CZ304473B6 - Konvektorové topné těleso s termoelektrickým zdrojem energie - Google Patents

Abstract

Vynález se týká konvektorového topného tělesa s termoelektrickým zdrojem energie, sestávajícího ze skříně, ve které je uložen alespoň výměník tepla, upravený pro vnitřní průtok topného média a pro vnější obtékání ohřívaného vzduchu a ve které jsou uloženy elektrické spotřebiče, a to alespoň ventilátor s elektropohonem, nebo také ještě elektrické nebo elektronické regulační ústrojí průtoku topného média a/nebo ohřívaného vzduchu a/nebo elektronické ústrojí, upravené pro dálkovou drátovou či bezdrátovou komunikaci s programovacím a/nebo termostatickým ústrojím, a kde dále ve skříni konvektorového teplovodního topného tělesa je uložen alespoň jeden Peltiérův článek, jehož první aktivní plocha je upravena pro ohřev topným médiem, vstupujícím do výměníku tepla, a jehož druhá aktivní plocha je upravena pro chlazení vzduchem, vstupujícím do konvektoru, kde podstata spočívá v tom, že u Peltiérova článku (13) první aktivní plocha (131) je připojena tepelně vodivým spojem (1310) k plochému průtokovému tělesu (130), upravenému pro průtok topného média přivedeného od místa (1110) vstupu topného média do konvektoru a/nebo od připojovacího potrubí (111) přívodu topného média do výměníku (11) tepla, a uloženému ve skříni (10) konvektoru, zatímco druhá aktivní plocha (132) je připojena druhým tepelně vodivým spojem (1320) k chladiči (14), vytvořenému jako deska (140) s vystupujícími žebry (141), postavenými do prostoru vstupu vzduchu do konvektoru, a to ve směru proudění tohoto vzduchu, přičemž současně výstupní elektrické vývody (15) Peltiérova článku (13) jsou propojeny s elektrickými spotřebiči uloženými ve skříni (10) konvektoru, a to ales

Description

Konvektorové topné těleso s termoelektrickým zdrojem energie

Oblast techniky

Vynález se týká konvektorových topných těles, neboli tzv. konvektorů, provedených jako výměníky tepla, například teplovodní, instalované zpravidla v systému centrálního vytápění budov, kde přenos tepla se děje z topného média, procházejícího výměníkem, přičemž do vytápěného prostoru se teplo přenáší převážně konvekcí, a to s podporou proudění ohřívaného vzduchu pomocí ventilátoru. Jedná se o konvektory, kde ventilátor je opatřen motorickým pohonem, pracujícím s elektrickým napájením. Přitom předmětem jsou konvektory, zabudovávané do stěn, do podlah, nebo do nábytku, kde přímo v konvektoru je instalován termoelektrický zdroj energie, především pak elektrické energie.

Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou známy konvektory mnoha druhů, tvarů a provedení. Též jsou známy mnohé varianty konvektorů, upravené pro zabudování do stěn, do podlah, nebo i do nábytkových prvků, resp. do mezer, prostorů či otvorů v různých kusech nábytku. Tyto konvektory jsou upraveny pro předávání tepla, a to tak, že okolo teplosměnných ploch výměníku proudí vzduch, kde toto proudění vzduchu může být podporováno ventilátorem. Takové ventilátoiy jsou u většiny známých provedení poháněny elektromotory. Popsané provedení vyžaduje pak napojení na zdroj elektrické energie, což je u většiny známých provedení realizováno připojením na běžnou rozvodnou síť nízkého napětí, která bývá v interiérech běžně k dispozici. Ani příkon elektrické energie není vyžadován příliš silný a tak zařízení není náročné z hlediska ekonomického, a to jak cenou spotřebované elektrické energie, tak i cenou vlastní konstrukce pohonu. Nevýhodou ovšem stále u jmenovaných provedení zůstává nutnost vůbec přívod elektrické energie ke konvektoru technicky vytvářet, tedy instalovat vodiče, připojovat tyto na jedné straně k rozvodné síti, včetně potřebných jističů, zásuvek, odpojovačů, apod., a připojovat tyto vodiče na druhé straně k tělesu, resp. ke skříni konvektoru, a uvnitř konvektoru pak navazovat na vnitřní instalaci celého konvektoru. K tomu přistupuje pak často v poslední době i napojení ovládacím propojením na vnější regulační prvky konvektoru, které je provedeno opět drátovými spoji. Pokud se v současnosti použije napojení konvektoru na centrální domovní regulaci pomocí bezdrátové komunikace, pak i zde ovšem je nutno připojit konvektor ke zdroji elektrické energie, a to opět zpravidla pomocí napojení na běžnou rozvodnou síť. Co se týče řešení tohoto problému, tedy nezávislosti určitého zařízení na vnějším přívodu elektrické energie, je například známo provedení podle spisu DE 3106742, kde ventilátor ohřívaného vzduchu v konvektoru je poháněn turbínkou, jejíž akční člen je instalován do proudu topné kapaliny. Zde se sice dosahuje nezávislosti na drátovém dálkovém přívodu elektrické energie, ale určitou nevýhodou je jednak mechanická zranitelnost a omezená životnost takové turbínky, jednak její velmi malá výkonnost. Také životnost a spolehlivost popsaného zařízení s turbínkou bude problematická, a to především s ohledem na konstrukci těsnění hřídele. Při delší odstávce, tedy vždy mimo topnou sezónu, bude mít také těsnění tendenci ke slepení pohyblivých a pevných částí, které se pak, při snaze o uvedení do provozu na začátku další topné sezóny, nezačnou bez vnějšího zásahu vzájemně pohybovat. Obecně jsou známa ventilační zařízení, napájená z nezávislých zdrojů, například z baterií, apod. Vedle toho jsou známa zařízení, tam kde je jako zdroj energie k dispozici tepelná energie, kde k napájení elektrickým proudem jsou použity termoelektrické články, obvykle tzv. Peltiérovy články, které pracují jako generátory s přímou přeměnou tepelné energie na elektrickou energii. Takové zdroje samy o sobě jsou známy již dlouhou dobu, přičemž jejich instalace byla prováděna v souvislosti s generováním elektrické energie pro zařízení s velmi nízkými odběry. Například pro napájení transistorového radiopřijímače, jak je patrné ze spisu WO 0008692, je jako zdroje tepla pro Peltiérovy články užita petrolejová či benzinová lampa. V jiném známém zařízení se jedná o napájení elektrického zařízení pro přenos informací o místu poruchy elektrického zařízení, jak je patrné ze

-1 CZ 304473 B6 spisu JP 2004274982, kde zdrojem tepla je transformátor a generátorem elektrické energie je Peltiérův článek. Je dokonce známo i zařízení, popsané ve spise JP 2001336780, kde u ohřívacího či chladicího zařízení s akumulací tepelné energie je použito Peltiérova článku jako zdroje tepla a chladu a též jako zdroje elektrické energie pro provoz bez vnějšího zdroje po určitou dobu, tedy zřejmě pro pohon ventilátoru v té době, kdy akumulační nádoby nejsou silově, přes Peltiérovy články, nabíjeny na teplo a chlad. Ovšem ani u posledně jmenovaných provedení se neřeší komplexně výbava konvektoru, která by odpovídala všem požadavkům na zásobování elektrickou energií speciálně u zařízení typu konvektoru, příkladně teplovodního, s ventilátorem, kde jednak má být dosaženo, aby základem regulace byla proporcionalita mezi tepelným příkonem výměníku a tepelným přenosem do vytápěného prostoru, ale současně aby regulace byla upravena pro sekundární zásah dalším regulačním prvkem lokálním či vzdáleným, přičemž energetická soustava takového konvektoru by měla být trvale nezávislá na síťovém přívodu a přitom zajišťovat plnohodnotný provoz. Posledně jmenované požadavky jsou do značné míry plněny u zařízení, popsaného ve spise CZ U 16627, kde se řeší uspořádání konvektoru s elektrickým ventilátorem a kde zdrojem elektrické energie je Peltiérův článek, jehož první aktivní plocha je připojena tepelně vodivým spojem k alespoň jedné z připojovacích trubek vstupu topného média do výměníku tepla nebo výstupu topného média z výměníku tepla, přičemž druhá aktivní plocha Peltiérova článku je připojena příkladně tepelně vodivým spojem k chladiči, uloženému ve skříni tělesa konvektoru, s výhodou v místě přívodu vzduchu do skříně konvektoru. Takové uspořádání řeší do značné míry i požadavky, kladené na teplovodní konvektory s nuceným prouděním ohřívaného vzduchu, ale v popsaném uspořádání to v praxi vyhovuje pouze pro topné soustavy, kde obíhá topné médium o teplotě okolo 50 °C nebo vyšší. Pokud má být generována elektrická energie pro pohon elektrického ventilátoru v období s nízkým požadavkem na topný výkon, nebo pokud má být konvektor zapojen do topného systému, v principu pracujícího s nízkou teplotou topného média, teplotní spád pro Peltiérův článek není dostatečný a tak se negeneruje dostatek elektrické energie pro elektrický motor pohonu ventilátoru. Při umístění Peltiérova článku přímo na připojovací trubku výměníku tepla se nedosahuje dostatečné plochy pro přestup tepla a na připojení většího počtu Peltiérových článků také není velikost plochy běžné připojovací trubky dostatečná. Větší přestupnou plochu u Peltiérových článků, při jejich větším počtu, lze sice napojit na běžnou připojovací trubku pomocí vhodně tvarovaného vodivého spoje či tepelného mostu, ale ve vazbě na běžnou připojovací trubku bude takový tepelně vodivý spoj bud vykazovat dlouhou dráhu vedení tepla, čímž se významná část původního teplotního spádu nevyužije, nebo bude takový tepelně vodivý spoj konstrukčně příliš složitý, drahý a případně i poruchový, bude-li příkladně proveden na principu přídavného výměníku tepla s vlastní mikrocirkulací, nebo na principu tepelných trubek, apod.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody dosavadních systémů popsaného druhu se redukují a topná jednotka, pracující bez potřeby připojení na vnější elektrickou rozvodnou síť, a to s možným využitím i pro nízkoteplotní topné systémy, se získává u konvektorového topného tělesa s termoelektrickým zdrojem energie, sestávajícího ze skříně, ve které je uložen alespoň výměník tepla, upravený pro vnitřní průtok topného média a pro vnější obtékání ohřívaného vzduchu a ve které jsou uloženy elektrické spotřebiče, a to alespoň ventilátor s elektropohonem, nebo také ještě elektrické nebo elektronické regulační ústrojí průtoku topného média a/nebo ohřívaného vzduchu a/nebo elektronické ústrojí, upravené pro dálkovou drátovou či bezdrátovou komunikací s programovacím a/nebo termostatickým ústrojím, a kde dále ve skříni konvektorového teplovodního topného tělesa je uložen alespoň jeden Peltiérův článek, jehož první aktivní plocha je upravena pro ohřev topným médiem, vstupujícím do výměníku tepla, a jehož druhá aktivní plocha je upravena pro chlazení vzduchem, vstupujícím do konvektoru, podle předkládaného vynálezu, a kde podstata spočívá vtom, že u Peltiérova článku první aktivní plocha je připojena tepelně vodivým spojem k plochému průtokovému tělesu, upravenému pro průtok topného média, přivedeného sem od místa vstupu topného média do konvektoru a/nebo do výměníku tepla, a uloženému v tělese konvekto-2CZ 304473 B6 ru, zatímco druhá aktivní plocha je připojena tepelně vodivým spojem k chladiči, vytvořenému jako deska s vystupujícími žebry, postavenými do prostoru vstupu vzduchu do konvektoru, a to ve směru proudění tohoto vzduchu, přičemž současně výstupní elektrické vývody Peltiérova článku jsou propojeny s elektrickými spotřebiči, uloženými ve skříní tělesa, minimálně však s elektropohonem ventilátoru, kde ve výše uvedeném v plochém průtokovém tělese je uložena soustava trubek, vytvořených jako smyčka se vstupem a výstupem na jedné straně tohoto plochého průtokového tělesa, a to na straně blíže vstupu výměníku tepla a současně vstupní část soustavy trubek, vytvořené jako smyčka, je v plochém průtokovém tělese umístěna blíže k podélné ose tohoto plochého průtokového tělesa, než je umístěna výstupní část této soustavy trubek, vytvořené jako smyčka.

Výhodou je ještě, jestliže alespoň část volného vnějšího povrchu plochého průtokového tělesa je opatřena vrstvou tepelné izolace. Výhodné je, jestliže soustava trubek je uložena v podélném směru do podélných vývrtů nebo do podélných prohlubní hliníkové desky, je napojena na své vstupní straně na místo vstupu topného média do konvektoru a na své výstupní straně na vstup výměníku tepla, přičemž Peltiérův článek je svojí aktivní plochou, určenou k ohřívání, připevněn k hliníkové desce, a to pružným lepivým tmelem. Alternativně je výhodné, jestliže ploché průtokové těleso je vytvořeno jako hliníková deska, do které je v podélném směru uložena do podélných vývrtů nebo do podélných prohlubní soustava trubek, která je zapojena pro paralelní průtok topného média ve vztahu k průtoku výměníkem, a to tak, že je zapojena svým vstupem na místo vstupu topného média do konvektoru a svým výstupem na výstup z konvektoru. S výhodou pak chladič je vytvořen jako extrudovaný hliníkový profil s rovinnou základní deskou a s kolmo vystupujícími žebiy, která se směrem od rovinné základní desky zužují a/nebo ztenčuji. Alternativně je výhodné, jestliže chladič je vytvořen jako pásový či deskový rovinný základ s připojenými žebry, vytvořenými z hliníkového plechu. S výhodou pak chladič je připojen k ploše Peltiérova článku, určené k ochlazování, a to přilepením lepivým pružným tmelem. Výhodné je, jestliže Peltiérův článek s připojeným plochým průtokovým tělesem a s připojeným chladičem je uložen souběžně s výměníkem tepla a, z hlediska proudění vzduchu konvektorem, je uložen před ventilátorem. Dále je výhodné, je-li v propojení Peltiérova článku s elektrickými spotřebiči zařazena baterie solárních článků, zapojená jako paralelní zdroj. Ještě také je výhodné, je-li v propojení Peltiérova článku s elektrickými spotřebiči zařazena akumulátorová baterie, zapojená jako záložní zdroj. Co se týče zde použitého celkového uspořádání s ohřevem Peltiérova článku přiváděným topným médiem a s chlazením vzduchem, vstupujícím do konvektoru, dosáhne se násobného kladného zpětnovazebního účinku ve vztahu mezi teplotou do výměníku vstupujícího topného média, resp. mezi velikostí rozdílu teplot vstupujícího a vystupujícího topného média, tedy mezi tepelnou energií přiváděnou topným médiem a požadavkem na zvyšování intenzity přenosu tepla do ohřívaného vzduchu s rostoucí teplotou na vstupu do výměníku tepla, tedy návazně na uvedený růst přiváděné tepelné energie. S vyšším teplotním rozdílem totiž dodává Peltiérův článek více elektrické energie a tím se především zvyšuje výkon ventilátoru, čímž se ale současně i zvyšuje ofukování chladiče a tedy se i více chladí druhá aktivní plocha Peltiérova článku, čímž se návazným zvyšováním výkonu ventilátoru dále řetězově zintenzivňuje chlazení této aktivní plochy, zvětšuje se tak teplotní rozdíl mezi první a druhou aktivní plochou Peltiérova článku a tím se ještě dále zvyšuje množství energie, dodávané tímto Peltiérovým článkem, atd., přičemž se také popsaným intenzivnějším ofukováním současně ještě zlepšuje získávání tepla z této druhé aktivní plochy Peltiérova článku, a to ve prospěch dalšího zvyšování teploty ohřívaného vzduchu. Ještě dále je pak výhodou, jestliže jako elektronické ústrojí, upravené pro dálkovou bezdrátovou komunikaci s programovacím a termostatickým ústrojím, je použito elektronické ústrojí, provedené jako elektronická regulační jednotka, uložená na připojovacím potrubí přívodu topného média do výměníku, obsahující průtokový regulační servoventil a obsahující též k ohřívání určenou první pomocnou aktivní plochu pomocného Peltiérova článku, upravenou k připojení prvním pomocným tepelně vodivým spojem na připojovací potrubí přívodu topného média do výměníku, kde další, k chlazení určená druhá pomocná aktivní plocha téhož pomocného Peltiérova článku je druhým pomocným tepelně vodivým spojem připojena k připojovacímu potrubí odvodu topného média z výměníku tepla, přičemž toto elektronické ústrojí je propojeno alespoň

-3 CZ 304473 B6 s elektropohonem ventilátoru. V každém případě je také výhodné, jestliže k elektronickému ústrojí, upravenému pro dálkovou drátovou nebo bezdrátovou komunikaci s programovacím a termostatickým zařízením, je připojeno ještě alespoň jedno teplotní čidlo, upravené a umístěné pro snímání teploty topného média na připojovacím potrubí přívodu topného média do výměníku tepla a/nebo na připojovacím potrubí vývodu topného média z výměníku tepla. To může napomoci k proporcionálnější regulaci a/nebo sledování činnosti celého topného systému, nebo í jednotlivého topného tělesa. Konečně může být výhodou, jestliže elektrické vývody pomocného Peltiérova článku jsou propojeny na měřicí ústroji teplotního rozdílu mezi připojovacími potrubími přívodu a odvodu topného média. Touto úpravou, kde může být případně zařazen ještě další Peltiérův článek, nebo přednostně je vhodným propojením, běžně vytvořitelným odborníkem v elektronice, využit i již tělese konvektoru existující pomocný Peltiérův článek v měřicím zapojení, se dosáhne možnosti monitorovat teplotní rozdíl mezi topným médiem na vstupu a na výstupu z výměníku, což poskytne údaje pro zlepšení regulace topného systému a také í informace o okamžitém stavu funkčností příslušného topného tělesa v systému. Případně lze tak také, ve spojení s údajem o průtoku topného média, monitorovat i tepelný příkon příslušného konvektoru.

Tím se dosáhne celkově vytvoření jednotky, která je schopna autonomní činnosti, včetně chodu ventilátoru a případných dalších elektrických spotřebičů pro regulaci této jednotky, a to bez nutnosti připojení k síťovému zdroji elektrické energie. Následnou výhodou je potom možnost montovat takovou jednotku pouze na přívod a odvod topného média, bez nároku na další elektromontážní práce a materiál. Přitom taková topná jednotka může pracovat bez vnějšího zdroje elektrické energie i při poměrně nízké vstupní teplotě topného média.

Přehled obrázků na výkresech

Předkládaný vynález je dále podrobněji popsán a vysvětlen na příkladných provedeních, též s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno jednoduché provedení konvektorového tělesa s Peltiérovým článkem, propojeným přímo s ventilátorem, na obr. 2 je totéž provedení, v perspektivním pohledu na část s ventilátorem a Peltiérovým článkem s chladičem, dále pak na obr. 3 je schematicky znázorněno provedení s regulátorem průtoku výměníkem a s naznačeným dálkovým přenosem dat.

Příklady provedení vynálezu

Topná jednotka v příkladném provedení je sestavena jako konvektor, tedy zařízení, upravené pro předávání tepla do vytápěného prostoru proudícím médiem, kterým je obvykle vzduch. Takový konvektor zde sestává ze skříně 10, ve které je uložen výměník 11 tepla s připojovacími potrubími 111, 112 přívodu a odvodu teplonosného média do, resp. z výměníku 11 tepla. Výměník 11 teplaje upraven pro vnitřní průtok topného média, zde vody, a pro vnější obtékání ohřívaného vzduchu, přičemž ve skříni 10 konvektoru jsou uloženy elektrické spotřebiče, a to v tomto jednoduchém provedení je elektrickým spotřebičem pouze ventilátor 12 s elektropohonem 121, přičemž ve skříni 10 konvektoru je uložena baterie Peltiérových článků 13. Pokud se zde uvádí pojem Peltiérův článek, pak se může jednat o jeden nebo více článků, v praxi to bude vždy baterie takových článků, neboť je třeba získávat elektrický výkon, který jediný článek zpravidla nemůže poskytnout. První aktivní plocha 131 Peltiérova článku 13 je připojena prvním tepelně vodivým spojem 1310 k plochému průtokovému tělesu 130, upravenému pro průtok topného média, přivedeného od místa 1110 vstupu topného média do konvektoru, a uloženému ve skříni 10 konvektoru. Druhá aktivní plocha 132 Peltiérova článku 13 je připojena druhým tepelně vodivým spojem 1320 k chladiči 14, vytvořenému zde jako deska 140 s vystupujícími žebry 141, postavenými do prostoru vstupu vzduchu do konvektoru, a to ve směru proudění tohoto vzduchu. Chladič 14 je zde připojen k ploše Peltiérova článku 13, určené k ochlazování, tedy ke druhé aktivní ploše 132, a to přilepením lepivým pružným tmelem, který zde plní funkci druhého tepel-4CZ 304473 B6 ně vodivého spoje 1320. Přitom výstupní elektrické vývody 15 Peltiérova článku 13 jsou propojeny s elektrickými spotřebiči, uloženými ve skříni 10 konvektoru, kde v příkladném provedení na obr. 1 a 2 je spotřebičem elektropohon 121 ventilátoru 12· Výhodně je zde ploché průtokové těleso 130 vytvořeno jako hliníková deska, do které je v podélném směru uložena do podélných prohlubní soustava 1111 dvou trubek, napojená na své vstupní straně na místo 1110 vstupu topného média do konvektoru a na své výstupní straně na vstup 1112 výměníku 11 tepla, přičemž k této hliníkové desce je pružným lepivým tmelem, použitým zde jako první tepelně vodivý spoj 1310, připevněn Peltiérův článek 13, a to svojí plochou, určenou k ohřívání, tedy první aktivní plochou 131. Alternativně může být někdy výhodné, jestliže soustava 1111 trubek v plochém průtokovém tělese 130 je zapojena pro paralelní průtok topného média ve vztahu k průtoku výměníkem 11, a to tak, že je zapojena svým vstupem na místo 1110 vstupu do konvektoru a svým výstupem na výstup z konvektoru. Takové provedení, zde neznázoměné, bude například výhodné, jestliže konvektor bude často pracovat s omezeným průtokem teplonosného média a sériový průtok plochým průtokovým tělesem by při malém celkovém průtoku byl pro přívod energie do Peltiérova článku nedostatečný. Samotné ploché průtokové těleso 130 je pak zde, ve znázorněném příkladném provedení, vytvořeno následujícím způsobem. V plochém průtokovém tělese 130 je uložena soustava 1111 trubek, vytvořených jako smyčka se vstupem a výstupem na jedné straně tohoto plochého průtokového tělesa 130, a to na straně blíže vstupu 1112 výměníku 11 tepla. V takovém případě potom je výhodné, jestliže vstupní část smyčky je v plochém průtokovém tělese 130 umístěna blíže k podélné ose tohoto plochého průtokového tělesa 130, než je umístěna výstupní část této smyčky. Část volného vnějšího povrchu 1300 plochého průtokového tělesa 130 je zde ještě opatřena vrstvou 1301 tepelné izolace. S výhodou pak chladič 14 je zde vytvořen jako extrudovaný hliníkový profil s rovinnou základní deskou 140 a s kolmo vystupujícími žebry 141, která se směrem od základní desky ztenčují. Alternativně lze chladič vytvořit i jako pásový či deskový rovinný základ s připojenými žebry, vytvořenými z hliníkového plechu. Takové provedení zde není znázorněno, ale obecně by se jedna z uvedených alternativ volila podle konkrétního požadavku na tvar a podle předpokládané velikosti série při výrobě. Peltiérův článek 13 s připojeným plochým průtokovým tělesem 130 a s připojeným chladičem 14 je zde uložen souběžně s výměníkem 11 tepla a, z hlediska proudění vzduchu konvektorem, je zařazen před ventilátorem 12. V návaznosti na takové uspořádání a ve vazbě na již popsanou konstrukci, kde druhá aktivní plocha 132 Peltiérova článku 13 je připojena k chladiči 14, provedenému zde právě jako vzduchový chladič, uložený v místě proudu ohřívaného vzduchu ve skříni 10 konvektoru, a to tak, že vzduchový chladič je uložen ve skříni W ve vztahu k uspořádání ventilátoru 12 tak, že se nalézá v místě vstupu podstatné části vzduchu do tohoto ventilátoru 12, dosáhne se násobného kladného zpětnovazebního účinku ve vztahu mezi teplotou do výměníku vstupujícího topného média, resp. mezi velikostí rozdílu teplot vstupujícího a vystupujícího topného média, a energií generovanou Peltiérovým článkem, jak bylo již výše popsáno. Přitom současně výstupní elektrické vývody 15 Peltiérova článku 13 jsou propojeny s elektrickými spotřebiči, uloženými ve skříni 10 konvektoru, minimálně však s elektropohonem 121 ventilátoru 12, což je případ příkladného provedení na obr. 1 a obr. 2. V propojení Peltiérova článku 13 s elektrickými spotřebiči může být zařazena ještě také baterie solárních článků, zapojená jako paralelní zdroj. Takové provedení není zde také znázorněno, ale jedná se o paralelní zapojení takových článků, které v době nečinnosti konvektoru, například mimo topnou sezónu, mohou lehce protáčet ventilátor 12 a bránit tak zatuhnutí v ložiscích a případně, je-li v propojení Peltiérova článku 13 s elektrickými spotřebiči zařazena akumulátorová baterie, zapojená jako záložní zdroj, mohou solární články dobíjet tuto baterii. V další verzi zařízení, patrné na obr. 3, je použito elektronické ústroji 16, upravené pro dálkovou bezdrátovou komunikaci s programovacím a termostatickým ústrojím, a to v provedení jako elektronická regulační jednotka, uložená na připojovacím potrubí 111 přívodu topného média do výměníku 11 tepla, obsahující průtokový regulační servoventil a obsahující též další, pomocné aktivní plochy 131a, 132a dalšího, pomocného Peltiérova článku 13a, upravené, v případě první další, první pomocné aktivní plochy 131a, k uložení na připojovací potrubí 111 přívodu topného média do výměníku Π. tepla, a v případě další, druhé pomocné aktivní plochy 132a, upravené pro propojení dalším, druhým pomocným tepelným spojem 1320a na připojovací potrubí 112 odvodu topného média z výměníku 11 tepla. Přitom tato elektronická

-5CZ 304473 B6 regulační jednotka je propojena s elektropohonem 121 ventilátoru 12 a dálkovým přenosem je ještě propojena s prostorovým termostatem, zde neznázoměným. Současně také elektronická jednotka, resp. elektronické ústrojí 16, může být i dalším spotřebičem, napojeným na Peltiérův článek 13, a to zde přes elektropohon 121. Pro dokonalejší regulaci může být také výhodné, jestliže k elektronickému ústrojí, upravenému pro dálkovou drátovou nebo bezdrátovou komunikaci s programovacím a termostatickým zařízením, je připojeno ještě alespoň jedno teplotní čidlo, upravené a umístěné pro snímání teploty topného média na připojovacím potrubí přívodu topného média do výměníku tepla a/nebo na připojovacím potrubí odvodu topného média z výměníku tepla. To může napomoci k proporcionálnější regulaci a/nebo sledování činnosti celého topného systému, nebo i jednotlivého topného tělesa. Takové zařízení jako celek není zde znázorněno, ale odborník znalý obvyklých zapojení v oboru tepelných regulací je schopen takové zařízení v konkrétních schématech vytvořit. Jako zdroj informace o rozdílu teplot topného média na vstupu a výstupu z konvektoru je zde použitelný pomocný Peltiérův článek 13a, plnící zde zčásti funkci čidel teploty na uvedeném vstupu a výstupu, resp. funkci čidla rozdílu těchto teplot.

Tím se dosáhne celkově vytvoření jednotky, která je schopna autonomní činnosti, včetně chodu ventilátoru a případných dalších elektrických spotřebičů pro regulací této jednotky, a to bez nutnosti připojení k síťovému zdroji elektrické energie. Následnou výhodou je potom možnost montovat takovou jednotku pouze na přívod a odvod topného média, bez nároku na další elektromontážní práce a materiál. Zejména je výhodou možnost provozovat popsaný konvektor i v topných soustavách s nízkou teplotou topného média.

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle předkládaného vynálezu je využitelné jako topné těleso, především pro interiéry, a to v situacích, kdy je třeba dosáhnout vysoké účinnosti topení při minimálních požadavcích na zastavěný prostor a při minimálních požadavcích na montážní a instalační práce. Minimalizace montážních prací je totiž přínosem, získaným díky plné autonomii topného tělesa ve vztahu k potřebě elektrického příkonu, takže je k dispozici topné těleso typu konvektoru, které pro instalaci nepotřebuje žádné elektricky propojovací prvky a není třeba jej připojovat elektricky na vnější zdroj pomocí elektrických vodičů, neboť zdrojem pro vlastní výrobu elektrické energie je tepelná energie, přiváděná do tělesa jako ohřáté topné médium. Z hlediska možné využitelnosti je třeba říci, že zařízení je plně analogicky použitelné i pro ochlazování vzduchu, namísto jeho ohřívání, kde pak topná voda, nebo i jiné médium, bude chladicím médiem, budou též adekvátně zapojeny a umístěny aktivní spoje, resp. aktivní desky Peltiérových článků a přiměřeně připojeny a nastaveny regulační a ovládací prvky.

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Konvektorové topné těleso s termoelektrickým zdrojem energie, sestávající ze skříně, ve které je uložen alespoň výměník tepla, upravený pro vnitřní průtok topného média a pro vnější obtékání ohřívaného vzduchu a ve které jsou uloženy elektrické spotřebiče, a to alespoň ventilátor s elektropohonem, nebo také ještě elektrické nebo elektronické regulační ústrojí průtoku topného média a/nebo ohřívaného vzduchu a/nebo elektronické ústrojí, upravené pro dálkovou drátovou či bezdrátovou komunikaci s programovacím a/nebo termostatickým ústrojím, a kde dále ve skříni konvektorového teplovodního topného tělesa je uložen alespoň jeden Peltiérův článek, jehož první aktivní plocha je upravena pro ohřev topným médiem, vstupujícím do výměníku tepla, a jehož druhá aktivní plocha je upravena pro chlazení vzduchem, vstupujícím do konvekto-6CZ 304473 B6 ru, vyznačené tím, že u Peltiérova článku (13) první aktivní plocha (131) je připojena tepelně vodivým spojem (1310) k plochému průtokovému tělesu (130), upravenému pro průtok topného média přivedeného od místa (1110) vstupu topného média do konvektoru a/nebo od připojovacího potrubí (111) přívodu topného média do výměníku (11) tepla, a uloženému ve skříni (10) konvektoru, zatímco druhá aktivní plocha (132) je připojena druhým tepelně vodivým spojem (1320) k chladiči (14), vytvořenému jako deska (140) s vystupujícími žebry (141) postavenými do prostoru vstupu vzduchu do konvektoru, a to ve směru proudění tohoto vzduchu, přičemž současně výstupní elektrické vývody (15) Peltiérova článku (13) jsou propojeny s elektrickými spotřebiči uloženými ve skříni (10) konvektoru, a to alespoň s elektropohonem (121) ventilátoru (12), přičemž v plochém průtokovém tělese (130) je uložena soustava (1111) trubek vytvořených jako smyčka se vstupem a výstupem na jedné straně tohoto plochého průtokového tělesa (130), a to na straně blíže vstupu (1112) výměníku (11) tepla, a současně vstupní část soustavy (1111) trubek, vytvořené jako smyčka, je v plochém průtokovém tělese (130) umístěna blíže k podélné ose tohoto plochého průtokového tělesa (130), než je umístěna výstupní část této soustavy (1111) trubek, vytvořené jako smyčka.
2. 2. Konvektorové topné těleso podle nároku 1, vyznačené tím, že alespoň část volného vnějšího povrchu (1300) plochého průtokového tělesa (130) je opatřena vrstvou (1301) tepelné izolace.
3. 3. Konvektorové topné těleso podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že soustava (1111) trubek je uložena v podélném směru do podélných vývrtů nebo do podélných prohlubní hliníkové desky, je napojena na své vstupní straně na místo (1110) vstupu topného média do konvektoru a na své výstupní straně na vstup (1112) výměníku (11) tepla, přičemž Peltiérův článek (13) je svojí první aktivní plochou (131), určenou k ohřívání, připevněn k hliníkové desce, a to pružným lepivým tmelem.
4. 4. Konvektorové topné těleso podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že ploché průtokové těleso (130) je vytvořeno jako hliníková deska, do které je v podélném směru uložena do podélných vývrtů nebo do podélných prohlubní soustava (1111) trubek, která je zapojena pro paralelní průtok topného média ve vztahu k průtoku výměníkem (11) tepla, a to tak, že je zapojena svým vstupem na místo (1110) vstupu topného média do konvektoru a svým výstupem na připojovací potrubí (112) odvodu topného média z výměníku (11) tepla.
5. 5. Konvektorové topné těleso podle nároků laž4, vyznačené tím, že chladič (14) je vytvořen jako extrudovaný hliníkový profil s rovinnou základní deskou (140) a s kolmo vystupujícími žebry (141), která se směrem od rovinné základní desky (140) zužují a/nebo ztenčují.
6. 6. Konvektorové topné těleso podle nároků laž4, vyznačené tím, že chladič (14) je vytvořen jako pásový či deskový rovinný základ (140) s připojenými žebry (141), vytvořenými z hliníkového plechu.
7. 7. Konvektorové topné těleso podle nároků lažó, vyznačené tím, že chladič (14) je připojen ke druhé ploše (132) Peltiérova článku (13) určené k ochlazování, a to přilepením lepivým pružným tmelem.
8. 8. Konvektorové topné těleso podle nároků laž 7, vyznačené tím, že Peltiérův článek (13) s připojeným plochým průtokovým tělesem (130) a s připojeným chladičem (14) je uložen souběžně s výměníkem (11) tepla a, z hlediska proudění vzduchu konvektorem, je uložen před ventilátorem (12).

   -7CZ 304473 B6
9. 9. Konvektorové topné těleso podle nároků laž8, vyznačené tím, že v propojení Peltiérova článku (13) s elektrickými spotřebiči je zařazena baterie solárních článků, zapojená jako paralelní zdroj.
10. 10. Konvektorové topné těleso podle nároků laž9, vyznačené tím, že v propojení Peltiérova článku (13) s elektrickými spotřebiči je zařazena akumulátorová baterie, zapojená jako záložní zdroj.
11. 11. Konvektorové topné těleso podle nároků lažlO, vyznačené tím, že jako elektronické ústrojí, upravené pro dálkovou bezdrátovou komunikaci s programovacím a termostatickým ústrojím, je použito elektronické ústrojí (16), provedené jako elektronická regulační jednotka, uložená na připojovacím potrubí (111) přívodu topného média do výměníku (11) tepla, obsahující průtokový regulační servoventil a obsahující též k ohřívání určenou první pomocnou aktivní plochu (131a) pomocného Peltiérova článku (13a), upravenou k připojení prvním pomocným tepelně vodivým spojem (1310a) na připojovací potrubí (111) přívodu topného média do výměníku (11) tepla, kde další, k chlazení určená druhá pomocná aktivní plocha (132a) téhož pomocného Peltiérova článku (13a) je druhým pomocným tepelně vodivým spojem (1320a) připojena k připojovacímu potrubí (112) odvodu topného média z výměníku (11) tepla, přičemž toto elektronické ústrojí (16) je propojeno alespoň s elektropohonem (121) ventilátoru (12).
12. 12. Konvektorové topné těleso podle nároku 11, vyznačené tím, žek elektronickému ústrojí (16), upravenému pro dálkovou drátovou nebo bezdrátovou komunikaci s programovacím a termostatickým zařízením, je připojeno ještě alespoň jedno teplotní čidlo, upravené a umístěné pro snímání teploty topného média na připojovacím potrubí (111) přívodu topného média do výměníku (11) tepla a/nebo na připojovacím potrubí (112) odvodu topného média z výměníku (11) tepla.
13. 13. Konvektorové topné těleso podle nároku 12, vyznačené tím, že elektrické vývody pomocného Peltiérova článku (13a) jsou propojeny na měřicí ústrojí teplotního rozdílu mezi připojovacím potrubím (111) přívodu a připojovacím potrubím (112) odvodu topného média z, resp. do výměníku (11) tepla.