ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

Полезная модель относится к отопительным приборам, используемым в системах отопления жилых, нежилых и производственных помещений.
Известен литой отопительный прибор, выполненный в виде плоской камеры для циркуляции теплоносителя, передняя и задняя стенки которой снабжены ребрами, выполненными в виде пластин, закрепленных в прямоугольных пазах наружной поверхности камеры (Патент РФ №2015459, опубл. 30.06.1994, F24H 3/06). Ребра в пазах могут быть закреплены группами, состоящими из нескольких пластин с выступающими над поверхностью стенки частями, расположенными под углом одна к другой или с образованием зазора. Прибор изготавливают литьем в кокиль, в который предварительно установлены должным образом стержень, оформляющий полость камеры для циркуляции теплоносителя, и ребра или группы ребер. Для более надежного крепления ребер снаружи каждой стенки выполнен, по меньшей мере, один прилив по всей ширине оребрения.
Известен отопительный прибор, содержащий трубы греющего теплоносителя в виде цельного змеевика, соединенного с элементами оребрения из металлического литейного сплава (например, вторичного алюминиевого сплава). Элементы оребрения выполнены в виде пластин с поперечным сечением призматической формы и расположены секциями (Патент РФ №2153636, опубл. 27.07.2000, F24H 3/06). Соединение элементов оребрения с трубами змеевика производится в литейной форме путем заливки вторичного алюминиевого сплава. При этом повышение
мощности отопительного прибора достигается определенной шириной поверхности контакта элемента оребрения с трубой змеевика.
Недостатком известных технических решений является наличие потерь тепла при его передаче от теплоносителя, проходящего по стальным трубам, к внешней поверхности элементов оребрения, что снижает эффективность нагрева воздуха в помещениях. Кроме того, аналоги характеризуются определенной сложностью и повышенной себестоимостью процесса изготовления отопительных приборов, поскольку требуются предварительные операции изготовления ребер из фольги, листа и т.п., а также установка их надлежащим образом в литейной форме.
Наиболее близким техническим решением является отопительный прибор, содержащий трубы греющего теплоносителя в виде змеевика с элементами оребрения, выполненными по обе стороны змеевика и расположенными секциями. При этом элементы оребрения представляют собой пластины со средней и боковой стенками, которые закреплены на змеевике своими боковыми стенками. Боковые стенки пластин имеют в зонах закрепления сквозные прорези, а поверхность змеевика в зонах закрепления пластин содержит слой литейного металлического сплава (Патент РФ №2151968, опубл. 27.06.2000, F24H 3/06). При изготовлении такого отопительного прибора трубы греющего теплоносителя и элементы оребрения, изготовленные из стали, устанавливаются в литейную форму, в которую заливается литейный металлический сплав (например, алюминиевый сплав) для соединения труб с элементами оребрения. При заливке сплав попадает в сквозные прорези и, затвердевая, сжимает боковые стенки элементов оребрения, обеспечивая плотный контакт труб греющего теплоносителя с элементами оребрения. Сверху отопительный прибор может быть закрыт снимаемой крышкой в виде стальной пластины для регулирования интенсивности теплообмена.
Недостатком данного прибора является наличие потерь тепла при его передаче от теплоносителя в змеевике к внешней поверхности элементов оребрения. Данный отопительный прибор также характеризуется определенной сложностью и повышенной себестоимостью процесса изготовления.
Техническим результатом предполагаемой полезной модели является создание монолитного отопительного прибора, обеспечивающего повышение эффективности теплообмена. При этом улучшается технологичность изготовления прибора, повышается надежность эксплуатации и долговечность прибора.
Технический результат достигается тем, что отопительный прибор, содержащий трубопровод, выполненный в виде колен змеевика с прямолинейными и гнутыми участками, а также участками для подвода и отвода теплоносителя, и элементы оребрения, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, выполнен в виде монолитной биметаллической конструкции, состоящей из стального змеевика и рубашки, включающей элементы оребрения и внешнюю панель, выполненные из алюминия или алюминиевого сплава, при этом элементы оребрения расположены только со стороны, противоположной нагреваемому помещению, внешняя панель расположена со стороны, направленной в сторону нагреваемого помещения, и змеевик по всей наружной поверхности соединен с внутренней поверхностью рубашки.
Внешняя панель может быть выполнена плоской или профилированной со сквозными прорезями в вертикальном направлении.
Радиус гнутых участков змеевика может быть выполнен минимально допускаемым пластичностью металла при испытании на изгиб на 180 град.
Количество колен змеевика может составлять от 2 до 8.
В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально,
а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхний и нижний прямолинейные горизонтальные участки змеевика, соответственно.
В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально, и подвод теплоносителя осуществляется сбоку через Z-образный участок змеевика, а отвод - сбоку через горизонтальный прямолинейный участок змеевика. Пли при таком же горизонтальном расположении прямолинейных участков колен змеевика, наоборот, подвод теплоносителя осуществляется сбоку через горизонтальный прямолинейный участок, а отвод - сбоку через Z-образный участок змеевика.
В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется снизу через вертикальные прямолинейные участки змеевика.
В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхние или нижние горизонтальные прямолинейные участки змеевика.
В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально, подвод теплоносителя осуществляется снизу через Г-образный участок змеевика, а отвод - снизу через вертикальный прямолинейный участок змеевика. Или при таком же вертикальном расположении прямолинейных участков колен змеевика, наоборот, подвод теплоносителя осуществляется снизу через вертикальный прямолинейный участок змеевика, а отвод - снизу через Г-образный участок змеевика.
В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально,
а подвод и отвод теплоносителя осуществляется с одной стороны змеевика, сбоку через горизонтальные прямолинейные участки змеевика.
В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки змеевика расположены горизонтально, образуя снизу замкнутый контур, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхний горизонтальный прямолинейный участок.
В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки змеевика расположены горизонтально, образуя сверху замкнутый контур, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется снизу через Г-образные участки змеевика.
Элементы оребрения могут быть выполнены с коническим поперечным сечением.
Концы элементов оребрения могут быть выполнены в виде плоской или криволинейной поверхности.
Толщина элементов оребрения может составлять 0,5-3 мм; высота элементов оребрения может составлять от 2 до 5 линейных размеров внутреннего диаметра змеевика.
Расстояние между основаниями элементов оребрения может составлять от 5 до 10 толщин элемента оребрения у его основания.
На концах элементов оребрения могут быть установлены поперечные плоские пластины.
Сущность предложенной конструкции поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен вид заявляемого отопительного прибора со стороны, противоположной нагреваемому помещению, и его сечения.
На фиг.2 представлен общий вид отопительного прибора со стороны нагреваемого помещения.
На фиг.3-10 представлены виды конструкции змеевика в соответствии с п.5 формулы полезной модели.
На фиг.11 представлена конструкция змеевика в соответствии с п.6 формулы полезной модели.
На фиг.12 представлена конструкция змеевика в соответствии с п.8 формулы полезной модели.
На фиг.13-14 представлены виды конструкции змеевика в соответствии с п.9 формулы полезной модели.
На фиг.15 представлена конструкция змеевика в соответствии с п.10 формулы полезной модели.
На фиг.16 представлена конструкция змеевика в соответствии с п.12 формулы полезной модели.
На фиг.17-19 представлены виды конструкции змеевика в соответствии с п.13 формулы полезной модели.
На фиг.20-22 представлены виды конструкции змеевика в соответствии с п.14 формулы полезной модели.
На фиг.23, 24 представлены элементы оребрения.
Монолитный отопительный прибор содержит трубопровод в виде колен змеевика 1 с прямолинейными и гнутыми участками, а также участками для подвода теплоносителя 2 и отвода теплоносителя 3; элементы оребрения 4 и внешнюю панель 5 (фиг.1-2).
Предложен целый ряд конструкций змеевика, в которых прямолинейные участки колен могут быть расположены горизонтально (фиг.3-12, 17-22) или вертикально (фиг.13-16), а участки подвода 2 и участки отвода 3 теплоносителя выполнены таким образом, что обеспечивается возможность разных вариантов подключения заявляемого прибора к центральной системе отопления как сбоку, так и снизу. Это расширяет возможности по конструктивному исполнению и монтажу
отопительного прибора, создает перспективу для дизайнерских решений по оформлению интерьеров обогреваемых помещений.
Элементы оребрения 4 могут иметь коническое поперечное сечение с плоскими концами 6 (фиг.23) или с поперечными плоскими пластинами 7 на концах (фиг.24).
Процесс изготовления отопительного прибора состоит из следующих основных операций.
1) Исходная заготовка в виде металлической (например, стальной) трубы или профиля на трубо- или профилегибочной машине изгибается в форме плоского или криволинейного змеевика, имеющего колена с прямолинейными и гнутыми по полуокружности участками с радиусом скругления, допускаемым пластичностью материала трубы или профиля. Участки змеевика для подвода и отвода теплоносителя выполняют заданной формы.
2) Змеевик после промывки и сушки помещается в разъемную матрицу с гравюрой в виде одностороннего оребрения и плоской (или профилированной) поверхностью, которая устанавливается в пресс-форму машины литья под высоким давлением или в штампе пресса для жидкой штамповки кристаллизующегося металла. Змеевик заливается расплавленным литейным алюминиевым сплавом под высоким давлением и со скоростью, обеспечивающими полное заполнение объема матрицы без прострелов и сплошное обтекание расплавом змеевика по его наружной поверхности.
3) В процессе выдержки под давлением, при охлаждении расплавленного алюминиевого сплава и его кристаллизации происходит образование надежного биметаллического соединения алюминиевого сплава и металла змеевика за счет разницы коэффициентов линейного расширения и процессов диффузии, происходящих под действием высокого давления и температуры.
4) После извлечения из пресс формы, промывки и сушки получается монолитная конструкция в виде биметаллического отопительного прибора. Для улучшения внешнего вида изделия и защиты от коррозии производится нанесение на его наружную поверхность (внешнюю панель) декоративного дисперсионного защитного покрытия любого цвета.
Отопительный прибор работает следующим образом. Теплоноситель (вода) поступает в змеевик 1 через участок подвода теплоносителя 2 и выходит через участок отвода теплоносителя 3. При этом происходит более полное прохождение теплового потока в воздушную среду нагреваемого помещения: от теплоносителя в металлическом змеевике 1 по всей его наружной поверхности через монолитное соединение с алюминиевой панелью 5 и элементами оребрения 4, имеющими развитую поверхность теплоотдачи и высокий коэффициент теплопроводности.
Предложенная конструкция монолитного отопительного прибора позволяет повысить эффективность теплообмена за счет использования как радиационного излучения от внешней панели 5, так и конвекции от нагреваемого воздуха, перемещающего между элементами оребрения 4 тыльной поверхности прибора.
Технологичность изготовления прибора по сравнению с прототипом улучшается за счет использования матрицы с гравюрой в виде одностороннего оребрения (вместо закладных элементов - ребер в прототипе). При этом происходит повышение производительности изготовления отопительного прибора вследствие сокращения ненужных операций изготовления ребер из фольги, листа и пр. Использование одностороннего оребрения вместо двухстороннего оребрения позволяет снизить металлоемкость конструкции в целом. Конструктивная прочность биметаллического соединения обеспечивает повышенную надежность эксплуатации и долговечность предложенного отопительного прибора (работает с рабочим и опрессовочным давлением теплоносителя до 30 атм.
и выше). Различные виды конструкций змеевика, которые могут использоваться в заявляемом отопительном приборе, расширяют возможности по конструктивному исполнению и монтажу отопительного прибора, а также возможности дизайнеров по оформлению интерьеров обогреваемых помещений.