ТРУБЧАТЫЙ РАДИАТОР ОТОПЛЕНИЯ

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.
Известен «Радиатор» [патент на полезную модель №72046, опубликован 27.03.2008 МПК F24H 3/06 (2006/01)]. В техническом решении приведена конструкция отопительного радиатора, состоящего из вертикальных каналов для прохождения теплоносителя, которые образуются зазором между стенками двух коаксиальных труб разного диаметра, и коллекторов для соединения каналов, подвода и отвода теплоносителя.
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность теплоотдачи радиатора из-за низкой турбулизации потока теплоносителя в вертикальных каналах вследствие отсутствия турбулизаторов.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Радиатор для обогрева помещений» [патент на полезную модель №80216, опубликован 27.01.2009 МПК F24C 15/24 (2006/01), F24H 9/14 (2006.01), F28F 9/26 (2006.01)]. В техническом решении приведена конструкция радиатора, содержащего теплопередающие элементы, образованные из двух соосно расположенных трубок и имеющих между наружной поверхностью внутренней трубки и внутренней поверхностью внешней трубки вертикальное циркуляционное пространство для теплоносителя. Подача и отвод теплоносителя осуществляется распределителем и коллектором соответственно.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: каналы для прохождения теплоносителя выполнены соосными трубками разного диаметра, внутренний канал трубки меньшего диаметра сообщен с атмосферой.
Недостатком известного технического решения является невысокая эффективность теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью отопительного прибора, что связано с низкой турбулизацией потока теплоносителя в вертикальном канале.
Полезная модель направлена на повышение эффективности теплообмена путем увеличения турбулизации потока теплоносителя за счет наличия ребер на внешней поверхности трубки меньшего диаметра в вертикальном канале.
Это достигается тем, что трубчатый радиатор отопления, содержит верхний и нижний коллекторы, герметично соединенные вертикальными каналами, выполненными в виде внешних труб и соосных с ними внутренних трубок меньшего диаметра, сообщающихся с атмосферой.
h
l
h
α
α
В предложенном решении на наружной поверхности внутренних трубок ярусами жестко закреплены ребра в виде вогнутых пластин шириной , а шаг  размещения ярусов ребер по длине каждой внутренней трубки равен (6 ÷ 12), при этом, в каждом ярусе имеется по меньшей мере четыре ребра равномерно, с углом , расположенных по диаметру, а каждый следующий ярус ребер повернут по вертикальной оси относительно предыдущего на угол /2.
Наличие ребер в виде вогнутых пластин на наружной поверхности внутренней трубки интенсифицирует турбулизацию потока теплоносителя.
Для увеличения турбулизации потока теплоносителя во всем объеме вертикального канала, образованного внутренней стенкой внешней трубы и внешней стенкой внутренней трубки, каждый ярус содержит не менее четырех равномерно расположенных ребер с углом - α - между ними, и каждый последующий ярус сдвинут относительно предыдущего по вертикальной оси на угол α/2.
l
l
h
Сохранение непрерывного турбулентного следа обеспечивается за счет выбора шага размещения ярусов ребер  по соотношению  = (6 ÷ 12).
Таким образом, совокупность отличительных признаков предложенного решения обеспечивает повышение эффективности теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью трубчатого радиатора отопления.
Конструкция полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг. 1 показано продольное сечение радиатора отопления; на фиг. 2 показан вид сверху внутренней трубки вертикального канала; на фиг. 3 показан общий вид внутренней трубки вертикального канала (вид спереди); на фиг. 4 представлен общий вид трубчатого радиатора отопления.
D
d
α
l
h
α
h
D – d)
Трубчатый радиатор отопления содержит верхний 1 и нижний 2 коллекторы, которые герметично соединены между собой вертикальными каналами. Для присоединения радиатора к подводящей и отводящей магистрали на торцах коллекторов имеются патрубки 3. Вертикальные каналы для прохождения теплоносителя выполнены из внешних труб 4 и внутренних трубок 5 меньшего диаметра с образованием циркуляционного пространства. Внешние трубы имеют внутренний диаметр . Внутренние трубки имеют внешний диаметр . На внешней поверхности внутренних трубок 5 равномерно по диаметру, с углом , установлены ярусами, по четыре в каждом ребра 6 в виде вогнутых пластин. Каждый следующий ярус ребер 6 размещен по длине трубки 5 с шагом  = (6 ÷ 12) и повернут по вертикальной оси относительно предыдущего на угол /2. Ширина ребер 6 выбирается из соотношения (.
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 патрубок 3 поступает в полость верхнего коллектора 1, где распределяется по вертикальным каналам, образованным внутренней поверхностью трубы 4 большего диаметра и внешней поверхностью трубки 5 меньшего диаметра. Двигаясь по вертикальным каналам, теплоноситель омывает ребра в виде вогнутых пластин 6. Тем самым создаются зоны завихрения потока теплоносителя, что увеличивает эффективность теплообмена теплоносителя с нагреваемой поверхностью трубок вертикального канала. Далее теплоноситель удаляется через нижний коллектор 2 и патрубок 3 в отводящую магистраль.
В данной конструкции теплопередача осуществляется не только наружной поверхностью радиатора, но и внутренними поверхностями трубок 5.
Конструкция предложенного устройства позволит повысить эффективность теплообмена между теплоносителем и нагреваемой поверхностью трубчатого радиатора отопления.