[发明专利]带辐射管的加热设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种带辐射管的加热设备。

更详细地讲，这种设备能便利地用于给任何类型的区域供暖，如居住和工业建筑物，尤其是仓库、工厂、剧院、电影院、超市、温室、游泳池等大型建筑物。

背景技术

这种设备设有燃烧器，用来产生高温燃烧产物，这种高温燃烧产物在下文中被称为烟气。烟气在一个封闭回路内循环。回路由能够通过辐射给上述区域供暖的辐射管构成。

由于形状和模块性，辐射管按照本领域的技术术语还称为辐射带。辐射管例如由退火或者涂铝的钢制管道构成，布置在要供暖的建筑物天花板稍下一点的地方，优选地利用红外场中的热辐射向下面的人或者物辐射热。

在这种已知类型的设备上使用的燃烧器按传统方式设有燃烧室，在燃烧室中，由初级空气和燃气构成的燃烧混合物在焰炬头内燃烧，生成烟气的载流体，这种载流体在布置于燃烧器上游并以抽吸方式运行的风扇的作用下，和先前已经产生的循环烟气一起在辐射管中进行循环。

旧的更冷的烟气按等流(equicurrent)方式添加到从燃烧器出来的新烟气，然后在保持整个回路处于低压的风扇的作用下，全部进行循环。

这样构造的设备由于燃烧器通常放在要供暖的建筑物外面而特别安全，而且辐射管处于低压状态，因此，防止烟气扩散到要供暖的环境中的任何可能性。

在实践中，风扇使一定流量的载流体在辐射管中循环。载流体部分由燃烧器中产生的新的、非常热的燃烧气体构成，部分由在循环过程中已经向辐射管传递了一部分热量的旧的、更冷的燃烧气体构成。

为了平衡相关的质量，一部分冷的循环烟气经专门的烟囱被排出到建筑物外面。

所以，风扇同时负责载流体的低压循环以及一部分烟气经烟囱的压力排出。

燃烧器对热功率的调节通常通过改变引入到燃烧器自身中的空气/燃气混合物的流量来获得。

所谓吹气型的已知燃烧器使用鼓风机，鼓风机调节燃烧器的空气入口，相应地调节燃气释放阀的开度。

强制吸入型燃烧器通过辐射管回路中位于燃烧产物出口位置附近的燃烧室下游确定的低压的效应，吸进助燃空气。事实上，在烟气出口位置附近，回路展现为一种变窄，在由风扇推动的载流体中造成低压。

这些燃烧器通常设想在助燃空气的吸入处使用一个门。这个门调节入口空气流量在多个固定的位置之间变动。由微处理器控制的螺线管阀组允许对燃气量进行调控，以保持其与空气的比值不变并且最佳。

欧洲专利EP647819公开了一种设备，该设备设有一种大气压燃烧器，这种燃烧器设想空气抽吸部分是由于风扇造成的低压，部分是由于燃气注射到专门的文氏管产生的负压。

当然，所产生的新燃烧气体量，以及因此助燃空气-燃气混合物的量，必须在质量上等于由烟囱排出的烟气量。

为此，可以设一个或者更多的调节门，调节门例如布置在初级空气的抽吸管道上，即烟气烟囱的上游，用于把载流体流量在回路中循环的部分和排出部分之间分开。

目前，根据迄今已知的技术，当接近设定点条件时(即大致在实现设定的周围温度条件时)，通常通过调控空气/燃气燃烧混合物量，降低燃烧器的热功率。

就运行来说，载流体流动的目的是，沿着辐射管全部的交换表面对燃烧器产生的热功率进行分配，并且因此其目的是确保热流动在该设备服务的区域中尽可能均匀。

就理论上讲，从整体设备效率出发，为了确保热功率相对于用来循环载流体的功率的最佳分配，载流体的容积流量应当随着供给的热功率改变，即流体流量随着提供的热功率的增加而增加，随着热功率的减小而减小。

另一方面，实际上，已知的设备没有想到随着所提供的热功率的改变来调节载流体的容积流量的可能性。载流体的容积流量实际上在所有希望的运行条件下保持基本不变。这变成了风扇速度不变，并因此是在所有运行条件下风扇对电功率的吸收基本不变。

这对已知设备的整体效率造成了不利影响。风扇速度及因此载流体流量通常设定为燃烧器所能提供的热功率最大。所以，在热功率必须低于最大的期望值时，循环的载流体的流量也是相同的，风扇吸收了无用功。

而且，燃烧器的热功率和风扇的电功率经常是基于设计条件选择的，考虑要安装的设备的具体情况。特别是，风扇的电功率还基于针对辐射管回路能想到的负荷损耗进行选择。

在实践中，如已知的那样，常常发生在安装过程中没有完全看到设计条件。例如，可能有必要通过引入弯管或者高度差改变管的回路，而这决定了不期望的、没有想到的负荷损耗。