RU2486423C1

RU2486423C1 - Metal heat exchanger of room heating system

Info

Publication number: RU2486423C1
Application number: RU2011154192/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Максимов
Original assignee: Александр Иванович Максимов
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-06-27

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: heat exchanger includes a pipeline made in the form of a wall of a through cavity with outer surface, end sections and an intermediate section that is arranged between end sections. Besides, it includes external heat transfer elements that are attached to end sections. Wall of through cavity of the intermediate section is made in the form of an enveloping element of a through opening that is formed in the wall of the room.

EFFECT: enlarging the number of hardware, namely, creating a new site; improving heat transfer efficiency from heat exchanger to ambient air.

2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции элементов системы отопления жилых и других зданий, в частности к теплообменнику металлическому системы отопления помещения, и может быть использовано при изготовлении системы отопления помещения.The invention relates to the design of elements of a heating system for residential and other buildings, in particular to a metal heat exchanger for a room heating system, and can be used in the manufacture of a room heating system.

Известен тепловыделяющий модуль, содержащий каналы с теплоносителем и теплоотдающие поверхности (RU 2001359 С1, 15.10.1993). Недостаток известного тепловыделяющего модуля заключается в том, что он имеет недостаточную эффективность теплоотдачи при передаче теплового потока к воздуху, окружающему тепловыделяющий модуль. Это объясняется тем, что теплоотдающие поверхности тепловыделяющего модуля частично изолированы от прямого контакта с воздухом, окружающим тепловыделяющий модуль.Known heat-generating module containing channels with a coolant and heat transfer surface (RU 2001359 C1, 10/15/1993). A disadvantage of the known heat-generating module is that it has insufficient heat transfer efficiency when transferring heat flux to the air surrounding the heat-generating module. This is because the heat transfer surfaces of the fuel module are partially isolated from direct contact with the air surrounding the fuel module.

Известен также теплообменник обогревателя, содержащий трубчатые элементы, теплообменные элементы, закрепленные к трубчатым элементам (RU 2338967 С2, 20.11.2008). Недостаток известного тепловыделяющего модуля заключается в том, что его конструктивное выполнение не позволяет его закреплять к краю сквозного проема в стене помещения в качестве обрамляющего элемента. Данное обстоятельство снижает эффективность теплопередачи к воздуху, окружающему теплообменник обогревателя.A heater heat exchanger is also known, comprising tubular elements, heat exchange elements fixed to the tubular elements (RU 2338967 C2, 11/20/2008). A disadvantage of the known fuel module is that its structural design does not allow it to be fixed to the edge of the through opening in the wall of the room as a framing element. This circumstance reduces the efficiency of heat transfer to the air surrounding the heater heat exchanger.

Выявленные в уровне техники технические решения, указанные выше, имеют отношение к теплообменникам, имеющим родовые признаки, нашедшие отражение в названиях объектов, но отличающиеся от родового признака, заявленного заявителем технического решения.The technical solutions identified above in the prior art are related to heat exchangers having generic characteristics that are reflected in the names of objects, but differing from the generic characteristic claimed by the applicant of the technical solution.

С учетом указанных обстоятельств и отсутствия тождества родовых признаков известных технических решений с заявленным техническим решением не представляется возможным выбрать наиболее близкий аналог (прототип). Дальнейшее изложение описания изобретения и формула изобретения будут осуществлены с учетом указанных обстоятельств.Given these circumstances and the lack of identity of the generic characteristics of known technical solutions with the claimed technical solution, it is not possible to choose the closest analogue (prototype). Further presentation of the description of the invention and the claims will be made taking into account these circumstances.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - расширение арсенала технических средств определенного назначения, в частности создание нового объекта: «Теплообменник металлический системы отопления помещения», а также повышение эффективности теплопередачи от теплообменника к воздуху окружающей среды за счет обеспечения возможности закрепления теплообменника к краю сквозного проема, выполненного в стене помещения, в виде обрамляющего элемента.The task to which the claimed invention is directed is to expand the arsenal of technical means for a specific purpose, in particular, to create a new facility: “A metal heat exchanger for a room heating system”, as well as to increase the efficiency of heat transfer from the heat exchanger to the ambient air by providing the possibility of fixing the heat exchanger to the edge a through opening made in the wall of the room, in the form of a framing element.

Если при создании изобретения решается задача только расширения арсенала технических средств определенного назначения или получения таких средств впервые, технический результат заключается в реализации этого назначения.If the creation of the invention solves the problem of only expanding the arsenal of technical means of a particular purpose or obtaining such means for the first time, the technical result consists in realizing this purpose.

Технический результат - обеспечение реализации назначения.The technical result is the implementation of the appointment.

Дополнительный технический результат - повышение эффективности теплопередачи от теплообменника к воздуху окружающей среды.An additional technical result is an increase in the efficiency of heat transfer from the heat exchanger to the ambient air.

Технический результат представляет собой характеристику технического эффекта, явления, свойства и т.п.The technical result is a characteristic of the technical effect, phenomena, properties, etc.

Технический результат представлен заявителем таким образом, чтобы обеспечить возможность понимания специалистом на основании уровня техники его смыслового содержания.The technical result is presented by the applicant in such a way as to provide an opportunity for understanding by a specialist based on the prior art of its semantic content.

Заявитель раскрыл задачу, на решение которой направлено заявляемое изобретение, с указанием обеспечиваемого им технического результата.The applicant disclosed the problem, the solution of which the claimed invention is directed, indicating the technical result provided by him.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что теплообменник металлический системы отопления помещения содержит трубопровод в виде стенки сквозной полости с внешней поверхностью, концевыми участками и средним участком, который размещен между концевыми участками, внешние элементы теплопередачи, которые закреплены к концевым участкам, причем стенка сквозной полости среднего участка выполнена в виде обрамляющего элемента сквозного проема, который образован (выполнен) в стене помещения.The essence of the claimed invention lies in the fact that the metal heat exchanger of the room heating system comprises a pipeline in the form of a wall of a through cavity with an external surface, end sections and a middle section that is located between the end sections, external heat transfer elements that are fixed to the end sections, and the wall of the through cavity the middle section is made in the form of a framing element of the through opening, which is formed (made) in the wall of the room.

Из доступных источников информации заявителем не установлена известность влияния заявленных отличительных признаков изобретения на получение указанного технического результата.Of the available sources of information, the applicant has not established the popularity of the influence of the claimed distinguishing features of the invention on obtaining the specified technical result.

Из приведенного перечня признаков заявляемого изобретения и решения поставленной задачи наглядно видно, что изобретение представляет собой совокупность существенных признаков как сочетание известных и новых признаков, обеспечивающих получение нового технического результата, который неизвестен из уровня техники.From the above list of features of the claimed invention and the solution of the problem, it is clearly seen that the invention is a combination of essential features as a combination of known and new features, providing a new technical result, which is unknown from the prior art.

Заявляемое изобретение обеспечивает решение поставленной задачи и получение нового технического результата, который действительно может быть получен при использовании заявляемого изобретения. Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует прямая причинно-следственная связь.The claimed invention provides a solution to the problem and obtaining a new technical result, which can actually be obtained using the claimed invention. Between the totality of the essential features of the claimed invention and the achieved technical result, there is a direct causal relationship.

Каждый признак изобретения в отдельности является существенным, а их совокупность образует совокупность существенных признаков изобретения, оказывающих влияние на достижение технического результата. Каждый существенный признак изобретения выражен общим понятием, в частности представлен на уровне функционального обобщения, т.е. существенным является не конкретный (частный) случай выполнения существенного признака, а существенным является наличие существенного признака и выполняемая им функция, т.к. при любых частных формах выполнения того или другого существенного признака изобретения будет обеспечено достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи.Each feature of the invention individually is essential, and their combination forms the totality of the essential features of the invention that affect the achievement of a technical result. Each essential feature of the invention is expressed by a general concept, in particular, presented at the level of functional generalization, i.e. what matters is not a specific (particular) case of the fulfillment of an essential attribute, but the presence of an essential attribute and the function performed by it is essential, because for any particular forms of implementation of one or another essential feature of the invention, the claimed technical result and the solution of the task will be achieved.

Из уровня техники широко известны средства и методы получения отдельных составных элементов заявляемого изобретения, их размещение относительно друг друга и их соединение между собой.The prior art means and methods for obtaining the individual constituent elements of the claimed invention, their placement relative to each other and their connection with each other are widely known.

Заявляемое изобретение являются техническими решениями, относящимися к объекту - устройство.The claimed invention are technical solutions related to the object device.

Заявляемое изобретение является промышленно применимым, т.к. может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других отраслях экономики или в социальной сфере, где используются теплообменники, металлические системы отопления помещения. Заявляемое изобретение может быть воспроизведено в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения с использованием известных и доступных материалов, технологий, технологического оборудования и имеющихся навыков работников. В случае осуществления изобретения действительно возможна реализация указанного выше назначения и получение заявляемого технического результата.The claimed invention is industrially applicable, because can be used in industry, agriculture, healthcare and other sectors of the economy or in the social sphere, where heat exchangers, metal room heating systems are used. The claimed invention can be reproduced in the form described in the claims using known and available materials, technologies, technological equipment and available skills of workers. In the case of the invention, it is indeed possible to implement the above purpose and obtain the claimed technical result.

Заявляемое изобретение являются новым, т.к. оно не известно из уровня техники. Не известна из уровня техники совокупность существенных признаков заявляемого изобретения и их влияние на получение заявляемого технического результата.The claimed invention is new, because it is not known from the prior art. Not known from the prior art, the set of essential features of the claimed invention and their impact on obtaining the claimed technical result.

Заявляемое изобретение имеет изобретательский уровень, т.к. для специалиста оно явным образом не следует из уровня техники. Не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с их отличительными признаками, и не обнаружена известность влияния отличительных признаков на получаемый технический результат. Заявляемое изобретение обеспечивает выполнение теплообменника металлического системы отопления помещения и его частей, которые будут проявлять новые свойства, не известные в технике, и реализовывать назначение. Существенные признаки изобретения носят технический характер и идентифицируемы. Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения необходима и достаточна для получения заявляемого технического результата. Заявляемая совокупность признаков изобретения обеспечивает получение неожиданного, необычного сверхсуммарного технического результата, который превосходит технический результат, получаемый от каждого существенного признака в отдельности, применительно к объектам указанного назначения. Заявляемое изобретение обеспечивает изменение известного уровня техники неочевидными средствами, придает объекту новые положительные свойства, удовлетворяет долговременный спрос, и повышает конкурентоспособность объектов патентования. Между существенными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом существует прямая причинно-следственная связь. Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения обеспечивает новый необычный принцип действия объектов, который является в максимальной степени эффективным для объектов указанного назначения, а также обеспечивает изготовление нового устройства и его составных частей.The claimed invention has an inventive step, because for a specialist, it does not explicitly follow from the prior art. No solutions have been identified that have features that match their distinctive features, and not known is the influence of the distinctive features on the resulting technical result. The claimed invention provides a heat exchanger for a metal heating system for a room and its parts, which will exhibit new properties not known in the art and realize the purpose. The essential features of the invention are technical in nature and are identifiable. The set of essential features of the claimed invention is necessary and sufficient to obtain the claimed technical result. The claimed combination of features of the invention provides an unexpected, unusual ultramodern technical result that exceeds the technical result obtained from each significant feature separately, in relation to objects of the specified purpose. The claimed invention provides a change in the prior art by non-obvious means, gives the object new positive properties, satisfies long-term demand, and increases the competitiveness of patented objects. Between the essential features of the invention and the achieved technical result, there is a direct causal relationship. The set of essential features of the claimed invention provides a new unusual principle of operation of objects, which is as effective as possible for objects of this purpose, and also provides the manufacture of a new device and its components.

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует требуемым условиям патентоспособности изобретения, обеспечивает получение нового технического результата и решение поставленной задачи.Thus, the claimed invention meets the required conditions of patentability of the invention, provides a new technical result and the solution of the problem.

На фиг.1 показан теплообменник металлический системы отопления помещения; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.Figure 1 shows a metal heat exchanger of a room heating system; figure 2 is a section aa of figure 1.

Теплообменник металлический системы отопления помещения содержит следующие элементы:The metal heat exchanger of the room heating system contains the following elements:

трубопровод в виде стенки 1 (см. фиг.1) сквозной полости 2 (см. фиг.2) с внешней поверхностью, концевыми участками и средним участком, размещенным между концевыми участками, отверстие выходное 4, отверстие входное 5, внешние элементы теплопередачи 7, фиксаторы 8. На фиг.1, 2 поз.6 обозначена стена 6 помещения, а поз.3 - сквозной проем, размеры и форма которого обеспечивают проход через него человека в вертикально ориентированном положении.a pipeline in the form of a wall 1 (see Fig. 1) of a through cavity 2 (see Fig. 2) with an outer surface, end sections and a middle section located between the end sections, the outlet hole 4, the inlet hole 5, the external heat transfer elements 7, latches 8. In figures 1, 2, position 6, the wall 6 of the room is indicated, and position 3 is a through opening, the dimensions and shape of which allow a person to pass through it in a vertically oriented position.

Стенка 1 сквозной полости 2 среднего участка выполнена в виде обрамляющего элемента сквозного проема 3, образованного в стене 6 помещения. Внешние элементы теплопередачи 7 закреплены к концевым участкам и могут быть выполнены, например, в виде облицовочных элементов стены 6 помещения. Стенка 1 сквозной полости 2 среднего участка выполнена из, например, стали в виде, например, трубы прямоугольного сечения (60×80×3 мм) и образована, например из трех элементов: двух крайних элементов (высота 2000 мм) и одного среднего элемента (длина 900 мм), причем крайние элементы размещены друг против друга (см. фиг.1), а средний элемент размещен между ними и вверху для обеспечения их соединения. В стенке 1 выполнено отверстие входное 5 и отверстие выходное 4, причем отверстие входное 5 выполнено на одном концевом участке, а отверстие выходное 4 выполнено на другом концевом участке. На фиг.1 стрелками показано направление движения теплоносителя вдоль стенки 1 сквозной полости 2. Материал стенки 1 - металл, что продиктовано наличием у металлов такого свойства, как теплопроводность. Материал стенки 1: сталь, или чугун, или медь (сплавы меди), или алюминий (сплавы алюминия) и др. металлы, применимые для изготовления устройств указанного назначения. Сквозной проем 3, выполненный в стене 6 помещения, обеспечивает прохождение через него человека в вертикально ориентированном положении. Внешние элементы теплопередачи 7 также выполнены из металла и могут быть образованы в виде: пластин, или труб, или швеллеров, или уголков, или прутков, или по форме иных элементов. Внешние элементы теплопередачи 7 могут быть закреплены, например, посредством сварных швов или другими известными средствами. Теплообменник металлический системы отопления помещения имеет вертикальную ориентацию (см. фиг.1). Для обеспечения требуемой устойчивости и жесткости всей конструкции в целом концевые участки трубопровода закреплены к среднему участку посредством, например, фиксаторов 8 (см. фиг.1), которые могут быть выполнены, например, в виде металлической пластины. Фиксаторы 8 введены во взаимодействие с внешней поверхностью стенки 1 сквозной полости 2 и закреплены к внешней поверхности стенки 1 с образованием разъемного или неразъемного соединения.The wall 1 of the through cavity 2 of the middle section is made in the form of a framing element of the through opening 3 formed in the wall 6 of the room. External heat transfer elements 7 are fixed to the end sections and can be performed, for example, in the form of facing elements of the room wall 6. The wall 1 of the through cavity 2 of the middle section is made of, for example, steel in the form of, for example, a pipe of rectangular cross section (60 × 80 × 3 mm) and is formed, for example, of three elements: two extreme elements (height 2000 mm) and one middle element ( length 900 mm), and the extreme elements are placed against each other (see figure 1), and the middle element is placed between them and at the top to ensure their connection. An inlet 5 is made in the wall 1 and an outlet 4 is made, and the inlet 5 is made at one end section, and the outlet 4 is made at the other end section. In Fig. 1, the arrows show the direction of movement of the coolant along the wall 1 of the through cavity 2. The material of the wall 1 is metal, which is dictated by the presence of properties of metals such as thermal conductivity. Wall material 1: steel, or cast iron, or copper (copper alloys), or aluminum (aluminum alloys) and other metals, applicable for the manufacture of devices for this purpose. The through aperture 3, made in the wall 6 of the room, allows a person to pass through it in a vertically oriented position. External heat transfer elements 7 are also made of metal and can be formed in the form of: plates, or pipes, or channels, or corners, or rods, or in the form of other elements. The external heat transfer elements 7 can be fixed, for example, by means of welds or other known means. The metal heat exchanger of the room heating system has a vertical orientation (see figure 1). To ensure the required stability and rigidity of the entire structure as a whole, the end sections of the pipeline are fixed to the middle section by means of, for example, clips 8 (see Fig. 1), which can be made, for example, in the form of a metal plate. The latches 8 are brought into interaction with the outer surface of the wall 1 of the through cavity 2 and are fixed to the outer surface of the wall 1 with the formation of a detachable or one-piece connection.

Заявляемый объект позволяет повысить теплопередачу между поверхностью теплопередачи теплообменника и воздушной массой помещения, поскольку через сквозной проем 3 перемещается воздух с более высокой скоростью по сравнению с другими участками помещения. Заявляемый объект также оказывает положительное влияние на поверхность теплоотдачи дополнительных теплообменных или теплопередающих устройств, установленных в помещении, т.е. позволяет уменьшить их поверхность теплоотдачи, а следовательно, их материалоемкость.The inventive object allows to increase heat transfer between the heat transfer surface of the heat exchanger and the air mass of the room, since air passes through the through opening 3 at a higher speed compared to other parts of the room. The inventive object also has a positive effect on the heat transfer surface of additional heat transfer or heat transfer devices installed in the room, i.e. allows you to reduce their heat transfer surface, and therefore their material consumption.

Теплоноситель перемещается вдоль стенки 1 сквозной полости 2 и передает свое тепло к стенке 1 и к внешним элементам теплопередачи 7, а затем окружающей среде.The coolant moves along the wall 1 of the through cavity 2 and transfers its heat to the wall 1 and to the external heat transfer elements 7, and then to the environment.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает решение поставленной задачи, получение нового технического результата и соответствует требуемым условиям патентоспособности.Thus, the claimed invention provides a solution to the problem, obtaining a new technical result and meets the required conditions of patentability.

Claims

A metal heat exchanger of a room heating system, characterized in that it comprises a pipeline in the form of a wall of a through cavity with an outer surface, end sections and a middle section that is located between the end sections, external heat transfer elements that are fixed to the end sections, and the wall of the through cavity of the middle section is made in the form of a framing element of the through opening, which is formed in the wall of the room.