197624. lajstromszámú szabadalom • Átfolyásos rendszerű fűtőberendezés
197624 A találmány tárgya átfolyásos rendszerű fűtőberendezés, amely folyadékfázisú hőhordozó közeg melegítésére, fűtővíz előállítására és használati melegvíz termelésére egyaránt használható. A találmány szerinti fűtőberendezés megoldásából adódóan különösen tűz- és robbanásveszélyes helyen alkalmazható, a szokásos fűtőberendezésekhez viszonyítva helyigénye kicsi, a berendezésben föllépő hőveszteség elhanyagolhatóan alacsony, a berendezés által leadásra kerülő hőteljesítmény s egyúttal a melegített folyadék hőmérséklete is egyszerűen, könnyen és kis holtidővel vezérelhető,ill. szabályozható, s mint ilyen mind ipari, főként vegyipari üzemek technológiai berendezéseinek hőenergiát szolgáltató, mind fűtési célú melegvíz előállítására valamint használati melegvíz termelésére szolgáló berendezésként egyaránt mint hőközponti berendezés alkalmazható. A találmány szerinti fűtőberendezésnek hőtermelő egysége és hőt felvevő áramló folyadékfázisú közeg főként víz hozzá-, ill. elvezetésére szolgáló bemenő csatlakozási csővezeték csonkja valamint elmenő csatlakozási csővezeték csonkja van. Folyadékfázisú hőhordozó közeget például olajat, vagy vizet villamos energiával melegítő átfolyásos rendszerű fűtőberendezéseknek szerkezeti kialakításukat tekintve melegítendő folyadékot befogadó tartálya, a tartály belső terében folyadékszint alatt elhelyezett hőtermelő egysége, továbbá a folyadék tartályon való folyamatos keresztülvezetéséhez bemenő csatlakozási csővezeték csonkja és elmenő csatlakozási csővezeték csonkja van. A tartály a hőveszteség csökkentése végett hőszigeteléssel van ellátva. A hőtermelő egység közvetlen fűtési megoldásoknál megfelelő ellenállás anyagból kialakított rúd vagy spirál alakzat, amely a folyadékkal közvetlenül érintkezik és közvetlenül maga termeli a hőt. Közvetett fűtési megoldásoknál a hőtermelő egységnek üreges teste példáuL csöve van, amely külső felületén érintkezik a folyadékkal, és belső terében van elhelyezve maga a hőt termelő fűtőszál vagy fűtőspirál. A fűtőszál vagy fütőspirál üzemi hőmérséklete rendszerint 600—1300°C között van. A hőtermelő egység általában egy szerelési egységet alkot, a tartályba alulról, oldalról vagy ritkábban felülről szerelhető. A hőtermelő egység részeit egymástól valamint a fűtőberendezés egyéb részeitől különböző szigetelő anyagú átvezetők, távtartók, szigetelőgyűrűk és szigetelőgyöngyök stb. szigetelik el. Az ismertetett berendezések villamos kapcsolási megoldásukat tekintve olyan kialakításúak, hogy a hőtermelő egységük a hálózatról galvanikusan leválasztó transzformátoron keresztül van táplálva. A transzformátor többnyire háromfázisú, primer tekercsei delta, szekunder tekercsei csillag kapcsolásban vannak, és a csillagpont közösített potenciálra van kötve. A hőtermelő egység egyes fűtőszálai vagy fűtőspiráljai a közösített po- 2 1 tenciálú kapcsok és a szekunder tekercs kapcsok közé vannak kötve, olyan elosztással, hogy az egyes szekunder tekercsek egyenlő mértékben vannak terhelve. Az ismertetett berendezések mind üzemviteli mind gazdaságossági valamint a biztonságtechnikai követelmények szempontjából is számos hiányossággal és hátrányossággal rendelkeznek. Legjelentősebb hátrányosságuk, hogy a berendezések hőtehetetlensége nagy, csak lassan fűthető föl a bennük lévő folyadék.a kívánt hőmérsékletre, így a vezérlést, ill. szabályozást felfűtés irányába nagy holtidővel lehet végezni. A berendezésbe betáplált villamos energiának csak egy része hasznosul, a villamos szigetelést biztosító elemek egyben hőszigetelőként is viselkednek, a berendezés fémrészei által elvezetett valamint a szigetelőtestek és a hőszigetelés fölmelegítése során elvesző hőmennyiség jelentős. Az egyszer már fölmelegített folyadék, amennyiben nem kerül elvezetésre, a berendezésben nem hűthető vissza, legfeljebb a természetes visszahűlés útján, ez egyrészt huzamosabb időt vesz igénybe, amit még az alkalmazott hőszigetelés lassít, másrészt a folyadékban lévő hőmennyiség teljesen elvész, nem hasznosítható. További hátrányosság, hogy a berendezésben föllépő hőtágulás következtében a fűtőszálak térségébe bejutó szennyezett levegő, valamint szigetelőkre lecsapódó pára révén a szigetelési ellenállások változnak, ezek adott értékhatár alá csökkentése vilJamos zárlatveszélyt jelent. A rendszerint 3X380/220 V-os fűtőfeszültségen történő üzemeltetés mellett a hatásos érintkezésvédelem fönntartása különösen a korrózióveszélyes üzemekben rendkívül nehéz feladat. Ugyanígy különösen vegyi üzemekben a tűz- és robbanásveszély elhárítása nehezen kiépíthető és költséges. A közvetett fűtésű hőtermelő egységgel rendelkező fűtőberendezéseknél hátrányosság még, hogy a magas hőfokon izzó fütőszál viszonylag rövid idő alatt elég, elszakad, ez villamos ív, vagy villamos zárlat kialakulásának veszélyét jelenti. A közvetlen fűtési megoldásoknál a hőtermelő egység élettartama a Hőtermelő egység testjében lévő egyenetlen hőmérsékleteloszlás következtében alacsony. A víz melegítésére, például fűtővíz előállítására vagy fogyasztási melegvíz termelésére használt berendezéseknél egy további hátrányosság a vízkő lerakódás ami különösen a hőhasznosítás szempontjából kedvezőtlen. Az ismertetett fűtőberendezések meghibásodása viszonylag gyakori, javításuk körülményes, hosszadalmas, ez a folyamatos termelésben fennakadást okoz, továbbá költséges is. Hátrányosságuk még, hogy gondos karbantartást igényelnek. így általában a villamos energiával üzemelő fűtőberendezéseket önállóan vagy csak alacsony, néhány kW teljesítményig, vagy tartalékberendezésként esetenként fogyasztási csúcsoknál az igények 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
