РАДИАТОР ОТОПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области отопительной техники, а именно к радиаторам для отопления зданий и сооружений различного назначения.
Радиатор - это отопительный прибор, отдающий теплоту путем радиации и конвекции. В настоящее время перспективным направлением является интенсификация процессов теплообмена за счет увеличения конвективной составляющей в суммарной теплоотдаче радиатора.
Известен секционный радиатор (Патент RU на полезную модель №122469, F24D 3/00, опубл. 27.11.2012), состоящий из герметично соединенных между собой секций, содержащий в каждой секции вертикальную трубу, сообщающуюся с горизонтальными верхним и нижним коллекторами для прохода теплоносителя, при этом вертикальная труба выполнена с двухсторонним симметричным вертикальным оребрением, соединенным с передней и задней панелями, образуя ребро жесткости, с размещенными на его поверхности теплопередающими вертикальными тремя ребрами, имеющими разную длину. Верхний край задней панели выполнен пальцеобразной формы и загнут в сторону верхнего коллектора; вертикальная труба и ребро жесткости выполнены с наружными волнообразными выступами; при этом продольные стороны теплопередающих ребер жесткости на две третьих длины снизу выполнены зауженными; а верхний край заднего ребра имеет продолжение в виде криволинейной стенки, закрывающий верхний коллектор и заходящий под наклоненный верхний край задней панели, с образованием над верхним коллектором немного смещенного вперед несимметричного замкнутого контура.
Известен также секционный радиатор (Патент RU на полезную модель №123123, F24H 3/00, опубл. 20.12.2012), состоящий из герметично соединенных между собой секций, содержащий в каждой секции вертикальную трубу, сообщающуюся с горизонтальными верхним и нижним коллекторами для прохода теплоносителя, при этом вертикальная труба выполнена с двухсторонним симметричным вертикальным оребрением, соединенным с передней и задней панелями, образуя ребро жесткости с размещенными на его поверхности теплопередающими вертикальными тремя ребрами, имеющими разную длину. Передняя панель каждой секции выполнена волнообразной, причем при соединении секций спад волны одной панели соответствует подъему волны следующей панели с образованием промежутка. При этом верхний край панели выполнен пальцеобразной формы загнутым в сторону верхнего коллектора; верхний край задней панели также выполнен пальцеобразной формы и загнут в сторону верхнего коллектора; верхний край среднего ребра имеет продолжение в виде криволинейной стенки, закрывающей верхний коллектор и заходящей под наклоненный верхний край задней панели, с образованием над верхним коллектором немного смещенного вперед несимметричного замкнутого контура.
В данных полезных моделях благодаря предложенной геометрии панелей и ребер создается воздушный поток нагретого воздуха и, следовательно, повышается конвективная составляющая в общей теплоотдаче радиатора. Однако, такие конструкции технологически достаточно сложны в изготовлении.
Наиболее близким техническим решением является радиатор секционного типа, который состоит из герметично соединенных между собой секций двух видов, по меньшей мере, в одной из которых передняя панель выполнена с наклоном относительно вертикальной оси, причем при соединении секций друг с другом кромки передних панелей, по меньшей мере, двух смежных секций разных видов образуют угловую щель, которая образована расхождением передних панелей смежных секций разного вида в верхней и нижней частях на угол больше 0°. Каждая секция содержит вертикальный трубопровод, сообщающийся с горизонтальными верхним и нижним коллекторами для прохода теплоносителя, ребро жесткости, которое соединяет переднюю и заднюю панели. По меньшей мере, одна из секций содержит теплопередающие ребра, размещенные перпендикулярно ребру жесткости, между передней и задней панелями (Патент RU на полезную модель №144024, F24D 3/00, опубл. 10.08.2014). Между ребрами образуются каналы. Такая конструкция радиатора позволяет повысить конвекционную составляющую теплоотдачи за счет создания дополнительной тяги в области расхождения передних панелей соседних секций разного вида с образованием угловых щелей.
Недостатком данного технического решения является ограниченное конвективное движение воздуха внутри секций. Это связано с тем, что щелевые отверстия передних панелей не обеспечивают достаточной тяги для перемещения нагреваемого воздуха вверх.
Техническим результатом данной полезной модели является увеличение доли конвективной составляющей в суммарной теплоотдаче радиатора за счет повышения интенсивности перемещения потока нагретого воздуха внутри секций.
Указанный технический результат достигается тем, что в радиаторе отопления, состоящем из герметично соединенных между собой секций, каждая из которых содержит, по крайней мере, один вертикальный трубопровод, сообщающийся с горизонтальными верхним и нижним коллекторами для прохода теплоносителя, ребро жесткости, соединяющее переднюю и заднюю панели, между которыми параллельно панелям расположены теплопередающие ребра, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, расстояние между продольными гранями теплопередающих ребер соседних секций не превышает 3 мм.
Каждая секция может содержать верхнюю панель с отверстиями, расположенную между передней и задней панелями.
Отверстия в верхней панели могут быть выполнены щелевыми и при этом могут содержать пластины, одной стороной соединенные с краем отверстия и направленные внутрь секции.
Торцы теплопередающих ребер могут быть расположены на расстоянии от нижнего и верхнего коллекторов.
Каждая секция радиатора отопления может содержать два вертикальных трубопровода, на которых размещены теплопередающие ребра.
Крайние секции радиатора отопления могут быть закрыты боковыми крышками. Боковые крышки могут содержать отверстия, которые в частном случае выполняются щелевыми.
Боковые крышки могут быть выполнены с посадочным местом для предотвращения смещения и с креплением к крайним секциям радиатора при помощи винтов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид секции радиатора отопления (с одним вертикальным трубопроводом).
На фиг. 2 представлена секция радиатора отопления (вид сбоку): с одним вертикальным трубопроводом (а) с двумя вертикальными трубопроводами (б).
На фиг. 3 представлен радиатор отопления в сборе с двумя вертикальными трубопроводами (вид сзади) и его поперечный разрез А-А.
На фиг. 4 представлен радиатор отопления в сборе с боковой крышкой.
Каждая секция радиатора содержит, по крайней мере, один вертикальный трубопровод 1, сообщающийся с горизонтальными верхним коллектором 2 и нижним коллектором 3 (фиг. 1, 2). Секция радиатора имеет переднюю панель 4 и заднюю панель 5, между которыми расположено ребро жесткости 6 и теплопередающие ребра 7. Передняя 4 и задняя 5 панели выполнены в виде плоских сплошных поверхностей шириной, не превышающей длины горизонтальных коллекторов 2, 3. Передняя панель 4 размещена по всей высоте секции вдоль вертикального трубопровода 1. С целью лучшего перемещения и нагрева воздуха в районе коллекторов торцы теплопередающих ребер 7 размещают на некотором расстоянии от верхнего коллектора 2 и нижнего коллектора 3 (фиг. 1, 2). Задняя панель 5 выполняется по длине короче передней панели 4 с образованием при соединении секций в нижней и верхней частях радиатора окон 8 (фиг. 3), которые используются для размещения монтажных кронштейнов.
Теплопередающие ребра 7 размещены симметрично по обе стороны от вертикального трубопровода 1 и ребра жесткости 6. Продольные грани теплопередающих ребер 7 при соединении секций размещают как можно ближе друг к другу, с расстоянием между ними не выше 3 мм, для образования конвекционных каналов 9 (фиг. 2, 3). Каждая секция содержит верхнюю панель 10 с отверстиями 11. Верхняя панель 10 расположена между передней 4 и задней 5 панелями и может быть сформирована в процессе литья под высоким давлением или выполнена отдельно в виде крышки. Отверстия 11 могут быть выполнены щелевыми и содержать пластины 12, одной стороной соединенные с краем отверстий и направленные внутрь секции (фиг. 2). На крайние секции радиатора могут быть установлены боковые крышки 13 (фиг. 4), имеющие отверстия 14 для размещения горизонтальных коллекторов 2, 3. В боковых крышках 13 выполнены щелевые отверстия 15 для поступления воздуха к внутренней части секции радиатора. Крышка 13 имеет посадочное место 16 для предотвращения смещения. Крышка 13 может крепиться к секции радиатора с помощью винтов. Все края ребер, панелей, пластин могут быть выполнены с закругленными углами, что обеспечивает высокую безопасность эксплуатации.
Производство радиатора включает следующие операции: изготовление боковых крышек и верхних панелей (если они являются отдельными элементами конструкции) из алюминиевого сплава; изготовление закладного элемента из стали для размещения его в пресс-форме; подготовку расплава и литье под высоким давлением алюминиевого сплава, шлифовку, механическую обработку, сборочные операции. При сборке отдельные секции соединяют между собой с помощью контактно-стыковой сварки либо с помощью ниппелей и специальных герметизирующих прокладок. На крайних секциях устанавливают боковые крышки, имеющие посадочные места и закрепляемые на радиаторе посредством винтов. Верхние панели могут быть присоединены различными способами, например, с помощью термостойкого клеевого соединения, направляющего паза, замкового соединения, фиксаторами и т.п. После сборки осуществляют покраску, гидравлические испытания, упаковку радиатора.
Функционирует радиатор отопления следующим образом. После подключения к системе отопления в радиатор поступает нагретый теплоноситель. При движении теплоносителя по вертикальным трубопроводам 1 и горизонтальным коллекторам 2, 3 происходит передача тепла ребрам 6, 7 и панелям 4, 5 секций радиатора, которые в свою очередь, нагреваясь, передают тепло в помещение посредством радиации. При этом создаются условия, благоприятные для конвекции воздуха. Холодный воздух поступает в радиатор снизу и при нагреве поднимается вверх по конвекционным каналам 9. Данные каналы 9 за счет очень близкого расположения продольных граней теплопередающих ребер соседних секций друг к другу (с расстоянием не выше 3 мм) обеспечивают вертикально направленное движение потоков воздуха и усиление естественной тяги. Щелевые отверстия 11 в верхних панелях 10, закрывающих секции радиатора сверху, и пластины 12, направленные внутрь секций, дополнительно ориентируют потоки воздуха в вертикальном направлении при выходе из радиатора, что усиливает тягу воздуха. Таким образом, предложенный радиатор отопления обеспечивает повышение интенсивности перемещения потока нагретого воздуха внутри секций и увеличение доли конвективной составляющей в суммарной теплоотдаче радиатора. В результате повышается номинальный тепловой поток радиатора на единицу площади без усложнения конструкции, а также без увеличения габаритных размеров и веса изделия. При этом имеется возможность подключения к системе отопления по всем известным схемам, а также унификация монтажа. Наличие верхних и боковых панелей на секциях радиатора обеспечивает высокую степень безопасности и удобство использования.