PL245539B1

PL245539B1 - Heating module

Info

Publication number: PL245539B1
Application number: PL438681A
Authority: PL
Inventors: Marek Alaburda; Andrzej Brandt; Zdzisław Karasowski
Original assignee: Agencja Anticorr Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2021-08-04
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2024-08-26
Also published as: PL438681A1

Abstract

Moduł grzewczy (1) zawiera płaszcz (2), pierwszą sekcję czołową i drugą sekcję czołową, określające wspólnie zamkniętą przestrzeń roboczą (5). W dolnej części przestrzeni roboczej (5) usytuowana jest komora spalania (6) mająca z jednej strony wlot powietrza, a z drugiej strony wylot spalin, wyznaczające wspólnie kierunek przepływu od wlotu powietrza do wylotu spalin. Nad komorą spalania (6) oraz częściowo po bokach komory spalania (6) znajduje się wiele rur (9) usytuowanych pomiędzy pierwszą sekcją czołową, a drugą sekcją czołową równolegle względem kierunku przepływu i względem siebie. Rury (9) są umieszczone co najmniej w dwóch sekcjach rurowych (F1, F2) usytuowanych jedna nad drugą, przy czym geometria usytuowania rur (9) względem siebie w przekroju poprzecznym, prostopadłym do kierunku przepływu, w poszczególnych sekcjach rurowych (F1, F2) jest różna, a liczba rur (9) w sekcji (F1) jest mniejsza od liczby rur (9) w sekcji (F2) zasadniczo o 50%.The heating module (1) comprises a casing (2), a first frontal section and a second frontal section, jointly defining a closed working space (5). In the lower part of the working space (5) there is a combustion chamber (6) having an air inlet on one side and an exhaust gas outlet on the other side, jointly defining a flow direction from the air inlet to the exhaust gas outlet. Above the combustion chamber (6) and partly on the sides of the combustion chamber (6) there is a plurality of pipes (9) located between the first frontal section and the second frontal section parallel to the flow direction and with respect to each other. The pipes (9) are located in at least two pipe sections (F1, F2) located one above the other, wherein the geometry of the positioning of the pipes (9) with respect to each other in a cross-section perpendicular to the flow direction in the individual pipe sections (F1, F2) is different, and the number of pipes (9) in section (F1) is smaller than the number of pipes (9) in section (F2) by substantially 50%.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest moduł grzewczy spaliny-powietrze przeznaczony do zastosowania w jednostkach wentylacyjno-grzewczych o wydajności do 100 000 m³/h zwanych centralami wentylacyjno-grzewczymi, do ogrzewania pomieszczeń lub na potrzeby innych urządzeń lub technologii, np. do suszenia produktów po procesie malowania.The subject of the invention is a flue gas-air heating module intended for use in ventilation and heating units with a capacity of up to 100,000 m ³ /h, called ventilation and heating units, for heating rooms or for the needs of other devices or technologies, e.g. for drying products after the painting process.

Znane są moduły grzewcze bądź systemy wymiany ciepła, zwane też piecami bądź kotłami, stosowane do ogrzewania płynów przez spaliny powstające w procesie spalania paliwa gazowego, płynnego bądź stałego. Wykorzystują one co najmniej jeden wymiennik ciepła typu płaszczowo-rurowego, w którym gorące spaliny bądź produkty spalania przepływają wewnątrz rur, a powietrze, które ma zostać ogrzane, przepływa obok tych rur omywając je w obszarze płaszcza wymiennika ciepła. Od pewnego czasu dużego znaczenia w doborze parametrów wymienników ciepła w kotłach nabrała sprawność cieplna. W standardowych wymiennikach płaszczowo-rurowych z przepływem krzyżowym przy niskich prędkościach przepływu sprawność wymiany ciepła jest na poziomie 50-80% w zależności od zastosowanej konstrukcji. Bardzo ważnym parametrem jest przy tym układ rur. Liczba i średnica rur oraz ich układ względem siebie są parametrami wpływającymi na szybkość przepływu płynu. Zbyt niska szybkość przepływu jest niekorzystna dla procesu przenikania ciepła i prowadzi do szybszego osadzania się zanieczyszczeń na powierzchni rur. Natomiast zbyt duża prędkość powoduje nadmierny spadek ciśnienia i prowadzi do erozji materiału rur. Parametry te są powiązane z długością rur i całkowitą powierzchnią wymiany ciepła. Poprzez odpowiedni dobór tych parametrów możliwa jest poprawa sprawności wymiany ciepła, jednak do pewnej granicy. W znanych rozwiązaniach konstrukcyjnych uzyskanie sprawności powyżej 80% w wymiennikach płaszczowo rurowych gaz-gaz okazało się bardzo trudne do uzyskania.Heating modules or heat exchange systems, also known as furnaces or boilers, are used to heat fluids by exhaust gases generated in the combustion process of gaseous, liquid or solid fuel. They use at least one shell-and-tube heat exchanger, in which hot exhaust gases or combustion products flow inside the tubes, and the air to be heated flows past these tubes, washing them in the area of the heat exchanger shell. For some time now, thermal efficiency has become very important in the selection of heat exchanger parameters in boilers. In standard shell-and-tube exchangers with cross-flow at low flow rates, the heat exchange efficiency is at the level of 50-80%, depending on the design used. A very important parameter here is the pipe layout. The number and diameter of the pipes and their arrangement relative to each other are parameters that affect the fluid flow rate. Too low a flow rate is unfavorable for the heat transfer process and leads to faster deposition of contaminants on the surface of the pipes. On the other hand, too high a speed causes an excessive pressure drop and leads to erosion of the pipe material. These parameters are related to the length of the pipes and the total heat exchange surface. By appropriately selecting these parameters, it is possible to improve the heat exchange efficiency, but to a certain limit. In known design solutions, achieving efficiency above 80% in gas-gas shell-and-tube exchangers has proven to be very difficult to achieve.

W zgłoszeniu patentowym nr US 2021/0033351A1 ujawniono wymiennik płaszczowo-rurowy, w którym w celu polepszenia wymiany ciepła zastosowano dodatkowe żebra usytuowane śrubowo na powierzchni zewnętrznej rur. To rozwiązanie wymaga jednak dodatkowych komponentów i procesów co zwiększa koszty produkcji i powoduje, że proces produkcji trwa dłużej. W chińskim zgłoszeniu patentowym nr CN112129141 A ujawniono wymiennik płaszczowo-rurowy, w którym w celu polepszenia wymiany ciepła zastosowano dodatkowe przegrody. Również w tym przypadku wymagane są dodatkowe komponenty, co wydłuża czas produkcji, zwiększa masę produktu gotowego i generuje większe koszty produkcji. Dokument EP2038598 ujawnia wytwornicę gorącego gazu i instalację do suszenia zawierającą taką wytwornicę. Układ wymiany ciepła w tym rozwiązaniu zawiera szereg rur, kolektorów oraz środków do regulacji przepływu płynu. Układ ten jest skomplikowany co generuje stosunkowo wysokie koszty i wydłuża czas produkcji. Japońskie zgłoszenie patentowe nr JPS59210262 A ujawnia podgrzewacz ciepłego powietrza, zawierający pierwotny i wtórny wymiennik ciepła, przystosowany do schładzania spalin poniżej punktu rosy poprzez wspomniany wtórny wymiennik ciepła, wykorzystujący wiele rur przebiegających w obrębie komory spalania. Rozwiązanie to nie wymusza jednak konkretnej drogi przepływu spalin wewnątrz komory spalania, co nie doprowadza do zwiększenia wydajności procesu wymiany ciepła. Polskie zgłoszenie wzoru użytkowego nr W.118797 ujawnia kondensacyjną sekcję grzewczą do zastosowania w wymiennikowych lub kondensacyjnych nagrzewnicach powietrza wykorzystywanych na przykład do ogrzewania pomieszczeń. Ujawniona sekcja grzewcza zawiera komorę spalania połączoną z komorą odprowadzania spalin, z której to komory wychodzi zespół rur wymiennika ciepła wygiętych w kształt litery „U” i przebiega przez kanał przepływu powietrza do ogrzania. Zaproponowany układ rur wymiennika ciepła, jak w przypadku poprzednich cytowanych publikacji, cechuje się jednolitą dystrybucją rur w obrębie kanału przepływu powietrza, co również nie podwyższa sprawności osiąganej przez urządzenie do podgrzewania powietrza w stosunku do standardowych rozwiązań. Polskie zgłoszenie wzoru użytkowego nr W.127767 ujawnia nagrzewnicę powietrzną opalaną paliwem stałym, zawierającą między innymi komorę paleniskową i wymiennik ciepła, utworzony z pionowo przebiegających rur. Rozwiązanie to zapewnia pojedynczą sekcję wymiennika ciepła, ograniczając przez to możliwość zwiększenia wydajności nagrzewnicy poprzez wstępne ogrzanie powietrza do ogrzania w osobnej, wstępnej sekcji wymiennika ciepła. Zgłoszenie polskiego wzoru użytkowego nr W.114472 ujawnia gazowy podgrzewacz powietrza, zawierający dwustopniowy, płomiennikowy, rurowy wymiennik ciepła usytuowany w obrębie kanału podgrzewania powietrza, na wlocie którego usytuowany jest wentylator osiowy, wymuszający przepływ powietrza do pogrzania przez wspomniany wymiennik ciepła. Układ zaproponowany w tym zgłoszeniu, podobnie jak niektóre poprzednie cytowane dokumenty, cechuje się zastosowaniem tylko jednej sekcji wymiennika ciepła z równomiernie rozłożonym układem rur, co stanowi ograniczenie możliwości wielostopniowego ogrzewania przepływającego powietrza, prowadząc do zauważalnych strat w wydajności procesu ogrzewania. Najbliższy stan techniki stanowi amerykańskie zgłoszenie patentowe nr US4860725A. Ujawniono w nim piec kondensacyjny zawierający palnik wykorzystujący płyn paliwowy, taki jak olej lub gaz, który to piec zawiera wymiennik ciepła w postaci układu wielu rur, połączonego przepływowo z komorą spalania i wylotem spalin, w szczególności przystosowanego do efektywnego odprowadzania cieczy skroplonej ze spalin w trakcie ich przepływu przez wymiennik ciepła. Jednakże, jednolity rozkład rur wymiennika ciepła we wspomnianym wynalazku również uniemożliwia osiągnięcie wyższej niż standardowa wydajności procesu wymiany ciepła.Patent application No. US 2021/0033351A1 discloses a shell-and-tube heat exchanger in which additional fins arranged helically on the outer surface of the tubes are used to improve heat exchange. However, this solution requires additional components and processes, which increases production costs and causes the production process to take longer. Chinese patent application No. CN112129141 A discloses a shell-and-tube heat exchanger in which additional partitions are used to improve heat exchange. Also in this case, additional components are required, which extends the production time, increases the weight of the finished product and generates higher production costs. Document EP2038598 discloses a hot gas generator and a drying installation containing such a generator. The heat exchange system in this solution includes a number of pipes, collectors and means for regulating the fluid flow. This system is complicated, which generates relatively high costs and extends the production time. Japanese patent application No. JPS59210262 A discloses a warm air heater comprising a primary and secondary heat exchanger adapted to cool exhaust gases below the dew point by said secondary heat exchanger, using a plurality of pipes extending within the combustion chamber. However, this solution does not impose a specific exhaust gas flow path within the combustion chamber, which does not lead to an increase in the efficiency of the heat exchange process. Polish utility model application No. W.118797 discloses a condensing heating section for use in exchange or condensing air heaters used, for example, for heating rooms. The disclosed heating section comprises a combustion chamber connected to a chamber for exhaust gases, from which chamber a set of heat exchanger pipes bent in the shape of the letter "U" emerges and extends through the air flow channel to be heated. The proposed heat exchanger pipe system, as in the case of the previous cited publications, is characterized by a uniform distribution of pipes within the air flow channel, which also does not increase the efficiency achieved by the air heating device in relation to standard solutions. Polish utility model application No. W.127767 discloses a solid fuel fired air heater, comprising, among other things, a combustion chamber and a heat exchanger formed of vertically running pipes. This solution provides a single heat exchanger section, thereby limiting the possibility of increasing the heater's efficiency by preheating the air to be heated in a separate, preliminary heat exchanger section. Polish utility model application No. W.114472 discloses a gas air heater, comprising a two-stage, flame, tubular heat exchanger located within the air heating channel, at the inlet of which an axial fan is located, forcing the air to be heated through the said heat exchanger. The system proposed in this application, like some of the previous cited documents, is characterised by the use of only one heat exchanger section with an evenly distributed pipe system, which limits the possibility of multi-stage heating of the flowing air, leading to noticeable losses in the efficiency of the heating process. The closest prior art is U.S. patent application No. US4860725A. It discloses a condensing furnace comprising a burner using a fuel fluid such as oil or gas, which furnace comprises a heat exchanger in the form of a plurality of tubes in fluid communication with a combustion chamber and an exhaust gas outlet, particularly adapted to efficiently discharge liquid condensed from the exhaust gases as they flow through the heat exchanger. However, the uniform distribution of the heat exchanger tubes in said invention also prevents the achievement of higher than standard efficiency of the heat exchange process.

Celem niniejszego wynalazku jest udostępnienie modułu grzewczego, który osiąga większą sprawność wymiany ciepła w porównaniu do znanych modułów grzewczych bez zwiększania kosztów produkcji i bez zastosowania dodatkowych elementów wpływających na wydłużenie procesu produkcyjnego w porównaniu do rozwiązań ze stanu techniki. Ten cel został osiągnięty przez cechy charakterystyczne niniejszego wynalazku jak ujawniono w części znamiennej zastrzeżenia 1 i 12.The aim of the present invention is to provide a heating module that achieves higher heat exchange efficiency compared to known heating modules without increasing production costs and without using additional elements that extend the production process compared to prior art solutions. This aim is achieved by the characteristics of the present invention as disclosed in the characterizing part of claims 1 and 12.

Istotą wynalazku jest moduł grzewczy 1, zawierający płaszcz 2, pierwszą sekcję czołową 3 i drugą sekcję czołową 4, określające wspólnie zamkniętą przestrzeń roboczą 5. W dolnej części przestrzeni roboczej 5 usytuowana jest komora spalania 6 mająca z jednej stron y wlot powietrza 7 a z drugiej strony wylot spalin 8, wyznaczające wspólnie kierunek przepływu A od wlotu powietrza 7 do wylotu spalin 8. Komora spalania jest znana ze stanu techniki i może zawierać standardowe palniki gazowe bądź olejowe. Ponadto komora spalania może zawierać odpowiedni osprzęt niezbędny do prowadzenia i regulacji procesu spalania, taki jak nadmuch powietrza, który może być sterowany przez sterownik w połączeniu z odpowiednimi czujnikami temperatury w zależności od wymaganych parametrów, urządzenie zapłonowe, itp. Nad komorą spalania 6 oraz częściowo po bokach komory spalania 6, znajduje się wiele rur 9 usytuowanych pomiędzy pierwszą sekcją czołową 3 a drugą sekcją czołową 4 równolegle względem kierunku przepływu A i względem siebie. Rury 9 są umieszczone co najmniej w pierwszej sekcji rurowej F1, w drugiej sekcji rurowej F2, oraz w trzeciej sekcji rurowej F3, usytuowanych jedna nad drugą. Korzystnie, rury 9 są trwale przytwierdzone, korzystnie są szczelnie względem płynów, przyspawane bądź przylutowane swoimi końcami odpowiednio do otworów w pierwszej sekcji czołowej 3 i w drugiej sekcji czołowej 4, tworząc w ten sposób z jednej strony przestrzeń dla spalin od wylotu spalin 8 z komory spalania 6 poprzez przestrzeń wewnętrzną rur 9 oraz przestrzenie wewnętrzne pierwszej i drugiej sekcji czołowej 3, 4 aż do odprowadzenia spalin do przewodu kominowego 15 na zewnątrz modułu grzewczego 1. Z drugiej strony, powierzchnie zewnętrzne rur 9 i powierzchnia wewnętrzna płaszcza 2 oraz powierzchnie pierwszej i drugiej sekcji czołowej 3, 4 skierowane ku sobie, w miejscach poza przytwierdzonymi końcówkami rur 9, tworzą przestrzeń dla powietrza bądź innego płynu technologicznego omywającego powierzchnię zewnętrzną rur 9 w celu wymiany ciepła bądź ogrzania czyli odbioru energii cieplnej ze spalin płynących wewnątrz rur 9. Wspomniane ogrzanie może być potrzebne w celu odparowania wilgoci z ogrzewanego powietrza. Korzystnie, rury 9 są wykonane z metalu, korzystnie ze stali kotłowej i są rozmieszczone zasadniczo równomiernie w poziomie, patrząc w przekroju poprzecznym w drugiej sekcji rurowej F2 oraz w trzeciej sekcji rurowej F3, w jednakowych odległościach względem siebie. Korzystnie, w pierwszej sekcji rurowej F1 rury 9 są rozmieszczone po bokach komory spalania 6, zasadniczo na wysokości odpowiadającej górnej połowie komory spalania 6. Geometria usytuowania rur 9 względem siebie w przekroju poprzecznym, prostopadłym do kierunku przepływu A, w pierwszej sekcji rurowej F1, w drugiej sekcji rurowej F2 i w trzeciej sekcji rurowej F3 jest różna. Liczba rur 9 w trzeciej sekcji rurowej F3 jest większa niż liczba rur 9 w drugiej sekcji rurowej F2 oraz liczba rur 9 w drugiej sekcji rurowej F2 jest większa niż liczba rur 9 w pierwszej sekcji rurowej F1. Trzecia sekcja rurowa F3 zawiera od 38 do 42 sztuk rur 9, korzystnie 40 sztuk rur 9, druga sekcja rurowa F2 zawiera od 28 do 32 sztuk rur 9, korzystnie 30 sztuk rur 9, a pierwsza sekcja rurowa F1 zawiera od 19 do 21 sztuk rur 9, korzystnie 20 sztuk rur 9. Średnice rur odpowiednio w pierwszej sekcji rurowej F1, w drugie j sekcji rurowej F2, oraz w trzeciej sekcji rurowej F3 zasadniczo nie różnią się od siebie. Korzystnie, rury 9 w danym rzędzie są oddalone od siebie tak, że w przekroju poprzecznym środki przekroju rur 9 są oddalone od siebie o odległość wynoszącą 150% do 250% średnicy rury, bardziej korzystnie 170% do 230% średnicy rury 9, najkorzystniej 200% średnicy rury 9 w danej sekcji. W niniejszym opisie jako rzędy rur 9 rozumie się poziome rzędy rur 9. W kolejnych rzędach rury 9 mogą być przesunięte względem siebie tak, że patrząc w kierunku przepływu A, rury 9 w kolejnym rzędzie usytuowane są pomiędzy rurami w poprzednim rzędzie. Korzystnie, środki przekrojów poprzecznych dwóch rur 9 w danym rzędzie i jednego przekroju poprzecznego rury 9 usytuowanej pomiędzy nimi w sąsiadującym rzędzie tworzą trójkąt, którego kąty charakteryzują geometrię ustawienia rur 9 w przekroju poprzecznym w pierwszej sekcji rurowej F1, drugiej sekcji rurowej F2 i trzeciej sekcji rurowej F3. Korzystnie, płaszcz 2 zawiera ściany boczne 11, 12, wierzch 13 oraz dno 14. Płaszcz 2 może być wykonany z elementów metalowych, korzystnie ze stali kotłowej, zespawanych ze sobą, bądź może być wygięty z jednego arkusza blachy i zespawany tylko wzdłuż jednej krawędzi. Korzystnie, dno 14 jest wygięte ku doł owi tworząc równoległe do kierunku przepływu A zagłębienie na komorę spalania 6 bądź pod komorą spalania 6. Korzystnie, pierwsza sekcja czołowa 3 zawiera pierwszą komorę C1 i trzecią komorę C3, a druga sekcja czołowa 4 zawiera drugą komorę C2 i czwartą komorę C4. Korzystnie, każda część bądź komora odpowiednio pierwszej sekcji czołowej 3 bądź drugiej sekcji czołowej 4 łączy ze sobą przepływowo wnętrza rur z sąsiadujących sekcji rurowych, oddzielając jednocześnie te przestrzenie od otoczenia. Pierwsza sekcja czołowa 3 i druga sekcja czołowa 4 mogą zawierać otwory rewizyjne do dokonywania okresowych przeglądów czyszczenia bądź napraw rur 9. Korzystnie, otwory rewizyjne są rozłącznie mocowane szczelnie do odpowiedniej sekcji czołowej, np. za pomocą połączeń śrubowych i odpowiednich uszczelnień. Korzystnie, komora spalania 6 jest wykonana w postaci walca z arkusza blachy stalowej kotłowej, zespawanej wzdłuż jednej krawędzi. Komora spalania 6 może być też wykonana w postaci wydłużonego wielościanu foremnego, wygięta z jednego arkusza blachy bądź złożona z zespawanych ze sobą poszczególnych ścian, z osią wzdłużną równoległą do kierunku przepływu A. Moduł grzewczy 1 może zawierać więcej niż trzy sekcje rurowe, usytuowane kolejno jedna nad drugą. Wylot spalin 8 jest korzystnie połączony przepływowo z pierwszą komorą C1 pierwszej sekcji czołowej 3, która z kolei jest połączona przepływowo z przestrzeniami wewnętrznymi rur pierwszej sekcji rurowej F1, które z kolei są połączone przepływowo z drugą komorą C2 drugiej sekcj i czołowej 4, która z kolei jest połączona przepływowo z przestrzeniami wewnętrznymi rur drugiej sekcji rurowej F2, które z kolei są połączone przepływowo z trzecią komorą C3 pierwszej sekcji czołowej 3, która z kolei jest połączona przepływowo z przestrzeniami wewnętrznymi rur trzeciej sekcji rurowej F3, które z kolei są połączone przepływowo z czwartą komorą C4 drugiej sekcji czołowej 4, która z kolei jest połączona przepływowo z przewodem kominowym 15, przy czym pierwsza komora C1 i trzecia komora C3 pierwszej sekcji czołowej 3 oraz druga komora C2 i czwarta komora C4 drugiej sekcji czołowej 4 są oddzielone od siebie szczelnie względem płynów odpowiednio przegrodą 10 sekcji czołowej. W wyniku badań prowadzonych nad niniejszym wynalazkiem nieoczekiwanie odkryto, że przy zastosowaniu w pewnym układzie rur względem siebie, sprawność wymiany ciepła znacznie wzrosła.The essence of the invention is a heating module 1, comprising a jacket 2, a first frontal section 3 and a second frontal section 4, jointly defining a closed working space 5. In the lower part of the working space 5 there is a combustion chamber 6 having on one side an air inlet 7 and on the other side an exhaust gas outlet 8, jointly defining a flow direction A from the air inlet 7 to the exhaust gas outlet 8. The combustion chamber is known from the prior art and may contain standard gas or oil burners. In addition, the combustion chamber may contain appropriate equipment necessary for conducting and regulating the combustion process, such as an air blower, which may be controlled by a controller in connection with appropriate temperature sensors depending on the required parameters, an ignition device, etc. Above the combustion chamber 6 and partly on the sides of the combustion chamber 6, there are a number of pipes 9 located between the first frontal section 3 and the second frontal section 4 parallel to the flow direction A and to each other. The pipes 9 are arranged at least in a first pipe section F1, in a second pipe section F2, and in a third pipe section F3, arranged one above the other. Advantageously, the pipes 9 are permanently attached, preferably in a fluid-tight manner, welded or brazed with their ends respectively to the openings in the first frontal section 3 and in the second frontal section 4, thus creating on the one hand a space for the exhaust gases from the exhaust gas outlet 8 from the combustion chamber 6 through the internal space of the pipes 9 and the internal spaces of the first and second frontal sections 3, 4 to the exhaust gas discharge to the flue duct 15 outside the heating module 1. On the other hand, the external surfaces of the pipes 9 and the internal surface of the casing 2 and the surfaces of the first and second frontal sections 3, 4 facing each other, in places beyond the attached ends of the pipes 9, create a space for air or another process fluid to flow over the external surface of the pipes 9 in order to exchange heat or heat, i.e. receive thermal energy from the exhaust gases flowing inside the pipes 9. Said heating may be necessary in order to evaporate moisture from the heated air. Advantageously, the pipes 9 are made of metal, advantageously of boiler steel, and are arranged substantially uniformly in the horizontal direction, seen in cross-section, in the second pipe section F2 and in the third pipe section F3, at equal distances from each other. Advantageously, in the first pipe section F1 the pipes 9 are arranged on the sides of the combustion chamber 6, substantially at a height corresponding to the upper half of the combustion chamber 6. The geometry of the arrangement of the pipes 9 relative to each other in cross-section, perpendicular to the flow direction A, in the first pipe section F1, in the second pipe section F2 and in the third pipe section F3 is different. The number of pipes 9 in the third pipe section F3 is greater than the number of pipes 9 in the second pipe section F2 and the number of pipes 9 in the second pipe section F2 is greater than the number of pipes 9 in the first pipe section F1. The third pipe section F3 comprises from 38 to 42 pieces of pipes 9, preferably 40 pieces of pipes 9, the second pipe section F2 comprises from 28 to 32 pieces of pipes 9, preferably 30 pieces of pipes 9, and the first pipe section F1 comprises from 19 to 21 pieces of pipes 9, preferably 20 pieces of pipes 9. The diameters of the pipes in the first pipe section F1, in the second pipe section F2, and in the third pipe section F3, respectively, do not substantially differ from each other. Preferably, the pipes 9 in a given row are spaced apart from each other such that in the cross-section the centers of the cross-sections of the pipes 9 are spaced apart from each other by a distance of 150% to 250% of the pipe diameter, more preferably 170% to 230% of the pipe diameter 9, most preferably 200% of the pipe diameter 9 in the given section. In the present description, rows of pipes 9 are understood to mean horizontal rows of pipes 9. In subsequent rows, the pipes 9 may be offset relative to each other so that, viewed in the flow direction A, the pipes 9 in the subsequent row are located between the pipes in the previous row. Preferably, the centers of the cross-sections of two pipes 9 in a given row and of one cross-section of the pipe 9 located between them in the adjacent row form a triangle, the angles of which characterize the geometry of the arrangement of the pipes 9 in the cross-section in the first pipe section F1, the second pipe section F2 and the third pipe section F3. Preferably, the jacket 2 comprises side walls 11, 12, a top 13 and a bottom 14. The jacket 2 may be made of metal elements, preferably of boiler steel, welded together, or it may be bent from one sheet metal and welded only along one edge. Advantageously, the bottom 14 is bent downwards to form a recess parallel to the flow direction A for the combustion chamber 6 or under the combustion chamber 6. Advantageously, the first head section 3 comprises a first chamber C1 and a third chamber C3, and the second head section 4 comprises a second chamber C2 and a fourth chamber C4. Advantageously, each part or chamber of the first head section 3 or the second head section 4, respectively, flow-connects the interiors of the pipes of adjacent pipe sections, while separating these spaces from the surroundings. The first head section 3 and the second head section 4 may comprise inspection openings for carrying out periodic inspections, cleaning or repairs of the pipes 9. Advantageously, the inspection openings are releasably and tightly attached to the respective head section, e.g. by means of bolted connections and suitable seals. Advantageously, the combustion chamber 6 is made in the form of a cylinder of boiler steel sheet welded along one edge. The combustion chamber 6 may also be made in the form of an elongated regular polyhedron, bent from one sheet of metal or composed of individual walls welded together, with the longitudinal axis parallel to the flow direction A. The heating module 1 may comprise more than three pipe sections, arranged one above the other. The exhaust gas outlet 8 is preferably in fluid communication with a first chamber C1 of a first header section 3, which in turn is in fluid communication with the internal spaces of the pipes of a first tube section F1, which in turn is in fluid communication with a second chamber C2 of a second header section 4, which in turn is in fluid communication with the internal spaces of the pipes of a second tube section F2, which in turn is in fluid communication with a third chamber C3 of a first header section 3, which in turn is in fluid communication with the internal spaces of the pipes of a third tube section F3, which in turn is in fluid communication with a fourth chamber C4 of a second header section 4, which in turn is in fluid communication with the flue duct 15, the first chamber C1 and the third chamber C3 of the first header section 3 and the second chamber C2 and the fourth chamber C4 of the second header section 4 being separated from each other in a fluid-tight manner by a header section partition 10, respectively. As a result of the research conducted on the present invention, it was unexpectedly discovered that when the pipes were used in a certain arrangement relative to each other, the heat exchange efficiency increased significantly.

Najlepsze wyniki uzyskano przy zastosowaniu trzech sekcji rurowych. Korzystnie, łączna powierzchnia zewnętrzna rur 9 w trzeciej sekcji rurowej F3 jest zasadniczo czterokrotnie większa od powierzchni zewnętrznej 15 komory spalania 6, łączna powierzchnia zewnętrzna rur 9 w drugiej sekcji rurowej F2 jest zasadniczo trzykrotnie większa od powierzchni zewnętrznej 15 komory spalania 6, a łączna powierzchnia zewnętrzna rur 9 w pierwszej sekcji rurowej F1 jest zasadniczo dwukrotnie większa od powierzchni zewnętrznej 15 komory spalania 6.The best results are obtained by using three tube sections. Advantageously, the total outer surface of the tubes 9 in the third tube section F3 is substantially four times the outer surface 15 of the combustion chamber 6, the total outer surface of the tubes 9 in the second tube section F2 is substantially three times the outer surface 15 of the combustion chamber 6, and the total outer surface of the tubes 9 in the first tube section F1 is substantially twice the outer surface 15 of the combustion chamber 6.

Istotą wynalazku jest również jednostka wentylacyjno-grzewcza zawierająca moduł grzewczy 1 według któregokolwiek z zastrzeżeń 1-11. Jednostka wentylacyjno-grzewcza jest przeznaczona do ogrzewania i wentylacji malarni dla zakresu wydajności od 10 000 m³/h do 100 000 m³/h. Zgodna z wynalazkiem jednostka wentylacyjno-grzewcza może być również stosowana w innych procesach technologicznych wymagających wentylacji i ogrzewania. Malarnia/suszarnia wyposażona w jednostkę wentylacyjno-grzewczą umożliwia dostarczanie do pomieszczenia świeżego i ogrzanego powietrza oraz umożliwia usuwanie zanieczyszczonego powietrza, a w przypadku pracy w funkcji suszarni umożliwia dodatkowo recyrkulacje powietrza. Nadmuch świeżego powietrza odbywa poprzez kanały nadmuchowe usytuowane pod sufitem lub poprzez plenum nadmuchowe, a wyciąg bądź usuwanie poprzez system filtrów rozmieszczonych w kanałach w podłodze lub wzdłuż ściany (nie pokazano na rysunku). Do nadmuchu powietrza oraz jego wyciągania zastosowano przedmiotową jednostkę wentylacyjno-grzewczą z zainstalowanym przedmiotowym modułem grzewczym zawierającym wymiennik ciepła typu spalinypowietrze (tzw. piec) do ogrzewania powietrza wdmuchiwanego do malarni, ogrzewany palnikiem gazowym lub olejowym. Moduł wentylacyjno-grzewczy jest wyposażony w krzyżowy wymiennik ciepła do odzysku ciepła z powietrza usuwanego z malarni, co zdecydowanie ogranicza koszty ogrzewania. Powietrze wdmuchiwane jest do malarni/suszarni za pomocą wentylatora nadmuchowego, jest oczyszczane za pomocą specjalnych filtrów zainstalowanych w jednostce wentylacyjno-grzewczej. Powietrze usuwane z malarni/suszarni za pomocą wentylatora wyciągowego będzie wstępnie oczyszczane na specjalnych tekturowych filtrach labiryntowych, a następnie na filtrach zasadniczych zainstalowanych w kanałach odciągowych w malarni.The essence of the invention is also a ventilation and heating unit comprising a heating module 1 according to any of claims 1-11. The ventilation and heating unit is intended for heating and ventilating a paint shop for a capacity range from 10,000 m ³ /h to 100,000 m ³ /h. The ventilation and heating unit according to the invention can also be used in other technological processes requiring ventilation and heating. A paint shop/dryer equipped with a ventilation and heating unit enables the supply of fresh and heated air to the room and enables the removal of contaminated air, and in the case of operation as a dryer, it additionally enables air recirculation. Fresh air is blown through blowing channels located under the ceiling or through a blowing plenum, and the exhaust or removal is carried out through a system of filters arranged in channels in the floor or along the wall (not shown in the drawing). The subject ventilation and heating unit was used for air blowing and its extraction with the subject heating module installed containing a heat exchanger of the exhaust-air type (so-called furnace) for heating the air blown into the paint shop, heated by a gas or oil burner. The ventilation and heating module is equipped with a cross-flow heat exchanger for heat recovery from the air removed from the paint shop, which significantly reduces heating costs. The air is blown into the paint shop/dryer using a blowing fan, it is cleaned using special filters installed in the ventilation and heating unit. The air removed from the paint shop/dryer using an exhaust fan will be pre-cleaned on special cardboard labyrinth filters, and then on the main filters installed in the exhaust ducts in the paint shop.

Wynalazek objaśniony jest bliżej w przykładzie wykonania i na rysunku, na którym:The invention is explained in more detail in an example embodiment and in the drawing, in which:

Fig. 1 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny zgodnego z wynalazkiem modułu grzewczego w płaszczyźnie B-B uwidocznionej na Fig. 2,Fig. 1 shows a schematic cross-section of the heating module according to the invention in the plane B-B shown in Fig. 2,

Fig. 2 przedstawia schematycznie przekrój zgodnego z wynalazkiem modułu grzewczego w płaszczyźnie A-A uwidocznionej na Fig. 1,Fig. 2 shows a schematic cross-section of the heating module according to the invention in the plane A-A shown in Fig. 1,

Fig. 3 przedstawia schematycznie przekrój zgodnego z wynalazkiem modułu grzewczego w płaszczyźnie A-A uwidocznionej na Fig. 1 z przedstawioną ścieżką przepływu spalin od komory spalania 6 do przewodu kominowego 15.Fig. 3 shows a schematic cross-section of the heating module according to the invention in the plane A-A shown in Fig. 1 with the shown exhaust gas flow path from the combustion chamber 6 to the flue pipe 15.

Fig. 4 przedstawia schematycznie widok perspektywiczny przekroju zgodnego z wynalaz- kiem modułu grzewczego w płaszczyźnie C-C uwidocznionej na Fig. 3.Fig. 4 schematically shows a perspective view of a cross-section of the heating module according to the invention in the plane C-C shown in Fig. 3.

Fig. 5 przedstawia schematycznie widok perspektywiczny przekroju zgodnego z wynalaz- kiem modułu grzewczego w płaszczyźnie D-D uwidocznionej na Fig. 3.Fig. 5 schematically shows a perspective view of a cross-section of the heating module according to the invention in the plane D-D shown in Fig. 3.

Fig. 6 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny jednostki wentylacyjno-grzewczej zawierającej zgodny z wynalazkiem moduł grzewczy.Fig. 6 shows a schematic cross-section of a ventilation and heating unit comprising a heating module according to the invention.

Moduł grzewczy 1, przedstawiony na Fig. 1 za pomocą pogrubionych linii jako fragment kompletnej jednostki wentylacyjno-grzewczej w przekroju poprzecznym, oraz na Fig. 2 w przekroju w płaszczyźnie A-A przedstawionej na Fig. 1, zawiera wykonane ze stali kotłowej: płaszcz 2, pierwszą sekcję czołową 3 i drugą sekcję czołową 4, określające wspólnie zamkniętą przestrzeń roboczą 5. W dolnej części przestrzeni roboczej 5 usytuowana jest komora spalania 6 mająca z jednej strony wlot powietrza 7, a z drugiej strony wylot spalin 8, wyznaczające wspólnie kierunek przepływu A od wlotu powietrza 7 do wylotu spalin 8. Komora spalania w tym przykładzie wykonania zawiera standardowe palniki gazowe, nieprzedstawione na rysunku. Ponadto komora spalania zawiera nadmuch powietrza, który jest sterowany przez sterownik w połączeniu z czujnikami temperatury w zależności od wymaganych parametrów. Są to elementy znane w stanie techniki dlatego nie będą szczegółowo opisywane. Komora spalania 6 jest również wyposażona w standardowe urządzenie zapłonowe typu piezoelektrycznego. Nad komorą spalania 6 znajduje się szereg rur 9 usytuowanych w pierwszej sekcji rurowej F1, drugiej sekcji rurowej F2 i trzeciej sekcji rurowej F3 pomiędzy pierwszą sekcją czołową 3 a drugą sekcją czołową 4, równolegle względem kierunku przepływu A i względem siebie. Rury 9 są szczelne względem płynów, przytwierdzone swoimi końcami odpowiednio do otworów w płytach sitowych pierwszej komory C1 i trzeciej komory C3 pierwszej sekcji czołowej 3 oraz drugiej komory C2 i czwartej komory C4 w drugiej sekcji czołowej 4, tworząc w ten sposób z jednej strony przestrzeń dla spalin od wylotu spalin 8 z komory spalania 6 poprzez przestrzeń wewnętrzną rur 9 oraz pierwszą komorę C1, drugą komorę C2, trzecią komorę C3 i czwartą komorę C4 tworzące przestrzenie wewnętrzne pierwszej i drugiej sekcji czołowej 3, 4, aż do odprowadzenia spalin do przewodu kominowego 15 na zewnątrz modułu grzewczego 1. Z drugiej strony, powierzchnie zewnętrzne rur 9 i powierzchnia wewnętrzna komory jednostki wentylacyjno-grzewczej zawierającej moduł grzewczy 1 oraz powierzchnie pierwszej i drugiej sekcji czołowej 3, 4 skierowane ku sobie, w miejscach poza przytwierdzonymi końcówkami rur 9, tworzą przestrzeń dla powietrza bądź innego płynu omywającego powierzchnię zewnętrzną rur 9 w celu wymiany ciepła czyli odbioru energii cieplnej ze spalin płynących wewnątrz rur 9. Rury 9 są usytuowane w poziomych rzędach rur i są wykonane ze stali kotłowej. Określenie „poziomy” bądź „pionowy” odnosi się do orientacji w przestrzeni danego elementu w pozycji roboczej modułu grzewczego 1. Rury 9 usytuowane jedna nad drugą w pionie tworzą pionowe rzędy rur. Odległości pionowych rzędów rur względem siebie w przekroju poprzecznym, prostopadłym do kierunku przepływu A, w pierwszej sekcji rurowej F1, drugiej sekcji rurowej F2 i trzeciej sekcji rurowej F3 są jednakowe i w tym przykładzie wykonania wynoszą 225 mm pomiędzy środkami symetrii przekrojów rur 9. W pierwszej sekcji rurowej F1 znajduje się 20 sztuk rur 9 o sumarycznej powierzchni zewnętrznej zasadniczo dwukrotnie większej od powierzchni zewnętrznej komory spalania, zwanej też walczakiem, w drugiej sekcji rurowej F2 znajduje się 30 sztuk rur 9 o sumarycznej powierzchni zewnętrznej zasadniczo trzykrotnie większej od powierzchni zewnętrznej komory spalania, a w trzeciej sekcji rurowej F3 znajduje się 38 sztuk rur 9 o sumarycznej powierzchni zewnętrznej zasadniczo czterokrotnie większej od powierzchni zewnętrznej komory spalania, przy czym wszystkie rury mają jednakową średnicę. Odległość między rzędami rur w pionie, mierzona od osi symetrii rur 9, w pierwszej sekcji rurowej F1 i w drugiej sekcji rurowej F2 wynosi 90 mm, natomiast w trzeciej sekcji rurowej F3 wynosi 65 mm. Płaszcz 2 zawiera ściany boczne 11, 12, wierzch 13 oraz dno 14. Płaszcz 2 jest wykonany z elementów ze stali kotłowej, zespawanych ze sobą. Dno 14 jest wygięte ku dołowi tworząc równoległe do kierunku przepływu A zagłębienie otaczające od dołu komorę spalania 6. Jak uwidoczniono w przekroju wzdłużnym na Fig. 2, pierwsza sekcja czołowa 3 jest podzielona na pierwszą komorę C1 i trzecią komorę C3, a druga sekcja czołowa 4 jest podzielona na drugą komorę C2 i czwartą komorę C4. Pierwsza komora C1 łączy ze sobą przepływowo wylot z komory spalania 6 z wlotem do rur 9 w pierwszej sekcji rurowej F1, druga komora C2 łączy ze sobą przepływowo wylot z rur 9 w pierwszej sekcji rurowej F1 z wlotem do rur 9 w drugiej sekcji rurowej F2, trzecia komora C3 łączy ze sobą przepływowo wylot z rur 9 w drugiej sekcji rurowej F2 z wlotem do rur 9 w trzeciej sekcji rurowej F3, a czwarta komora C4 łączy ze sobą przepływowo wylot z rur 9 w trzeciej sekcji rurowej F3 z przewodem kominowym 15. Pierwsza sekcja czołowa 3 i druga sekcja czołowa 4 zawierają otwory rewizyjne 16 do dokonywania okresowych przeglądów, czyszczenia bądź napraw rur 9. Otwory rewizyjne 16 są rozłącznie mocowane szczelnie do odpowiedniej sekcji czołowej za pomocą połączeń śrubowych i uszczelek żaroodpornych znanych w stanie techniki. Komora spalania 6 jest wykonana w postaci walca z arkusza blachy stalowej kotłowej, zespawanej wzdłuż jednej krawędzi. Jak uwidoczniono na Fig. 3, ścieżka przepływu spalin podąża od wylotu spalin 8, poprzez pierwszą komorę C1 pierwszej sekcji czołowej 3, przestrzenie wewnętrzne rur pierwszej sekcji rurowej F1, drugą komorę C2 drugiej sekcji czołowej 4, przestrzenie wewnętrzne rur drugiej sekcji rurowej F2, trzecią komorę C3 pierwszej sekcji czołowej 3, przestrzenie wewnętrzne rur trzeciej sekcji rurowej F3, czwartą komorę C4 drugiej sekcji czołowej 4, a następnie do przewodu kominowego (15), przy czym pierwsza komora C1 i trzecia komora C3 pierwszej sekcji czołowej 3 oraz druga komora C2 i czwarta komora C4 drugiej sekcji czołowej 4 są oddzielone od siebie szczelnie względem płynów odpowiednio przegrodą 10 sekcji czołowej, która to przegroda jest wykonana ze stali kotłowej i jest trwale wspawana w odpowiednie miejsce w danej sekcji czołowej 3, 4. Trzecia sekcja rurowa F3 zawiera 38 sztuk rur 9, których łączna powierzchnia zewnętrzna jest zasadniczo czterokrotnie większa od powierzchni zewnętrznej komory spalania 6. Druga sekcja rurowa F2 zawiera 30 sztuk rur 9, których łączna powierzchnia zewnętrzna jest zasadniczo trzykrotnie większa od powierzchni zewnętrznej komory spalania 6. Pierwsza sekcja rurowa F1 zawiera 20 sztuk rur 9, których łączna powierzchnia zewnętrzna jest zasadniczo dwukrotnie większa od powierzchni zewnętrznej komory spalania 6. Średnice zewnętrzne rur odpowiednio w pierwszej sekcji rurowej F1, drugiej sekcji rurowej F2 i trzeciej sekcji rurowej F3 nie różnią się od siebie i wynoszą 84 mm. Fig. 4 ukazuje m.in. usytuowanie otworów rewizyjnych 16, jak uwidoczniono w przekroju w płaszczyźnie C-C zaznaczonej na Fig. 3, oraz podział pierwszej sekcji czołowej 3 na pierwszą komorę C4 i drugą komorę C2. Z kolei na Fig. 4 przedstawiono m.in. wylot z komory spalania 6 do drugiej sekcji czołowej 4 i podział drugiej sekcji czołowej 4 na pierwszą komorę C1 i trzecią komorę C3.The heating module 1, shown in Fig. 1 by bold lines as a fragment of a complete ventilation and heating unit in cross-section, and in Fig. 2 in cross-section in plane A-A shown in Fig. 1, comprises made of boiler steel: a jacket 2, a first frontal section 3 and a second frontal section 4, jointly defining a closed working space 5. In the lower part of the working space 5 there is a combustion chamber 6 having on one side an air inlet 7 and on the other side an exhaust gas outlet 8, jointly defining the flow direction A from the air inlet 7 to the exhaust gas outlet 8. In this embodiment, the combustion chamber comprises standard gas burners, not shown in the drawing. In addition, the combustion chamber comprises an air blower, which is controlled by a controller in combination with temperature sensors depending on the required parameters. These are elements known in the art and therefore will not be described in detail. The combustion chamber 6 is also equipped with a standard piezoelectric ignition device. Above the combustion chamber 6 there is a series of pipes 9 arranged in a first pipe section F1, a second pipe section F2 and a third pipe section F3 between a first frontal section 3 and a second frontal section 4, parallel with respect to the flow direction A and with respect to each other. The pipes 9 are fluid-tight, attached with their ends respectively to the holes in the sieve plates of the first chamber C1 and the third chamber C3 of the first frontal section 3 and the second chamber C2 and the fourth chamber C4 in the second frontal section 4, thus creating, on the one hand, a space for the exhaust gases from the exhaust gas outlet 8 from the combustion chamber 6 through the internal space of the pipes 9 and the first chamber C1, the second chamber C2, the third chamber C3 and the fourth chamber C4 forming the internal spaces of the first and second frontal sections 3, 4, up to the discharge of the exhaust gases to the chimney duct 15 outside the heating module 1. On the other hand, the external surfaces of the pipes 9 and the internal surface of the chamber of the ventilation and heating unit containing the heating module 1 and the surfaces of the first and second frontal sections 3, 4 facing each other, in places beyond the attached ends of the pipes 9, create a space for air or another fluid washing the external surface of the pipes 9 in order to exchange heat, i.e. to receive thermal energy from the exhaust gases flowing inside the pipes 9. The pipes 9 are arranged in horizontal rows of pipes and are made of boiler steel. The term "horizontal" or "vertical" refers to the orientation in space of the given element in the working position of the heating module 1. The pipes 9 arranged one above the other vertically form vertical rows of pipes. The distances of the vertical rows of pipes relative to each other in the cross-section perpendicular to the flow direction A in the first pipe section F1, the second pipe section F2 and the third pipe section F3 are the same and in this embodiment amount to 225 mm between the centres of symmetry of the cross-sections of the pipes 9. In the first pipe section F1 there are 20 pieces of pipes 9 with a total external surface area substantially twice as large as the external surface area of the combustion chamber, also known as the drum, in the second pipe section F2 there are 30 pieces of pipes 9 with a total external surface area substantially three times as large as the external surface area of the combustion chamber, and in the third pipe section F3 there are 38 pieces of pipes 9 with a total external surface area substantially four times as large as the external surface area of the combustion chamber, all pipes having the same diameter. The distance between the vertical rows of pipes, measured from the axis of symmetry of the pipes 9, in the first pipe section F1 and in the second pipe section F2 is 90 mm, while in the third pipe section F3 it is 65 mm. The jacket 2 comprises side walls 11, 12, a top 13 and a bottom 14. The jacket 2 is made of boiler steel elements welded together. The bottom 14 is bent downwards, parallel to the flow direction A, forming a recess surrounding the combustion chamber 6 from below. As shown in the longitudinal section in Fig. 2, the first frontal section 3 is divided into a first chamber C1 and a third chamber C3, and the second frontal section 4 is divided into a second chamber C2 and a fourth chamber C4. A first chamber C1 fluidly connects the outlet from the combustion chamber 6 to the inlet to the pipes 9 in the first pipe section F1, a second chamber C2 fluidly connects the outlet from the pipes 9 in the first pipe section F1 to the inlet to the pipes 9 in the second pipe section F2, a third chamber C3 fluidly connects the outlet from the pipes 9 in the second pipe section F2 to the inlet to the pipes 9 in the third pipe section F3, and a fourth chamber C4 fluidly connects the outlet from the pipes 9 in the third pipe section F3 to the flue duct 15. The first front section 3 and the second front section 4 include inspection openings 16 for periodic inspection, cleaning or repair of the pipes 9. The inspection openings 16 are releasably and tightly attached to the respective front section by means of bolted connections and heat-resistant gaskets known in the art. The combustion chamber 6 is made in the form of a cylinder from a sheet of boiler steel, welded along one edge. As shown in Fig. 3, the exhaust gas flow path follows from the exhaust gas outlet 8, through the first chamber C1 of the first header section 3, the internal spaces of the pipes of the first header section F1, the second chamber C2 of the second header section 4, the internal spaces of the pipes of the second header section F2, the third chamber C3 of the first header section 3, the internal spaces of the pipes of the third header section F3, the fourth chamber C4 of the second header section 4, and then to the flue pipe (15), wherein the first chamber C1 and the third chamber C3 of the first header section 3 and the second chamber C2 and the fourth chamber C4 of the second header section 4 are separated from each other in a fluid-tight manner by a header section partition 10, respectively, which partition is made of boiler steel and is permanently welded in a suitable location in the given header section 3, 4. The third header section F3 comprises 38 pieces of pipes 9, the total external surface area of which is substantially four times larger than the external surface area of the flue gas outlet 10, and the ... The second pipe section F2 comprises 30 pieces of pipes 9, the total outer surface of which is substantially three times larger than the outer surface of the combustion chamber 6. The first pipe section F1 comprises 20 pieces of pipes 9, the total outer surface of which is substantially twice as large as the outer surface of the combustion chamber 6. The outer diameters of the pipes in the first pipe section F1, the second pipe section F2 and the third pipe section F3, respectively, do not differ from each other and amount to 84 mm. Fig. 4 shows, among other things, the location of the inspection holes 16, as shown in the cross-section in the plane C-C marked in Fig. 3, and the division of the first frontal section 3 into the first chamber C4 and the second chamber C2. In turn, Fig. 4 shows, among other things, the outlet from the combustion chamber 6 to the second frontal section 4 and the division of the second frontal section 4 into the first chamber C1 and the third chamber C3.

Fig. 6 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny jednostki wentylacyjno-grzewczej zawierającej zgodny z wynalazkiem moduł grzewczy 1. Jednostka wentylacyjno-grzewcza oprócz modułu grzewczego 1 zawiera wentylatory promieniowe (nadmuchowy i wyciągowy), rekuperator płytowy, kasety filtracyjne oraz włazy inspekcyjne. Te elementy są znane w stanie techniki dlatego nie będą tutaj dokładnie opisywane.Fig. 6 shows a schematic cross-section of a ventilation and heating unit containing a heating module 1 according to the invention. In addition to the heating module 1, the ventilation and heating unit contains radial fans (blowing and exhaust), a plate recuperator, filter cassettes and inspection hatches. These elements are known in the art and will therefore not be described in detail here.

Dzięki zastosowanemu układowi rur w zgodnym z wynalazkiem module grzewczym 1 uzyskano optymalny ze względu na wymianę ciepła w danej temperaturze rozkład prędkości przepływu zimnego powietrza ogrzewającego się na powierzchniach zewnętrznych rur, wynoszący odpowiednio dla poszczególnych sekcji:Thanks to the pipe arrangement used in the heating module 1 according to the invention, an optimum distribution of the flow velocity of cold air heated on the outer surfaces of the pipes is achieved with respect to the heat exchange at a given temperature, which is respectively:

Dla pierwszej sekcji rurowej F1 - prędkość przepływu powietrza wynosi zasadniczo 0,5 m/s, dla drugiej sekcji rurowej F2 - prędkość przepływu powietrza wynosi zasadniczo 0,75 m/s, dla trzeciej sekcji rurowej F3 - prędkość przepływu powietrza wynosi zasadniczo 1 m/s. Przy takich parametrach osiągnięto sprawność wymiany ciepła co najmniej 90% przy braku skomplikowanego wyposażenia, dzięki czemu proces produkcji zgodnego z wynalazkiem modułu grzewczego przebiega szybciej i jest mniej kosztowny w porównaniu do rozwiązań znanych ze stanu techniki.For the first pipe section F1 - the air flow speed is substantially 0.5 m/s, for the second pipe section F2 - the air flow speed is substantially 0.75 m/s, for the third pipe section F3 - the air flow speed is substantially 1 m/s. With such parameters, a heat exchange efficiency of at least 90% is achieved in the absence of complicated equipment, thanks to which the production process of the heating module according to the invention is faster and less expensive in comparison with solutions known from the prior art.

Spis odnośników:List of references:

- moduł grzewczy- heating module

- płaszcz- coat

- pierwsza sekcja czołowa- first front section

- druga sekcja czołowa- second front section

- przestrzeń robocza- workspace

- komora spalania- combustion chamber

- wlot powietrza- air intake

- wylot spalin- exhaust outlet

- rury- pipes

- przegroda- partition

- ściana boczna- side wall

- wierzch- top

- dno- bottom

- przewód kominowy- chimney flue

- otwory rewizyjne- inspection holes

A - kierunek przepływuA - flow direction

C1 - pierwsza komoraC1 - first chamber

C2 - druga komoraC2 - second chamber

C3 - trzecia komoraC3 - third ventricle

C4 - czwarta komoraC4 - fourth ventricle

F1 - pierwsza sekcja rurowaF1 - first pipe section

F2 - druga sekcja rurowaF2 - second pipe section

F3 - trzecia sekcja rurowaF3 - third pipe section

Claims

1. A heating module (1) comprising a jacket (2), a first frontal section (3) and a second frontal section (4) jointly defining a closed working space (5), wherein a combustion chamber (6) is located in the lower part of the working space (5) having an air inlet (7) on one side and an exhaust gas outlet (8) on the other side, jointly defining a flow direction (A) from the air inlet (7) to the exhaust gas outlet (8), wherein above the combustion chamber (6) and partly on the sides of the combustion chamber (6) there is a plurality of pipes (9) located between the first frontal section (3) and the second frontal section (4) parallel to the flow direction (A) and to each other, characterized in that the pipes (9) are located at least in the first pipe section (F1), in the second pipe section (F2) and in the third pipe section (F3) one above the other, wherein the geometry of the positioning of the pipes (9) relative to each other in a cross-section perpendicular to the flow direction (A), in the first The diameters of the pipes in the first pipe section (F1), the second pipe section (F2) and the third pipe section (F3) are different, wherein the third pipe section (F3) comprises 38 to 42 pieces of pipes (9), the second pipe section (F2) comprises 28 to 32 pieces of pipes (9), and the first pipe section (F1) comprises 19 to 21 pieces of pipes (9), the diameters of the pipes in the first pipe section (F1), the second pipe section (F2), and the third pipe section (F3), respectively, are not substantially different from each other.

2. A heating module (1) according to claim 1, characterized in that the total outer surface of the pipes (9) in the third pipe section (F3) is substantially four times larger than the outer surface (15) of the combustion chamber (6), the total outer surface of the pipes (9) in the second pipe section (F2) is substantially three times larger than the outer surface of the combustion chamber (6), and the total outer surface of the pipes (9) in the first pipe section (F1) is substantially twice larger than the outer surface of the combustion chamber (6).

3. A heating module (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the casing (2) comprises side walls (11, 12), a top (13) and a bottom (14).

4. A heating module (1) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the bottom (14) is bent downwards, creating a recess for the combustion chamber (6) parallel to the flow direction (A).

5. A heating module (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first head section (3) comprises a first chamber (C1) and a third chamber (C3), and the second head section (4) comprises a second chamber (C2) and a fourth chamber (C4).

6. Heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (6) is made in the form of a cylinder.

7. A heating module (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the combustion chamber (6) is in the form of an elongated regular polyhedron with a longitudinal axis parallel to the flow direction (A).

PL 245539 Β1

8. A heating module (1) according to any one of claims 1 to 15. from 1 to 7, characterized in that the exhaust gas outlet (8) is in fluid communication with the first chamber (C1) of the first header section (3), which in turn is in fluid communication with the internal spaces of the pipes of the first header section (F1), which in turn are in fluid communication with the second chamber (C2) of the second header section (4), which in turn is in fluid communication with the internal spaces of the pipes of the second header section (F2), which in turn are in fluid communication with the third chamber (C3) of the first header section (3), which in turn is in fluid communication with the internal spaces of the pipes of the third header section (F3), which in turn are in fluid communication with the fourth chamber (C4) of the second header section (4), which in turn is in fluid communication with the flue pipe (15), wherein the first chamber (C1) and the third chamber (C3) of the first header section (3) and the second chamber (C2) and the fourth chamber (C4) of the second header section (4) are separated from each other sealed against fluids by the partition (10) of the front section.

9. A heating module (1) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the first pipe section (F1) comprises 20 pipes.

10. A heating module (1) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the second pipe section (F2) comprises 30 pipes.

11. A heating module (1) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the third pipe section (F3) comprises 40 pipes.

12. A ventilation and heating unit comprising a heating module (1) according to any one of claims 1 to 11.