DK156148B - Opvarmningsanlaeg - Google Patents

Description

DK 156148 B

Opfindelsen angâr et infrar0dt opvarmningsanlæg omfat-tende et varmer0r og flere forbrændingsindretninger fordelt langs varmer0rets længde for at tilf0re varme 5 gasser til det indre af varmer0ret for at fâ varmer0ret til at udsende indfrar0d strâling fra sin overflade, og i hvilket anlæg hver forbrændingsindretning indeholder en brænderenhed, der er placeret i varmer0ret, og en kontrol-box, der har âbninger for tilf0rsel til brænderenheden af 10 den korrekte mængde luft for fuldstændig forbrænding af brændstoffet, der tilf0res brænderenheden, og hvor der findes en vakuumpumpe, der forârsager, at luften str0mmer gennem varmer0ret.

Infrar0d strâling opvarmer genstande direkte med et minimalt 15 tab af varmeenergi til luften mellem varmeapparatet og en genstand. Genstanden, der har absorberet den infrar0de strâling, kan lede noget af varmen fra overfladen til det indre af genstandens legeme og genudstrâle resten, sâledes at den bliver en sekundær kilde af infrar0d strâling. Den genudstrâ-20 lede varmeenergi vil derefter blive absorberet af andre kol-dere overflader eller af den omgivende luft.

St0rrelsen af varmetab til den omgivende luft, hulrum og til frembringelse af træk er derfor ubetydelig for infrar0de varmeanlæg.

25 Det er kendt at anvende infrar0d strâling frembragt ved passage af varme gasser gennem et varmer0r, f.eks. vil der bræn-de en luft-gasblanding i r0ret for at opvarme beboelser og arbejdspladser, f.eks. forretninger, kontorer og fabri-ker.

30 Indtil for fâ âr siden kunne infrar0d strâling imidlertid kun anvendes effektivt til at frembringe h0j temperatur, som f.eks. kræves i bageovne. Sâdanne anlæg anvendte som varmekilde kun det 0vre omrâde af det infrar0de spek-trum. Direkte opvarmningsanlæg for boliger og arbejds- 2

DK 156148 B

pladser var pâ det tidspunkt meget ineffektive og ydnytte-de kun lidt om overhovedet noget af den frembragte infra-r0de strâling til direkte at opvarme genstande.

5 Senere har det ved at tilvejebringe styreorganer for til-f0rsel af de rigtige forhold af luft og gas til frembrin-gelse af en effektiv forbrændingsblanding og ved at for-binde styreorganerne til flere forbrændingsindretninger i forbindende r0r anbragt i rummet, der skal opvarmes, og 10 ved at drive opvarmningsanlægget ved et lidt mindre tryk end 1 atmosfære været muligt at anvende mere af den infrar0de strâling udsendt fra væggene af forbindelses-r0rene for direkte at opvarme genstande. Som f0lge af tilstedeværelsen i forbindelsesr0rene af forbrændings-15 produkter, der er frembragt af forudgâende forbrændingsindretninger, kan der imidlertid være utilstrækkeligt oxygen til at udvirke fuldstændig forbrænding og sâledes forhindre effektiv drift af forbrændingsindretningerne.

I DE-patentskrift nr. 3.001.635 beskrives en fremgangs-20 mâde til opvarmning af en kostald, hvor et varmer0r langs sin længde er forsynet med to forbrændingsaggregater, der hver har en brænder, der rager ind i r0ret. I det nævnte patentskrift beskrives, at primærluften tilf0res for-brændingsaggregatet og brænderen ved hjælp af en pumpe ved 25 den ene ende af r0ret, hvor denne pumpe ogsâ muligg0r blanding af primærluften og brændstofgassen. Den ende af r0ret, der er fjernest fra pumpen, er âben for at tillade at luft kan komme ind i anlægget. Der findes imidlertid ingen beskrivelse af, at forbrændingsaggregatet er kon-30 strueret pâ en sâdan mâde, at det tilf0rer en sâdan mængde primærluft til brænderne, at der sker en fuldstændig forbrænding af det brændstof, der sendes brænderne. Ovennævnte patentskrift beskriver heller ikke, at pumpens funktion er sâledes, at den s0rger for, at der sendes et 35 overskud, eller en forudbestemt mængde af luft gennem r0ret for at sikre en fuldstændig forbrænding af det brændstof, der sendes til aile brænderne i r0ret.

3

DK 156148 B

Opfindelsen har til formàl at angive et infrar0dt opvarm-ningsanlæg, der omfatter et varmer0r og flere forbræn-dingsindretninger fordelt langs længden af varmer0ret for 5 at tilf0re varme gasser til det indre af r0ret, som der-ved fâs til at udsende infrar0d strâling fra sin overflade, og som sikrer en fuldstændig forbrænding af det brændstof, der sendes til aile forbrændingsindretningerne, der er anbragt langs r0ret.

10 Dette formâl opnâs if01ge opfindelsen ved, at der findes en vakuumpumpe, der er indstillet sâledes, at der fore-kommer et overskud af luftstr0m gennem varmer0ret ved brug af anlægget, sâledes at hver af de i sérié anbragte brænderenheder kan fungere inden i varmer0ret med en fuld-15 stændig forbrænding af brændstoffet i en atmosfære, der indeholder forbrændingsgasserne fra enhver opstrpms placeret brænderenhed, og ved at der findes et enkelt indtillingsorgan, hvorved varmekapaciteten i anlægget kan indstilles, eller hvorved der kan kompenseres for foran-20 dringer i brændstoffets karakteristik, hvor de nævnte indstillingsorganer indeholder et spjæld, der er placeret i varmer0ret nedstr0ms i forhold til brænderenhederne.

Et infrar0dt opvarmningsanlæg if01ge opfindelsen har sâledes den fordel, at en forbrændingsenhed, der i sérié 25 med andre forbrændingsenheder arbejder i en atmosfære indeholdende forbrændingsprodukter fra de andre brændere, altid kan afgive den totale forbrændingsvarme uden forringelse af flammen.

Hver forbrændingsindretning i rækken tilvejebringer for-30 trinsvis den samme varmeeffekt og kan if0lge opfindelsen forud justeres pâ en fabrik til at afgive denne effekt.

Gas-luftforholdet kan if01ge opfindelsen være forud indstillet og opretholdt under variationer i de samlede træk- og temperaturforhold.

4

DK 156148 B

Et styreorgan h0rer i en foretrukken udf0relsesform for anlægget til hver forbrændingsindretning og regulerer mængden af den tilf0rte gas.

5 Der fIndes hensigtsmæssigt et enkelt justeringsargan, der tillader justering af anlæggets varmekapacitet, eller som muligg0r kompensering af ændringer i brændslets karakte-ristikker.

Nâr der anvendes et luftformigt brændsel, kan der sâledes 10 for en ændring i dette kompenseres ved en simpel juste-ring, der tillader opretholdelse af den krævede totale varmeeffekt og det forud indstillede gas-luftforhold.

Hensigtsmæssigt h0rer der if01ge opfindelsen reflekteren-de midler til en eller flere dele af et varmer0r for at 15 rette den derved frembragte strâlevarmeenergi til rummet, der skal opvarmes. Sædvanligvis omfatter de reflekterende midler en langstrakt reflektor anbragt aksialt over en del af varmer0ret for at rette strâlevarmeenergi nedad fra r0rdelen til rummet, der skal opvarmes, og et langstrakt, 20 reflekterende skjold bâret aksialt under r0rdelen for at afb0je en del af den fra rordelen udstrâlede strâlevarmeenergi opad mod reflektoren. Sâdanne reflekterende midler medf0rer den fordel, at varmeenergien kan rettes kun mod det rum, der kræves opvarmet, og sâledes forhindrer eller 25 reducerer tab.

En eller flere dele af et varmer0r kan if01ge opfindelsen være forsynet med isolerende midler for at regulere udstrâlingen af strâlevarmeenergi, hvilke isolerende midler sædvanligvis omfatter et isolerende r0r indsat i en 30 del af et varmer0r for at ber0re den indre overflade af dette. Anvendelsen af sâdanne isolerende midler tillader omstilling af strâlevarmeenergi, der om n0dvendigt skal reguleres, og reducerer sâledes muligheden for overopvarmning af et bestemt rum, der skal opvarmes.

5

DK 156148 B

Opfindelsen forklares nærmere i det f01gende under henvisning til tegningen, hvor fig.l skematisk viser en udf0relsesform for et infrar0dt 5 opvarmningsanlæg if01ge opfindelsen med et arrangement af r0rstrenge indeholdende forskellige antal brændere, fig. 2 et lodret snit gennem et forbindelsesr0r med en forbrændingsindretning, fig. 3 en del af en r0rstreng fra anlægget i fig. 1 med 10 dertil h0rende, reflekterende midler for at reflektere den af r0rstrengen frembragte strâlevarmeenergi, set i per-spektiv, fig. 4 r0rstrengen i fig. 3 med dertil h0rende, reflekte-rende midler, set fra den anden ende, og 15 fig. 5 et skematisk længdesnit gennem en del af en r0r-streng i anlægget i fig. 1 forsynet med isolerende midler for at regulere udstrâlingen af varmeenergi fra den del af r0rstrengen.

Fig. 1 viser skematisk et opvarmningsanlæg omfattende 20 flere r0rstrenge med forbindelsesr0r B og forbrændings-indretninger C og forbundet gennem samler0r B til en vakuumpumpe A. Ikke-justerbare endeventiler D er anbragt ved de frie ender af r0rstrengene for at tillade en styret mængde af overskudsluft af str0mme ind i r0rsystemet.

25 Vakuumpumpen A trækker luft-gasblandingen gennem r0rene og tillader en styret reduktion af trykket til lige under atmo-sfæretryk.

Et spjæld E findes i hver r0rstreng lige f0r dets forbindel-se med en anden streng for at regulere sugevirkningen af 30 vakuumpumpen A og g0re hver streng uafhængig af sugevirkningen i det 0vrige af anlægget.

6

DK 156148 B

Et andet spjæld E', der er placeret lige f0r vakuumpumpen A, tillader vakuumpumpens sugevirkning at blive reguleret sam-tidig i hele anlægg&t.

For at tilpasse variationer i og kombinationer af forbræn- 5 dingsindretningens brændselsforhold er begrebet den "ækvi- valente brænder" til beregning af det rigtige gas-luftfor- hold blevet erstattet af en metode med str0mningsenheder, hvor en str0mningsenhed λ er den mængde luft, der kræves til 3 forbrænding af 235 cm /s naturgas, hvilket er ækvivalent 10 med 10.550,65 kJ/h =2,93 kW.

For at tilvejebringe en fuldstændig forbrænding af naturgas, som hovedsagelig bestâr af methan, kræves et gas-luftforhold 3 pâ 1:2, hvilket giver λ = 787 cm /s.

Som vist i fig. 1 kræver hver forbrændingsindretning C 6 λ 3 15 eller 1,7 m /h luft, medens hver endeventil D er konstrue- 3 ret til at tillade 12 λ eller 3,4 m /h at trænge ind i appa-ratet.

Fig. 2 viser et lodret snit gennem en enkelt forbrændingsindretning C. Forbrændingsindretningen omfatter en kontrol-20 boks F og en brænderenhed G.

Brænderenheden omfatter et r0r, hvis ender 17 har indven-digt gevind, som er skruet pâ ender 21 og 21' med udven-digt gevind af forbindelsesr0r 18 og 18' for at montere brænderen i en r0rstreng. Men der kan naturligvis anvendes 25 andre metoder til at forbinde brænderenheden i en r0rstreng.

Gas kommer ind i kontrolboksen F ved hjælp af et gasr0r 1, og en regulator 3 sikrer, at den rigtige mængde gas tilf0-res anlæggat. Regulatoren 3 er forbundet til et kammer 22, der indeholder en O-regulator 4, som opretholder gassen pâ 30 atmosfæretryk, en styreventil 5 til at styre mængden af gas, 7

DK 156148 B

der tilf0res et gnistkammer 23 ved hjælp af et til styreven-tilen 5 forbundet vâgeblusr0r 12, og en hovedventil 6 til at styre mængden af gas til brænderenheden gennem en kanal 11, der er forbundet til udgangen 10A af kammeret 22.

5 Et luftfilter 2 fjerner st0vpartikler o.s.v. fra luften for at undgâ tilstopning af apparatet med uvedkoimnende materia-le. Luft, der passerer gennem filteret 2, kommer enten ind i vâgeblusr0ret 12 gennem en luftâbning 8 i r0ret 12 eller passerer gennem en âbning 10, der; et dimensioneret til at lede 10 den rigtige mængde luft gennem kanalen 11 til et brændergit-ter 16. En væg 14 i kanalen 11 beskytter vâgeblusset i gnist-kammeret 23 for træk forârsaget af luft, der passerer gennem kanalen 11.

En buet bagvæg 15 i kanalen 11 afskærmer tilsvarende bræn-15 dergitteret 16 fra str0mmen af forbrændingsgasser, der passerer gennem forbindelsesr0ret 18.

Et ikke vist tændings-tidsrelæ startes, nâr temperaturen i rummet, der skal opvarmes, faider under en forud bestemt 0nsket temperatur, og tidsrelæet aktiverer vakuumpumpen for 20 at rense anlægget for eventuelt tilbageværende forbrændingsgasser eller andet u0nsket materiale.

Vakuumpumpen A er dimensioneret til at reducere trykket inde i opvarmningsanlægget til et tryk pâ 75 mm vand (5,6 mm Hg) under atmosfærisk tryk. Den af pumpen A frembragte sugeef-25 fekt reguleres af spjældene E i hver r0rstreng og af spjæl-det E' ved pumpen A.

3

Endeventilerne D tillader 12 λ eller 3,4 m /h luft at blive suget ind i anlægget under funktionen af pumpen A. Funktio-nen af brænderindretningen C vil nu blive beskrevet. Gas 30 trækkes ind i anlægget gennem gasr0ret 1 og luft suges gennem luftfilteret 2 ind i kontrolboksen F af pumpen A. Regu-latoren 3 sikrer, at den rigtige mængde gas passerer ind i kammeret 22, og at trykket af gassen opretholdes pâ 1 atmo-sfa=»re* vad h-ïæln af O-reaulatoren 4.

8

DK 156148 B

Til at begynde med trækkes gas gennem styreventilen 5 ind i vâgeblusr0ret 12 og blandes med luft, der kommer ind i r0ret 12 gennem luftâbningen 8.

Luft-gasblandingen passerer gennem en âbning 20 ind i gnist-5 kammeret 23. Et ikke vist varmestyreorgan aktiverer ikke viste, elektriske organer for at fâ kontakter 13 pâ et tænd-r0r 9 til at afgive en gnist. Derefter tændes luft-gasblandingen i kammeret 23.

En ikke vist f0ler detekterer vâgeblusset og fâr hovedven-10 tilen 6 til at âbne. Gas f0res derefter gennem en âbning 10A i kammeret 22 ind i kanalen 11/ og luft suges ind i kanalen 11 ved den af gasstr0mmen frembragte sugevirkning gennem âbningen 10, som er rigtigt dimensioneret for at frembringe den optimale luft-gasblanding.

15 Luft-gasblandingen passerer gennem kanalen 11, idet den forhindres i at slukke vâgeblusset ved hjælp af væggen 14 i kanalen 11, til brændergitteret 16, hvor forbrændingen op-træder ved ber0ring med vâgeblusset.

Forbrændingsgasserne suges gennem r0ret 18' ved virkningen 20 af vakuumpumpen A, hvorved r0ret opvarmes og udstrâler ener-gi i form af infrar0d strâling.

Forbrændingsgasser fra éventuelle forudgâende brænderenheder passerer brændergitteret 16 og afb0jes af den buede bagvæg 15 i kanalen 11. Væggen 15 afskærmer sâledes brænderflammen 25 fra forbrændingsgasserne og forhindrer kontaminering af luft-gasblandingen, hvilket ville nedsætte forbrændingseffektivite-ten, og forhindrer ogsâ fiammerne i at blive slukket ved frembragt træk eller mangel pâ oxygen.

Vakuumpumpen fjerner forbrændingsgasserne fra anlægget, °9 30 disse r0ggasser passerer derefter ud af beboelsen eller ar-bejdsstedet og udt0mmes i atmosfæren.

9

DK 156148 B

Fig. 3 og 4 viser midler h0rende til en del B' af et r0r B for reflektering af strâleenergien udsendt af denne r0rdel til beboelses- eller arbejdspladsomrâdet, der kræves opvar-met.

5 Som vist omfatter de reflekterende midler en langstrakt re-fléktor 24 af i det væsentlige omvendt W-form i.tværsnit an-bragt over r0rdelen B', sâledes at reflektorens længdeakse er parallel med aksen af r0ret B. Reflektoren 24 er dimen-sioneret til at reflektere strâlevarmeenergi, der strâles 10 opad fra r0rdelen B', ned mod det omrâde, der skal opvarmes.

De reflekterende midler omfatter ogsâ et langstrakt strâle-varmeskjold 25 af omvendt V-form i tværsnit ophængt i st0t-tebeslag 26 under r0rdelen B', sâledes at dets længdeakse er parallel med r0raksen. Strâlevarmeskjoldet 25 tjener til 15 at reflektere en del af strâlevarmeenergien, der rettes ned-ad mod r0rdelen B1, til reflektoren 24 for at sikre, at strâlevarmeenergien fordeles mere jævnt over det omrâde, der skal opvarmes.

Strâleskjoldet 25 kan anvendes lokalt for at reducere strâ-20 leintensiteten umiddelbart under r0ret. Uden de reflekterende midler er strâlevarmeintensiteten st0rst ved et punkt umiddelbart under r0ret B' som f0lge af den omvendte kvadratlov.

Som f0lge af formen og placeringen afbryder strâleskjolet 25 den direkte strâlevarmebane og reflekterer varme tilba-25 ge til reflektoren 24, som genreflekterer strâlevarmen bort fra centerlinien af det udstrâlende r0r.

Bâde reflektoren 24 og strâlevarmeskjoldet kan fremstilles af f.eks. 0,7 eller 0,5 mm NATL (TYP)-aluminium og er fra ca. 1,2 til 2,4 m i længde afhængig af kravene. Der kan væ-30 re et eller flere reflekterende midler i anlægget i fig. 1 afhængig af de særlige opvarmningskrav for de omrâder, der skal opvarmes.

10

DK 156148 B

Fig. 5 viser skematisk en del B" af et r0r B forsynet med isolerende midler for at regulere mængden af strâlevarmeenergi, der udsendes fra den del af r0ret B.

Som vist i fig. 5 omfatter de isolerende midler et iso-5 lerende r0r 27 af f.eks. 0,5 m i længde og fremstillet f.eks. af keramiske fibre eller lignende materiale med h0je varme-isolationsegenskaber. I det viste arrangement er det isolerende r0r 27 fremstillet af aluminiumoxid med en vægtykkel-se pâ 5 til 10 mm.

10 Det isolerende r0r 27 er indsat i r0rdelen B", sâledes at det ber0rer den indre flade af denne. Det isolerende r0r 27 tillader, at mængden af strâlevarmeenergi, der udsendes fra denne isoleringen indeholdende del af r0ret/kan reduce-re temperaturen af r0ret B pâ dette sted.

15 Isolerende r0r kan være anbragt forskellige steder i anlæg-get i fig. 1 for at reducere strâletemperaturerne lokalt og sâledes styre strâlevarmeudsendelsen langs r0rene B i an-lsgget og forhindre overopvarmning af omrâder, hvor der kun kræves let opvarmning.

20 Som det ses af fig. 5, kan der i det eller de isolerende r0r 27 i anlsgget være udformet âbninger 28, hvor der pâ ekstremt lokale omrâder kræves h0jere strâlevarmeenergi.

Claims (12)

1. Infrar0dt opvarmningsanlæg omfattende et varmer0r (B) og flere forbrændingsindretninger (C) fordelt 5 langs varmer0rets (B) længde for at til£0re varme gasser til det indre af varmer0ret (B) for at fâ varmer0ret (B) til at udsende indfrar0d strâling fra sin overflade, og i hvilket anlæg hver forbrændingsindretning (C) indeholder en brænderenhed (G), der er placeret i varmer0ret (B), og 10 en kontrolbox (F), der har âbninger for tilf0rsel til brænderenheden (G) af den korrekte mængde luft for fuldstændig forbrænding af brændstoffet, der tilf0res brænderenheden (G), og hvor der findes en vakuumpumpe (A), der foràrsager, at luften str0mmer gennem varmer0ret (B), 15 kendetegnet ved, at vakuumpumpen (A) er indstillet sâledes, at der forekommer et overskud af luftstr0m gennem varmer0ret (B) ved brug af anlægget, sâledes at hver af de i sérié anbragte brænderenheder (G) kan fungere inden i varmer0ret (B) med en fuldstændig forbrænding af brænd-20 stoffet i en atmosfære, der indeholder forbrændings-gasserne fra enhver opstr0ms placeret brænderenhed (G), og ved at der findes et enkelt indtillingsorgan, hvorved varmekapaciteten i anlægget kan indstilles, eller hvorved der kan kompenseres for forandringer i brændstoffets 25 karakteristik, hvor de nævnte indstillingsorganer indeholder et spjæld (E), der er placeret i varmer0ret (B) nedstr0ms i forhold til brænderenhederne (C).

2. Opvarmningsanlæg if0lge krav 1, kendetegnet ved, at hver forbrændingsindretning (C) er forud justeret til 30 at afgive samme varmeeffekt.

3. Opvarmningsanlæg if01ge ethvert af de foregâende krav, hvor brændslet er en brændbar gas, kendetegnet ved, at anlægget er sâledes udformet, at gas-luftforholdet, der tilf0res hver forbrændingsindretning, er forud indstillet 35 og opretholdes under forbrændingsindretningens (C) funktion. DK 156148 B

4. Opvarmningsanlæg if01ge krav 3, kendetegnet ved, at et styreorgan (3) h0rende til hver forbrændingsindret-ning er sâledes indrettet, at det kan regulere mængden af 5 den tilf0rte gas.

5. Opvarmningsanlæg if01ge ethvert af de foregâende krav, kendetegnet ved, at der findes en vakuumpumpe (A) til at opretholde trykket i anlægget lige under atmosfære-tryk under dets funktion.

6. Opvarmningsanlæg if01ge krav 5, kendetegnet ved, at der findes tidsrelæorganer til at aktivere vakuumpumpen (A) for at rense anlægget for eventuelt tilbageværende r0ggasser eller andet u0nsket materiale f0r igangsætningen af anlægget en forud bestemt tid efter at temperaturen af 15 rummet, der skal opvarmes, falder under den 0nskede tem-peratur.

7. Opvarmningsanlæg if01ge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at anlægget omfatter flere varmer0r (B) forbundet parallelt til vakuumpumpen (A), hvor hvert 20 varmer0r (B) har flere forbrændingsinretninger fordelt langs dette.

8. Opvarmningsanlæg if01ge krav 7, kendetegnet ved, at hvert varmer0r (B) er forsynet med spjældorganer (E) forud for forbrændingsindretningerne for at regulere suge- 25 virkningen, der af vakuumpumpen (A) frembringes i anlægget.

9. Opvarmningsanlæg if01ge ethvert af de foregâende krav, kendetegnet ved, at der til en eller flere dele af varmer0ret (B) er forbundet reflekterende midler (24 eller 30 25) for at rette den frembragte strâlevarmeenergi til det rum, der kræves opvarmet.

10. Opvarmningsanlæg if01ge krav 9, kendetegnet ved, at de reflekterende midler indeholder en langstrakt DK 156148 B reflektor (24), der er placeret oven over varmer0ret (B) for at rette den udstrâlede varmeenergi fra varmer0ret (B) nedefter til det rum, der skal opvarmes, samt et lang-5 strakt reflekterende skjold (25), der er placeret neden under varmer0ret (B), beregnet til at reflektere en del af den udstrâlede varmeenergi fra varmer0ret (B) opefter til den 0vre reflektor (24).

11. Opvarmningsanlæg if01ge ethvert af de foregâende 10 krav, kendetegnet ved, at en eller flere dele af et varme- r0r er forsynet med isolerende midler for at aregulere udstrâlingen af strâlevarmeenergi.

12. Opvarmningsanlæg if01ge krav 11, kendetegnet ved, at de isolerende midler bestâr af et isolerende r0r 15 (27) indsat i varmer0ret (B) og i kontakt med dettes indre overflade.