vertikálne uloženie ako v príklade 3, s tým rozdielom, že je určené na vysokotepelné chladenie budov.This example also describes a low-temperature vertical heater as in Example 3, except that it is designed for high-temperature cooling of buildings.

Konštrukčné usporiadanie telesa je zhodné ako v príklade 3, proces ale prebieha rozdielne.The construction of the body is the same as in Example 3, but the process is different.

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.In the cooling process, unlike Example 3, cooling water from a cooling source (not indicated in the figure) is fed to a heat exchanger 2, which radiates heat from the surrounding space by radiation, thereby heating the water and returning it to the cooling source.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Technické riešenie 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.The technical solution can be used for low-temperature heating and high-temperature cooling of buildings such as schools, apartment buildings, office buildings, shops and family houses. The properties of low-temperature bodies predetermine their use in hot-water systems heated by renewable sources and in high-temperature cooling well water can be used as a cold source.

Claims

A low-temperature radiant heating element comprising a peripheral shell in which a heating element is located, characterized in that the heating element is formed by at least one tubular heat exchanger (2) which is inserted from the outside into the fixing clip (21), by means of which it is generally screwed (22) fastened to the rear wall (12) of the shell (1), one of which, other than the rear wall (12), is provided with a grille (3), the exchanger (2) being formed from at least a coil (20), which is made of thin-walled tubes and arranged in a cylindrical spring space, and which is connected to the heating water inlet (24) and outlet (23).

Heating element according to claim 1, characterized in that the set of coils (20) is arranged either side-by-side and / or one after the other, and / or the coils (20) are pushed into each other, these being hydraulically interconnected.

Heating element according to claim 1 and 2, characterized in that the grille (3) for the visual overlap and allowing the thermal radiation to be spread is removably disposed on the front face wall of the housing (1) for vertically placing the body on the room wall, The walls (13) of the housing (1) are extended below the lower edge of the exchanger (2) to direct the radiant flow into the space in the direction of the grille (3) and to prevent air flow.

Heating element according to claim 1 and 2, characterized in that the grille (3) for visually overlapping and allowing thermal radiation to be propagated is removably disposed on the front face wall of the housing (1) for horizontally placing the element under the ceiling of the rooms. The casings (1) are provided with insulation (11) and the lower edges of the side walls (13) of the casing (1) are extended below the lower edge of the exchanger (2) to direct the radiant flow into the space in the direction of the grille (3) and to prevent airflow.

Heating element according to claim 1 and 2, characterized in that the grille (3) for visually overlapping and allowing the spread of thermal radiation is removably disposed on the front face wall of the housing (1) for horizontally placing the element in the floor of the room, the casings (1) are provided with insulation (11) and the lower edges of the side walls (13) of the casing (1) are extended below the lower edge of the exchanger (2).