186390. lajstromszámú szabadalom • Hőközlő berendezés légoldalon elhelyezkedő szabályozó-berendezéssel
3 186390 4 A találmány hőközlő berendezés légoldalon elhelyezkedő szabályozóberendezéssel, amely kommunális és ipari célra egyaránt alkalmazható. Találmányunk szerinti műszaki megoldás előnyösen egycsöves fűtőrendszerekhez, ill. azok hőteljesítményének szabályozásához alkalmazható, mégpedig a burkolatban levő áramló levegő mennyiségének csökkentésével. ■ Egy zárt lakótérnek, pl. szobának, fűtőenergia igénye állandóan változó a környezeti, meteorológiai viszonyok alakulásától függően. Mint ismeretes, egy-egy helyiség fűtőegységeit az elméletileg meghatározott legnagyobb hőteljesítmény szükségletre méretezik. E legnagyobb szükséglet azonban csak a fűtési idény töredékének időszakában szükséges. A fűtési idő nagyobbik hányadában csökkentett teljesítmény is elegendő. A csökkentett teljesítményt a fűtővíz hőmérsékleti és mennyiségi csökkentésével érik el. Egycsöves fűtési rendszernél, különösen magas házaknál, ahol több szint van egymás felett sorba kapcsolva, a szabályozás nem eredményes. Gyakorlatilag a szükséglethez képest mindig túlfűtés van. A túlfűtés rontja a helyiség klímáját, s szellőztetéssel a többletenergiát a szabadba juttatják. Ez az elterjedt általános gyakorlat a fűtőenergia nagyfokú pazarlása, amelynek megszüntetése mindenképpen kívánatos. Az egyes helyiségek — szükséglet szerinti — külön-külön fűtésére már eddig is több megoldás született. Kézenfekvő megoldásnak a vízoldali szabályozás látszott, azonban ennek számos hátránya van. Egycsöves fűtésnél, ami a magas házakban elterjedt legolcsóbb fűtési rendszer, a szabályozást csak átkötő szakaszok alkalmazásával lehet megoldani. Az átkötő rendszerek és szabályozó szeleprendszerek beépítése költséges. A szabályozó rendszereknek nagy a meghibásodási hajlamuk, korrodálnak, vízkövesednek stb. Az eddigi kísérleti tapasztalatok tanúsága szerint a fűtött egységek kalorikus egyensúlya rendkívül könnyen felborul, amit egy-egy szabályozó szelep hibás működése még tovább ronthat. Foglalkoznak kalóriaszámlálók beépítésével is. Itt a fölösleges kalória felhasználása numerikusán a fogyasztót terheli, amely a pazarlás korlátozására hat. A szabályozás itt is vízoldalon történik kombinált kézi automata szelep vezérléssel. A fogyasztóra való költségáthárítás azonban a fokozódó, energiagondokat semmiképpen nem oldja meg. E megoldás hátránya szintén a nagy meghibásodási hajlam, eszközigény, adminisztrációs munka és költségtöbblet. A felsorolt két lehetőséget főként radiátor típusú fűtőegységeknél alkalmazzák. Vannak megoldások légoldali szabályozásra is, ahol a fűtőtestben áramló levegő mennyiségét szabályozzák. A légoldali szabályozásra a konvektor típusú fűtőegységek alkalmasak. Az áramoltatott levegő mennyiségével közel arányos a fűtőteljesítmény. A légoldali szabályozás előnyei : olcsó, nagy élettartamú, egyszerű, nagy üzembiztonságú. A légoldalon lefojtott konvektorból a fűtővíz légcsere nélkül, magas hőmérsékleten áramlik tovább. Energiamegtakarítás a visszafolyó melegebb tápvíz útján jelent kezik. A kisebb kalóriaigény a kazánháznál, vagy a hőközpontnál egyszerűen szabályozható. A konvektorok légoldali szabályozására ezideig két szabályozó típus van általánosan alkalmazásban : a pillangószelep és a csappantyú. ' y ' -Mindkét megoldásnál egy-egy forgástengely körül a sík lemez fordul el 0—90° közötti működési tartományban. A pillangószelepnek és a csappantyús légszabályozónak működési módjukban rejlik hibájuk, amely egyben a finom szabályozásra alkalmatlanná teszi őket. A működési hiba az, hogy a 0° vízszintes alsó véghelyzetnél (zárás) a nyitás felé a szögelfordulással nem arányos a konvektorkürtő szabaddá váló áramlási keresztmetszete. A 90°-os felső véghelyzetnél (nyitás), ahol a szögelfordulással közel azonosan arányos volna a konvektorkürtő felszabaduló áramlási keresztmetszete, ott már nem érvényesül a szabályozáshoz szükséges fojtás. Gyakorlati mérések tapasztalatai szerint, a pillangószelepek és csappantyúk hasznos működése a 0—90° elfordulási tartományban mindössze 30—60° között van. Ez viszont a hőteljesítmény változtatásban mindössze 10—15% változást eredményez, ami egy szabályzott rendszerben elfogadhatatlanul kevés. Találmányunk célul tűzi ki, hogy a fent felsorolt hibákat pótolja. Egy olyan megoldást hoz létre, amely gazdaságosabban, nagy élettartam és üzembiztonsági tényező mellett úgy oldja meg a légoldali teljesítményszabályozást, hogy az a fűtőegység teljes teljesítménytartományára működőképes legyen és az instabil vízoldali rendszerhez beavatkozást ne igényeljen. Szabályozó rendszerünk kizárólag légoldali teljesítményszabályozás fojtással, amit célszerűen konvektor típusú fűtőtesteknél lehet foganatosítani. így a találmány tárgya a légoldali arányos és folyamatos teljesítményszabályzós automatika és a működését biztosító fűtési hőközlő berendezés. A találmány egyik felismerése az, hogy elmozdulással arányos keresztmetszetváltozást úgy érhetünk el, ha a hőközlő kürtőjében, célszerűen a fűtőtest fölé, a kürtő teljes keresztmetszetében hosszában elhelyezünk egymás fölé két sík lemezt, amelynek azonos méretű áttörései vannak. Az áttörések célszerűen téglalap alakúak. Az áttört felületrészek a síkfelület cca. 50%-a. Ha a két lemez egymás fölött azonos helyzetben van, akkor a levegőátáramlás az áttört téglalapokon teljes keresztmetszetű és maximális. Ez a szabad felület megközelítőleg egyenlő a fűtőtest által igénybevett csökkentett kürtőkeresztmetszettel. Ha a két lemezt egymáson, az áttörések hosszanti élére merőleges irányban elmozdítjuk, az elmozdulással arányos keresztmetszetcsökkenés következik be, amivel elmozdulásarányos fojtást valósíthatunk meg. A találmány másik felismerése az, hogy ha a lemezpár nyílásait nem csákózzuk (stancoljuk), hanem átvágás után kiperemezzük, úgy a lemezpár a kivágás hossztengelyének irányában öntartó lesz, és olyan áramlástechnikai alakzatot képez, amely az áthaladó légáramlás ellenállási tényezőjét az ideális értékéig csökkenti. Ezzel a megoldással a beépített szabályozó nem rontja le számottevő mértékben a konvektor kürtőhatását. Ez azért fontos és nem várt felismerés, mert az eddig ismert szabályozó megoldásoknál a konvektor kürtőhatása, amely a kellő hőteljesítmény egyik szükséglete, nem vagy csak kis mértékben volt biztosítható a nem elmozdulásarányos fojtás miatt. A találmány harmadik felismerése az, hogy ha az egymáson elmozduló lemezek mozgatását a környezeti (szoba) hőmérsékletre reagáló, szabályozó mozgató-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
