СЕКЦИЯ ЧУГУННОГО ОТОПИТЕЛЬНОГО РАДИАТОРА

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в системах отопления зданий различного назначения с центральным и местным отоплением. Уровень техники.
Из уровня техники известен радиатор, состоящий из секции с одинаковыми наружными габаритами и одинаковыми по конфигурации для всего набора секций внешними поверхностями, при этом секции содержат разное количество вертикальных теплообменных колонок (см. патент РФ №2008571), а также радиатор по патенту РФ №23666.
Известны секции радиаторов, предназначенные для применения в области конвекционного отопления, содержащие верхний и нижний горизонтальные каналы для циркулирующего теплоносителя с резьбовыми отверстиями для установки радиаторных пробок или ниппелей, сообщенные между собой через вертикальный канал. Секция радиатора позволяет интенсифицировать теплоотдачу, снизить металлоемкость и уменьшить габариты секции радиатора /см. патент РФ №2215947, опубл. 2003/.
Недостатком известного технического решения является невозможность существенно варьировать и оптимизировать теплотехнические параметры и габаритные размеры предлагаемых секций радиаторов.
Известен ГОСТ 31311-2005 Приборы отопительные, в котором оговаривается прочность и герметичность радиаторов. Приборы должны выдерживать пробное давление воды или воздуха, превышающее не менее чем в 1,5 раза максимальное рабочее давление, но не менее 0,6 МПа. Отклонение значения номинального теплового потока отопительного прибора от заявленного изготовительным должно быть в пределах от минус 4% до плюс 5%. Допускаемое отклонение смещения соединяемых плоскостей секций (одна относительно другой) в верхней части чугунного радиатора не должно превышать 2 мм.
В качестве прототипа выбран радиатор, содержащий внутренние каналы, на поверхностях которых выполнены наклонные ребра, причем ребра на одной из противоположных стенок внутреннего канала располагают равномерно между ребрами на другой стенке. Изобретение позволяет повысить эффективность теплообмена за счет разрушения пограничного слоя и снижения осаждения накипи на поверхностях внутренних каналов, а также вследствие перемешивания потока теплоносителя /см. патент РФ №2227875, опубл. 2004 г./.
Недостаток прототипа заключается в значительном усложнении технологии изготовления радиатора из-за более сложной /наличие ребер внутри канала/ поверхности формообразующего стержня, оформляющего внутренний канал радиатора, а это повлечет за собой большую технологическую сложность изготовления радиатора в целом и повысит его металлоемкость. Кроме того, известный радиатор не обеспечивает возможности оптимизировать теплотехнические параметры и габаритные размеры предлагаемых секций радиаторов согласно предъявляемым к радиаторам требованиям потребителей.
Заявляемое изобретение позволяет устранить отмеченные недостатки аналогов и прототипа.
Кроме того, цель, решаемая заявляемым техническим решением, - создание секции чугунного отопительного радиатора, обеспечивающего интенсификацию теплопередачи и снижение металлоемкости при возможно полном использовании существующей производственной инфраструктуры, серийно выпускавшей чугунные радиаторы типа МС-140М, МС-110 и МС-85.
Изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных признаков:
2
секция чугунного отопительного радиатора содержит корпус в виде одного или двух изолированных по высоте полых вертикальных объемов, на концах которых сверху и снизу оппозитно расположены спаренные соосные соединительные муфты для сборки однотипных секций в отопительные радиаторы, и связывающие полые вертикальные объемы, заполняемые средой - теплоносителем, и образующая (секция) соответствующие геометрические размерные ряды радиаторов по межцентровым расстояниям соединительных муфт и глубине, причем емкость одной секции для теплоносителя, соответствующих геометрических рядов отопительных радиаторов, составляет 0,5-1,45 л., а масса одной секции соответственно 4,0-7,5 кг., обеспечивающая при температуре теплоносителя до 130 градусов С, рабочем давлении теплоносителя 0,6-1,2 МПа и площади поверхности нагрева 0,08-0,3 м тепловой поток одной секцией 50 - 200 Вт.
Геометрические размерные ряды чугунных отопительных радиаторов по межцентровым расстояниям соединительных муфт составляют 300-500 мм, а по глубине - 60-140 мм. Отклонение теплового потока одной секции от номинального составляет не более 5,0%.
Достигаемый изобретением технический результат заключается в упрощении и оптимизации технологии и точности изготовления секции чугунного отопительного радиатора; расширении возможности варьирования конкретными теплофизическими /интегральный/ и физико-техническими параметрами, габаритными размерами путем
создания соответствующих геометрических размерных рядов радиаторов с заданными параметрами, а также оптимизировать используемый объем теплоносителя при соответствующем снижении энергозатрат, обеспечить интенсификацию теплоотдачи, при соответствующем рабочем давлении в системе, позволяющее эксплуатировать радиаторы в зданиях любой высотности, что требует повышения рабочего давления рабочего агента. Оптимизированные теплофизические (интегральные) и технологические параметры позволяют повысить технико-экономические показатели производства радиаторов.
Изобретение поясняется чертежами, где на:
Фиг.1 - изображены собранные секции чугунного отопительного радиатора - вид спереди;
Фиг.2 - то же - вид сбоку;
Фиг.3 - сечение по А-А на Фиг.2;
Фиг.4 - сечение по Б-Б на Фиг.2;
Фиг.5 - сечение по В-В на Фиг.2.
Раскрытие полезной модели.
Секция чугунного отопительного радиатора содержит корпус 1 в виде одного /на чертежах не показано/ или двух изолированных по высоте полых вертикальных объемов 2, на концах которых сверху и снизу оппозитно расположены спаренные соосные соединительные муфты 3. Соединительные муфты 3 служат для сборки однотипных секций в отопительные радиаторы 4 с помощью ниппелей /на чертежах не показаны/ и для установки пробок 5 и, таким образом, может быть собран радиатор 4 с требуемой теплоотдающей поверхностью. Полые вертикальные объемы 6 (см. Фиг.3-5) и соединительные муфты 3 секции заполняют средой /рабочим агентом/ - теплоносителем. Рабочее давление теплоносителя составляет 0,6-1,2 МПа, что обеспечивает использование заявленных отопительных приборов (радиаторов) в зданиях повышенной этажности. Ограничение верхнего предела давления теплоносителя связано с обеспечением безопасной и надежной работой радиаторов отопительных чугунных. Осуществление полезной модели.
Однотипные секции образуют соответствующие геометрические размерные ряды чугунных отопительных радиаторов 4 по межцентровым расстояниям Н соединительных муфт 3, составляющие 300-500 мм, а по глубине М соответственно 60-140 мм. L и К - габаритные размеры собранного радиатора (см. Фиг.1 и 2). Емкость одной секции по заполнению теплоносителем для соответствующих геометрических рядов чугунных отопительных радиаторов составляет 0,5-1,45 л, а масса одной секции соответственно 4,0-7,5 кг. Эти параметры обуславливаются размерами геометрических рядов чугунных
отопительных радиаторов, а также уровнем технологической подготовки (особенно толщиной стенки секции) производства. Это обеспечивает технико-экономическую эффективность производства и является показателем технического уровня выпускаемой продукции.
2
Интегрированный теплофизический показатель выпускаемых изделий - чугунных отопительных радиаторов характеризуется тепловым потоком, обеспечиваемым одной секцией, - 50-200 Вт в зависимости от размера геометрического ряда радиаторов. Сам интегрированный теплофизический показатель зависит от совокупности параметров: емкости для теплоносителя 0,5-1,45 л; температуры теплоносителя - до 130 градусов С; рабочего давления теплоносителя - 0,6-1,2 МПа и площади поверхности нагрева - 0,08-0,3 м.
Все указанные теплофизические (интегральные) и физико технические параметры необходимы и достаточны для достижения указанного технического результата и оптимальны для каждого геометрического размерного ряда чугунных отопительных радиаторов и определяются с одной стороны высоким технологическим уровнем производства данной продукции, а с другой - технико-экономическими показателями производства.
Уровень технологического производства указанной продукции обеспечивает и такой интегрированный технико-экономический показатель как отклонение теплового потока одной секции от номинального не более 5%.
В качестве примера использования литейного материала для изготовления указанной продукции можно указать марку чугуна СЧ-10 (ГОСТ 1412-85).
Изобретение по внешнему виду и технологии его производства сходно до некоторой степени с технологией производства чугунных отопительных радиаторов типа: МС-140М; МС-110 и МС-85, но существенно отличается в лучшую сторону физико-техническими, теплофизическими (интегральными) и геометрическими параметрами.
Соединение чугунных соседних секций осуществляется посредством их стяжки, например, ниппелем /стальным, из ВЧ и др./ с закрепленной на нем кольцевой прокладкой из термостойкой резины или каким-либо другим способом /на чертежах не показано/.
Кроме того, заявляемая секция чугунного отопительного радиатора позволяет при ее производстве снизить расход стержневой и формовочной смеси, за счет получения более точного тонкостенного литья, сократить производственный цикл ее изготовления путем сокращения нахождения отливки в форме, что в совокупности со снижением металлоемкости секции чугунного радиатора (отклонения геометрических размеров
высоты и глубины секции радиатора не превышает 2 мм. см. прилагаемый сертификат соответствия) значительно снижает ее себестоимость.
Заявленные радиаторы отопительные чугунные прошли тщательные сертификационные испытания с фиксацией значений проверенных показателей, которые гарантируют получение заявленного технического результата во всем интервале указанных параметров, на основании которых и были выбраны реальные оптимальные интервалы параметров: емкости секций для теплоносителя 0,5-1,45 л. и масса секций 4,0-7,5 кг.
Площади поверхности нагрева 0,08-0,3 кв. м. определяются конструктивной и экономической оптимальностью для обеспечения получения оптимального интегрального параметра - теплового потока в жилых и производственных помещениях в зимний период для нашей страны, с учетом принятых санитарных норм, для обеспечения комфортных условий в жилищных и производственных помещениях, а также для возможности варьирования для конкретных местных условий.
Таким образом, заявляемая секция чугунного отопительного радиатора по сравнению с известными более технологична в производстве, обладает широким диапазоном теплофизических (интегральных) и физико-технических параметров и оптимальными технико-экономическими показателями, удовлетворяющими частных и производственных потребителей.