DK161164B - Varmeanlaeg med straalingsvarmeelementer til med elektrisk energi opvarmede straalingsvarmekilder - Google Patents

Description

DK 161164 B

- 1 -

Den foreliggende opfindelse angår et varmeanlæg med strålingsvarmeelementer til med elektrisk energi opvarmede strålingsvarmekilder i et kogefelt med mindst to varmekredse.

Sådanne varmeanlæg er sædvanligvis konstrueret således, at der 5 under en strålingsvarmegennemtrængelig plade, fx. en glaskeramikplade, er anbragt strålingsvarraelegemer med strålingsvarmeelementer, som forsynes med elektrisk energi. Disse er i vid udstrækning fordelt ensartet over varmekildeområdet. Normalt er strålingsvarmeelementer blotlagte varmespiraler, som holdes af et temperaturbestandigt, temperaturisole-10 rende og elektrisk ikke-ledende materiale. Til sikring mod hurtig nedbrydning på grund af omgivelsesatmosfæren konstrueres sådanne varmeelementer sædvanligvis til en driftstemperatur på indtil 1000* og anvendes også indtil dette temperaturområde. Det er kendt (GB-patentskrift 2 115 359) at anbringe to varmekredse inden for et varmekildeområde, hvorhos 15 ét varmeområde kan reguleres inden for en højere tilsluttet elektrisk effekt og således også i sin termiske udgangseffekt, og den anden, normalt mere effektsvage varmekreds tilkobles ved særlig belastning, fx. til opkogning, sammen med denne første varmekreds med hele sin nominelle varmeeffekt.

20 Det er også kendt som strålingsvarmelegemer for varmeanlæg at an vende beskyttelsesgasbeskyttede, fx. halogenbeskyttede strålingsvarmeelementer, der som følge af den anvendte beskytteIsesgas kan drives med væsentligt højere temperaturer, fx. indtil 2000*C. Disse strålingsvarmelegemer er i det mindste fabrikationsteknisk væsentligt mere omstæn-25 delige end de vidt anvendte normaltemperatur-strålingsvarmeelementer, som kan udsættes for omgivelsesatmosfæren. Ud fra strålingsteknisk kendte forhold har disse højtemperatur-strålingsvarmeelementer særlige strålingsegenskaber.

Til grund for den foreliggende opfindelse ligger den opgave at 30 tilvejebringe et varmeanlæg med strålingsvarmeelementer til med elektrisk energi opvarmede strålingsvarmekilder i et kogefelt med mindst to varmekredse, der konstruktionsteknisk og styringsteknisk har gunstige forudsætninger, og som funktionsteknisk er fordelagtigt udformet til forskellige anvendelses- og driftsbetingelser.

35 Et varmeapparat, som på grundlag af teknikkens kendte niveau imø- - 2 - \

DK 161164 B

dekommer disse fordringer i et fordelagtigt omfang, er ifølge opfindelsen kendetegnet ved, at en kombination af højtemperatur-strålingsvarmeelementer, som på kendt måde er omsluttet af beskyttelsesgas, og normaltemperatur-strålingsvarmeelementer, som på kendt måde er frit ud-5 sat for omgivelsesatraosfaeren, er anvendt i strålevarmekildeområdet, som opvarmes med elektrisk energi.

Med løsningen ifølge opfindelsen opnås det fx., at højtemperatur-strålingsvarraeelementerne med deres høje strålingstemperatur i opkog-ningsfasen er konstant tilkoblet, medens normaltemperatur-strålingsvar-10 meelementerne under den videre brug, hvor varmeelementerne til stadighed kobles ind og ud, fx. ved hjælp af en termostat eller en energiregulator, tidligere er vokset fra disse relativt hypige omkoblingsbelastninger.

På en fortrukken måde er højtemperatur-strålingsvarmeelementerne 15 omgivet af keramik glasstænger. Der anvendes fx. halogen som beskyttelsesgas. Sådanne højtemperatur-strålingsvarmeelementer er fortrinsvis konstrueret til driftstemperaturer på ca. 2000*C.

Normaltemperatur-strålingsvarmeelementer er varmeelementer, som på kendt måde er udsat for omgivelsesatmosfæren, og som er konstrueret til 20 en driftstemperatur på ca. 1000*C.

Anvendelsen af en kombination af højtemperatur-strålingsvarmeelementer og normaltemperatur-strålingsvarmeelementer i et strålingsvarmekildeområde forener på fordelagtig og supplerende måde begge varmesystemers fordelagtige egenskaber. De to arter strålingsvarmeelementer 25 kan således kombineres med forskellige driftsfunktioner og styrefunktioner. Normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne kan således eksempelvis anvendes til opfyldelse af en grundbelastning til kogning eller stegning, hvorved varmesystemets termiske træghed virker meget fordelagtigt på processen, medens højtemperatur-strålingsvarmeelementerne be-30 nyttes til - i normale tilfælde - korte varmetekniske spidsbelastninger, fx. under opkogningsfasen. Her virker til gengæld dette strålingsvarmeelements relativt mere varmetræghedsfattige egenskab fordelagtigt positiv for opvarmningsprocessen på tidspunktet for opnåelsen af en ønsket temperatur i det materiale, som skal opvarmes.

35 Med henblik på reguleringsanvendelsesformål til kogning og steg-

DK 161164 B

- 3 - ning er normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne konstrueret til en tilsluttet effekt på indtil ca. 1500 Watt og højtemperatur-strålings-varmeelementerne til en tilsluttet effekt på indtil ca. 700 Watt.

Ifølge en videreudformning er varmeanlægget ifølge opfindelsen 5 kendetegnet ved, at normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne og højtemperatur-strålingsvarmeelementerne kan forsynes individuelt med elektrisk energi af dertil hørende styringsorganer, hvorved normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne på foretrukken måde forsynes med reguleret og/eller styret elektrisk energi og højtemperatur-strålingsvarme-10 elementerne med konstant elektrisk energi. I denne forbindelse underkastes normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne de kendte og gennemprøvede regulerings- eller styringsforanstaltninger, som opfylder både tilslutningsbetingelserne til forsyningsnettene og de varmetekniske betingelser. Højtemperatur-strålingsvarmeelementerne tilkobles derimod 15 med hele deres tilsluttede effekt i den pågældende indkoblingstid.

Ifølge en foretrukket udformning er varmeanlægget ifølge opfindelsen kendetegnet ved, at normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne og højtemperatur-strålingsvarmeelementerne er anbragt symmetrisk i varmekildeområdet, hvorved det især er fordelagtigt at fordele både normal-20 temperatur-strålingsvarmeelementerne og højtemperatur-strålingsvarmeelementerne i det væsentlige ensartet over strålingsvarmekildeområdet.

Det er varmeteknisk en fordel at anbringe højtemperatur-strålingsvarmeelementerne og normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne i skiftende rækkefølge, fx. også ring- eller spiralformet, i varmekildeområdet.

25 For bedre at udnytte varmestrålingsenergien, især den af højtempe ratur-strålingsvarmeelementet afgivne varmeenergi til det materiale, som skal opvarmes, er det en fordel at anbringe varmestrålingsreflektorer i strålingsvarmeelementbærerens bundområde.

Udførelseseksemplerne, som er udformet ifølge opfindelsens ejen-30 dommeligheder, forklares i det følgende ved hjælp af tegningen. På tegningen viser: fig. 1 en tegning af et strålingsvarmekilde, set ovenfra, fig. 2 et snit gennem et strålingsvarmeanlæg set fra siden, 35 fig. 3,4 tegninger af forskellige med varmeelementer udstyrede strålingsvarmekilder set ovenfra.

DK 161164 B

- 4 - I strålingsvarmeområderne 1, 11, 21 er der ved siden af hinanden anbragt både et højtemperatur-strålingsvarmeelement 2, 12, 22 samt normaltemperatur-strålingsvarmeelementer 3, 13, 23, 23'. Ifølge fig. 1 er højtemperatur-strålingsvarmeelementet 2 udformet stangformet, medens 5 der ifølge fig. 3 og 4 er anbragt ringformet udformede højtemperaturstrålingsvarmeelementer inden for strålingsvarmekildeenheden.

Højtemperatur-strålingsvarmeelementerne 2, 12, 22 er konstrueret på kendt måde, hvorved varmetråden - fx. af wolfram - er hermetisk omsluttet af et glaskeramikrør, som er fyldt med beskyttelsesgas - fx.

10 med halogen - til beskyttelse af varmetråden. Sådanne høj temperaturstrålingsvarmeelementer er i stand til at blive drevet ved en driftstemperatur på ca. 2000‘C.

Normaltemperatur-varmeelementerne 3, 13, 23, 23' er på kendt måde blotlagt i stålingsvarmekildeenheden i spiralform, således at de er ud-15 sat for omgivelsesatmosfæren. En hensigtsmæssig driftstemperatur vil dermed være begrænset til ca. 1000*C.

Fig. 2 viser, at strålingsvarmeelementeme 3, 2 er anbragt inden for huskappen 5 i ét plan under en glaskeramikplade 4, som har gode gennemtrængningsegenskaber for strålingsvarme. Normaltemperatur-varrae-20 elementet 3 er i denne sammenhæng lagt i et temperaturbestandigt, varmeisolerende og elektrisk ikke ledende materiale 6, medens højtemperatur-strålingsvarmeelementet 2 kun er fastgjort punktvis og er fritbæ-rende over store områder. Der kan således under dette højtemperaturstrålingsvarmeelement være anbragt en strålings reflektor 7, som atter 25 reflekterer den fra højtemperatur-strålingsvarmeelementet 2 nedadrette-de strålevarmeenergi. Der opnås således en god strålingsvarme-udnyt-telse.

30

Claims (11)

1. Varmeanlæg med strålingsvarmeelementer til med elektrisk energi opvarmede strålingsvarmekilder i et kogefelt med mindst to varmekredse, kendetegnet ved, at en kombination af højtemperatur-strålings varmeelementer (2, 12, 22), som på kendt måde er omsluttet af be- 5 skyttelsesgas, og normaltemperatur-strålingsvarmeelementer (3, 13, 23, 23')/ som på kendt måde er frit udsat for omgivelsesatmosfæren, er anbragt i strålevarmekildeorarådet, som opvarmes med elektrisk energi.

2. Varmeanlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at højtemperatur-strålingsvarmeelementerne (2, 12, 22) er konstrueret til en 10 driftstemperatur på ca. 2000*C.

3. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne (3, 13, 23, 23. er konstrueret til en driftstemperatur på ca. 1000*C.

4. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendeteg-15 net ved, at normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne (3, 13, 23, 23. er konstrueret til en tilsluttet effekt på indtil ca. 1500 Watt.

5. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at højtemperatur-strålingsvarmeelementerne (2, 12, 22) er konstrueret til en tilsluttet effekt på indtil ca. 700 Watt.

6. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendeteg net ved, at normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne (3, 13, 23, 23. og højtemperatur-strålingsvarmeelementerne (2, 12, 22) kan forsynes individuelt med elektrisk energi af tilhørende styringsorganer.

7. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kende-25 tegnet ved, at normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne (3, 13, 23, 23') kan forsynes med reguleret og/eller styret elektrisk energi og højtemperatur-strålingsvarmeelementerne (2, 12, 22) med konstant elektrisk energi.

8. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendeteg- 30 net ved, at normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne (3, 13, 23, 23. og højtemperatur-strålingsvarmeelementerne (2, 12, 22) er anbragt symmetrisk i varmekildeområdet (1, 11, 21).

9. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendeteg- DK 161164 B - 6 - net vedf at både højtemperatur-strålingsvarmeelementerne og normaltemperatur-strålings varmeelementerne i det væsentlige er ensartet fordelt over varmekildeområdet.

10. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav/ kende- 5 tegnet ved, at normaltemperatur-strålingsvarmeelementerne (23, j 23. og højtemperatur-strålingsvarmeelementerne (22) er anbragt i skiftende rækkefølge i varmekildeområdet (21).

11. Varmeanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kende tegnet ved, at der i det mindste i området under højtemperatur- 10 strålings varmeelementerne (2, 12, 22) er anbragt et lag (7), som reflekterer strålingstemperaturen. 15