180406. lajstromszámú szabadalom • Zárt rendszerű villamos üzemű hőtároló kályha
3 180406 4 Az ilyen megoldású hőtárolós kályhákkal kapcsolatban azonban két fő gond jelentkezik. Nem sikerült megoldani megfelelő mennyiségű hő tárolását. Ez azt jelenti, hogy a kályha hőkapacitása hamarább kimerül, mintsem a terhelési csúcson kívüli fűtés megkezdődne. A másik fő nehézség a tárolt hő kinyerése és a környezetbe történő bevezetése. Ennek megoldására az ismert kályhatípusok ventillátort tartalmaznak, amely a modern megoldások esetében szobatermosztát által vezérelve fújja be a levegőt a fűtendő helyiség légterébe a kályha hőtároló magszerkezetén át felfűtve. Ilyenkor a kályha belsejében áramló levegő a hőtároló anyagból készült magszérkezetet közvetlenül érinti. Ennek következtében a kályha hőtároló-kapacitása viszonylag gyorsan kimerül. Ráadásul a melegbefúvásos fűtés a fűtött helyiségben igen rossz hőérzetet kelt, mert a kályha közelében nagy forróság van, míg a kályhától távolabb a helyiség hideg marad. Űjabb kutatások kiderítették, hogy a jó hőtároló-képességgel rendelkező anyagok, például a magnezitszilikát hőtároló-képessége 500—550 °C fölötti hőmérsékleten ugrásszerűen megnövekszik.. Ez egyúttal magyarázatot ad arra is, hogy az ismert megoldások hőtároló-képessége viszonylag miért csekélyebb. Ezeknek fűtőszerkezete ugyanis nem hevíthető bizonyos hőmérsékletnél, például 700 °C körüli hőmérsékletnél nagyobb hőfokra. Köztudomású ugyanis, hogy minél vékonyabb átmérőjű az ellenálláshuzal, annál nagyobb az ellenállása, tehát annál nagyobb hőt fejleszt. Ezért az ismert kályhákban csak rövid fűtőszálat kell behelyezni, amelynek átmérője azonban 0,5 mm-nél kisebb. Ezek a fűtőszálak 700 °C körüli hőmérsékletnél nagyobb hőfoknál elégnek, ráadásul a fűtőelemek burkolata is tönkremegy. Találmányommal célom hőtároló kályhákkal kapcsolatos eddigi nehézségek kiküszöbölése. A megoldandó feladat tehát olyan zárt rendszerű, villamos üzemű, hőtároló kályha kialakítása, amely az eddigieknél sokkal nagyobb hőkapacitással rendelkezik, ilyen módon gazdaságosabban üzemeltethető és a korábbiaknál lényegesen jobb hőérzetet tesz lehetővé. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött összetett feladat maradéktalanul megoldódik, ha a jó hőtároló anyagból készült magszerkezetet az optimális hőtárolás hőmérsékletére hevítem, az átáramló levegőt pedig nem érintkeztetem közvetlenül a magszerkezettel. A kályha fűtőelemét is ennek megfelelően kell kialakítani. A továbbfejlesztés, azaz maga a találmány abban van, hogy a vájatukkal egymás felé fordított téglaelemek legrövidebb oldaluk mentén vannak egymás mellé, és keskenyebbik, de hosz - szabbik oldaluk mentén vannak egymás fölé elrendezve, így alakítom ki a magszerkezetet. A magszerkezet kívülről hőszigetelő réteggel van ellátva, amely a magot körülzárja, a hőszigetelő réteg és a kályha burkolata között nagyfelületű hőcserefelületet rendezek el. A külső burkolat pedig modulelemekből van összeállítva. Ennek a megoldásnak a jelentősége abban van, hogy a kályha külső felülete az ugyanannyi és ugyanakkora téglaelemből álló ismert megoldáséval szemben sokkal nagyobb. Az én esetemben ugyanis a téglák nem a legnagyobb lapjukkal, hanem a hosszabbik élükkel vannak egymásra helyezve. Ilyen módon a kályha külső alakja is a hosszabbik élére állított téglatestre emlékeztet. Ez a hőtechnikai előnyökön kívül esztétikusabb külső megjelenést is lehetővé tesz. Minthogy a magszerkezet kívülről hőszigetelő réteggel van ellátva, amely a magot körülzárja, a hőcseréhez szükséges levegő nem érintkezik közvetlenül a hőtároló magszerkezettel. Ennek következtében a magszerkezet nem hűl le olyan gyorsan, lehetővé válik az, hogy a kritikus 500— 550 °C körüli hőmérséklet fölött hosszú ideig megmaradjon. A magszerkezet hőtároló-képességének szempontjából előnyös az a kiviteli alak, amelyben a hőtároló magszerkezet magnezitszilikátból van kialakítva. A fűtőspirál, így az egész hőtároló kályha élettartama szempontjából, valamint a magas hőfokra hevíthetőség szempontjából célszerű az a kiviteli alak, amelyben a fűtőspirál legalább 1 mm átmérőjű ellenálláshuzalból van kialakítva. A hőszigetelő réteget a találmány szerint célszerű alufóliás ásványgyapotból kialakítani, mert ez nem porlik, nem öregszik, mégis kellő hőszigetelő-képességű. A hőszigetelő réteg és a burkolat között elhelyezett nagyfelületű hőcse.rélő felület egyszerűen megvalósítható a találmány szerint, ha egymás mellett párhuzamosan elhelyezett csövekből, például alumínium csövekből alakítjuk ki. A hőcsere szabályozását a találmány szerint célszerűen megoldhatjuk úgy is, ha a hőcserélő csövekhez a levegő áramlását a csövekben szabályozó szelepet társítunk. A légáramlást szabályozó szelepek a csövekben levő pillangószelepekként is ki lehetnek alakítva. De eljárhatunk úgy is, hogy ezeket a szelepeket a burkolatba készített furatokat lezáró keretként valósítjuk meg. A kályha esztétikus megjelenése, valamint a mindenkori igényekhez való igazodása szempontjából célszerű, ha a modulelemekből álló külső burkolatot kerámiából és szétszedhetőre készítjük. A fűtőspirál élettartamát megnövelhetjük, ha cordierit tartóelemekkel és belülről gyöngyszemekkel rögzítjük. Ugyanebből a szempontból célszerű az a kiviteli alak is, amelyben a fűtőspirál cordierit kerámiacsövekben van elhelyezve. Minthogy az élettartam és az elérhető hőmérséklet szempontjából célszerű a vastag ellenálláshuzal a fűtőspirál kialakításakor, a szükséges ellenállás létrehozásához nagyobb hosszúságú ellanálláshuzal elhelyezéséről kell gondoskodnom. Ezt a találmány szerint célszerűen úgy lehet megoldani, hogy a fűtőspirált a magszerkezetben távtartók segítségével négy sorban rendezzük el, a fűtőspirál két végét pedig ugyanazon szerelő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
