SK8590Y1 - Komínový výmenník tepla spalinových plynov - Google Patents

Abstract

Komínový výmenník tepla spalinových plynov je tvorený potrubím (1) výmenníka. K potrubiu (1) výmenníka sú zvislo pripevnené rebrá (4) a na ňom sú pevne nasunuté a upevnené príruby (2) s vymedzovacími lištami (6). Tie vymedzujú polohu plášťa (3) s pevne pripojenými horizontálnymi prieduchmi (5).

Description

Otáasť techniky

Technici® riešenie sa týka, ekonomického vykurovania priestorov v priemysle, ale najmä v domácnostiach, s maximálnym využitím potenciálu paliva a vykurovacieho zaradenia so spaľovacou komorou.

Doterajší stav techniky

Snaha o ekonomické vykurovanie domácností a pracovných priestorov motivuje ľudí nájsť čo najlepší spôsob, ako maximálne využiť potenciál spaľovacích zariadení. V tejto snahe nezaostávajú ani výrobcovia kozubov alebo kotlov s nízkymi výkonmi spaľujúcimi tuhé palivo. Ponúkajú viac či menej dobré riešenia, ktorých účelom je využitie doteraz vznikajúcich tepelných strát.

Tepelné straty vznikajúce pri horení sarozdeľujú na 3 časti:

a) Komínová strata - je závislá od teploty spalín, ktoré odchádzajú von komínom. Táto strata je v spaľovacích komorách vysoká, teplota spalín napr. pri kozuboch, niekedy dosahuje až. viac než 500 °C - v závislosti od jeho typu.

b) Strata nespálením plynných častí - táto strata vzniká pri úniku nespálených horľavých plynov uvoľňovaných z dreva von komínom. Táto strata môže byť vysoká alebo nízka a závisí hlavne od množstva a spôsobu prívodu vzduchu v danej vložke, ktoré je potrebné na dokonalé spálenie dreva. Na dokonalé spálenie dreva je nutné dodať dostatok vzduchu: na 1 kg dreva minimálne 4,5 m’ vzduchu. Je dôležité si uvedomiť, že podiel splynovaných častí je pri spaľovaní dreva veľmi vysoký - nad 70 %, uvoľňované plyny s a zapaľujú a horia pri rôznych teplotách a drevo horí vysokýmpiameôom.

c) Strata nespálením tuhých častí - táto strata závisí od spaľovaného paliva, napr. pri dreve je veľmi malá - približne do 1 % pôvodnej hmotnosti dreva.

Z hľadiska znižovania strát pri horení paliva v spaľovacej komore stoja proti sebe dve protichodné požiadavky. Znížil'' množstvo horúcich spalín (alebo ich teplotu) unikajúcich do komína. To sa. dá dosiahnuť znižovaním prívodu primárneho vzduchu potrebného na horenie. Týmto úkonom sa síce zníži komínová strata (prípad a)), ale nedostatkom vzduchu dochádza k nedokonalému spaľovaniu, a tak narastá strata v dôsledku úniku nespálených plynov (prípad b)). Ak sa chce potlačiť nedokonalé spaľovanie, zvyšovaním prívodu dostatočného množstva primárneho vzduchu a jeho kvalitným premiešaním s plynmi uvoľňovanými z dreva, zabezpečí sa vysoká teplota v spaľovacej komore a súčasne vysoká teplota spalín, čo má za následok opäť komínovú stratu (prípad a)).

Dosiahnuť efektívnejšie odovzdávanie tepla do vykurovaného priestoru sa dá docieliť inštaláciou výmenníkov tepla. Tie možno použiť v nasledujúcich prípadoch:

- ak sa chce alternatívny nezávislý zdroj vykurovania,

- ak sa chce zvýš iť účinnosť vykurovania,

- ak sa chce alternatívnym zdrojom (kozubom) zohrievať teplá úžitková voda,

- ak sa chce zväčšiť tepelný komfort vo vykurovanom priestore a

- ak sa chce dosiahnuť finančná efektivita vykurovania.

Technici® tiešeme výmenníka musí spĺňať niekoľko podmienok. Tou najdôležitejšou je schopnosť redukovať dechtovanie vo výmenníku na najnižšiu možnú mieru, pri čo najvyššej miere účinnosti prenosu tepla do vody. Zároveň jeho konštrukčné riešenie musí byť také, aby neodhadzovalo spaliny odchádzajúce do konina natoľko, že dôjde aj k dechtovaniu komína. Ak by sa totiž chcelo zamedziť komínovým stratám, zn ižovaním prívodu primárneho vzduchu a následne intenzity horenia sa dosiahne nedokonalé spaľovanie, zvýši sa únik pevných nespálených častí, komín sa zanáša sadzami, dechtom a zvyšuje sa únik exhalátov do ovzdušia. Preto v snahe minimalizovať tvorbu exhalátov a redukovať dechtovanie, sa privádza clo ohniska dostatočné množstvo vzduchu, aby bolo spaľovanie dokonalé.

Existujúce jednoduché komínové výmenníky pracujú na princípe ohrevu priamo cez stenu výmenníka, ktorý tvorí súčasť dymovodu. Na jednej strane steny výmenníka je studený vzduch vykurovaného priestoru, na druhej strane horúci plameň horiacich plynov za spaľovacou komorou, pred sopúchom (ústím dymovodu do komína) vykurovacieho zariadenia. Takýto výmenník má obvykle dymovodnú časť čiastočne prehradenú priečnymi nitkami s malým priemerom, určené k lepšiemu odovzdávaniu tepla do vykurovaného prieš tom. Zhoršuje to prietok komínových plynov dymovodom komína a znižuje jeho ťah. Zároveň v takomto výmenníku je veľmi problematické jeho čistenie od usadeného popolčeka pre jeho ťažkú dostupnosť.

Zabezpečiť dokonalé spaľovanie paliva, dokonalé využitie jeho tepla a súčasne maximálnu redukciu dechtovania a minimalizáciu tvorby exhalátov, to súčasné komínové výmenníky v žiadnom prípade nedokážu splniť, resp. pínia to v tom obmedzenom rozsahu a za cenu ďalších dodatočných opatrení. To je aj hlavná príčina, prečo doteraz prevláda v širokej (často aj odbornej') verejnosti názor, že výmenníky na dymovode nefungujú a neodporúčajú ich používať.

S K 8590 Υ1

Patenty a úžitkové vzory tykajúce sa spomenutej aplikácie:

- Bohm Peter: Interiérový výmenník teplakdymovodu, úžitkový vzor, číslo prihlášky PUV 50029-2009.

- Chalifoux, R., J., Kozacbuk, J., Beat exchanger leak detection, US4942920A,.

literatúra tykajúca sa spomenutej aplikácie:

- https://www.youtube.coni/waic4j7v-0T_sprVzb9k;

- httpy/trikänasukces.inŕb/wood-stove-flue/wood-stove-flue-wood-buniing-stove-flue-parts/

- hltp://www.lepsidomov.sk/rs/stavba/kureuie/tepeíne-výmenníky-ktoré-naozaj-fúnguju- C74.html

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky odstraňuje navrhované technické riešenie komínového výmenníka tepla spalinových plynov, ktorého podstata spočíva v tom, že je tvorený (hrubostenným) potrubím, s profilom totožným s profilom komína a plášťom výmenníka. Na potrubí sú pevne nasunuté a upevnené príruby s vymedzovacferi lištami, ktoré vymedzujú polohu plášťa s pevne pripojenými horizontálnymi prieduchmi. K potrubiu výmenníka sú zvonku zvislo pripevnené rebrá. Navrhnutý komínový výmenník tepla spalinových plynov využíva efekt výmeny tepla stenou (hrubostenného) potrubia medzi horiacimi komínovými plynná a prúdiacim vzduchom z vykurovaného priestoru. Ten vstupuje a ohriaty vystupuje cez prieduchy, ktoré sú umiestnené v hornej a spodnej časti výmenníka, V prípade montáže výmenníka za sopúchom konina je výmenník vnútri muriva komína, čo pridáva výmenníku akumulačnú schopnosť použitého šamotového materiálu a tehál. Podmienkou je použitie hrubostenného potrubia s rovnakým profilom a svetlosťou, ako je dymovod konina. Medzi hlavné prínosy tohto riešenia patria:

- možnosť zvýšenia teploty v ohnisku horenia, vďaka čomu nastáva dokonalé spaľovanie, znižuje sa s trata nespálených plynných časti a znižuje sa tvorba emisií,

- zníženie teploty spalín unikajúcich do komína, znižuje sa komínová strata,

- zvýšená akumulácia tepla v telese výmenníka,

- nižšia spotreba paliva pri zachovaní tepelnej pohody,

- njinimaiizác ta zanášania dymovodu s ad zatni, a tvorba emisií,

- nevyskytujú sa prekážky v dymovode, včítane časti tvorenej výmenníkom, t. j. bežné čistenie komína je súčasne aj údržbou výmenníka.

Takéto riešenie účinne zabraňuje tepelným stratám a eliminuje väčšinu nedostatkov pri doteraz bežne používaných spôsoboch vykurovania pracovných a obytných priestorov zdrojom na tuhé palivo (umožňuje dokonalé spaľovanie a znižuje dechtovanie a údržbu výmenníka).

Prehľad obrázkov na výkresoch

Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou výkresu, na obr. 1 je znázornené celkové usporiadanie funkčných častí zariadenia.

Príklady uskutočnenia

Na obr. 1 je znázornený príklad uskutočnenia komínového výmenníka tepla spalinových plynov a celkové usporiadanie jeho funkčných častí. Podstata navrhovaného technického riešenia komínového výmenníka spalinových plynov spočíva v tom, že obsahuje (hrubostenné) potrubie 1 s vysokou tepelnou vodivosťou, ktoré profilom a svetlosťou zodpovedá profilu komína, pričom potrubie 1 tvorí súčasť konina pred alebo za jeho sopúchom, bez akýchkoľvek prekážok v jeho vnútri. Na ňom sú pevne nasunuté a upevnené príruby 2 s vymedz.ovacimi lištami 6. Tie vymedzujú polohu plášťa 3 s pevne pripojenými horizontálnymi prieduchmi 5. K potrubiu 1 výmenníka sú zvislo pripevnené rebrá 4. Navrhnutý komínový výmenník tepla spalinových plynov využíva efekt výmeny tepla stenou potrubia 1 medzi horiacimi komínovými plynmi vnútri a prúdiacim vzduchom z vykurovaného priestoru, ktorý' vstupuje a ohriaty vystupuje cez prieduchy 5 umiestnené v hornej a spodnej časti výmenníka. V prípade montáže výmenníka za sopúchom komína je výmenník vnútri muriva komína, a to pridáva výmenníku akumulačnú schopnosť použitého šamotového materiálu a tehál.

Takéto riešenie prináša viaceré výhody, najmä účinne zabraňuje tepelným komínovým stratám a stratám z nespálených plynných častíc, zvyšuje efektivitu, t. j. zachováva tepelnú pohodu za súčasného znižovania spotreby paliva a využívania zvyškového tepla, čím znižuje náklady na vykurovanie, a v neposlednom rade znižuje emisie a minimalizuje zanášanie komína sadzami, a tak eliminuje väčšinu nedostatkov pri doteraz

S K 8590 Υί používaných bežných spôsoboch vykurovania pracovných a obytných priestorov.

Priemys dná využiteľní»ť

Technické riešenie je možno použiť vo všetkých vykurovacích zariadeniach, v ktorých v dôsledku spaľovania paliva dochádza k prúdeniu komínových plynov, ktorých vysoká teplota umožňuje odvod tepla do vykurovaných priestorov pomocou komínového výmenníka tepla spalinových plynov. Zariadenie je využiteľné vo všetkých oblastiach hospodárstva a v domácnostiach.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   Kommový výmenník tepla spalmových plynov, vyznačujúci sa týsn, že je tvorený potrubím (1) výmenníka, ku ktorému sú zvislo pripevnené rebrá (4) a na ktorom sú pevne nasunuté a upevnené 5 príruby (2) s vymedzovacimi lištami (6), ktoré vymedzujú polohu plášťa (3) s pevne pripojenými horizontálny mi prieduchmi (5).