РАДИАТОР С ЖИДКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ С РАВНОМЕРНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ТЕПЛА ПО ФАСАДУ
RADIATOR WITH LIQUID HEAT CARRIER WITH UNIFORM DISTRIBUTION OF HEAT ALONG FACADE

Настоящее изобретение относится к области радиаторов с жидким теплоносителем, и, в частности, касается радиатора с жидким теплоносителем и равномерным распределением тепла по фасаду.
Радиаторы с жидким теплоносителем обычно состоят из первой трубы, второй трубы, параллельной первой трубе, и нескольких полых пластин, гидравлически соединенных через отверстия с первой и второй трубами и располагающихся обычно перпендикулярно по направлению к ним. В частности, пластины расположены перед трубами и представляют собой фасад радиатора.
Этот тип радиатора в настоящее время используется в конфигурации с замкнутой цепью, в которой нагревательные средства, такие как типа электрического сопротивления, предусмотрены в первой трубе, и трубы не соединены с внешним источником жидкого теплоносителя. Таким образом, речь идет об электрическом радиаторе. В процессе работы нагревательные средства нагревают жидкость в первой трубе, что благодаря явлению термосифона приводит жидкость в движение для циркуляции в пластинах и трубах, где жидкость будет терять тепло и отдавать его окружающей среде.
У таких электрических радиаторов есть недостаток, заключающийся в неравномерном распределении тепла в окружающей среде. Действительно, при такой конфигурации жидкость горячая в первой трубе и соответствующей концевой зоне пластин и холодная в другой концевой зоне пластин и во второй трубе, и, следовательно, легко понять, что распределение тепла значительное в первой части фасада и слабое в остальной части фасада.
Это приводит к сильным перепадам температуры, что может быть некомфортно для пользователя и в некоторых случаях приводить к тому, что радиатору придется потреблять больше электропитания для достижения заданного значения, например, для достижения температуры, фактически ощущаемой пользователем.
В наиболее неблагоприятных случаях такая заданная температура может быть недостижимой из-за максимального значения, заданного для температуры поверхности пластин, чтобы избежать какого-либо риска ожога пользователя при касании им пластин. Например, максимальный порог температуры поверхности, который не должен быть превышен в любой точке пластин, может составлять 85°С.
Возможно, из таких соображений была увеличена площадь поверхности фасада, и, следовательно, площадь пластин, что привело к увеличению размеров самого радиатора.
Следовательно, существует потребность в электрическом радиаторе с жидким теплоносителем, у которого лучшая равномерность нагрева фасада.
Компания-заявительница предлагает решить эту проблему путем использования дополнительных труб, гидравлически соединенных прямо или косвенно минимум с нижней трубой и минимум с одной пластиной с целью модификации, по сравнению с предшествующем уровнем техники, канала, по которому идет жидкий теплоноситель, из-за чего ему приходится течь в трубах, а затем в пластинах, а не непосредственно в пластинах.
Действительно, компания-заявительница случайно обнаружила, что можно улучшить равномерность нагрева поверхности фасада, другими словами, уменьшить перепады температуры, улучшив циркуляцию жидкого теплоносителя в пластинах, и что такой циркуляции мешает ограниченная скорость потока на уровне прохода между первой трубой и каждой пластиной из-за малого диаметра отверстий, размер которых обусловлен соединением пластин с первой трубой.
Благодаря дополнительным трубам можно обойти это ограничение скорости потока между трубой и минимум одной пластиной и направить горячий жидкий теплоноситель в концевую зону пластин, которая расположена напротив той, где имеются нагревательные средства. Дополнительные трубы также образуют дополнительную поверхность в контакте с окружающей средой, благодаря чему можно увеличить теплообмен за счет конвекции, что способствует большей эффективности радиатора согласно настоящему изобретению.
Также было обнаружено, что обеспечивается лучшая циркуляция жидкости по сравнению с предшествующим уровнем техники в такой степени, что получается добиться однородности температуры на фасаде. Благодаря этому можно, например, иметь более контактное устройство с одинаковыми характеристиками по температуре и электрической мощности или с лучшей эффективностью нагрева для данной электрической мощности.
Компания-заявительница также заметила, что решение в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается электрическими радиаторами в замкнутой цепи, но вполне может быть применено к радиатору в разомкнутой цепи, образующему часть системы центрального отопления.
Следовательно, настоящее изобретение относится к радиатору с жидким теплоносителем, состоящему из первой трубы, второй трубы и фасадного узла, образующего фасад радиатора, причем фасадный узел состоит из нескольких полых пластин, которые находятся в жидкостном сообщении с первой и второй трубами, сам радиатор отличается тем, что он дополнительно имеет несколько труб, называемых распределительными, которые расположены за фасадным узлом и которые находятся в жидкостном сообщении с одной стороны с первой трубой, а с другой стороны - минимум с одной пластиной фасадного узла по крайней мере в одном месте в верхней части минимум одной пластины, причем по крайней мере такое одно место находится в части минимум одной пластины, которая находится рядом со второй трубой, чтобы при работе жидкий теплоноситель поступал в распределительные трубы из первой трубы, протекал вдоль распределительных труб, затем поступал по крайней мере в одну пластину и протекал вдоль по крайней мере одной пластины, прежде чем снова поступить в первую трубу.
Предпочтительно, чтобы каждая распределительная труба находилась в жидкостном сообщении с первой трубой через первый проход, а пластины находились в жидкостном сообщении с первой трубой каждая через второй проход, причем поперечное сечение первого прохода и внутреннее поперечное сечение минимум одной распределительной трубы были равны или превышали размер поперечного сечения вторых проходов. При условии, что по крайней мере внутреннее поперечное сечение распределительных труб больше, чем у второго прохода, что позволяет ограничить количество распределительных труб, которое необходимо для достижения достаточного ровного распределения тепла по фасаду.
Предпочтительно, чтобы у радиатора на каждую пластину была минимум одна распределительная труба, расположенная позади указанной пластины.
А еще лучше, чтобы у радиатора на каждую пластину было две распределительные трубы, каждая из которых была расположена за соответствующей одной из двух продольных краевых зон упомянутой пластины.
Предпочтительно, чтобы имелся интервал между каждой распределительной трубой и пластиной, за которой она расположена. Благодаря такому интервалу можно дополнительно увеличить теплообмен за счет конвекции между распределительными трубами и окружающей средой.
Распределительные трубы могут находиться в жидкостном сообщении непосредственно с минимум одной пластиной, а именно, чтобы распределительные трубы вели непосредственно минимум к одной пластине. Однако в соответствии с конкретной предпочтительной конфигурацией радиатора согласно настоящему изобретению распределительные трубы находятся в жидкостном сообщении с минимум одной пластиной через вторую трубу, и в связи с этим распределительные трубы ведут во вторую трубу.
Трубы могут быть расположены горизонтально, а пластины вертикально. Конечно, можно расположить трубы вертикально и пластины горизонтально.
Каждое вышеупомянутое место жидкостного сообщения между двумя элементами среди первой и второй трубами, пластинами и каждой распределительной трубой образовано отверстием в первом из этих двух элементов и отверстием во втором из этих двух элементов, причем эти отверстия расположены по одной линии друг с другом.
Предпочтительно, чтобы пластины были соединены с распределительными трубами с помощью сварных швов или припоев.
Первая и вторая трубы могут быть закрыты на концах, и таким образом радиатор находится в замкнутой цепи, причем в первой трубе предусмотрены электрические нагревательные средства, и тогда радиатор является электрическим радиатором.
Однако, как указано выше, решение в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается электрическим радиатором в замкнутой цепи, но вполне может быть применено к радиатору с разомкнутой цепью, образующему часть системы центрального отопления. Таким образом, в качестве варианта, первая труба может быть открыта на одном конце, который сконфигурирован для соединения с трубой, подводящей горячий жидкий теплоноситель, и вторая труба может быть открыта на одном конце, который сконфигурирован для соединения с трубой, отводящей жидкий теплоноситель, таким образом радиатор находится в разомкнутой цепи.
Чтобы лучше проиллюстрировать объект настоящего изобретения, ниже находится описание конкретного варианта осуществления для наглядности, но изобретение не ограничивается им, со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На этих чертежах:
Фиг. 1 представляет собой схематический вид в перспективе передней части радиатора согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 и фиг. 3 - схематические виды сверху соответственно задней и передней частей радиатора фиг. 1;
Фиг. 4 - схематический вид в горизонтальном разрезе через трубу, отводящую жидкий теплоноситель, согласно плоскости сечения IV-IV;
Фиг. 5 - схематический вид в вертикальном разрезе согласно плоскости сечения V-V, проходящего через ось распределительной трубы; и
Фиг. 6 - схематический вид детали обведенной верхней части Рисунка 5.
Здесь подчеркивается, что радиатор согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения схематично показан на чертежах, чтобы проиллюстрировать принцип, лежащий в основе настоящего изобретения.
Если сначала посмотреть на фиг. 1 и фиг. 2, можно увидеть, что электрический радиатор с жидким теплоносителем 1, в дальнейшем для краткости называемый радиатором 1, включает в себя обычно в нижней части нижнюю трубу 2, а в верхней части - верхнюю трубу 3, гидравлически соединенные несколькими вертикальными полыми пластинами 4, образующими фасад радиатора 1.
Поскольку радиатор 1 находится в замкнутой цепи, в нижней трубе 2 предусмотрены нагревательные средства (не изображены) для нагрева жидкости, что заставляет ее перемещаться в радиатор 1. Следовательно, нижняя труба 2 и верхняя труба 3 соответствуют упомянутым первой и второй трубам, указанным выше.
Более конкретно, как можно видеть на фиг. 5 и 6, нижняя труба 2 и верхняя труба 3 содержат каждая ряд пар первых цилиндрических радиальных отверстий 21, 31, оси которых горизонтальны и параллельны друг другу, первые отверстия 21, 31 выходят все с фасадной стороны радиатора 1. Предусмотрено такое же количество первых отверстий 21, 31, а именно двенадцать, как изображено в примере на чертежах, и каждое первое отверстие 21 нижней трубы 2 соответствует первому отверстию 31 верхней трубы 3, которое выровнено вертикально по линии с вышеуказанным первым отверстием 21.
Каждая пластина 4, как правило, имеет форму плоского трубчатого элемента прямоугольного или продолговатого поперечного сечения, как в примере, показанном на чертежах, и, таким образом, содержит переднюю поверхность 41, направленную к нагреваемой среде, и заднюю поверхность 42, противоположную передней поверхности 41 и наложенную на нижнюю трубу 2 и верхнюю трубу 3. Пара первых отверстий 43 проделана на задней поверхности 42 в каждой из двух продольных концевых зон каждой пластины 4 в таком положении, что пара первых отверстий 43 расположена по одной линии с парой первых отверстий 21 нижней трубы 2, а другая - с парой соответствующих первых отверстий 31 верхней трубы 3. Таким образом, имеется шесть пластин 4 в примере, изображенном на чертежах.
Радиатор 1 примечателен тем, что он содержит дополнительные трубы 5, называемые распределительными, в примере изображено две для каждой пластины 4.
Распределительные трубы 5 могут быть простыми прямолинейными трубами, как схематически показано на чертежах, которые имеют первое отверстие 51 на каждом из своих двух продольных концов.
Кроме того, нижняя труба 2 и верхняя труба 3 содержат каждая ряд пар цилиндрических радиальных вторых отверстий 22, 32, оси которых вертикальны и параллельны друг другу, вторые отверстия 22 нижней трубы 2 ведут вверх, в то время как вторые отверстия 32 верхней трубы 3 ведут вниз. Предусмотрено такое же количество пар вторых отверстий 22, 32, как и пар первых отверстий 21, 31, и каждое второе отверстие 22, 32 расположено так, что его ось находится в вертикальной плоскости, проходящей через ось соответствующего первого отверстия 21, 31. Другими словами, для нижней трубы 2 и верхней трубы 3 предусмотрены пары, здесь двенадцать, первого отверстия 21, 31 и второго отверстия 22, 32, которые перпендикулярны друг другу.
Каждая распределительная труба 5 расположена вертикально между нижней трубой 2 и верхней трубой 3 и имеет такой размер, чтобы первое отверстие 51 внизу совпадало с первым отверстием 21 нижней трубы 2, а первое отверстие 51 сверху совпадало с соответствующим первым отверстием 31 верхней трубы 3. Другими словами, за каждой пластиной 4 пролегают две распределительные трубы 5. В частности, расстояние между различными отверстиями таково, что каждая распределительная труба 5 пролегает за соответствующей зоной продольного края, здесь вертикального, соответствующей пластины 4.
Таким образом, в общем, каждая распределительная труба 5 находится в жидкостном сообщении с нижней трубой 2 в нижней части и с верхней трубой 3 в верхней части.
Здесь подчеркивается, что в проиллюстрированном примере поперечное сечение первых отверстий 51 и вторых отверстий 22, 32 является идентичным и равным сечению первых отверстий 21, 31 и 43, но что внутреннее поперечное сечение распределительных труб 5 больше по размеру.
Следовательно, при работе жидкий теплоноситель, нагретый в нижней трубе 2, скорее попадет в распределительные трубы 5 через вторые отверстия 22 и первые отверстия 51, в трубы, в которых он поднимется до верхней трубы 3, пройдя через первые отверстия 51 и вторые отверстия 32, затем все еще горячий жидкий теплоноситель, хоть из-за конвенции он выделяет тепло в ходе подъема в распределительных трубах 5, попадет в каждую пластину 4, проходящую через каждое из первых отверстий 31, 43 и опустится в пластины 4, выделяя тепло через фасад, чтобы выходить и входить в нижнюю трубу 2, проходя через первые отверстия 43, 21, в которых он будет снова нагреваться с помощью нагревательных средств и, таким образом, направляться для повторного входа в распределительные трубы 5 и выполнения цикла, описанного выше.
Все отверстия, описанные выше, могут быть выполнены любым подходящим способом, например, посредством просверливания, а различные элементы (трубы 2, 3, пластины 4 и трубы 5) могут быть соединены обычным способом, в частности, посредством сварки, например, как описано во французской заявке на патент FR 2925374, обеспечивающей герметизацию жидкостного сообщения между элементами.
Понятно, что указанный вариант осуществления настоящего изобретения был приведен для наглядности, но изобретение не ограничивается им, и что могут быть сделаны модификации без отклонения от объема настоящего изобретения.
Таким образом, радиатор, описанный выше, может быть частью системы центрального отопления, и в этом случае нагревательные средства не предусматриваются, один конец верхней трубы 3 будет соединен с трубой, подводящей теплый жидкий теплоноситель, и один конец нижней трубы 2 на другой стороне радиатора 1 будет соединен с трубой, отводящей холодный жидкий теплоноситель, что само собой разумеется. В такой конфигурации верхняя труба 3 и нижняя труба 2 соответствуют вышеуказанной первой трубе и второй трубе.