194381. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő egység hazánokhoz, főleg padlófűtésnél való alkalmazásra
1 194.381 2 A találmány tárgya hőcserélő egység kazánokhoz, főleg padlófűtésnél való alkalmazásra. Az eddig gyártott szén-, gáz- és olajtüzelésű kazánok általában nem voltak alkalmasak közvetlenül fiadlófűtésre. A problémát az okozta, hogy a padlóütés előremenő vizének hőmérséklete meglehetősen szűk határok között mozog és alacsony. Emiatt a hideg kazántesten a tűztér oldaláról — szélsőséges esetben a burkolat felől is - kondenzációs folyamat indul meg. Ez a folyamat rendkívül korrozív a kondenzvíz savas jellege miatt. Ezen káros hatás kiküszöbölésére különféle kiegészítő berendezéseket alkalmaznak, amelyek biztosítják a kazán megfelelően meleg üzemállapotát, ugyanakkor a rendszer előremenő vizének hőmérsékletét 45 és 60 °C közötti értéken tartják. Ezek a berendezések azonban meglehetősen drágák. A fentiek miatt fogyasztói igényként merült fel olyan tüzelőberendezés szükségessége, amely alacsony előremenő vízhőmérséklet mellett külön kiegészítő berendezések, szerelvények nélkül alkalmas padlófűtésre. A találmány célja az ismert megoldások említett hiányosságainak kiküszöbölése. A találmány feladata olyan hőcserélő egység létrehozása kazánokhoz, amelynél nem lép fel kondenzációból eredő korrózió és kiegészítő berendezések nélkül biztosítható az alacsony hőfokú fűtővíz. A feladat megoldása olyan hőcserélő egység kazánokhoz, főleg padlófűtésénél való alkalmazásra, amelynek füsttere', ezt körülvevő, üreges falú köpenye, a köpeny elülső és hátulsó oldalának üregeit összekötő csöve, valamint a köpeny hátsó oldalán kialakított előremenő és visszatérő csonkja van, amelynél a találmány értelmében a köpeny hátsó oldala legalább három végelemből van kialakítva, a köpeny elülső és • hátsó oldala között legalább két koncentrikus cső van elrendezve, és a szomszédos csövek falai által határolt terek, valamint a legbelső cső belső tere rendre a szomszédos végelemek által határolt egy-egy térrészszel vannak összekötve. A találmány szerinti hőcserélő egység egy előnyös kiviteli alakjánál a visszatérő csonk a hátsó oldal legkülső végeleme és az ettől eggyel beljebb eső végelem közötti térrésszel van összekötve. Egy másik előnyös kiviteli alaknál az előremenő csonk a hátsó oldal legbelső végeleme és az ettől egygyel kifelő eső végelem közötti térrésszel van összekötve. Végül egy további előnyös kiviteli alaknál a legbelső cső belső tere a köpeny elülső oldalánál a következő nagyobb átmérőjű cső é$ a legbelső cső falai által határolt térrel, a köpeny elülső oldalának ürege pedig a legkülső cső és a következő kisebb átmérőjű cső falai által határolt térrel van összekötve. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon vázolt kiviteli példa kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra a példa szerinti hőcserélő egység vázlatos hosszmetszete, a 2. ábra ugyanezen hosszmetszet kisebb méretben, a 3. ábrán jelölt II-II lépcsős sík mentén, a 3. ábra a 2. ábra síkjára merőleges síkban vett metszet, és a 4. ábra a 2. ábrán jelölt IV-IV sík mentén vett metszet. A bemutatott hőcserélő egység élhajlított szerkezeti acéllemezből és hosszvarratos acélcsövekből készül hegesztett kivitelben. A hőcserélő egység víztere két részre osztható. A 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 hátsó külső 3 végelem és a hátsó középső 4 végelem/ illetve a belső 2 csövek fogják közre az ún. hidegvíz teret. A külső 1 cső, a 8 oldalelemek, a hátsó középső 4 végelem és a hátsó belső 5 végelem, valamint az elülső belső 6 és külső 7 végelem által határolt tér az ún. meleg víz tér. Az ábrákon kettős csöves kivitelt mutatunk be, de nagyobb teljesítmények esetén a csövek megtöbbszörözhetők olymódon, hogy további csövek kerülnek koncentrikusan egymás köré. E megoldás segítségével a víz által a hőcserélő egységben megtett út megtöbbszörözhető, és így megnövelhető a felvett hőmennyiség. Az előremenő 9 csonkot úgy hegesztjük be, hogy a hideg és meleg víz ne keveredhessék egymással. A fűtési rendszerből visszatérő lehűlt víz a visszatérő 10 csonkon keresztül a 3,4 végelemek által határolt hideg víz térbe jut. E víztér a 4, 5 végelemek által határolt meleg víz tér mellett van, Így már ezen a helyen megkezdődik a visszatérő víz előmelegítése. A víz ezután a belső 2 cső belső terébe kerük ahol tovább melegszik, mivel a külső 1 csőben levő meleg víztől hőt von el. A külső 1 cső közvetlenül érintkezik a füstgázokkal. A belső 2 csőből kilépő visszatérő víz a fenti folyamatok során elegendő hőt vesz fel ahhoz, hogy hőmérséklete a krtikus. kondenzálódási hőmérséklet fölé emelkedjék. így az égéstermékben levő telítetlen vízgőz már nem csapódik ki kondenzvizet képezve. Az ily módon előmelegített víz ezután a külső 1 csöveken és a 8 oldalelemek által határolt viztereken át (a füstgázokkal érintkezve) további hőmennyiséget vesz fel, majd a hátsó 4, S végelemek által határolt meleg víz térbe jut. Innen az előremenő 9 csonkon át a fűtési rendszerbe áramlik. Kettőnél több egytengelyű cső alkalmazása esetén természetesen ugyanígy megvalósul a hőkiegyenlítést biztosító előmelegítési folyamat. A bemutatott melegvízüzemű hőcserélő egység felhasználható szilárd, légnemű és cseppfolyós energiahordozók elégetése során felszabaduló hőenergia padlófűtés céljára történő hasznosítására. A megtöbbszörözött hátsó végelemek által megosztott hideg víz tér és meleg víz tér között, valamint a megtöbbszörözött vízszintes hőcserélő csövek víztere között hőátadási-hőátvételi folyamat zajlik le, amelynek során a padlófűtés meglehetősen alacsony hőmérsékletű visszatérd vize előmelegszik. így a kritikus kondenzálódási hőmérséklet feletti hőfokon kerül a füstgázokkal közvetlenül érintkező hőcserélőrészbe. Ezáltal megszűnik a kondenzációból eredő korrózió, és lehetővé válik kiegészítő berendezések nélkül a szükséges alacsony hőfokú fűtővíz biztosítása. / Szabadalmi igénypontok 1. Hőcserélő egység kazánokhoz, főleg padlófűtésnél való alkalmazásra, amelynek füsttere, ezt körülvevő, üreges falú köpenye, a köpeny elülső és hátsó oldalának üregeit összekötő csöve, valamint a köpeny hátsó oldalán kialakított előremenő és visszatérd csonk a van, azzal jellemezve, hogy a köpeny hátsó oldala legalább három végelemből (3,4,5) van kialakítva, a köpeny elülső és hátsó oldala között legalább két koncentrikus cső (1, 2) van elrendezve, és a szomszédos csövek (1,2) falai által határolt terek, valamint a legbelső cső (2) belső tere rendre a.szomszédos végelemek (3, 4, 5) által határolt egy-2
