192607. lajstromszámú szabadalom • Sugárzó fűtőberendezés
1 192 607 2 A találmány sugárzó fűtőberendezés, főleg emberi tartózkodásra szánt tereknek a diszkomfort érzetet kiküszöbölő temperálására. A berendezésnek részét képezik a ffltendő teret határoló szerkezetek, így elsősorban falak felületén elhelyezett, sugárzásos hőleadásra alkalmas tapéta jellegű burkolat. E fűtőtapéta hordozó rétégét, takaró réteget, továbbá a hordozó réteg és a takaró réteg közé iktatott, a villamos áram ún. Joule-féle hőhatása alapján hőleadásra képes fűtőbetétet tartalmaz. A fűtőbetét kapocspontokkal rendelkezik, azok útján áramforrásra van kapcsolva, és adott esetben működését szabályozó vezérlő szervekkel van összeköttetésben. Az emberi testben az anyagcsere, valamint a végzett fizikai tevékenység intenzitásának függvényében hő keletkezik. Ennek egy részét a test leadja. A hőleadás sugárzás, konvekció és párolgás formájában történik. Az ember komfortérzetének egyik legfontosabb feltétele, hogy a szervezetében keletkező ún. metabolikus hő és a test által leadott hő egyensúlyban legyen. A szervezet a külső környezetből is vehet fel hőt a hőegyensúly fenntartása érdekében. Ezt a szervezet belső hőszabályozó mechanizmusa teszi lehetővé. Amennyiben az egyensúlyi mérleg „pozitív” - tehát a test nem tudta a benne keletkező hőt leadni — az egyénnek melege lesz, ha pedig „negatív”, akkor fázik. Normális körülmények között az emberi test sugárzással: 42-44% konvekcióval: 30-34% párolgással: 24-26% hőt ad le. Látható tehát, hogy a hőegyensúlyt és ezen keresztül komfortérzetet a sugárzásos hőleadási viszonyok befolyásolják a legnagyobb mértékben. Az ember és a környezete közötti sugárzásos hőcserét a helyiségek hőtechnikai adottságai szabják meg. A sugárzásos hőcsere szempontjából döntő az emberi test és a helyiségek határoló felületei (fal, födém, padló, ablak, ajtó, fűtőtest stb.) közötti geometriai viszony, valamint a határoló felületek hőmérsékletének alakulása. Nem elhanyagolható emellett a hőmérséklet különbségek mértéke, valamint azok időbeni változása. A hagyományos szerkezetű épületek (vastag tömör falak, viszonylag kis ablakfelületek) esetében a sugárzásos hőleadás kevésbé okoz gondot. Az ilyen falak nagy hőtárolóképessége miatt azok belső felületi hőmérséklete időben csak lassan és kismértékben változik, gyakorlatilag azonosnak tekinthető a környezeti levegő hőmérsékletével. Az ablakok viszonylag kis felülete miatt azok szerepe is kevéssé jelentős. A panelos, de különösen a könnyűszerkezetes építési módok esetében ez a helyzet gyökeresen megváltozott. A falak belső felületi hőmérséklete — azok fajlagosan kis tömege és hőtárolóképessége miatt — időben gyorsan változik, télen például gyorsabban lehűl. Az ablakok nagy felületük és a falakétól lényegesen kisebb hőmérsékletük miatt számottevően befolyásolják a benntartózkodók testének hőveszteségét, tehát komfortérzetét. A lakótelepi távfűtések esetében az előírt 20 °C léghőmérsékletet ugyan mérésekkel igazolja az üzemeltető, a lakó mégis fázik a hideg külső falak és ablakok irányában az egyén fokozott sugárzásos hőleadása miatt. Ezt a kedvezőtlen jelenséget helyi diszkomfort problémának ún. „aszimmetrikus sugárzás” okozta diszkomfortérzetnek nevezzük. Kiküszöbölésére nagyon sok megoldással próbál- 5 koztak. így pl. a falak szigetelőképességének növelésével, az ablakok felületi hőmérsékletének a falak felületi hőmérsékletéhez való közelítésével (többrétegű, jó hőszigetelő képességű ablakszerkezetek alkalmazásával) és különböző sugárzó fűtési megoldások- 10 kai. A legfejlettebbnek tekintett utóbbi megoldásnál a falnak a belső tér felé eső felületére sugárzó fűtést szolgáltató fóliát helyeznek el. A fólia lehet szén vagy grafitszálas szövésű „ellenállásszövet” vagy fém anya- 15 gú ellenálláshuzal, amely hordozórétegre van fektetve, és fedőréteggel van borítva. Fűtőteljesítménye általában 20-300 W/m2. A fólia a fal teljes felületét egyetlen egységként borítja be. Ezek a megoldások azonban mind beruházási, mind üzemeltetési — s 20 ennek megfelelően energiagazdálkodási — szempontból költségesek. A találmány célja olyan villamos üzemű sugárzó fűtőberendezés kifejlesztése, amely az eddigi sugárzó fűtéseknél számottevően kevesebb energia fogyasztás- 25 sál működik. A találmány feladata ezen belül olyan fűtés megvalósítása, amely az emberi test sugárzásos hőleadását és ezáltal a diszkomfortérzetet egyértelműen csökkenti, az említett gazdaságos üzemeltetése mellett pedig szerkezeti felépítésében egyszerű, és így 30 karbantartása sem költséges. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy a diszkomfortérzet kiküszöbölése érdekében nem szükséges az az eddig követett módszer, amely szerint a tartózkodási terek egészét tették „melegebbé”. 35 A diszkomfortérzet ugyanis megbízhatóan kiküszöbölhető úgy is, ha a helyiségeknek csak csökkentett értékű alapfűtéséről gondoskodunk, a határoló felületeket - így főleg a falakat, de szükség esetén a padlót és a mennyezetet is — olyan fűtőfóliával 40 borítjuk, amelynek elemi részei külön-külön ún. „autonóm vezérléssel” működtethetők. A találmányi gondolathoz tartozik, hogy e kiegészítő hőközlést úgy valósítjuk meg, hogy a fűtőtapéta jellegű burkolatot kisméretű zónákra osztjuk, e részek közül pedig 45 mindig csak azokat hagyjuk „aktivizálódni”, amelyek emberi személy jelenlétét érzékelik. Része a találmányi gondolatnak továbbá az is, hogy e fűtőtapétának a szokványos tapéták vastagságát nem kell meghaladnia. 50 A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti sugárzó fűtőberendezés, főleg emberi tartózkodásra szánt tereknek a diszkomfortérzetet kiküszöbölő temperálására - amelynek részét képezi a fűtendő teret határoló szerkezetek, így elsősorban falak felületén el- 55 helyezett, sugárzásos hőleadásra alkalmas tapéta jellegű burkolat. E fűtőtapéta hordozó réteget, takaró réteget, továbbá a hordozó réteg és a takaró réteg közé iktatott, villamos áram ún. Joule-féle hőhatása alapján hőleadásra képes fűtőbetétet tartalmaz. A 60 fűtőbetét kapocspontokkal rendelkezik, azok útján áramforrásra van kapcsolva, és adott esetben működését szabályozó vezérlő szervekkel van összeköttetésben. A találmány meghatározója, hogy a fűtőtapéta 65 hordozó rétege és takaró rétege közötti fűtőbetétet 2
