192542. lajstromszámú szabadalom • Elektromos hőtárolós fűtőberendezés
1 192 542 2 A találmány tárgya elektromos hőtárolós fűtőberendezés, mely automatikus feltöltés- és hőleadás szabályozása révén és célszerűen kialakított belső szerkezetével biztosított természetes hőcserélő légáramlása alapján a hőleadáshoz külön energiafogyasztást nem igénylő módon optimális energiahasznosítással működik. Az elektromos hőtárolós fűtőberendezéseknek számos műszaki-kiviteli megoldása ismert. A legelső és egyben legegyszerűbb kivitelű berendezés a hagyományos szerkezetű és felépítésű cserépkályha Volt, amelyet elektromos fűtőtesttel láttak el á kéménycsatlakozás egyidejű elzárása mellett. Ilyen szerkezeti felépítésnél ä kályha hőleadása szakaszos volt, a kisülés egy lényegében teljesen szabályozatlan exponenciális görbe szerint csökkenő mértékben történt. E berendezések továbbfejlesztett változatai az elektromosan bevitt energiát hővé átalakítva a keletkezett hőt külön erre a célra beépített hőtárolótéstekben tárolták és a hőenergia leadására ezekben a testekben illetve a testek körül csatornák varinak kiképezve az átáramló és a hőleadást végző levegő számára. Ezek a berendezések növelt intenzitásra képesek a. hő leadására, azoriban a Szakaszos felfűtés következtében és a hőleadás, szabályozatlansága miatt, hőleadás jelleggörbéje ugyanúgy időben csökkenő, exponenciális lefutású, mint az elsőként említett elektromos fűtőbetétes .cserépkályháké. A hőléadás intenzívebb vagy lassúbb mértéke attól függ, hogy a csatornák kiképzése milyen, továbbá hogy a hőtároló testet körülveszi-e szigetelés és milyen mértékben. . Ez a műszaki megoldás meghatározott célokra, például a felfutási időszak utáni intenzív fűtési igény, a nap többi szakában .már csökkent hőleadással:' egy, műszakos üzemhelyiségek, árudák stb. esetén még ma is létezik. Ezek a típusú berendezések azonban gyakorlatilag szabályozhatatlanságük révén ma már energetikailag, műszakilag túlhaladottak. Az ismertetett hiányosságok kiküszöbölésére kifej-, lesztett újabb berendezésekben a fűtütt és a hő tárolására szolgáló magban és a körül légcsatomákat építettek ki az átáratnló levegő fűtőközeg részére. A hőleadás szabályozhatósága olyan megoldású, hogy a levegő átáramoltatását biztosító be- és kibocsátó nyílások zárhatóan vannak: kiképezve, ahol a nyílások zárását illetve nyitását kézzel kell szabályozni. Ez a megoldás ugyanazokkal a fogyatékosságokkal rendelkezik, mint a fent említett berendezések. A hőleadás exponenciális jellege gyakorlatilag változatlan, mivel a szabályozó beavatkozás ötletszerű és szakaszos, nem pedig állandó és folyamatos. A hőcserélő felületek viszonylag kicsik, így a hőcsere ritkán esik egybe az igényelt értékkel, mivel szigetelés hiányában vagy túl intenzív, vagy erős szigetelés esetén nem kielégítő. Ebből következik, hogy a berendezés vagy idő előtt kihűl, vagy a hőenergia egy része a hőtárolómagban marad. Ezen a hiányosságon többféleképpen próbáltak segíteni, például pótffités beépítésével, de ez nem segített az alapkonstrukció hibáinak kiküszöbölésében. A találmányhoz legközelebb álló ismert műszaki megoldások esetében mind á hőfelvétel, mind a hőleadás szabályozható. Ezt azzal valósították meg, hogy a magszerkezet körüli légcsatörnákban természetes áramlás helyett kényszer áramlást hoztak létre ventillátor segítségével. A ventillátor ki- és bekapcsolását hőérzékelős hőfokszabályzó végzi; Kellő méretezés és feltöltöttség esetén a rendszer alkalmas a fűtendő helyiség kívánt mértékű temperálására, így a korábbi berendezéseknél lényegesen korszerűbb és ma is általános elterjedésnek örvend műszaki és enéregetikai előnyei miatt. Valamennyi berendezés közös hiányossága, hogy a tárolt hőenergia kinyeréséhez külön mechanikai energia felhasználásra és mozgó alkatrészekre van szükség, méghozzá úgy, hogy a hőtárolós kályhák fő előnye, azaz a terhelési völgyben történő energiafelhasználás rovására a hőleadási énergiaigéhy a nap teljes időszakában sőt csúcsidőben is jelentkezik: Bar ez az energiaigény viszonylag nem nagy .általában az összteljesítmény 2-4 %-a - azonban tok hasonló működő berendezés esetén egy adott energiarendszerben már jelentős terheléssel lehet számdlni, Az egyes' fogyasztóknál a többletköltség tarifális okok miatt 3- ÍO % is meghaladhat; 1 További hiányosságnak tekinthető, hogy á mesterséges légcirkuláció zajjal, zúgással jár együtt, és elkerülhetetlen a por felverésé és á forró magkerámiákon. az égett porszag keletkezésé. Maga a kényszeráramoltatás is szerkezeti elemeivel együtt mintúj hibaforrás jelentkezik. A 161 254 lajstromszámú magyar szabadalom hőtárolós fűtőberendezést ismertet, amely lényégében ventilláioros kényszcráramlással ellátott .hagyományos felépítésű cserépkályha. A berendezés, hátránya,; hogy a gyakorlatban kevésbé vált bej viszonylag nagy tömege ellenére nem kielégítő hőtároló képessége miatt, továbbá nem megfelelő vezérlése következtében. A 180 406 számú magyar szabadalom zárt rendszerű, villamos üzemű hőtároló kályhára vonatkozik, ahol fűtőspirálok' vannak U-alakú m&gkerámikák egymásfelé fordítóit vályatábán elhelyezve, a mag kívülről’hőszigetéit, és a szigetelést kerámia illetve alumíniumcsövek veszik körül, és a bérendezést vala- ' milyen külső burkolat borítja. Ébbenf a megoldásban nincs kényszeráramoltátást végző'Ventillátor, de a berendezés nem tesz eleget n gyakorlatban az előirt hőtechnikai kövételményeknek (zárt állapotban maximum 30 % veszteség / 8 óra, nyitott állapotban intenzív hőleadás). További hiányossága ennék a megoldásnak, hogy hőleadása alig szabályozható. A találmány célja az ismert berendelések hiányosságainak egyidejű kiküszöbölése mellett olyan elektromos hőtárolós fűtőberendezés létrehozása, amelynél a külön energiafelvételt igénylő kényszeráramoltatás elhagyásával természetes légáramlás útján olyan szabályozás érhető el, mint a kériyszeráramoltatású berendezéseknél az ott igényelt, a hőcserélő közeg mozgatására használt energiaveszteség nélkül,- azaz jobb energetikai hatásfokkal. A találmány azonban a felismerésen alapul, hogy az elektromos hőtárolós fűtőberendezéseknél általánosan alkalmazott hőcserélő ventillátor elhagyható, ha hőtechnikailag méretezett, megfelelő nagyságú és alakú hőcserélő felülettel kellő intenzitású természetes légkonvekciót keltünk és ezzel biztosítjuk a kívánt intenzitású hőleadást, és ha a berendezés hőleadását megfelelő szerkezeti elemekkel önszabályozó-módon 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
