RU80216U1 - Радиатор для обогрева помещений - Google Patents

Abstract

Предлагается радиатор для обогрева помещений, в котором во время движения теплоносителя по распределителю теплоносителя радиатора и его коллектора их параллельные и прямолинейные поверхности нагреваются и направленно, перпендикулярно себе, излучают тепло, формируя конвекционный процесс во внутренних полостях внутренних трубок теплопередающих элементов, присоединение которых к распределителю теплоносителя и к коллектору автоматизировано, при этом распределитель теплоносителя и коллектор выполнены взаимозаменяемыми и имеют на торцах подсоединительные к подводящим магистралям одинаковые отверстия, что обеспечивает универсальность его подключения к теплосетям здания.

Description

Настоящая полезная модель относится к теплотехнике, направленной на обеспечение требуемого теплового режима в помещениях различного назначения, и может быть использована в качестве нагревательных приборов в соответствующих помещениях.

Известно, что в качестве нагревательных приборов в отопительных системах конвекционного типа обычно используются чугунные радиаторы или конвекторы, выполненные из стали либо цветных металлов. Обычные радиаторы состоят из литых чугунных секций, соединенных в батареи с помощью патрубков елевой и правой резьбой. Радиаторы, как правило, устанавливаются вдоль стен обогреваемого помещения. Чаще всего они располагаются под окнами, чтобы предотвратить образование холодного потока воздуха от окон к полу. Стандартные чугунные радиаторы выпускаются в виде секций различной ширины и высоты. Обычно такая

секция представляет собой несколько соединенных между собой вертикально расположенных труб, количество которых зависит от ширины секции. Воздух входит в радиатор снизу и спереди и, нагреваясь, поднимается вверх, проходит вдоль радиатора и выходит сверху нагретый и с заметной скоростью.

Конвекторы отличаются от радиаторов тем, что имеют гораздо меньшие поверхности нагрева и располагаются в нижней части специального кожуха, который нужен для создания эффекта «дымохода», чтобы организовать движение воздуха мимо нагревательной поверхности и затем распределить, поток нагретого воздуха по объему помещения. Характеристики кожуха конвектора зависят от размеров и положения отверстий для входа воздуха, а также от выбранного способа обдува нагревательной поверхности.

Известен конвектор для обогрева помещений (Патент РФ №39189, F24C 15/24; F24H 09/14; F28F 09/26, опубл. 2004.07.20). Он представляет собой радиатор, содержащий распределитель теплоносителя по трубам, и коллектор. Между распределителем теплоносителя и коллектором на расстоянии друг от друга расположены тепловые секции - теплопередающие элементы. Каждый из них образован из пары труб, расположенных коаксиально. Наружная поверхность внутренней трубы и внутренняя поверхность внешней трубы каждого теплопередающего элемента образуют циркуляционное пространство для теплоносителя, которое сообщается с внутренними полостями коллектора и распределителя теплоносителя. Причем обычно поперечные сечения теплопередающих элементов, коллектора и распределителя теплоносителя имеют одинаковую - круглую - форму (см. Фиг.2 описания прототипа). Технология изготовления этого конвектора диктует соответствующую в нем установку внутренних и внешних труб теплопередающего элемента. В результате, из верхней части распределителя теплоносителя и из размещенного внизу коллектора выступает вверх и вниз соответственно внутренняя трубка каждого

теплопередающего элемента. Внешняя трубка каждого теплопередающего элемента соединена с внешней поверхностью коллектора и распределителя теплоносителя по сложной форме соединения.

Это известное техническое решение выбирается в качестве прототипа, который имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемого технического решения, и направлено на решение аналогичной с заявляемым техническим решением задачи.

Однако прототип имеет существенные недостатки:

1. У него низкая передача тепла от теплоносителя к окружающей среде. Это обусловлено несогласованностью рассеивания тепла от теплопередающей поверхности конвектора и конвекционным процессом, протекающим по внутренней полости внутренней трубки каждого теплопередающего элемента. Кроме того, имеет место несогласованность форм поперечных сечений коллектора, распределителя теплоносителя с теплопередающими элементами.

2. Конструкция прототипа не технологична, так как не позволяет автоматизировать процесс сборки конвектора для обогрева помещений. Это обусловлено выступающими из распределителя теплоносителя и коллектора вверх и вниз, соответственно, внутренней трубки каждого теплопередающего элемента (см. Фиг.2 описания прототипа). Кроме того, внешние трубки каждого теплопередающего элемента имеют сложные соединения с внешними поверхностями распределителя теплоносителя и коллектора.

3. При эксплуатации в верхней и в нижней части трубчатых элементов могут возникать застойные холодные зоны или воздушные пробки, так как по технологии сборки трубчатые элементы выступают за пределы внешней поверхности распределителя теплоносителя и коллектора, что обусловлено технологическими особенностями сборки известного конвектора. Кроме того, эти выступающие части трубчатых элементов могут служить источником травмы обслуживающего персонала.

4. Для подсоединения к подающей и отводящей магистрали распределитель теплоносителя и коллектор имеют разные присоединительные отверстия, что резко ограничивает возможности подключения известного конвектора к теплосети того или иного здания.

Задачей настоящей полезной модели является создание радиатора для обогрева помещений, который позволил бы достичь следующих технических результатов:

- обеспечить высокую технологичность в изготовлении;

- создать эффективный процесс передачи тепла от теплоносителя в окружающую среду;

- упростить конструкцию радиатора и повысить ее технологичность;

- иметь универсальную схему подключения радиатора к теплосети здания.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном радиаторе для обогрева помещения, содержащем, по меньшей мере, два теплопередающих элемента, образованных из двух коаксиально расположенных трубок и имеющих между наружной поверхностью внутренней трубки и внутренней поверхностью внешней трубки циркуляционное пространство для теплоносителя, распределитель теплоносителя и коллектор, сообщающиеся своими внутренними полостями с каждым упомянутым в теплопередающем элементе циркуляционным пространством для теплоносителя и имеющие возможность соединения соответственно с подводящей и с отводящей магистралями теплоносителя, при этом поперечные сечения коллектора, распределителя теплоносителя и теплопередающих элементов имеют соответствующую форму, а торцевые части распределителя теплоносителя и коллектора имеют подсоединительные к подводящим магистралям отверстия, СОГЛАСНО настоящей полезной модели, поперечные сечения распределителя теплоносителя, коллектора и теплопередающих элементов имеют разные формы, причем, у распределителя теплоносителя и у коллектора верхняя и нижняя поверхности выполнены прямолинейными, расположены параллельно друг к другу, и излучаемые ими тепловые потоки

взаимосвязаны через конвекционный поток воздуха, проходящий через полость внутренней трубки каждого теплопередающего элемента, а у каждого теплопередающего элемента вход и выход внутренней трубки заделаны заподлицо с соответствующей прямолинейной поверхностью коллектора и распределителя теплоносителя, при этом, у каждого теплопередающего элемента внешняя трубка расположена под прямым углом к соответствующим прямолинейным поверхностям распределителя теплоносителя и коллектора, распределитель теплоносителя и коллектор выполнены взаимозаменяемыми и имеют на торцах подсоединительные к подводящим магистралям одинаковые отверстия.

Такое новое техническое решение, по сравнению с прототипом, всей своей совокупностью существенных признаков позволяет создать радиатор, обеспечивающий достижение следующих технических результатов:

- получить технологичную конструкцию радиатора и обеспечить эффективный процесс теплопередачи в окружающую среду;

- упростить конструкцию радиатора и одновременно расширить номенклатуру используемых для изготовления предлагаемого радиатора составных элементов, уменьшить число их типовых размеров;

- получить универсальную конструкцию радиатора, которую можно подключать к разным схемам теплосети, используемым в зданиях.

Это обусловлено тем, что распределитель теплоносителя, коллектор и теплопередающие элементы имеют в поперечном сечении разные формы. Теплопередающие элементы имеют в поперечном сечении круглую форму, что позволяет сохранить традиционное коаксиальное расположение трубок относительно друг друга в каждом теплопередающем элементе. Распределитель теплоносителя и коллектор имеют другую форму, в частности, могут иметь прямоугольную форму, что расширяет номенклатуру применяемых конструктивных элементов. Но могут иметь вид усеченной пирамиды. Причем, основание пирамиды распределителя теплоносителя направлено в противоположную сторону основания коллектора, и первая

расположена сверху радиатора, а вторая - снизу. Это расположение только усиливает взаимосвязь излучаемых ими тепловых потоков через конвекционный поток воздуха, проходящий через полость внутренней трубки каждого теплопередающего элемента. Вход и выход каждой внутренней трубки теплопередающего элемента расположены заподлицо с соответствующими прямолинейными и параллельными друг другу поверхностями распределителя теплоносителя и коллектора. Внешняя трубка каждого теплопередающего элемента соединена с прямолинейными параллельными поверхностями соответствующего распределителя теплоносителя и коллектора под прямым углом, что уменьшает число их типовых размеров.

Таким образом, удается повысить технологичность конструкции, так как соединение трубок с распределителем теплоносителя и коллектора легко автоматизируется. Наличие прямолинейных и параллельных поверхностей у коллектора и у распределителя теплоносителя, а также расположение входа и выхода внутренней трубки каждого теплопередающего элемента заподлицо с внешними прямолинейными и параллельными поверхностями этих элементов обеспечивают оперативное формирование направленного снизу вверх конвекционного потока воздуха через внутреннюю полость внутренней трубки теплопередающего элемента. Это обусловлено тем, что теплопередача от верхней прямолинейной и параллельной поверхности распределителя теплоносителя и нижней прямолинейной и параллельной поверхности коллектора увеличивается. В результате над входом и выходом внутренней трубки теплопередающего элемента в воздухе создается разряженное пространство. В него устремляется окружающий холодный воздух и увлекает излучаемое тепло нижней прямолинейной и параллельной поверхностью коллектора к верхней прямолинейной и параллельной поверхности распределителя теплоносителя, а от него - вверх помещения. Это ускоряет нагрев помещения.

Заявителем был проведен патентно-информационный поиск по данной теме. Он показал, что предлагаемая совокупность существенных признаков не известна. Поэтому данный радиатор можно считать новым.

В предлагаемом радиаторе используется свойство направленного теплоизлучения в окружающую среду. Это достигается с помощью прямолинейных и параллельных поверхностей распределителя теплоносителя и коллектора, их параллельным расположением относительно друг друга и непосредственным нагревом их теплоносителем до его поступления в теплопередающий элемент. Одновременно эти поверхности выполняют функцию элемента крепления к ним трубок теплопередающего элемента. При этом упрощается конструкция и повышается технологичность заделки этих трубок в упомянутые поверхности, и, следовательно, сокращается срок изготовления радиатора. Кроме того, наличие упомянутых прямолинейных параллельных поверхностей и заделка в них заподлицо входа и выхода внутренних трубок теплопередающего элемента обеспечивают удобство эксплуатации радиатора и его обслуживания.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на Фиг.1 изображен радиатор для обогрева помещений, а на Фиг.2 - вариант его сборки.

Радиатор для обогрева помещений содержит, по меньшей мере, две нагревательные секции, каждая из которых представляет собой теплопередающий элемент 1. В приведенном на чертеже варианте конструктивного выполнения радиатор содержит больше трех элементов 1. Все они расположены параллельно друг к другу. Каждый теплопередающий элемент 1 включает внешнюю трубку 2 и внутреннюю трубку 3. Они установлены коаксиально и могут быть выполнены, например, из стальных труб. Наружная поверхность внутренней трубки 3 и внутренняя поверхность внешней трубки 2 образуют циркуляционное пространство 4 для теплоносителя. В качестве теплоносителя может быть использована, например, горячая вода из системы центрального отопления (на чертеже не

изображена). Радиатор содержит распределитель теплоносителя 5, который соединен с подводящей магистралью (на чертежах не изображена) теплоносителя и коллектор 6, соединенный с отводящей магистралью (на чертежах не изображена) теплоносителя. Их верхние и нижние поверхности 7 и 8 выполнены прямолинейными и расположены параллельно друг к другу. Внешняя трубка 2 и внутренняя трубка 3 каждого теплопередающего элемента 1 одним концом может быть соединена с распределителем теплоносителя 5, а другим - с коллектором 6 посредством неразъемного соединения, например, сваркой. Причем, эти соединения выполнены при расположении трубок относительно прямолинейных и параллельных поверхностей распределителя теплоносителя и коллектора под прямым углом. У каждого теплопередающего элемента 1 вход и выход внутренней трубки 3 заделаны заподлицо с прямолинейной и параллельной поверхностью 7 распределителя теплоносителя 5 и коллектора 6. В результате удается автоматизировать процесс их соединения. Циркуляционное пространство 4 каждого теплопередающего элемента 1 сообщено с полостью распределителя теплоносителя 5 и с полостью коллектора 6. Радиатор может быть выполнен с узлом (на чертежах не изображен) для присоединения приспособления для удаления воздуха из циркуляционного пространства 4. Приспособление для удаления воздуха (на чертежах не изображено) может иметь любую известную конструкцию и быть выполнено, например, в виде крана Маевского.

По одному из вариантов конструктивного выполнения радиатора предпочтительно, чтобы распределитель теплоносителя 5 был выполнен с расположенным на его торце патрубком 9 для присоединения к подводящей магистрали теплоносителя. При этом, по необходимости, один из них может быть закрыт соответствующей заглушкой (на чертеже не изображена).

По другому варианту конструктивного выполнения радиатора целесообразно, чтобы коллектор 6 был выполнен с расположенным на его торце патрубком 9 для присоединения к отводящей магистрали

теплоносителя. Однако наиболее выгодно, чтобы распределитель теплоносителя 5 и коллектор 6 для подсоединения к подающей и отводящей магистрали имели одинаковые отверстия, что резко повышает универсальность применения предлагаемого радиатора

Радиатор для обогрева помещения работает следующим образом. Из подводящей магистрали теплоноситель через патрубок 9 поступает в полость распределителя теплоносителя 5 и направляется по циркуляционным пространствам 4 всех теплопередающих элементов 1. При этом верхняя прямолинейная и параллельная поверхность 7 распределителя теплоносителя 5 нагревается первой и направленно излучает тепло под прямым углом к себе. В результате, вокруг выходных отверстий внутренних трубок 3 теплопередающих элементов 1 возникает разряженное пространство, куда холодный воздух из внутренней полости упомянутых трубок 3 устремляется снизу вверх. И по мере нагревания этих трубок 3 его конвекционный поток не будет ослабляться, а будет только усиливаться до тех пор, пока в конвекторе протекает теплоноситель и верхняя прямолинейная поверхность 7 распределителя теплоносителя 5 будет нагреваться сильнее, чем остальные поверхности радиатора.

Отдавая тепло стенкам внешних трубок 2 и стенкам внутренних трубок 3 каждого теплопередающего элемента 1, теплоноситель перемещается по циркуляционному пространству 4 и удаляется через коллектор 6 в отводящую магистраль (на чертеже не изображена). Причем, во время движения теплоносителя по распределителю теплоносителя 5 и коллектору 6 их параллельные и прямолинейные поверхности нагреваются и направленно, перпендикулярно себе излучают тепло, формируя конвекционный процесс во внутренних полостях внутренних трубок теплопередающих элементов.

Claims (1)

1. Радиатор для обогрева помещения, содержащий, по меньшей мере, два теплопередающих элемента, образованных из двух коаксиально расположенных трубок и имеющих между наружной поверхностью внутренней трубки и внутренней поверхностью внешней трубки циркуляционное пространство для теплоносителя, распределитель теплоносителя и коллектор, сообщающиеся своими внутренними полостями с каждым упомянутым в теплопередающем элементе циркуляционным пространством для теплоносителя и имеющие возможность соединения соответственно с подводящей и с отводящей магистралями теплоносителя, при этом поперечные сечения коллектора, распределителя теплоносителя и теплопередающих элементов имеют соответствующую форму, а торцевые части распределителя теплоносителя и коллектора имеют подсоединительные к подводящим магистралям отверстия, отличающийся тем, что поперечные сечения распределителя теплоносителя, коллектора и теплопередающих элементов имеют разные формы, причем у распределителя теплоносителя и у коллектора верхняя и нижняя поверхности выполнены прямолинейными, расположены параллельно друг другу, и излучаемые ими тепловые потоки взаимосвязаны через конвекционный поток воздуха, который проходит через полость внутренней трубки каждого теплопередающего элемента, а у каждого теплопередающего элемента вход и выход внутренней трубки заделаны заподлицо с соответствующей прямолинейной поверхностью коллектора и распределителя теплоносителя, при этом у каждого теплопередающего элемента внешняя трубка расположена под прямым углом к соответствующим прямолинейным поверхностям распределителя теплоносителя и коллектора, распределитель теплоносителя и коллектор выполнены взаимозаменяемыми и имеют на торцах подсоединительные к подводящим магистралям одинаковые отверстия.