RU212261U1

RU212261U1 - Трубчатый радиатор отопления

Info

Publication number: RU212261U1
Application number: RU2022111379U
Authority: RU
Inventors: Леонид Анатольевич Кущев; Валерий Викторович Чуйко; Валерий Анатольевич Уваров; Никита Юрьевич Саввин; Сергей Борисович Булгаков; Алексей Юрьевич Феоктистов
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2022-07-13

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно к отопительному оборудованию, и может быть использована в системах отопления жилых и общественных помещений в качестве нагревательного прибора. Полезная модель направлена на повышение эффективности теплообмена путем увеличения турбулизации потока теплоносителя за счет наличия в вертикальных трубах 3 вставок 5 в виде спирали из проката квадратного сечения. Это достигается тем, что трубчатый радиатор отопления содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 горизонтальные трубы для подвода и отвода теплоносителя, герметично соединенные между собой вертикальными трубами 3. В предложенном решении горизонтальные трубы 1 и 2 имеют квадратный профиль, вертикальные трубы 3 с внутренним диаметром D снабжены вставками 5 в виде спиралей из проката квадратного сечения со стороной a, причем значение величины a выбирается из диапазона (0,1-0,5)D, а внешний диаметр вставки 5 равен внутреннему диаметру вертикальных труб 3, при этом шаг t намотки спирали 5 равен (6-12)a. 2 фиг.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно к отопительному оборудованию, и может быть использована в системах отопления жилых и общественных помещений в качестве нагревательного прибора.

Известна «Панель лучисто-конвективного теплообмена» [патент на полезную модель RU №148328 U1, опубликован 27.11.2014 МПК F24H 3/06 (2006.01), F28D 1/02 (2006.1), F28F 1/22 (2006.01)]. В техническом решении приведена конструкция панели лучисто-конвективного теплообмена, состоящей из параллельных вертикальных трубок, соединенных горизонтальными коллекторами входа и выхода, и закрывающей их теплообменной пластиной в виде усеченной волны.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность теплоотдачи радиатора из-за низкой турбулизации потока теплоносителя в вертикальных трубках вследствие отсутствия турбулизаторов.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Трубчатый радиатор» [изобретение HR P20190212 A2, опубликован 07.08.2020 МПК F28D 1/04 (2006/01), F28F 1/00 (2006/01), F16L 41/08 (2006/01), F28F 9/26 (2006/01), F24D 19/00 (2006/01), F28F 21/08 (2006/01), F28F 9/18 (2006/01), B23P 15/26 (2006/01)]. В техническом решении приведена конструкция радиатора, состоящего из вертикальных и горизонтальных труб одинакового диаметра, герметично соединенных между собой патрубками с помощью сварки или пайки.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: трубчатый радиатор отопления, содержащий верхнюю и нижнюю горизонтальные трубы для подвода и отвода теплоносителя, герметично соединенные между собой вертикальными трубами.

Недостатком известного технического решения является невысокая эффективность теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью отопительного прибора, что связано с низкой турбулизацией потока теплоносителя в вертикальных трубах.

Полезная модель направлена на повышение эффективности теплообмена путем увеличения турбулизации потока теплоносителя за счет наличия в вертикальных трубах вставок в виде спирали из проката квадратного сечения.

Это достигается тем, что трубчатый радиатор отопления содержит верхнюю и нижнюю горизонтальные трубы для подвода и отвода теплоносителя, герметично соединенные между собой вертикальными трубами.

В предложенном решении горизонтальные трубы имеют квадратный профиль, вертикальные трубы с внутренним диаметром D снабжены вставками в виде спиралей из проката квадратного сечения со стороной a, причем значение величины a выбирается из диапазона (0,1-0,5)D, а внешний диаметр вставки равен внутреннему диаметру вертикальных труб, при этом шаг t намотки спирали равен (6-12)a.

Использование трубы квадратного профиля для верхней и нижней горизонтальных труб упрощает технологию изготовления трубчатого радиатора отопления при присоединении горизонтальных и вертикальных труб.

Наличие вставок в виде спирали из проката квадратного сечения в вертикальных трубах интенсифицирует турбулизацию потока теплоносителя.

Использование проката квадратного сечения обусловлено повышенной степенью турбулизацией потока теплоносителя при обтекании профиля плохообтекаемой формы.

Выбор размера стороны a проката квадратного сечения из диапазона (0,5-0,9)D обусловлен необходимостью сохранения умеренной величины гидравлического сопротивления.

Сохранение непрерывного турбулентного следа обеспечивается за счет выбора шага намотки спирали t по соотношению t = (6-12)a.

Равенство диаметров внутренней вертикальной трубы и внешнего диаметра вставки необходимо для жесткой фиксации вставок внутри вертикальных труб радиатора.

Таким образом, совокупность отличительных признаков предложенного решения обеспечивает повышение эффективности теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью трубчатого радиатора отопления.

Рациональность параметров вставок в виде спирали из проката квадратного сечения и шаг намотки спирали подтверждены при проведении серии экспериментов в лаборатории кафедры Теплогазоснабжения и вентиляции БГТУ им. В.Г. Шухова.

Конструкция полезной модели поясняется графическим материалом.

На фиг. 1 показано продольное сечение радиатора отопления; на фиг. 2 показан общий вид вставки в виде спирали из прута квадратного профиля.

Трубчатый радиатор отопления содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 горизонтальные трубы, которые герметично соединены между собой вертикальными трубами 3. Для присоединения радиатора к подводящей и отводящей магистрали на торцах горизонтальных труб имеются патрубки 4. Вертикальные трубы 3 с внутренним диаметром D снабжены вставками 5 в виде спирали из проката квадратного сечения со стороной a, которая выбираются из диапазона (0,1-0,5)D. Внешний диаметр вставки 5 равен внутреннему диаметру вертикальных труб 3. Шаг намотки t спирали выбирается по соотношению (6-12)a.

Количество секций (вертикальных каналов) радиатора ограничивается лишь технологическими возможностями производственного оборудования.

На фиг. 1 представлен радиатор с шестью вертикальными каналами.

Трубчатый радиатор отопления работает следующим образом. Из подводящей магистрали теплоноситель через один из патрубков 4 поступает в полость верхней горизонтальной трубы 1, при этом на второй патрубок 4 верхней горизонтальной трубы 1 устанавливается заглушка. Далее теплоноситель распределяется по вертикальным трубам 3. Двигаясь по вертикальным трубам 3, теплоноситель омывает витки вставки 5 в виде спирали из проката квадратного сечения. Тем самым создаются зоны завихрения потока теплоносителя в пристенной области вертикальных труб 3. Это увеличивает эффективность теплообмена теплоносителя с нагреваемой поверхностью вертикальных труб 3. Далее теплоноситель удаляется через нижнюю горизонтальную трубу 2 и один из патрубков 4 в отводящую магистраль. Так же, как и с верхней парой патрубков 4, на один из патрубков 4 нижней горизонтальной трубы 2 устанавливается заглушка.

Конструкция предложенного устройства позволит повысить эффективность теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью трубчатого радиатора отопления.

Claims

Трубчатый радиатор отопления, содержащий верхнюю и нижнюю горизонтальные трубы для подвода и отвода теплоносителя, герметично соединенные между собой вертикальными трубами, отличающийся тем, что горизонтальные трубы имеют квадратный профиль, вертикальные трубы с внутренним диаметром D снабжены вставками в виде спиралей из проката квадратного сечения со стороной a, причем значение величины a выбирается из диапазона (0,1-0,5)D, а внешний диаметр вставки равен внутреннему диаметру вертикальных труб, при этом шаг t намотки спирали равен (6-12)a.