190993. lajstromszámú szabadalom • Változó térfogatú hőtároló tartállyal rendelkező fütési rendszer
1 190 993 2 A találmány tárgya változó térfogatú hőtároló tartállyal rendelkező, szakaszos energia betáplálással folyamatosan üzemelő fűtési rendszer. Jelenleg, mint legmodernebb hőtárolós rendszer, épületek belső fűtésére használatos az elektromos hőtároló kályha. Az ilyen rendszernek számos előnye ismeretes: szakaszos felfütés, folyamatos, szükség szerinti hőelvételi lehetőség, stb. Ezen előnyök mellett azonban hátránya, a fűtött térben egyenlőtlen hőeloszlás, a mellékhelyiségek fűtését közvetett módon biztosítja, konvekciós fűtőberendezés, s így érzékeny az infiltrácós hőveszteségre (rossz nyílászárók, huzat stb.). Ismert még, mint hőtárolós rendszer az elektromos villanybojler elve alapján működő (tágulási tartályos) radiátoros melegvízfűtés. A hőtárolós rendszerek ismert előnyei mellett ennél a megoldásnál hátrányként jelentkezik : magas hölépcső, a minden esetben szükséges tágulási tartály elhelyezése és mérete, továbbá az is, mint konvekciós fűtési mód az előbb említett hátrányokkal jár. Ugyancsak ismeretesek különféle hőforrásokból nyerhető hőenergiával működő folyadékos hőtárolós rendszerek (mint pl. OS 271 233 sz. NSZK nyilvánosságra hozatal szerinti szabadalom, többkörös fűtési rendszerre, valamint a Rechnagel Tachenbuch für Heizung und Klimatechnik közlése szerinti fűtési hőtárolós rendszere), melyek azonban valamely ismert megoldású tágulási tartállyal működnek, melyek a nagy térfogatú, hőenergiát tároló tartály hőfok ingadozásból adódó térfogat változását biztosítják (ismert zárt, v. atmoszferikus tágulási tartály). Egy további ismert hőtárolós rendszer a közvetlen (kantái-, vagy mentálszálas) padlófűtés, nagy előnye, mint sugárzó fűtés egyenletes hőelosztást biztosít. Hátrányosan jelentkezik azonban ennél a műszaki megoldásnál a vastag födémszerkezeti igény, gazdaságtalan épületkonstrukció, nagy hőtehetetlenség. A padlófűtési rendszer előnyei általánosan és régóta ismertek; ezért már a rómaiak is előszeretettel alkalmazták. Jelentősen kevesebb energiára van szükség ugyanolyan hőérzet eléréséhez, 2 °C-kal alacsonyabb hőmérsékletre lehet méretezni a helyiségeket, szélpótlékokat, felfütési pótlékokat nem kell figyelembe venni. A számos előnnyel rendelkező padlófűtési rendszereknél napjainkban egyik előnyös megvalósítási mód a gázüzemű v. olajüzemű kazánnal kapcsolt közvetlen, műanyag csöves padlófűtés. A padlófűtéshez szükséges 60 °C-ot meg nem haladó vízhőmérséklet előállítása igen bonyolult automatikai és szabályzó elemekkel oldható meg, melyek az alkalmazás szempontjából hátrányosak. A találmány célja egyesíteni az eddig ismert fűtési rendszerek előnyeit, azok hátránya nélkül, és így olyan új energiatakarékos műanyag csöves padlófűtési rendszert kialakítani, amely helyi adottságok szerint rendelkezésre álló legelőnnyösebb energiahordozó, ill. energiaforrások alternatív használatát is lehetővé teszi. A találmány abban van, hogy az egy vagy több önmagában ismert energiatermelési módszerrel nyert hőenergiát - azok célszerűen egyesített felhasználhatósága érdekében -, először egy hőszigetelt, légköri nyomású, hőmérséklet-ingadozás mértékének megfelelően változó térfogatú tartályban tárolt folyadékot tartalmazó rendszerbe juttatjuk, és tároljuk 30-95 ”C-on, ezt a hőmennyiséget - a szükséges időben és mennyiségben -, hőcserélő felületen keresztül, a padlófűtés 25-60 °C hőmérsékletű folyadékkörével közöljük, amely a padlófűtés műanyag csöveiben v. magasabb hőfokon radiátorokban leering. A találmány szerinti rendszerrel eléljük, hogy csökken az üzemeltetési költség, kiküszöbölhető a nagy folyadékmennyiséghez tartozó tágulási tartály szükségessége, így csökken a korróziós és meghibásodási lehetőség, továbbá az elhelyezésnél adódó problémák (pl. lapostetős építésnél) nem lépnek föl. Nagy előnye a kidolgozott berendezésnek, hogy nagy hőkapacitása folytán különböző időszakokban és módszerekkel (éjszakai áram, hulladékégetés stb.) nyert hőenergia tárolható, és a felhasználási igény ütemének megfelelően vehető ki. A hőtároló és a fűtési kör szétválasztásánál eléijük, hogy a kazán működése szempontjából kedvező vízhőmérséklet és fűtési vízhőmérséklet egymástól függetleníthető, és így korlátozás nélkül mindkettő az optimális értéken tartható. A találmány szerint ismertetett fűtési rendszernek előnye, hogy a hőtároló tartály párolgási veszteségét (viz- és energiaveszteség) kiküszöböli a változó térfogatot biztosító szerkezeti elem, amely egyébként azzal az előnynyel is jár, hogy kizáija a párakicsapódás okozta korróziót. A találmány szerinti berendezésben alkalmazott fűtési rendszer hőtároló folyadékának mennyisége lehetővé teszi azt is, hogy a nyári időszakban a lakóteret hűtse. Példaként bemutatandó fűtési rendszert az I. ábra taralmazza. Az 1 acéllemez tartály, amely sík fenekű, hengeres, 2 úszófedéllel rendelkezik, amely mindenkor követi a 3 hőtároló folyadék hődiletáció okozta térfogatváltozását. Az úszófedél mozgását a 4 elesztikus membránelem lehetővé teszi, és lezárja a tető és a tartály palást közötti felületet, teljesen meggátolva a folyadékpárolgás lehetőségét. A tartály 5 hőszigeteléssel van ellátva. A fűtéshez szükséges hőenergiát 6 szilárd tüzelésű kazánnal, gravitációs keringtetés segítségével, alternatív megoldásként még 7 árammal működő fűtőpatronnal, valamint 8 napkonektorral (9 hőcserélőn keresztül, 10 keringtető szivattyúval, melynek körében 11 zárt tágulási tartály van) lehet megvalósítani. A leírt módon szakaszosan nyert, és az 1 tartályba betárolt hőenergiát fűtési célra a 12 hőcserélőn keresztül nyerjük ki. A hőcserélő primer körében épített 13 keringtető szivattyú vezérlését a 14 szabályzó végzi a fűtési hőigénynek megfelelően. A 18 fűtési körben az áramlást a 15 keringtető szivattyú végzi, a körbe beépített 16 zárt tágulási tartály a fűtési víztér diletációját egyenlíti ki. A berendezés lehetőséget biztosít a 17 hőcserélőn keresztül használati melegvíz elvételre. Megvalósítási példaként említjük meg, hogy egy 140 m2-es lakóterületű, 7,3 kW hőveszteségű családi ház 2,5 m2-es vegyes tüzelésű kazánnal történő fűtéséhez 2,2 m3 térfogatú hőtároló tartály szükséges. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
