КОНВЕКТОР
CONVECTOR

Данное изобретение относится к средствам обогрева помещений, таким как конвекторы, передающие тепло от нагревателей в обогреваемое пространство путем конвекции воздушного потока, выходящего из полости кожуха через воздуховыпускные отверстия кожуха.
Известен отопительный конвектор, содержащий кожух с установленными в нем теплообменными трубами, последовательно соединенными между собой и снабженными элементами оребрения, первая из которых по ходу теплоносителя - подводящая - подключена к подающему, а последняя - отводящая - к отводящему трубопроводам, отличающийся тем, что две любые теплообменные трубы соединены между собой посредством автоматического регулятора, содержащего термостатический элемент, регулирующий клапан и угловой присоединительный элемент, при этом регулирующий клапан подключен к первой по ходу теплоносителя из двух упомянутых теплообменных труб и установлен соосно с ней, а угловой присоединительный элемент - ко второй трубе. Подводящая и отводящая трубы дополнительно соединены между собой перепускным трубопроводом (RU 2145691 С1, 20.02.2000).
Известен отопительный конвектор, содержащий корпус с проемами в верхней и нижней частях для входа и выхода нагреваемой среды, соединенные между собой трубы подачи и отвода теплоносителя с оребрением, выполненным в виде вертикально установленных пластин с отверстиями для размещения труб подачи и отвода теплоносителя, и установленный на начальном участке трубы для подачи теплоносителя клапан автоматической регулировки теплоотдачи с терморегулирующей головкой, причем конвектор снабжен дополнительной трубой подачи теплоносителя, соединенной с основной трубой подачи теплоносителя непосредственно и параллельно, при этом каждая из пластин оребрения выполнена с дополнительным отверстием для размещения дополнительной трубы подачи теплоносителя, расположенным между отверстиями для размещения труб подачи и отвода теплоносителя со смещением к тыльной стороне конвектора, и имеет с лицевой стороны конвектора расположенный между указанными отверстиями боковой вырез преимущественно треугольной формы в сечении, вершина которого обращена к тыльной стороне конвектора, причем уголок каждой из пластин в нижней части с тыльной стороны конвектора выполнен срезанным, а корпус имеет на лицевой стороне выполненное с козырьком окно дополнительного входа нагреваемой среды, место расположения которого соответствует боковым вырезам пластин, при этом козырек окна обращен вовнутрь корпуса с возможностью обеспечения его плотного прилегания к торцам пластин у нижней кромки боковых вырезов преимущественно треугольной формы (RU 2369807 C1, 10.10.2009).
Известен отопительный конвектор настенный, содержащий нагревательный элемент, выполненный из двух труб для подачи теплоносителя, с жестко насаженными на них конвекционными пластинами-ламелями, кронштейны, корпус с решетками в верхней и нижней частях для циркуляции воздуха, причем трубы нагревательного элемента расположены в двух параллельных вертикальных плоскостях таким образом, что оси труб смещены от оси симметрии пластин-ламелей. При этом корпус состоит из неподвижной части, в которой установлен нагревательный элемент, и съемной части - декоративной панели, при этом корпус разъемно крепится к кронштейнам. Кронштейны выступают над нагревательным элементом и имеют удлинение, к которому крепится защитный козырек (RU 159876 U1, 20.02.2016).
Известен отопительный конвектор, содержащий тепловой регулятор, нагревательный элемент, закрепленный на кронштейнах и выполненный в виде по меньшей мере одного ряда расположенных одна над другой труб для подачи теплоносителя, снабженных ребрами охлаждения, и охватывающий нагревательный элемент кожух, выполненный из Г-образной панели, имеющей в верхней части решетку с удлиненными отверстиями с отбортовкой кромок внутрь кожуха для выхода нагретого воздуха, двух боковин с отформованным по меньшей мере в одной из них вырезом для прохода труб, и нижний воздухозаборник, причем каждый кронштейн выполнен в виде отформованного из листового материала изогнутого в двух взаимно перпендикулярных плоскостях верхнего флажка с отверстиями для крепления к стене и нижней П-образной скобы с зевом, охватывающим трубы и направленным в сторону, противоположную упомянутой панели кожуха, отбортовка кромок отверстий решетки выполнена в средней части на 1-2 толщины листа кожуха большей, чем по краям, а нижняя часть Г-образной панели на всей длине имеет внутреннюю отбортовку, полностью закрывающую упомянутые кронштейны. Тепловой регулятор выполнен в виде установленного за нагревательным элементом регулятором расхода теплоносителя, при этом регулятор расхода теплоносителя выполнен в виде термостата, при этом при однорядном расположении труб верхняя и нижняя трубы на входе нагревательного элемента соединены между собой патрубком, внутренний диаметр которого составляет 0,7-0,75 внутреннего диаметра труб нагревательного элемента, при этом тепловой регулятор выполнен в виде регулятора расхода воздуха с поворотной заслонкой, расположенной выше нагревательного элемента, и по меньшей мере одной ручкой для ее привода (RU 49195 U1, 10.11.2005 U1).
Известен отопительный конвектор, включающий теплообменник в виде изогнутого трубчатого элемента, имеющего прямолинейные и криволинейные участки, и регулятор расхода с корпусом, имеющим входное и выходное отверстия для теплоносителя, причем регулятор расхода теплоносителя установлен непосредственно на одном из прямолинейных или криволинейных участков теплообменника и посредством входного и выходного отверстий непосредственно соединен с ним как до, так и после места установки по ходу теплоносителя, при этом криволинейный участок имеет С-образную форму, а регулятор расхода установлен между его торцами или на торцах, при этом регулятор расхода установлен в месте его стыковки с одним из прямолинейных участков теплообменника, при этом регулятор расхода установлен на одном из его прямолинейных участков, при этом криволинейный участок выполнен съемным и соединен с прямолинейными участками разъемным соединением, например, фланцевым, или резьбой с гайкой, при этом криволинейный участок соединен с прямолинейными участками неразъемным соединением, например, сваркой, при этом в качестве регулятора расхода использован регулятор с ручным управлением, имеющий приспособление для ручного регулирования, при этом использован регулятор расхода с автоматическим управлением, имеющий термостатическую головку, при этом входное и выходное отверстия образованы на участках корпуса регулятора, выполненных по форме соответственно форме присоединяемых к нему участков трубчатого элемента теплообменника (RU 16306 U1, 20.12.2000).
Из известных наиболее близким к изобретению, представленному в данном описании является конвектор с терморегулятором, содержащий установленный в кожухе теплообменник в виде трубы с закрепленными на ней элементами теплообмена, при этом труба включает подводящий участок, отводящий участок, соединительный участок, соединяющий подводящий и отводящий участки трубы, перепускную трубу, соединенную с подводящим и отводящим участками трубы на входе в теплообменник, установленный в подводящей трубе терморегулятор, в корпусе которого выполнены входной и выходной патрубки, а также резьбовой патрубок, в котором расположен клапан терморегулятора с регулировочной головкой, при этом входной и выходной патрубки корпуса терморегулятора расположены на продольной оси подводящего участка трубы и соединены с этим участком, а продольная ось клапана и регулировочной головки терморегулятора расположена перпендикулярно по отношению к продольной оси подводящего участка трубы, причем терморегулятор расположен в полости кожуха конвектора между его боковыми стенками, в передней стенке кожуха выполнено отверстие и в нем расположена головка терморегулятора (RU 2363898 C1, 10.08.2009 - прототип).
Общими признаками прототипа и представленного в данном описании изобретения является то, что прототип и изобретение относятся к конвекторам, каждый из которых содержит установленный в кожухе нагреватель, трубы которого установлены на кронштейнах, при этом кожух имеет переднюю часть, включающую переднюю стенку, боковые стенки и верхнюю стенку, в которой выполнены воздуховыпускные отверстия, при этом в боковых стенках кожуха выполнены отверстия с расположенными в них трубами нагревателя.
Недостатком прототипа является то, что конвектор прототипа не отвечает современным требованиям универсальности в части соединения нагревателей конвекторов с трубами системы отопления, в результате для разных конвекторов с разносторонними подводками теплоносителя необходимо применять отдельный соединительный модуль. При этом прототип имеет сравнительно сложную конструкцию.
Техническим результатом изобретения, представленного в данном описании, является повышение универсальности конвектора.
Технический результат получен конвектором, содержащим установленный в кожухе нагреватель, трубы которого установлены на кронштейнах, кожух имеет переднюю часть, включающую переднюю стенку, боковые стенки и верхнюю стенку, в которой выполнены воздуховыпускные отверстия, боковые стенки кожуха имеют отверстия, причем каждый конец трубы нагревателя расположен в полой втулке и соединен с ней, втулка одной трубы нагревателя сообщена вертикальной трубкой со смежной втулкой другой трубы нагревателя, втулки расположены в полости кожуха, на одной стороне конвектора в одной втулке расположен съемный блокирующий ниппель, закрывающий канал вертикальной трубки, в другой смежной втулке расположен съемный проходной ниппель, на другой стороне конвектора отверстия втулок закрыты съемными воздуховыпускным краном и глухой заглушкой, кожух имеет заднюю часть с теплоотражательной стенкой, разъемно соединенной с передней частью кожуха, на теплоотражательной стенке закреплены кронштейны, каждый из которых в верхней части выполнен с опорой, на которой расположена верхняя стенка кожуха, кронштейны и задняя стенка кожуха выполнены с упорами, взаимодействующими с передней стенкой кожуха, а в контуре отверстий боковых стенок кожуха, в полости кожуха, расположены торцы втулок.
Блокирующий ниппель имеет первый и второй концы, первый из которых предназначен для соединения с патрубком узла обвязки конвектора, а второй конец выполнен удлиненным, закрывающим канал вертикальной трубки, проходной ниппель имеет первый конец для соединения с патрубком узла обвязки, а его второй конец расположен в другой втулке, сообщенной с другой трубой нагревателя.
Между торцом каждой втулки, обращенным к крайней пластине теплообмена, и этой пластиной образовано углубление, которое расположено в выемке кронштейна в рабочем положении конвектора.
На фиг. 1 - показан конвектор, вид спереди.
На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
На фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.
На фиг. 4 - передняя часть кожуха.
На фиг. 5 - задняя часть кожуха.
На фиг. 6 - нагреватель конвектора.
На фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6.
На фиг. 8 - вид Г на фиг. 6.
На фиг. 9 - вид Д на фиг. 6.
На фиг. 10 - элементы нагревателя в предмонтажных положениях.
На фиг. 11 - фрагмент модуля, нижняя его часть, в продольном разрезе.
Конвектор содержит кожух, выполненный из металлического листа, образованный двумя соединяемыми частями, которыми являются передняя часть 1 (фиг. 4), имеющая прямоугольную коробчатую форму, и соединенная с передней частью кожуха задняя часть 2 кожуха (фиг. 5). Передняя часть кожуха содержит переднюю стенку 3 (фиг. 4), левую боковую стенку 4, правую боковую стенку 5 и верхнюю стенку 6, в которой выполнены воздуховыпускные отверстия 7 (фиг. 3). Задняя часть 2 кожуха (фиг. 5) содержит теплоотражательную заднюю стенку 8 кожуха, отражающую тепло благодаря форме ее выполнения и крепления на стене обореваемого помещения. Крепление теплоотражательной задней стенки 8 на стене помещения (не показана) выполнено с воздушным зазором между стеной и теплоотражательной задней стенкой 8.
Задняя стенка 8 содержит кронштейны 9 (фиг. 5) с выемками 10 в нижней части кронштейнов. Выемки 10 служат для крепления и навешивания на них труб нагревателя конвектора. В верхней части каждого кронштейна 9 выполнена опора 11 для расположения на ней верхней стенки 6 (фиг. 4) передней части кожуха. Задняя стенка 8 и передняя стенка 3 кожуха выполнены взаимозаменяемыми, они имеют одинаковую универсальную форму. Левая боковая стенка 4 и правая боковая стенка 5 также имеют одинаковую форму и выполнены универсальными.
Кронштейны 9 (фиг. 5) жестко соединены с задней стенкой 8, которая по ее периметру имеет направленные во внутреннюю сторону кожуха отбортовки 12, расположенные в кожухе в его рабочем собранном положении.
Между опорами 11 расположен выполненный на задней части кожуха упор 13 (фиг. 5), взаимодействующий с передней стенкой кожуха и выполненный на другом, среднем кронштейне 11. Упоры 13 имеют также крайние опоры 11 нижние части кронштейнов 9. Каждый упор 13 имеет форму площадки, упирающейся в рабочем положении конвектора в переднюю стенку 3 кожуха для придания ей сопротивляемости изгибу от внешних воздействий.
В каждой боковой стенке кожуха (фиг. 4) выполнена пара круглых отверстий 14, которые расположены друг над другом, при этом над верхним отверстием 14 расположено третье круглое отверстие 15 для расположения в ней рукоятки поворота воздушной заслонки (заслонка не показана), располагаемой в полости кожуха для регулировки восходящего потока нагретого воздуха. В случае отсутствия заслонки отверстие 15 закрыто заглушкой 16.
Передняя стенка кожуха и его задняя стенка выполнены изнутри и снаружи с вертикально ориентированными выступами 17 (фиг. 4, 5), которые расположены между вертикальными углублениями 18 для улучшения движения восходящего потока нагретого воздуха от нагревателя в сторону воздуховыпускных отверстий 7 верхней стенки. Задняя стенка кожуха имеет отверстия (не показаны) или другие известные средства для ее крепления к стене обогреваемого помещения.
Установленный в кожухе нагреватель конвектора имеет две одинаковые трубы 19 и 20 (фиг. 6) параллельно расположенные между собой, одна из которых верхняя, а другая труба нижняя, расположенная под верхней трубой. Трубы 19 и 20 на концах имеют модули 21 и 22, трубы соединены и сообщены модулями, а также они соединены расположенными по длине труб пластинами 23 теплообмена, жестко соединенными с трубами 19 и 20.
Один левый модуль 21 соединен с левыми концами верхней и нижней труб 19 и 20 посредством пары полых втулок 24 и 25 модуля 21. Другой правый модуль 22 соединен с правыми концами труб 19 и 20 посредством пары полых втулок 26 и 27 модуля 22. Втулки 24 и 25 соединены вертикальной трубкой 28. Втулки 26 и 27 соединены вертикальной трубкой 29 модуля 22.
Каждая втулка надета на конец соответствующей ей трубы нагревателя (фиг. 11) и жестко соединена с ней так, что внутри втулки торцом трубы 20 образован уступ, образующий полость, сообщенную с полостью вертикальной трубки 29 модуля.
Модуль 21 (фиг. 10) содержит верхний блокирующий ниппель 30, установленный во втулке 24 и нижний прямоточный ниппель 31, установленный во втулке 25. Верхний блокирующий ниппель 30 имеет концы 32 и 33. Конец 32 предназначен для соединения с патрубком (не показан) узла обвязки конвектора, соединяющим нагреватель конвектора с трубами системы отопления. Конец 33 выполнен удлиненным и его удлиненная часть расположена во втулке 24.
Нижний прямоточный ниппель 31 имеет концы 34 и 35. Конец 34 предназначен для соединения с патрубком узла обвязки конвектора, соединяющим нагреватель конвектора с трубами системы отопления, а конец 35 расположен во втулке 25. Все полости упомянутых втулок, трубок и труб сообщены между собой.
Отверстия втулок 26 и 27 модуля 22 (фиг. 10) в рабочем положении конвектора закрыты, соответственно, воздуховыпускным краном 36 и глухой пробкой 37. На фиг. 1, 3, 6, 9, 10 позицией 38 показаны соединительные гайки, которые служат для соединения нагревателя конвектора с узлом его обвязки (узел обвязки не показан, он не входит в конструкцию конвектора).
Каждая втулка внутри имеет резьбу 39 (фиг. 11), в которую могут быть завинчены (кроме пробки 37) ниппель 30 или ниппель 31, или воздуховыпускной кран 36, имеющую одинаковую резьбу с резьбой 39 каждой втулки. Между торцом каждой втулки, обращенным к крайней пластине 23 теплообмена, и этой пластиной образовано углубление 40 (фиг. 9), которое расположено в выемке 10 кронштейна 9 в рабочем положении конвектора, что исключает смещение нагревателя относительно задней теплоотражательной стенки 8 кожуха.
Торец каждой втулки расположен в контуре соответствующего отверстия 14, вблизи этого отверстия на любой стороне кожуха. Такое расположение выполнено для беспрепятственного доступа инструмента к ниппелям 30 и 31, воздуховыпускному клапану 36 и глухой пробке 37 с любой стороны кожуха, когда необходимо снять любой из этих узлов с нагревателя и установить другой или новый узел без снятия кожуха.
Работает конвектор следующим образом. Подают через узел обвязки (не показан) под давлением теплоноситель в модуль 21 (фиг. 6, 10). Теплоноситель проходит блокирующий ниппель 30 модуля 21, верхнюю втулку 24, верхнюю трубу 19, втулку 26 модуля 22, трубку 29 нагревателя, нижнюю трубу 20 и выходит под давлением через нижний ниппель 31 в отводящий патрубок узла обвязки конвектора и систему отопления. При движении теплоносителя удлиненный конец 33 ниппеля 30 закрывает собой (блокирует) канал трубки 28 и теплоноситель движется в указанном выше направлении.
Трубы 19 и 20 нагреваются, и тепло от них через пластины 23 теплообмена нагревает воздух в полости 39 кожуха (фиг. 2). Нагретый воздух поднимается вверх, выходит через воздуховыпускные отверстия 7 (фиг. 3) в верхней стенке 6 кожуха и при этом нагретый воздух увлекает за собой холодный воздух (показан стрелками на фиг. 1), находящийся под кожухом конвектора. Холодный воздух по стрелкам на фиг. 1 входит в кожух через нижний открытый снизу проем кожуха, нагревается в кожухе нагревателем и процесс повторяется.
При прохождении нагретого в кожухе воздуха в направлении вверх он контактирует с теплоотражательной задней стенкой 8 кожуха (фиг. 2, 5) и при этом нагрев стены обогреваемого помещения имеет незначительный показатель в сравнении с кожухом, который не имеет теплоотражательной стенки. Остальное тепло отражается от задней стенки 8 кожуха и выводится через воздуховыпускные отверстия 7 верхней стенки в обогреваемое помещение. В полости кожуха устанавливается ламинарный режим движения воздуха.
На чертежах (фиг. 1, 6) показан конвектор, подключенный к трубам системы отопления левой стороной. Чтобы присоединить конвектор к трубам системы отопления, которые расположены справа от конвектора, снимают ниппели 30, 31 на одной стороне конвектора и снимают воздуховыпускной клапан 36 и пробку 37 на другой стороне конвектора, меняют их местами, располагая их во втулках зеркально по отношению к первоначальному положению. Соединяют с трубами 19 и 20 нагревателя патрубки узлов обвязки системы отопления так, как это соединение описано на левой стороне конвектора и производят запуск конвектора в работу описанным выше способом.
На другом конце нагревателя (фиг. 1) отверстие расположенной на трубе одной втулки (сообщенной с полым удлиненным концом 33 ниппеля) закрыто воздуховыпускным краном 36, а отверстие смежной втулки, закрепленной на другой трубе нагревателя, закрыто глухой пробкой 37. Однако конструкция конвектора позволяет использовать различные сочетания взаимных расположений воздуховыпускного крана 36, глухой пробки 37, блокирующего ниппеля 30 и проходного ниппеля 31. Каждый из этих узлов нагревателя в зависимости от направления движения теплоносителя, может быть установлен в любой соответствующей комбинации. Например, если на другом конце нагревателя отверстие закрепленной на трубе втулки, сообщенной с удлиненным концом ниппеля, будет закрыто глухой пробкой, то отверстие смежной втулки, закрепленной на другой трубе нижней втулки, будет закрыто воздуховыпускным краном. Или в одной, например, верхней втулке одной из пар втулок может быть завинчен проходной ниппель, а в другой нижней втулке этой пары может быть завинчен блокирующий ниппель. Нагреватель выполнен симметричным, он предназначен как для левого, так и для правого подключения конвектора к узлу обвязки системы отопления. Существенно, что модули 21 и 22 (фиг. 6) на концах труб нагревателя выполнены взаимозаменяемыми и каждый модуль расположен в полости кожуха.
Описанная выше конструкция конвектора существенно повышает его универсальность, позволяющую подключать конвектор слева и справа одинаковыми универсальными средствами.
В процессе работы часть тепла от нагретого в полости кожуха рассеивается через переднюю стенку кожуха в обогреваемое пространство помещения. Другая часть тепла от нагретого в кожухе воздуха воспринимается задней стенкой кожуха, которая препятствует отводу значительного количества тепла в сторону стены обогреваемого помещения и при этом она работает как теплоотражатель. В результате сохраненное количество тепла работает на ламинарный, более эффективный режим истечения нагретого воздуха в кожухе и на подъем вверх снизу холодного воздуха. При этом эффективность работы кожуха повышается, а потери тепла в нежелательном направлении уменьшаются.
Также благодаря более надежному креплению передней части кожуха на его задней части исключается появление зазоров между стеной обогреваемого помещения и прилегающего к ней кожуха в процессе эксплуатации кожуха (как это имеет место в прототипе). Исключение зазоров исключает утечку нагретого воздуха в сторону стены и обогреваемого помещения через зазоры, что также сохраняет нагретый в кожухе воздух и способствует его выводу в обогреваемое помещение через воздуховыпускные отверстия. Количество сохраненного нагретого воздуха положительно работает на указанный режим истечения нагретого воздуха в кожухе и повышение эффективности работы кожуха.
Повышение эффективности передачи тепла от нагретого в кожухе воздуха в обогреваемое помещение путем стабилизации движения нагретого потока воздуха в направлении воздуховыпускных отверстий уменьшает потери тепла на нагрев стены и позволяет сохраненное количество тепла распределить в обогреваемом помещении более равномерно. При этом данное преимущество получено использованием заготовки передней стенки кожуха в качестве задней теплоотражательной стенки, которые имеют одинаковые универсальные формы, что также связано с повышением универсальности конвектора и существенным снижением трудоемкости изготовления конвектора.
Углубления задней стенки кожуха способствуют улучшению истечения нагретого воздуха через отверстия в верхней стенке кожуха, что уменьшает теплопередачу тепла стене обогреваемого помещения от нагретого в кожухе воздуха. Углубления передней стенки кожуха также способствуют улучшению истечения нагретого воздуха через отверстия в верхней стенке кожуха, уменьшают теплопередачу тепла от нагретого в кожухе воздуха в обогреваемое помещение путем рассеивания тепла от передней стенки.