CZ9592A3 - Tepelný akumulátor pro vytápěni prostorů - Google Patents

Abstract

Tepelný akumulátor napojený na generátor tepelné energie a obsahujácí výmčník (2) pro ohřev užitkové vody má alespoň jednu mezisténu /3/uspořádanou uvnitř akumulátoru a vytvářející spolu s vnitřní stěnou tělesa /1/ akumulátoru alespoň jeden průtokový kanál /12/, v němž je umístěn výměník /2/, přičemž průtočný kanál /12/ se ve své spodní části rozšiřuje a přes hydraulický odpor je napojený na vnitřní prostor tělesa /1/ akumulátoru.

Description

Dosavadní stav techniky

Dosud 2námá řešení tepelných akumulátorů s výměníky tepla vyžadují poměrně značné teplosměnné olochy, což má za následek poměrně velké rozměry vlastních akumulátorů. Další nevýhodou, zejména u menších akumulátorů, je, že pří větším odběru teplé užitkové vody vznikají v akumulátoru konvekční proudy, které narušují stratifikací a vyvolávají tepelnou homogenisaci vodního obsahu, akumulátoru. Pro eliminaci těchto účinků je třeba navrhovat akumulátory s větším objemem a tím i větší tepelnou kapacitou. Zvětšené rozměry akumulátoru však mají za následek větší tepelné ztráty, které jsou úměrné velikosti akumulátoru. Týto ztráty jsou pak dále umocněny teplými konvekčními proudy, proudícími po vnitřním povrchu akumulátoru.

Podstata vynalezu

Uvedené nevýhody odstraňuje tepelný akumulátor s výměníkem tepla, napojený na generátor tepelné energie ména kotel, obsahující výměník pro ohřev užitkové vo

-7» e2 hož podstatou je, Se obsahuje alespoň jednu mezistěnu us□ořádanou uvnitř akumulátoru a vytvářející spolu s vnitřní stěnou akumulátoru alesooň jeden orůtočný kanál, v němž je umístěn výměník pro ohřev -užitková vcdy, přičemž průtočný kanál se ve své spodní části rozšiřuje a přes hydraulický odpor je napojen ns vnitřní prostor akumulátoru.

Je výhodně, když přívod od kotle pro nabíjení akumulátoru je situován na začátek průtočného kanálu v horní částí akumulátoru.

Výhodné je i to, když odběrové ootrubí pro vytápěcí okruh akumulátoru ústí v horní části vnitřnmo prostoru akumulátoru.

Je rovněž vhodné, když vratné potrubí vytápěcího okruhu a odvod ochlazené vody z akumulátoru, do kotle jsou vyústěny áo spodního prostoru, odděleného od vnitřního prostoru akumulátoru. sítí.

La podstaty vynalezu patří rovněž to, že v rozšířené Částí průtočného kanálu jsou uspořádány usměrňovači prstence.

Dále patří do podstaty řešení i to, že hydraulicky odpor na konci průtočného kanálu je tvořen usměrňovači mříží nebo sítí.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že zvyšuje rychlost přirozeného proudění v oblosti výměníku pro ohřev užitkové vody a zároveň zachovává v maximální možné míře stratifikaci kapaliny v akumulátoru, čímž nenarušuje činnost vytár.

Oddělení výměníku od ostatního prostoru aumulátoru je předpokladem i pro dosažení jeho vysoké získávání co největšího množství Kapaliny vyšší než minimálně dožadovanou.

pěcího okruhu.

Vyšší rychlost proudění kapaliny v oblasti výměníku zvyšuje přístup tepla a tím zvyšuje jeho účinnost. Důsledkem toho je možnost zmenšení výměníku a tudíž i snížení jeho ceny.

účinnosti, tj mající teplotu

- 3 Další zvýšení účinnosti v důsledku zlepšení strstifi k2ce je možno· dosáhnout rozdělením výměníkové plochy do dvou a více Částí, které jsou zařazeny sériově za sebou a vzájemně soojeny, přičemž příslušné průtočné kanály jsou odděleny mezidny, přičemž příslušné akumulátorové prostory jsou propojeny otvory v těchto mezidnech.

Přehled obrázků na výkresech

Příklad provedení akumulátoru po.le vynálezu je zobrazen na obr. 1 ve schematickém svislém osovém řezu. Ka obr. 2 je schematický ře2 akumulátorem ve dvojitém provedení.

Pojiis příkladu provedení

Akumulátor s výměníkem je tvořen válcovým tělesem 1. V horní části tělesa 1 ústí do nitra akumulátoru poblíž je ho stěny přívod £ vody pro nabíjení akumulátoru z neznázorněného kotle. Tento přívod je prostřednictvím usměrňovači hlavice 7 směrován do prostoru vytvořeného stěnou tělesa 1 akumulátoru a vnitřní mezistěnou 2· Tato mezistěna 3, má válcovitý tvar a ve spodní části tělesa _! akumulátoru se zužuje směrem do středu tělesa 1 akumulátoru a tím vytváří ve spodní části akumulátoru rozšířený prostor.

T horní válcovité' části mezikruhového prostoru jsou vloženy závity výměníku 2 pro ohřev teplé užitkové vady. Mezikruhový prostor vytvořený vnější stěnou tělesa _! akumulátoru a vnitřní mezistěnou 3, tvoří průtočný kanál 12, který je ve své spodní části srnojen s vnitřním prostorem tělesa i akumulátoru usměrňovači mříží 4 /v pravé části

- 4 obr. 1/ nebo usměrňovači sítí £ A levé části obr. 1/.

Tyto usměrňovači srvky mají ca úkol vytvořit hydraulický odpor a tak snížit rychlost a usměrnit troudění kapaliny c průtočného kanálu 12 do vnitřního prostoru tělesa akumulátoru. Ve středu v horní Části tohoto vnitřního prostoru tělesa !_ akumulátoru je opraveno odběrové potrubí <3pro vytápěcí okruh akumulátoru. Vratné potrubí 10 přivádějící do tělesa 1^ akumulátoru ochlazenou vodu z vytápěcího okruhu je zaústěno do spodního prostoru 11, odděleného od vnitřního prostoru, tělesa 1 sítí 13. Odvod 9 ochlazené vody z akumulátoru směrem ke kotli je zaústěn rovněž do spodního prostoru iíPřívod 14 ohřívané užitková vody je ve spodní částí spirály tvořící výměník 2. V rozšířeném prostoru průtočného kanálu 12 výměníku 2_ mohou být uspořádány usměrňovači prstence 16, sloužící k usměrnění proudu vody protékající průtočným kanálem 12. l^yto usměrňovači prstence 16 zmenšují turbulencí a tím zlepšují průtok vody v průtočném kanálu 12»

Na obr. 2 je znázorněn akumulátor podle vynálezu, vytvořený ze dvou výměníkových jednotek, takže výměníková plocha není průběžná po celé výšce akumulátoru, ale je rozdělena do dvou výměníkových modulů oddělených mezidnem.

Qba díly výměníku 2 jsou propojeny spojovacím potrubím 17.

Khždy výměníkový modul se v tomto případě chová jako sa— ^r moststný a celek jako·řada akumulátorů propojených v sérií.

Takovýmto uspořádáním se docílí toho, že kapalina ve spodním modulu může být ochlazena pod minimální požadovanou teplotu odebírané užitkové vody, aniž by se to projevilo citelným ochlazením kapaliny v akumulátorově části horního modulu.

Při odběru teplá užitkové vody orotékající výměníkem 2_ se voda v průtočném kanálu 12 ochladí a tím vznikne v tomto průtočném kanálu 12 přirozené gravitační -troudění. Protože výměník 2. je od vnitřního prostoru tělesa 1 aku—

- 5 mulátoru oddělen mezistěnou. 2» konvekční proud není rozptylován a jeho rychlost je poměrně vysoká, což má za následek zvýšení přestupu teola na tělese výměníku^· Toto intenzívnější proudění hy však rozrušilo příznivou stratifikaci ve vnitrním prostoru tělesa 1 akumulátoru* Proto je před vstupem lo vnitřního prostoru tělesa 2 akumulátoru toto proudění zpomaleno v rozšiřující se spodní části průtočného kanálu 12. Usměrňovači mříží 4 nebo usměrňovači sítí 5j popřípadě za spolupůsobení usměrňovačích prstenců 15 je toto proudění usměrněno a zrovnoměrněno.

V kritické době, kdy se vyčerpaný akumulátor začíná nabíjet* je účinnost výměníku 2. zvýšena tím, Že ohřátá, voda z kotle je směrována usměrňovači hlavicí _7 přímo do průtočného kanálu 12 na výměník 2. Odběr vody pro vytápěcí okruh odběrovým, potrubím. 8. ze středu v horní části akumulátoru nenarušuje prnudění v průtočném, kanálu 12- Voda vracející se do akumulátoru z vytápěcího okruhu zpátečním potrubím 10 ztrácí svou rychlost ve spodním prostoru 11 a pak stoupá vzhůru vnif.řrrím prostorem akumulátoru*

Claims (4)

1. Tepelný akumulátor pro vytápění prostoru, napojený ns generátor tepelné energie, zejména kotel, obsahující výměník pro ohřev užitkové vody vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu mezistěnu /3/ uspořádanou uvnitř akumulátoru a vytvářející spolu s vnitřní stěnou tělesa /1/ akumulátoru alespoň jeden průtočný kanál /12/ > v němž j'e umístěn výměník /2/ pro ohřev užitkové vody, přičemž průtočný kanál 12/ se ve své spodní části rozšiřuje a přes hydraulický odpor je napojen na vnitřní prostor tělesa flf akumulátoru.

2. Tepelný akumulátor podle aodu 1 vyznačující se tím,, že přívod /6/ od kotle pro nabíjení akumulátoru je situován na začátek průtočného kanálu /12/ v horní části tělesa /1/ akumulátoru.

3. Tepelný akumulátor podle bodů 1 a 2 vyznačující se tím,, že odběrové potrubí /8/ pro vytápěcí okruh akumulátoru je vyústěno v horní části vnitřního prostoru tělesa /1/ akumulátoru.

41 Tepelný akumulátor podle bodů 1 až 3 vyznačující se tím, že vratné potrubí /10/ vytápěcího okruhu a odvod /9/ ochlazené vody z akumulátoru do kotle jsou zaústěny do spodního prostoru /11/, odděleného od vnitřního prostoru tělesa akumulátoru /1/ sítí /13/.

5. Tepelný akumulátor podle bodů 1 až 4.vyznačující se tím, ze v rozšířené časti průtočného kanálu /12/ jsou uspořádány usměrňovači orstence /16/.

β» Tepelný akumulátor podle bodů 1 až 5 vyznačující se tím, že hydraulický odsor na konci průtočného kanálu /12/ je tvořen usměrňovači mříží /4/ nebo sítí /5/.