RU2319080C2

RU2319080C2 - Sectional radiator

Info

Publication number: RU2319080C2
Application number: RU2005129433/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Галягин; Валерий Александрович Павлов; Сергей Константинович Степанов; Юрий Алексеевич Уханов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Чебоксарский агрегатный завод"
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2008-03-10
Also published as: RU2005129433A

Abstract

FIELD: the invention is assigned for heat exchanging and may be used for heating.

SUBSTANCE: the sectional radiator consists of connected between each other molded sections provided with one or several vertical columns with cofferdams having inner channels for passing of a heat carrier and lateral ribs. The transversal cuts of the channels of the columns of each section are fulfilled successively expanding. The lateral ribs are fulfilled successively increasing in height at approaching from the rear to the frontal part of the section. The extreme ribs-frontal and rear-form heat exchanging panels of different squares and the ends of the frontal and the rear ribs are fulfilled smoothly coming to nothing. The rear wall of the last column has chamfers directed to the facial side forming increased apertures of the corridors for convective warm flow. The ends of the lateral ribs of the columns are fulfilled smoothly bended to the side of the facial part of the radiator forming inclined wall for directed warm flow.

EFFECT: the invention allows intensify heat exchanging from a heat carrier to a heated building, reduce consumption of metals and increase rigid characteristics of the radiator.

2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области отопления, а именно к секционным радиаторам для жилых, общественных и производственных помещений.The invention relates to the field of heating, and in particular to sectional radiators for residential, public and industrial premises.

Известен секционный радиатор с вертикальными колонками, соединенными между собой наклонными ребрами, не выходящими за пределы колонок. (SU 1615483 А1, 1991).Known sectional radiator with vertical columns interconnected by inclined ribs that do not extend beyond the columns. (SU 1615483 A1, 1991).

Известен радиатор, содержащий скрепленные между собой секции с разным количеством теплообменных колонок в каждой, подключенных к верхним и нижним головкам с одинаковыми по конфигурации для всего набора секций внешними поверхностями вертикальных теплообменных колонок. (Патент РФ RU 2008571 С1 1994)Known radiator containing fastened together sections with different numbers of heat exchange columns in each, connected to the upper and lower heads with the same configuration for the entire set of sections of the outer surfaces of the vertical heat exchange columns. (RF patent RU 2008571 C1 1994)

Известен секционный радиатор, состоящий из секций с заданным количеством вертикальных теплообменных оребренных колонок с асимметричными площадями, удлиненными в сторону смежных секций лицевыми поверхностями, образующими лицевую теплообменную панель параллельными боковыми ребрами, каналами прямоугольного сечения. (Патент РФ RU 2208746, кл. F24Н 3/00, 2001).Known sectional radiator, consisting of sections with a given number of vertical heat exchanger finned columns with asymmetric areas, elongated towards the adjacent sections of the front surfaces, forming the front of the heat exchanger panel with parallel side ribs, channels of rectangular cross-section. (RF patent RU 2208746, CL F24H 3/00, 2001).

В известном чугунном радиаторе теплообменные колонки имеют одинаковые по высоте боковые ребра, одинаковые фронтальные и тыльные ребра. Недостатками данного прибора являются относительно низкий теплообмен, отсутствие направленного конвективного теплового потока в отапливаемое помещение, высокая металлоемкость и низкие прочностные характеристики колонок.In the known cast iron radiator, the heat exchange columns have the same lateral fins in height, the same front and rear fins. The disadvantages of this device are the relatively low heat transfer, the absence of directional convective heat flow in a heated room, high metal consumption and low strength characteristics of the columns.

Технический результат, достигаемый данным изобретением, заключается в интенсификации теплообмена от теплоносителя в глубь отапливаемого помещения, снижении металлоемкости, увеличении прочностных характеристик колонок.The technical result achieved by this invention is to intensify heat transfer from the coolant into the interior of the heated room, reduce metal consumption, increase the strength characteristics of the columns.

Указанный технический результат достигается комплексно тем, что вертикальные оребренные теплообменные колонки в секциях выполнены с каналами последовательно расширяющимися, а боковые ребра последовательно увеличивающимися по высоте по мере приближения от тыльной к фронтальным частям радиатора, при этом фронтальные и тыльные ребра образуют теплообменные панели разных площадей, концы фронтальных и тыльных ребер выполнены плавно сходящимися на нет, а концы тыльных боковых ребер выполнены плавно изогнутыми в сторону лицевой части радиатора, замыкающая колонка - со скосами задней стенки, направленными в лицевую сторону.The specified technical result is achieved comprehensively in that the vertical finned heat-exchange columns in the sections are made with channels expanding sequentially, and the side fins successively increasing in height as they approach the rear to the front parts of the radiator, while the front and rear fins form heat-exchange panels of different areas, the ends the front and rear ribs are made smoothly converging to nothing, and the ends of the rear side ribs are made smoothly curved towards the front part for the sake of ator, closing column - with bevels of the rear wall directed to the front side.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид секционных радиаторов. В данном примере радиатор пятисекционный. Количество секций в зависимости от необходимого номинального теплового потока может быть разным.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of sectional radiators. In this example, the radiator is five-section. The number of sections depending on the required nominal heat flux may be different.

На фиг.2, 3 вид А на фиг.1 изображены радиаторы соответственно одно- и трехканальный. При этом задняя стенка последней колонки имеет скосы 10, направленные в лицевую сторону, образуя увеличенные на входе и выходе проемы 12 коридоров для конвективного теплового потока, и концы боковых ребер 11 тыльной колонки выполнены плавно изогнутыми в сторону лицевой части радиатора, образуя наклонную стенку для направленного конвективного теплового потока.In figure 2, 3, view A in figure 1 shows radiators, respectively, single- and three-channel. In this case, the rear wall of the last column has bevels 10 facing the front, forming enlarged openings 12 of the corridors for convective heat flow, and the ends of the side ribs 11 of the rear column are smoothly curved towards the front of the radiator, forming an inclined wall for directional convective heat flow.

На фиг.4, 5, 6, 7 изображен разрез Б-Б на фиг.1 (по стрелке А) радиатора - характерные примеры исполнения радиаторов с оребренными вертикальными колонками, соединенными между собой перемычками 14, лицевые поверхности 15 фронтальных колонок удлинены в стороны смежных секций, образуя теплообменную панель. Каналы 16 в колонках и боковые ребра 17 колонок секций выполнены последовательно расширяющимися по мере приближения от тыльной к лицевой стороне радиатора, образуя теплообменные панели разных площадей.Figure 4, 5, 6, 7 shows a section bB in figure 1 (arrow A) of the radiator - typical examples of radiators with finned vertical columns interconnected by jumpers 14, front surfaces 15 of the front speakers are elongated to the sides adjacent sections, forming a heat exchange panel. The channels 16 in the columns and the side ribs 17 of the column sections are sequentially expanding as they approach from the back to the front of the radiator, forming heat-exchange panels of different areas.

На фиг.6 перемычки 14, соединяющие колонки, изображены со сквозными проемами и на фиг.7 - с дополнительными горизонтальными поперечными каналами 18, создающими турбулизацию соответственно конвективного потока и теплоносителя.In Fig. 6, the jumpers 14 connecting the columns are shown with through openings and in Fig. 7 with additional horizontal transverse channels 18, which create turbulization of convective flow and coolant, respectively.

Радиатор работает следующим образом. Греющий теплоноситель, проходя по вертикальным каналам, отдает тепло стенкам колонок. Далее определенная часть тепла отдается наружному воздуху непосредственно с наружных поверхностей колонок тепловым излучением и действием конвекции, а остальная часть - через ребра и перемычки аналогично, т.е. тепловым излучением и действием конвекции. За счет расширенных проемов 13 (фиг.1), 12 (фиг.2, 3), коридоров 19, 20 (фиг.4, 5), увеличенных на входе и на выходе, достигается безприпятственное, обтекая нижние головки секций, поступление увеличенного количества холодного воздуха в коридоры и также безприпятственое выведение из коридоров, обтекая верхние головки секций, нагретого конвективного потока в отапливаемое помещение.The radiator works as follows. The heating coolant passing through the vertical channels gives off heat to the walls of the columns. Further, a certain part of the heat is transferred to the outside air directly from the outer surfaces of the columns by thermal radiation and the action of convection, and the rest through the fins and lintels in the same way, i.e. thermal radiation and convection. Due to the widened openings 13 (Fig. 1), 12 (Figs. 2, 3), corridors 19, 20 (Figs. 4, 5), enlarged at the inlet and outlet, a hassle-free flowing around the lower section heads is achieved; cold air into the corridors and also unhindered removal from the corridors, flowing around the upper section heads, heated convective flow into a heated room.

Расширенные проемы коридоров, увеличенные на входе и выходе, достигаются выполнением концов фронтальных ребер, плавно сходящихся на нет, замыкающей колонки - со скосами задней стенки направленными в лицевую сторону радиатора.The widened corridor openings, enlarged at the inlet and outlet, are achieved by making the ends of the front ribs smoothly converging to nothing, the closing column with the bevels of the rear wall directed to the front of the radiator.

За счет переменного проема коридоров увеличенных на входе и на выходе происходит изменение скорости движения конвективных потоков в коридорах, что влечет к их турбулизации и соответственно способствует интенсификации приема тепла конвективными потоками от стенок коридоров. Кроме того, увеличенные проемы коридоров на их выходе создают разряжение теплового потока, что способствует увеличению скорости потока дополнительной интенсификации теплоотдачи.Due to the variable aperture of the corridors enlarged at the inlet and at the outlet, there is a change in the speed of convective flows in the corridors, which leads to their turbulization and, accordingly, contributes to the intensification of heat reception by convective flows from the walls of the corridors. In addition, the increased openings of the corridors at their exit create a discharge of the heat flux, which helps to increase the flow rate of additional intensification of heat transfer.

Дополнительная интенсификация турбулизации конвективных потоков в глубине радиатора в коридорах между колонками обеспечивается выполнением перемычек, соединяющих колонки, со сквозными проемами, способствующими перемещению потоков в коридорах между смежными секциями.Additional intensification of the turbulization of convective flows in the depth of the radiator in the corridors between the columns is provided by the implementation of jumpers connecting the columns with through openings that facilitate the movement of flows in the corridors between adjacent sections.

Эффективность радиатора повышается при перераспределении теплоотдающих поверхностей радиатора и создании направленного теплового потока в глубь отапливаемого помещения.The efficiency of the radiator increases with the redistribution of heat-transferring surfaces of the radiator and the creation of a directed heat flow into the interior of the heated room.

Перераспределение теплоотдающих поверхностей радиатора в глубь отапливаемого помещения в данном изобретении достигается за счет выполнения поперечных сечений каналов в колонках расширяющимися, а боковых ребер колонок последовательно увеличивающимися по высоте по мере приближения к лицевой стороне радиатора, а также за счет образования теплообменных панелей разных площадей, причем площадь лицевой панели больше площади тыльной панели.The redistribution of the radiating surfaces of the radiator deep into the heated room in this invention is achieved by making the cross sections of the channels in the columns expanding, and the side ribs of the columns successively increasing in height as they approach the front of the radiator, and also due to the formation of heat transfer panels of different areas, and the area the front panel is larger than the area of the back panel.

Направление тепловой поток достигается комплексно, путем выполнения концов замыкающих боковых ребер замыкающей колонки плавно изогнутыми в сторону лицевой части радиатора, образуя наклонную стенку, выполнением концов боковых фронтальных и тыльных ребер плавно сходящимися на нет и выполнением замыкающих колонок со скосами задней стенки, направленными в лицевую сторону. Все это открывает беспрепятственный доступ холодного воздуха из отапливаемого помещения в межсекционные пространства радиатора и также беспрепятственное выведение из радиатора в фронтальную сторону в отапливаемое помещение нагретого конвективного потока. Конвективный поток, направленный таким образом, совпадает с направлением естественной циркуляции воздуха в помещении, что способствует большей интенсификации теплообмена от теплоносителя в отапливаемое помещение.The direction of the heat flux is achieved in a comprehensive way, by making the ends of the closing side ribs of the closing column smoothly curved towards the front of the radiator, forming an inclined wall, making the ends of the side front and rear ribs smoothly converging to nothing and making closing columns with bevels of the rear wall directed to the front side . All this opens up unimpeded access of cold air from the heated room to the intersectional spaces of the radiator and also unhindered removal of the heated convective flow from the radiator to the front side into the heated room. The convective flow directed in this way coincides with the direction of the natural air circulation in the room, which contributes to greater intensification of heat transfer from the coolant to the heated room.

Турбулизация, интенсифицирующая теплообмен, от теплоносителя к стенкам вертикальных каналов в изобретении достигается путем введения дополнительных горизонтальных поперечных каналов. Это происходит так: скорости течений теплоносителя в каналах различные из-за расширяющихся по мере приближения к лицевой стороне радиатора каналов. Из-за этой разницы скоростей теплоносителя он по поперечным каналам перетекает в соседние вертикальные каналы. При этом за счет изменения направления движения потоков и их смешивания происходит их перемешивание, т.е. турбулизация, что в итоге способствует интенсификации теплообмена. Перемычки между колонками, помимо улучшенных теплотехнических характеристик, еще и способствуют увеличению прочностных характеристик радиатора, т.к. они выполняют роль дополнительных ребер жесткости, соединяющих воедино соседние смежные колонки секций, воспринимая на себя часть нагрузки рабочего давления теплоносителя, тем самым уменьшив напряжения на стенки колонок от давления теплоносителя. Это в свою очередь позволит уменьшить толщины стенок и снизить удельную материалоемкость прибора. Дальнейшее снижение материалоемкости системы отопления достигается путем уменьшения среднего номенклатурного шага номинального теплового потока прибора тем, что радиатор комплектуется из чередующихся друг за другом секций с разным количеством колонок или из секций с различными перемычками, т.е. комбинацией секций с перемычками без проемов с секциями с перемычками со сквозными проемами и секциями с дополнительными поперечными каналами. Такие комбинации позволяют проводить точный подбор поверхности нагрева радиатора по потребности отапливаемого помещения и, в результате, дополнительно уменьшить расход материалов на изготовление радиаторов.Turbulization, intensifying heat transfer from the coolant to the walls of the vertical channels in the invention is achieved by introducing additional horizontal transverse channels. This happens as follows: the flow rates of the coolant in the channels are different due to the channels expanding as they approach the front of the radiator. Due to this difference in coolant speeds, it flows through the transverse channels into adjacent vertical channels. In this case, due to a change in the direction of motion of the flows and their mixing, their mixing occurs, i.e. turbulization, which ultimately contributes to the intensification of heat transfer. The jumpers between the columns, in addition to improved thermal performance, also increase the strength characteristics of the radiator, because they play the role of additional stiffeners connecting together adjacent adjacent columns of the sections, taking on part of the load of the working pressure of the coolant, thereby reducing the voltage on the walls of the columns from the pressure of the coolant. This in turn will reduce the wall thickness and reduce the specific material consumption of the device. A further decrease in the material consumption of the heating system is achieved by reducing the average nomenclature step of the nominal heat flow of the device by the fact that the radiator is equipped with alternating sections with different number of columns or from sections with different jumpers, i.e. a combination of sections with jumpers without openings with sections with jumpers with through openings and sections with additional transverse channels. Such combinations allow accurate selection of the heating surface of the radiator according to the needs of the heated room and, as a result, further reduce the consumption of materials for the manufacture of radiators.

Claims

1. Sectional radiator, consisting of interconnected cast sections, equipped with one or more vertical columns with jumpers having internal channels for the passage of coolant and side ribs, the cross-sections of the channels of the columns of each of the sections are made expanding sequentially, characterized in that the side ribs are made successively increasing in height as they approach from the back to the front of the sections, while the extreme ribs - front and rear form a heat exchange panel there are different areas, and the ends of the front and rear ribs are smoothly converging to nothing, the back wall of the last column has bevels directed to the front, forming enlarged corridor openings for convective heat flow, the ends of the side ribs of the columns are smoothly curved towards the front of the radiator, forming an inclined wall for directional heat flow.

2. The sectional radiator according to claim 1, characterized in that the jumpers connecting the columns are made with through openings and additional horizontal transverse channels creating turbulization of the convective flow and heat carrier, respectively.