CS263697B1

CS263697B1 - Tubular heat exchanger with reflector

Info

Publication number: CS263697B1
Application number: CS871238A
Authority: CS
Inventors: Jindrich Ing Stach
Original assignee: Jindrich Ing Stach
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS123887A1

Abstract

Trubkový výměník tepla s reflektorem je určený zejména pro vytápění skleníků. Nad topnou trubkou jsou umístěny přestaví telné odrazové plochy tepelného záření uspořádané podélně nad trubkou. Odrazové plochy jsou k topné trubce připojeny pomocí kloubů, takže je možno změnou polohy odrazových ploch regulovat tepelný tok a omezovat stínění rostlin způsobované reflektoremThe tubular heat exchanger with reflector is intended especially for heating greenhouses. Above the heating tube there are adjustable reflective surfaces of thermal radiation arranged longitudinally above the tube. The reflective surfaces are connected to the heating tube by means of joints, so that by changing the position of the reflective surfaces it is possible to regulate the heat flow and limit the shading of the plants caused by the reflector.

Description

Vynález se týká trubkového výměníku tepla s reflektorem, určeného zejména pro vytápění skleníků.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a tube heat exchanger with a reflector, particularly for heating greenhouses.

Pro vytápění skleníků se jako výměníku tepla v systému teplovodního nebo parního vytápění používá převážně hladkých kruhových trubek, které jsou umístěny z větší části nad pěstovanými rostlinami, z menší části pak podél stěn skleníku. Tento způsob vytápění, tzv. horní trubkový systém vytápění, se používá zejména proto, že zajištuje rovnoměrné vytápění po celé půdorysné ploše skleníku bez nežádoucího proudění vzduchu a topné trubky přitom nepřekážejí obdělávání půdy a ošetřování rostlin. Příznivě se uplatňuje též sálavá složka šíření teplá od topných trubek umístěných nad porostem a proto bývá teplota listů rostlin při stejné teplotě vzduchu ve skleníku u horního trubkového vytápění vyšší než při jiných systémech, např. vytápění teplovzdušném nebo pomocí konvektorů. Nevýhodou horního trubkového vytápění však jsou vyšší tepelné ztráty způsobené jednak sáláním topných trubek směrem ke skleníkovému plášti, jednak tím, že je prostor nad topnými trubkami vytápěn na vyšší teplotu. Pro snížení těchto ztrát bylo proto navrženo použití reflektroů umístěných nad topnými trubkami nebo nátěr či polep sektoru topné trubky směřujícímu ke skleníkovému plášti prostředky snižujícími intenzitu sálání. Tyto návrhy se však v praxi příliš nerozšířily. Reflektory zejména proto, že svým stíněním snižují intenzitu osvětlení, která je v zimních měsících rozhodujícím faktorem pro vývoj rostlin, sektorové nátěry čí polepy pro nižší účinnost, která se vlivem stárnutí povrchu nanesených prostředků dále snižuje. V obou případech je další nevýhodou, že snížení tepelného toku směrem ke sklu, které nelze nijak regulovat, se nepříznivě projeví při nižších teplotách, kdy sníh zůstává na povrchu střechy skleníku aniž by roztál. To by způsobilo zcela nepřijatelné světelné podmínky pro pěstované rostliny, čemuž je možno zabránit jen přechodným zvýšením vnitřní teploty ve skleníku, což však zvláště při nízké intenzitě osvětlení působí na vývoj rostlin nepříznivě.For the heating of greenhouses, as a heat exchanger in the hot-water or steam heating system, mainly smooth circular pipes are used, which are located mostly above the cultivated plants, and to a lesser extent along the walls of the greenhouse. This method of heating, the so-called upper pipe heating system, is used in particular because it ensures uniform heating over the entire greenhouse floor area without undesired air flow, while the heating pipes do not interfere with soil cultivation and plant treatment. The radiant component of the heat distribution from the heating pipes located above the crop is also favorably applied and therefore the leaf temperature of the plants at the same air temperature in the greenhouse in the upper pipe heating is higher than in other systems, eg air heating or convectors. The disadvantage of the upper pipe heating system, however, is the higher heat losses caused both by radiation of the heating pipes towards the greenhouse jacket and by the fact that the space above the heating pipes is heated to a higher temperature. Therefore, to reduce these losses, it has been proposed to use reflectors placed above the heating pipes or to coat or stick the heating pipe sector facing the greenhouse jacket by means of radiation reduction. However, these proposals have not been widely disseminated in practice. Especially because of their shading, they reduce the light intensity, which is a decisive factor in plant development in the winter months, sector coatings or stickers for lower efficiency, which further decreases due to the aging of the surface of the applied compositions. In both cases, another disadvantage is that the reduction in heat flow towards the glass, which cannot be controlled in any way, adversely affects at lower temperatures, where snow remains on the surface of the greenhouse roof without melting. This would cause totally unacceptable lighting conditions for the cultivated plants, which can only be avoided by temporarily increasing the internal temperature in the greenhouse, which, however, adversely affects the development of the plants, especially at low light intensity.

Uvedené nevýhody dosud známých způsobů vytápění skleníků jsou odstraněny použitím trubkového výměníku s reflektorem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že odrazové plochy reflektoru uspořádané podélně nad topnou trubkou jsou k topné trubce připojeny prostřednitcvlm kloubů.These disadvantages of the hitherto known methods of heating greenhouses are overcome by the use of a tube heat exchanger with a reflector according to the invention, characterized in that the reflector surfaces of the reflector arranged longitudinally above the heating tube are connected to the heating tube by means of joints.

»»

Tím je dosaženo možnosti měnit polohu odrazových ploch reflektoru a regulovat tak tepelný tok podle okamžité potřeby.This makes it possible to change the position of the reflecting surfaces of the reflector and thus regulate the heat flux as required.

Trubkový výměník s reflektorem podle vynálezu je znázorněn na výkresu, kde obr. 1 je příčný řez trubkovým výměníkem, u něhož jsou znázorněny různé polohy odrazových ploch reflektoru, na obr. 2 je příkla dprovedení mechanizmu pro ovládání polohy odrazových ploch.A tube exchanger with a reflector according to the invention is shown in the drawing, wherein Fig. 1 is a cross-section of a tube exchanger, in which different positions of the reflector surfaces of the reflector are shown, Fig. 2 shows an embodiment of the mechanism for controlling the position of the reflector.

Topná trubka 2 v níž proudí topné médium, např. teplá voda nebo pára, je opatřena povrchem s vysokým součinitelem sálání, např. může být natřena běžným olejovým nátěrem.The heating pipe 2 in which the heating medium flows, for example hot water or steam, is provided with a surface with a high radiation coefficient, for example it can be painted with a conventional oil paint.

Nad topnou trubkou 2 jsou umístěny přestavitelné odrazové plochy 2 ve tvaru pásů uspořádaných podélně nad topnou trubkou 2· Přestavitelné odrazové plochy 2 jsou připojeny pomocí kloubů 2 k topné trubce 2 přímo nebo prostřednictvím držáku 4. Ve střední části nad trubkou 2 může být ještě pevná odrazová plocha 5 ve tvaru pásu podélně uspořádaného nad topnou trubkou 2· Pevná odrazová plocha 2 však použita být nemusí a obě přestavitelné odrazové plochy 2 jsou pak umístěny těsně vedle sebe. Odrazové plochy 2, 5 jsou opatřeny na své vnitřní i vnější straně povrchem s vysokou odrazivostí pro tepelné záření. Mohou být např. vyrobeny z hliníkového plechu nebo jiného materiálu s vysokou odrazivostí pro tepelné záření, nebo mohou být vyrobeny i z jiných materiálů a na svém povrchu opatřeny vrstvou materiálu s vysokou odrazivostí pro tepelné záření. Přestavitelné odrazové plochy 2 je možno ustavit do různých poloh pomoci ovládacího mechanizmu, sestávajícího např. z posuvné opěry 6 uchycené na ovládacím táhle T_ vedeném podélně nad topnou trubkou 2· Každá přestavitelné plocha 2 je pak opatřena alespoň jednou stykovou plochou 8, na niž při svém pohybu dosedá posuvná opěra 6 svou náběhovou plochou 9. Stykové plochy 8 mají bud tvar šroubovice pro plynulé nastavování polohy přestavitelných stykových ploch 2 nebo jsou na stykových plochách 2 vytvořeny stupně, které umožňují snazší hastavenl zvolených poloh přestavitelných odrazových ploch 2.Above the heating tube 2 are displaceable reflective surfaces 2 in the form of strips arranged longitudinally above the heating tube 2. The adjustable reflective surfaces 2 are connected by hinges 2 to the heating tube 2 directly or via a holder 4. however, the fixed reflective surface 2 need not be used and the two adjustable reflective surfaces 2 are then placed closely next to each other. The reflecting surfaces 2, 5 are provided on their inner and outer surface with a high reflectance for thermal radiation. For example, they may be made of aluminum sheet or other material with high reflectance for thermal radiation, or they may be made of other materials and coated with a layer of material with high reflectance for thermal radiation. The adjustable reflecting surfaces 2 can be adjusted to different positions by means of an actuating mechanism, e.g. consisting of a sliding support 6 mounted on a control rod T extending longitudinally above the heating tube 2. The contact surfaces 8 either have a helical shape for continuously adjusting the position of the adjustable contact surfaces 2 or steps are provided on the contact surfaces 2 which make it easier to adjust the selected positions of the adjustable reflective surfaces 2.

K nastaveni různých poloh přestavitelných odrazových ploch 2 však může být použit jakýkoliv jiný vhodný mechanismus, např. pákový mechanismus ovládaný táhlem podélně vedeným nad topnou trubkou 1,’ nebo jiný známý mechanismus.However, any other suitable mechanism may be used to adjust the various positions of the adjustable reflecting surfaces 2, e.g. a lever operated by a draw rod longitudinally extending above the heating tube 1, 'or another known mechanism.

Přestavitelné odrazové plochy 2 jsou ve své základní poloze 21 nastaveny nejvýhodněji z hlediska minimalizace tepelných ztrát. V této poloze odrazové plochy 2 zachytávají převážnou část tepelného záření směřujícího ke skleníkovému plášti, přičemž větší část odrážejí směrem k pěstovaným rostlinám. Současně je omezeno proudění ohřátého vzduchu směrem nahoru a snižují se tak ztráty způsobené vyšší teplotou v prostoru nad topnými trubkami 2· Tato poloha se využívá zejména při vytápění v noční době, která z hlediska nákladů na vytápění rozhodující.The adjustable reflective surfaces 2 are set in their basic position 21 most preferably in terms of minimizing heat loss. In this position, the reflecting surfaces 2 capture most of the heat radiation directed towards the greenhouse, while reflecting the greater part towards the cultivated plants. At the same time, the upward flow of heated air is reduced and losses due to the higher temperature in the space above the heating pipes are reduced. 2 · This position is particularly useful for night-time heating, which is decisive in terms of heating costs.

V denní době pak pří vyšší intenzitě vytápění, kdy výhody vyplývající z úspory paliva převažují nad ztrátami způsobenými stíněním přestavitelných odrazových ploch 2. Dolní poloha 22 přestavitelňých odrazových ploch 2 se používá v období kdy je topný systém mimo provoz a též v denní době při nižší intenzitě vytápění. Horní poloha 23 je určena pro případ, kdy je potřeba zvýšit tepelný tok směrem ke skleníkovému plášti, potřebný pro tání sněhu na střeše skleníku. Konečně je možno mezi základní polohou 21 a horní'polohou 23 nastavit přestavitelné odrazové plochy 2 do polohy 24, při které je efektivní výkon topného systému maximální.At daytime, at higher heating intensities, the benefits of fuel savings outweigh the losses caused by shielding of the adjustable reflective surfaces 2. The lower position 22 of the adjustable reflective surfaces 2 is used during periods when the heating system is out of operation and also at daytime at lower intensity heating. The upper position 23 is intended for the case where it is necessary to increase the heat flux towards the greenhouse jacket needed for melting snow on the greenhouse roof. Finally, between the basic position 21 and the upper position 23, the adjustable reflective surfaces 2 can be set to a position 24 at which the effective performance of the heating system is maximized.

Tato poloha je důležitá z hlediska dimenzování topného systému pro maximální tepelnou ztrátu skleníku.This position is important in terms of dimensioning the heating system for maximum heat loss of the greenhouse.

Přestavením odrazových ploch 2 do různých poloh je možno regulovat tepelný tok od výměníku a snížit nepříznivý vliv stínění, neboť přestavitelné odrazové plochy 2. v dolní poloze 22 prakticky nestíní, naopak část světelných paprsků, které by jinak dopadly na topnou trubku, odrážejí směrem k pěstovaným rostlinám vlivem své polohy a vysoké odrazivosti také pro světelné záření.By adjusting the reflective surfaces 2 to different positions, it is possible to regulate the heat flow from the exchanger and reduce the adverse effect of the shielding, since the adjustable reflective surfaces 2 in the lower position 22 practically do not shield. plants due to their position and high reflectivity also for light radiation.

Trubkový výměník s reflektorem podle vynálezu je možno použít také jen pro zvýšení účinnosti topného systému v hlavním topném období. V tomto případě není nutný mechanismus pro ovládáni polohy přestavitelných odrazových ploch 2 a postačí pouze na toto období vložit jakoukoliv vhodnou podpěru mezi topnou trubku 2 a přestavitelné odrazové plochy 2, která zajistí jejich základní polohu 21.The tube heat exchanger with reflector according to the invention can also be used only to increase the efficiency of the heating system in the main heating period. In this case, there is no need for a mechanism to control the position of the adjustable reflecting surfaces 2, and it is sufficient for this period only to insert any suitable support between the heating pipe 2 and the adjustable reflecting surfaces 2 to ensure their basic position 21.

Claims

Tubular heat exchanger with a reflector arranged longitudinally above the heating tube, characterized in that the reflector consists of adjustable reflective surfaces (2) which are connected to the heating tube (1) by means of joints (3).

Tubular heat exchanger with reflector according to claim 2, characterized in that a fixed reflective surface (5) is arranged between the adjustable reflecting surfaces (2) above the heating tube (1).

Tubular heat exchanger with reflector according to claim 1 or 2, characterized in that each adjustable reflective surface (2) is provided with at least one contact surface (8) adapted for the stepwise or continuous adjustment of the adjustable surfaces (2), being above the heating tube ( 1) a sliding support (6) of the contact surfaces (8) is provided, fastened to a rod (7) extending longitudinally above the heating tube (1). '