КОНВЕКТОР ОТОПЛЕНИЯ

Конвектор отопления
Полезная модель относится к конвективным теплообменникам, предназначенным для отопительных систем, преимущественно замкнутым с принудительной циркуляцией любого теплоносителя с максимальной рабочей температурой до 160°С, и может быть использована для отопления, в частности, жилых помещений.
Известна конструкция отопительного прибора «Конвектор отопительный навесной разборный (см. полезную модель №3478Ш, МГЖ 6 F24H 3/06, опубл.16.01.97г., заявитель и патентообладатель - Лианозовский электромеханический завод), содержащий трубу с теплоносителем и наружное оребрение, снабжен разъемным кожухом, оребрение жестко соединено с разъемным кожухом.
Недостатком такого устройства является наличие разъемного кожуха, который закрывает трубу с теплоносителем, что уменьшает тепловой контакт, увеличивает массу. Нагревательный элемент содержит только одну трубу с оребрением, отсутствуют вертикальные конвективные каналы для создания направленного движения нагретого воздуха.
Известен отопительный прибор (см. полезную модель N 3027 U1, МПК 6 F24H 3/06, опубл. 16.10.96, автор, заявитель и патентообладатель Руденко A.M.), содержащий водо-газопроводные трубы расположенные горизонтально, скрепленные между собой вертикальными ребрами, которые снабжены втулками для пропуска труб. Крепление между трубами и вертикальными ребрами выполнено с помощью компаунда.
Недостатком отопительного прибора является наличие втулок для соединения труб и вертикальных ребер с помощью компаунда, что уменьшает теплопередачу. Использование водо-газопроводных труб увеличивает массу отопительного прибора, уменьшает теплопередачу. Трубы подвержены коррозии, их нельзя использовать для других теплоносителей.
Известен отопительный радиатор для отопления жилых помещений, питаемый горячей водой (см. полезную модель N 1897 Ul RU МПК 6 F 24C 15/24 от 09.12.94г., опубл.16.03.96 конвенционный приоритет 13.12.93 DE G 9319118.9, заявитель и патентообладатель Емкор, Товарна Электромеханских Компонент Д.О.О. (SI). Данный отопительный радиатор содержит две расположенные на расстоянии друг от друга и по существу параллельно друг другу коллекторные трубы, закрытые с торцов снабженные входом и выходом , расположенные на расстоянии друг от друга и параллельно друг другу соединительные трубы, проходящие перпендикулярно коллекторным трубам и образующие с ними рамочный внутренний циркуляционный контур. К соединительным трубам прикреплены с теплопроводным контактом стержнеобразные нагревательные элементы из теплопроводного материала.
Недостатком отопительного радиатора является большой вес, небольшая поверхность теплообмена, невозможность образования теплообменных каналов стержнеобразными нагревательными элементами, отсутствуют теплообменные каналы для направленного движения теплового воздуха.
Наиболее близким, принятым за прототип, является конвектор отопительный настенный (см. полезную модель N 8789 U1, МПК 6 F28F 1/10, опубл. 16.12.98, патентообладатель закрытое акционерное общество «Сокол-АТС), который состоит из кожуха с воздушным клапаном, нагревательного элемента, выполненного из водо-газопроводной трубы,
диаметром 20мм, пластин, креплений, работающий как концевой, так и проходной.
Его недостатком является наличие кожуха, ухудшающее теплообмен, увеличивающее массу конвектора. Пластины не образуют конвективных каналов. Использованы трубы с низкой теплопроводностью и подверженные коррозии. Невозможно использование других, кроме воды, теплоносителей, что влияет на КПД и удобство в эксплуатации.
Целью предлагаемой полезной модели является создание отопительного конвектора малых размеров и массы при его повышенной тепловой мощности, высоким КПД, надежного и удобного в эксплуатации.
Для достижения поставленной цели предложен отопительный конвектор, содержащий кожух с воздушным клапаном, нагревательный элемент, выполненный из трубы и пластин,
Отличающийся тем,что
нагревательный элемент состоит из нескольких горизонтальных параллельных медных труб с закрепленными на них вертикальными алюминиевыми пластинами, при этом медные трубы со встроенными в них завихрителями, объединены в медные коллекторы, каждый из которых снабжен воздушным клапаном, расширительным бачком, грязеотстойником, вертикальные пластины, соединяющиеся загибами, образуют вертикальные каналы, внешняя поверхность которых одновременно является тепловой поверхностью конвектора, причем соединения медных труб выполнены при использовании тугоплавкого припоя, крепление медных труб с вертикальными алюминиевыми пластинами выполнено диффузионной сваркой
99 Ш Si
2. Конвектор отопления по пункту по п.1, отличающийся тем, что расстояние между параллельными медными трубами подобрано таким образом, чтобы тепловое поле равномерно распределилось по всей высоте вертикальных пластин;
3.Конвектор отопления по п.1, отличающийся тем, что расстояние между вертикальными пластинами подобрано таким образом, чтобы они создавали ряды воздуховодов повышенной конвективной тяги;
4.Конвектор отопления по п.1, отличающийся тем, что установленные внутри параллельных медных трубок завихрители выполнены в виде спиралей с переменным шагом;
5.Конвектор отопления по п.1, отличающийся тем, каждый коллектор в своей верхней части имеет расширительный бачок, причем воздушный клапан имеет вывод ниже уровня бачка, а в своей нижней части имеет грязеотстойник.
Предлагаемая полезная модель конвектора отопления позволяет достичь уменьшения размеров и массы при использовании более теплопроводных материалов, не подверженных коррозии при выполнении вертикальных пластин из алюминия, труб и коллекторов из меди. Медные трубы, соединенные с коллектором тугоплавким припоем, дают возможность использовать разные теплоносители с рабочей температурой до 160°С (перегретый пар, трансформаторное масло и т.д.).
Выполнение соединения медных труб с вертикальными алюминиевыми
пластинами с помощью диффузионной сварки (сварки давлением), улучшает теплоотдачу, т.к. полученные сварные швы имеют сопротивление
теплопередачи.
Увеличение теплоотдачи конвектора достигается с помощью вертикальных каналов, образованных вертикальными пластинами. Специальные загибы пластин создают поверхность, которая является одновременно и внешней тешюобменной поверхностью конвектора,
лоииу(.
исключающей наличие кожуха и одновременно увеличивающей жесткость данной поверхности. Уменьшается при этом масса конвектора.
Вертикальные каналы создают дополнительную тягу. Это дает возможность устанавливать конвектор в любом месте помещения, а не обязательно под окнами.
Трубы с закрепленными на них пластинами соединены с коллекторами, каждый из которых снабжен воздушным клапаном, содержит расширительный бачок, причем воздушный клапан имеет выход ниже уровня бачка, в нижней части слепой отросток-грязеотстойник. Такое устройство нагревательного элемента позволяет подсоединять конвектор с одной и другой стороны, повернув его на 180°. Наличие расширительного бачка и грязеотстойника улучшает циркуляцию теплоносителя, увеличивая теплоотдачу конвектора. Предотвращает засорение системы.
При невысокой скорости перемещения теплоносителя внутри медных трубок радиатора ламинарное движение жидкости не позволяет перемешиваться слоям, поэтому интенсивность теплопередачи снижается. Для этого внутри трубок конвектора помещены специальные завихрители в виде латунных спиралей с переменным шагом для создания эффекта турбулентности и лучшего перемешивания теплоносителя, что улучшает работу конвектора.
Для пояснения описываемого устройства конвектора отопления на чертеже приведены разные виды. На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого конвектора отопления, на фиг.2 вид слева, на фиг.З вид справа, на фиг.4 вид сзади, на фиг.5 вид в аксонометрии, ери, б- эолюЪра(ри#.
Нагревательный элемент 1 состоит из нескольких параллельных медных труб 2 с закрепленными на них вертикальными алюминиевыми пластинами 3, при этом медные трубы со встроенными в них завихрителями 4, объединены в медные коллекторы 5, каждый из которых снабжен
воздушным клапаном 6, расширительным бачком 7, грязеотстойником 8, вертикальные пластины, соединяющиеся загибами, образуют вертикальные каналы 9, внешняя поверхность 10 которых одновременно является тепловой поверхностью конвектора. Подводящий патрубок 11 для подсоединения конвектора в систему отопления. Для удобства подсоединения использованы накидные гайки 12.
Работает предлагаемый конвектор отопления следующим образом.
Конвектор закрепляют, например, на стене помещения, причем в любом месте. Легкость монтажа позволяет быстро и надежно устанавливать конвектор.
Соединяют подводящий патрубок 11 с источником теплоносителя. Для удобства подсоединения используются накидные гайки 12.
Теплоноситель в конвекторе поступает в медный вертикальный коллектор 5, затем распределяется по рядам горизонтальных медных трубок 2, этим достигается резкое снижение гидравлического сопротивления конвектора, что очень важно для скорости принудительного оборота теплоносителя в закрытых отопительных системах.
Установленные в медных трубках 2 завихрители 4 создают турбулентность движения теплоносителя.
Теплоноситель, двигаясь по медным трубкам, нагревает их, передавая тепло алюминиевым пластинам 3, которые в свою очередь передают тепло воздуху. Нагретый воздух в вертикальных каналах движется вверх и таким образом с помощью тяги осуществляется интенсивный теплообмен путем конвенции.
Внешняя поверхность вертикальных каналов 10, которая одновременно является тепловой поверхностью конвектора, нагреваясь часть тепла передает излучением.
Наличие двух симметричных коллекторов 5, снабженных воздушными клапанами 6, расширительными бачками 7 и грязеотстойниками 8 дают возможность удобного подсоединения конвектора и улучшают циркуляцию и очистку теплоносителя.
Таким образом, предлагаемый конвектор отопления соответствует современным требованиям для использования в закрытых отопительных системах с принудительной циркуляцией разных теплоносителей. В конвекторах содержится очень мало теплоносителя. Например, в конвекторе длиной 100см. и мощностью 2 кВт содержится теплоносителя всего 0,8 литра.
Конвектор отопления малых размеров и массы, надежный и удобный в эксплутации дает повышенную тепловую мощность и высокий КПД.