190155. lajstromszámú szabadalom • Elektromos hőkonvektor
1 190 155 2 A találmány tárgya viszonylag kis geometriai méretekkel és tömeggel rendelkező energia- és helytakarékos elektromos hőkonvektor, amely a betáplált elektromos energiát minden eddiginél jobb hatásfokkal alakítja hővé és ezt a hőt fűtendő légtér levegőjével mesterséges áramoltatási igény nélkül, kellő intenzitású, természetes úton keltett légcsere és légáramlás útján közli oly módon, hogy elhelyezése a fűtendő légtér területének illetve kubatúrájának felhasználhatóságát nem vagy csak minimális mértékben befolyásolja, és a kívánt és beállított hőmérséklet szükség szerint önszabályozó módon biztosított. Az elektromos energia felhasználásával hőt termelő egyedi helyiségfűtő berendezések számos műszaki megoldása ismert. Ezek egy része a fűtendő helyiség levegőjét használja fel fűtőközegként, és ezeket a berendezéseket a szakirodalom konvektoroknak nevezi. A jelenleg ismert, lehető legjobb hatásfokot megcélzó elektromos hőkonvektorok esetében az elektromos energia hővé alakítását hőálló, elektromosan szigetelő tartóelemekre felvitt ellenálláshuzal végzi, amely a fűtendő légtérrel közvetlenül érintkezik vagy más megoldásoknál zárt elemben van elhelyezve, amely a huzal élettartamának növelését célozza. Más ismert elektromos hőkonvektorokban az ellenálláshuzal teljes mértékben, teljes felületén érintkezik a légtérrel és rövid feltámasztási szakaszokkal rendelkezik, vagy tekercsként van kiképezve és a vékony, szálszerű tartóelemek a tekercs belsejében vannak elhelyezve. Elektromos hőkonvektorok további ismert kiviteli alakjánál az energiaátalakító elem, azaz a fűtőbetét sötétsugárzóként van kiképezve. Hasonló megoldást jelent az a kiviteli alak, ahol az ellenálláshuzal szigetelő masszában van beágyazva. Az ismert berendezések közös hiányossága, hogy az energia átadására szolgáló fajlagos felület viszonylag kicsi, illetve a hőátadó felület hőmérséklete viszonylag alacsony. Mivel a hőátadás mértéke függ a hőcserélő felület nagyságától és a felületi hőmérséklet és a hőt átvevő közeg hőmérsékletének a különbségétől, az ismert megoldások fenti hiányossága az ismert berendezések hatásfokát rontja. Hátrányként jelentkezik továbbá az elektromos hőkonvektoroknál viszonylag meghatározott elhelyezhetőségük is. Ez azt jelenti, hogy mivel a temperálandó helyiségben a keletkező hőveszteség a helyiség határfelületein jelentkező hőveszteségből adódik, ezért általános, hogy a fűtőberendezést a helyiség legnagyobb hőveszteséggel záró falfelületén, célszerűen az ablaknyílással ellátott külső falsíkon, az ablak alatt helyezik el. A konvektor ebben az esetben kelt optimális légáramlást, egyrészt kényszeráramoltatás, azaz ventilátor nélkül is hatékonyan működve, másrészt a helyiségben keletkező hőérzet ilyen elrendezés mellett a legkellemesebb. A több szempontból is előnyös ablak alatti elrendezés azonban - különösen nagy fűtendő légterek, azaz nagy fűtőberendezések esetén - számos esetben hátrányosan befolyásolja a helyiség felhasználhatóságát illetve számos esetben nincs mód arra, hogy az elektromos konvektort az ablak alatt helyezzék el. Ebben az esetben a fűtőberendezést más falfelület mentén helyezik el, de fentiekből adódóan hatásfoka jelentősen romlik. Az elektromos hőkonvektor ismert kiviteli alakjainál további hiányosságként fogható fel, hogy általában nem rendelkeznek olyan szabályozóegységgel, melynek révén a fűtőberendezés csak annyi energiát vesz fel a hálózatból, konvertál és ad át a környezetének, amennyi a kívánt térhőmérséklet eléréséhez feltétlenül szükséges. A találmánnyal célunk a felsorolt hiányosságok kiküszöbölése mellett olyan elektromos hőkonvektor létrehozása, amely kis méretek és súly mellett jobb hatásfokkal üzemeltethető mint az ismert berendezések, elhelyezése a fűtendő területen belül nincs feltételekhez kötve, megfelel a biztonsági előírásoknak valamint olcsón, nagysorozatban gyártható. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy egy elektromos hőkonvektor jobb hatásfokkal működtethető, valamint súlya és méretei is csökkennek, ha a hőfejlesztő elemeket úgy alakítjuk ki, hogy annak révén a fűtőelem hideg/meleg teljesítménye nem tér el jelentősen, továbbá ha a hőfejlesztő elem felületét, valamint a vele összekötött hővezető szerkezet felületét oly módon tudjuk megnövelni, hogy az a kapott hőenergiát egyenletesen és gyorsan adja át a környezetnek anélkül, hogy a felületek hőmérséklete meghaladná az engedélyezett illetve veszélyes mértéket. Ha a fűtőberendezés hőcserélő felülete célszerűen úgy van kialakítva, hogy a hőkonvektor egyik hosszanti oldalán az ismert berendezésekhez viszonyítva sokkal hatásosabb hőlépcső alakul ki, akkor a találmány szerinti elektromos hőkonvektor tetszés szerinti helyen elhelyezhető és szinte azonos hatásfokkal működik. A kitűzött feladatot elektromos hőkonvektorral oldottuk meg, amelynek fűtőbetétben elhelyezett fűtőellenállása, a fűtőbetétet tartó váza és a vázhoz kapcsolódó lemezburkolata van. Ezt a találmány értelmében oly módon fejlesztettük tovább, hogy a fűtőbetét anyaga alkorit, illetve korundot és/vagy mullitot és/vagy kordieritet és/vagy ensztatitot és/ vagy magnezitet mint kristályos fázist, valamint a kristályos fázissal egyeztetett összetételű üveges fázist tartalmazó kerámiai anyag, amelyben a kis induktivitású fütőellenállás szilárdan van beágyazva, és a fűtőbetét vele szorosan érintkező hőcserélőben van elhelyezve, továbbá a fűtőbetétet tartó váz és a rajta rögzített burkolat a hőkonvektor egyik hosszanti oldalán kettős falat alkot. A találmány szerinti elektromos hőkonvektor előnyös kiviteli alakja értelmében a fűtőberendezés több, sorosan illetve párhuzamosan kapcsolt fűtőbetétet tartalmaz, amelyek egyetlen közös hőcserélőben vannak elhelyezve, és a hőcserélő hőleadó felülete legalább kétszázszorosa a beépített fűtőellenállások felületének. Ugyancsak előnyös, ha további kiviteli alak értelmében a hőkonvektor kettős elemének, azaz a lemezburkolatnak a belső oldala hősugárzást viszszaverő anyaggal van ellátva. Ugyancsak előnyös, ha a fűtőellenállások a hőcserélőbe atmoszférikus és korróziós hatások ellen védetten, zártan vannak beépítve. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
