RU42643U1 - Теплообменник - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к теплообменным устройствам и может быть использована для систем отопления жилых и промышленных зданий. Достигаемый результат - повышение эффективности теплообмена, технологичности изготовления и использования, снижения конструктивной сложности, металлоемкости и стоимости теплообменника. Результат достигается тем, что в теплообменнике, включающем нагревательные элементы, представляющие вертикальные направляющие стенки с трубами теплоносителя, сообщающимися с горизонтальным коллектором, согласно решению часть вертикальных направляющих стенок выполнена в виде закрытых каналов, а коллектор выполнен в виде трубы с обтекателями, представляющими заплечики, выходящие за пределы внешней образующей поверхности коллектора, внутри каждого обтекателя выполнена полость на всю длину последнего, при этом полость внутри обтекателя выполнена в форме неправильного треугольника с образованием внешних стенок заплечиков одинаковой толщины, а нижняя стенка заплечиков со стороны вертикальных направляющих стенок выполнена вогнутой. (3 доп. п.ф-лы, 2 илл.).

Description

Полезная модель относится к теплообменным устройствам и может быть использована для систем отопления жилых и промышленных зданий.

Коллекторные подводящие трубопроводы теплообменных устройств, как правило, имеют температуру поверхности выше остальных элементов теплообменников, а повышение эффекта теплообмена возникает, если увеличивать скорость обтекания воздухом поверхностей коллекторов и избегать малоподвижных зон на поверхности коллекторов. Наличие замкнутых объемных каналов с вертикальным протоком воздуха способствует более эффективному теплообмену, но эффект может еще более возрастать, если восходящий поток направлять на высокотемпературные поверхности, например на подводящий коллектор и обеспечивать высокую скорость обтекания воздухом.

Известен секционный отопительный радиатор, содержащий ряд продольных оребренных труб из алюминиевого профиля, при помощи ниппелей герметично закрепленных в отверстиях верхнего и нижнего коллекторов, также выполненных из алюминиевого профиля, соединенные между собой участки ниппелей и отверстия коллекторов выполнены резьбовыми, а в основании каждого отверстия выполнена фаска, сопряженная с кромкой резьбового участка ниппеля, при этом на внутренней поверхности каждой трубы также выполнена фаска, образующая с фаской

отверстия коллектора после напрессовки трубы на ниппель V-образный кольцевой зазор, в котором размещена герметизирующая прокладка, а на запрессованном в трубе участке ниппеля выполнены канавки и в них установлены уплотнения, а оребрение каждой трубы выполнено в виде двустороннего гребня, в центре которого симметрично расположена труба. /RU Патент №2059933, 1996 г./.

Известный отопительный радиатор не достаточно эффективен, т.к. имеет малоподвижные зоны циркуляции воздуха в непосредственной близости к коллектору.

Известен теплообменник с естественной циркуляцией воздуха, содержащий соединенный с тепловой сетью набор труб, имеющих прямолинейные участки и калачи, вмонтированные в П-образные пластины, отличающийся тем, что прямоугольные участки труб расположены один над другим со смещением в вертикальной плоскости и выполнены в четыре ряда. /RU Патент №2084796, 1997 г/.

Известный теплообменник также не достаточно эффективен, т.к. имеет малоподвижные зоны циркуляции воздуха в непосредственной близости к коллектору и не снабжен замкнутыми объемными каналами с вертикальным протоком воздуха, что не способствует более эффективному теплообмену, не достаточно технологичен в изготовлении и использовании.

Наиболее близким является теплообменник для регулирования температуры воздуха посредством жидкости, подаваемый в теплообменник, или, наоборот, содержащий секцию труб для циркуляции жидкости и ребристые элементы, которые прикреплены к наружным поверхностям секции труб для увеличения теплообменной поверхности, причем ребристые элементы разделены, по меньшей мере на две зоны, а секция труб в зонах ребер соединены с коллекторными трубопроводами и с распределительными

трубопроводами, таким образом, что после прохождения жидкости через одну зону ребер она смешивается по меньшей мере в одном коллекторном трубопроводе до ее подачи в распределительный трубопровод следующей зоны или в распределительные трубопроводы последующих зон, при этом ребристые элементы разделены на зоны таким образом, что между зонами остается промежуточное пространство где смешивается воздух до его прохождения в следующую зону. /RU Патент №2157960, 2000 г./. Этот теплообменник также не достаточно эффективен, т.к. имеет малоподвижные зоны циркуляции воздуха в непосредственной близости к коллектору и не снабжен замкнутыми объемными каналами с вертикальным протоком воздуха, что не способствует более эффективному теплообмену, конструктивно сложен и не технологичен в изготовлении. Задачей технического решения является повышение эффективности теплообмена, технологичности изготовления и использования, снижения конструктивной сложности, и стоимости теплообменника. Задача решается тем, что в теплообменнике, включающем нагревательные элементы, представляющие вертикальные направляющие стенки с трубами теплоносителя, сообщающимися с горизонтальным коллектором, согласно решению часть вертикальных направляющих стенок выполнена в виде закрытых каналов, а коллектор выполнен в виде трубы с обтекателями, представляющими заплечики, выходящие за пределы внешней образующей поверхности коллектора, внутри каждого обтекателя выполнена полость на всю длину последнего, при этом полость внутри обтекателя выполнена в форме неправильного треугольника с образованием внешних стенок заплечиков одинаковой толщины, а нижняя стенка заплечиков со стороны вертикальных направляющих стенок выполнена вогнутой.

Отличительными признаками являются:

- часть вертикальных направляющих стенок выполнена в виде закрытых каналов, (что обеспечивает более высокую скорость движения нагретого воздуха и инициирует повышенный теплообмен);

- коллектор выполнен в виде трубы с обтекателями, представляющими заплечики, выходящие за пределы внешней образующей поверхности коллектора, (что позволяет без дополнительного сопротивления столбу подогретого воздуха выходить наружу из зоны теплообменника и одновременно дополнительно отбирать тепло от коллектора с температурой стенок большей, чем у вертикальных направляющих стенок, что совместно инициирует повышенный теплообмен);

- внутри каждого обтекателя выполнена полость на всю длину последнего, (что позволяет снизить расход металла на изготовление теплообменника);

- полость внутри обтекателя выполнена в форме неправильного треугольника с образованием внешних стенок заплечиков одинаковой толщины, (что повышает технологичность изготовления и обеспечивает равномерность нагрева стенок, что препятствует возникновению термических деформаций);

- нижняя стенка заплечиков со стороны вертикальных направляющих стенок выполнена вогнутой, (что повышает эффективность отбора тепла и не снижает скорость потока нагретого воздуха). Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна». Сравнение заявляемого решения с известными аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сбоку с разрезом коллектора, а на фиг.2 - разрез по А-А

Теплообменник содержит нагревательные элементы 1 с трубами 2 и закрытыми каналами 3, коллектор 4, заплечики 5 с нижней стенкой 6, верхней стенкой 7 и полостью 8. Теплообменник функционирует следующим образом. При заполнении теплообменника теплоносителем, например горячей водой, наибольший нагрев создается в корпусе коллектора 3 и с потерей некоторого значения - в трубах 2 нагревательных элементов 1. Нагреваемый воздух устремляется вверх, в том числе с увеличением скорости по закрытым каналам 3 и, контактируя с нижней стенкой 6 заплечиков 5 получает дополнительный нагрев за счет более высокой температуры коллектора 4, что способствует большей теплоотдаче теплообменника. Нижняя 6 и верхняя 7 стенки, выполненные одинаковой толщины, обеспечивают равномерный прогрев и отсутствие температурных деформаций, чему способствует внутренняя полость 8.

Конструкция теплообменника обеспечивает повышение эффективности теплообмена, технологичности изготовления и использования, снижения конструктивной сложности, металлоемкости и стоимости теплообменника.

Claims (4)

1. Теплообменник, включающий нагревательные элементы, представляющие вертикальные направляющие стенки с трубами теплоносителя, сообщающимися с горизонтальным коллектором, отличающийся тем, что часть вертикальных направляющих стенок выполнена в виде закрытых каналов, а коллектор выполнен в виде трубы с обтекателями, представляющими заплечики, выходящие за пределы внешней образующей поверхности коллектора.

2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что внутри каждого обтекателя выполнена полость на всю длину последнего.

3. Теплообменник по п.2, отличающийся тем, что полость внутри обтекателя выполнена в форме неправильного треугольника с образованием внешних стенок заплечиков одинаковой толщины.

4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что нижняя стенка заплечиков со стороны вертикальных направляющих стенок выполнена вогнутой.