КОНВЕКТОР

Полезная модель относится к области отопительной техники, а именно к конвекторам, применяемым в системах отопления и может быть использована для отопления жилых, общественных и производственных зданий.
Известен электроконвектор, содержащий полый металлический корпус прямоугольной формы с входным и выходным отверстиями, расположенными сверху и снизу, закрытыми декоративными решетками, нагревательный элемент, установленный в нижней части корпуса, боковины корпуса выполнены из термостойкой пластмассы, одновременно служащие ручками для переноса, на верхней панели смонтирован пульт управления (патент на полезную модель 6605, опубликован 16.05.1998 г.).
Недостатком известного устройства является недостаточная теплопроводность, нагрев металлического корпуса, что снижает удобство использования прибора.
Известен кожух напольного отопительного конвектора, содержащий верхнюю часть с верхней стенкой, переднюю, заднюю и боковые стенки, которые соединены между собой и образуют объемную жесткую металлоконструкцию с воздушной полостью под теплообменник. Кожух выполнен с опорами, воздухозабором в нижней части и воздуховыпускными отверстиями в верхней стенке. Верхняя стенка в ее поперечном сечении имеет П-образную форму со скругленными углами и прикрепленные к ней закрывающие ее торцовые стороны боковые элементы, которые с верхней стенкой образуют объемную корытообразную конструкцию, соединенную нижней стороной с боковыми, передней и задней стенками кожуха. Передняя и задняя стенки кожуха выполнены из отдельных продольно расположенных панелей, соединенных между собой боковыми стенками и верхней частью кожуха. Высота каждой боковой стенки больше высоты передней и задней стенок, а между нижними кромками последних и полом обогреваемого помещения образованы проемы под воздухозабор (патент на изобретение РФ 2332617, Опубликовано: 27.08.2008)
Недостатком данного устройства является не достаточно быстрый нагрев помещения.
Известен электронагреватель-конвектор, содержащий корпус с отверстиями в нижней и верхней частях для прохода воздуха, внутри которого с зазором установлен нагревательный элемент, снабженный токоподводом, корпус с двумя держателями состоит из скрепленных друг с другом передней и задней панели и двух боковых торцовых крышек, скрепленных с панелями, нагревательный элемент выполнен из трубчатого электронагревателя (ТЭНа), размещенного путем обжатия между, по крайней мере, двух прямоугольных излучающих скрепленных между собой пластин с односторонним оребрением и закрепленных на внутренней поверхности задней панели корпуса, при этом на передней панели корпуса снизу выполнены воздухозаборные прямоугольные отверстия, а вверху размещены горизонтальные воздуховыпускные отверстия. Вместе с тем, передняя и задняя панели корпуса выполнены, например, из тонкой листовой стали; излучающие пластины выполнены, например, из алюминия.
Недостатком данного устройства является недостаточная теплопроводность конвектора.
Известен конвектор компании Сименс, выбранный в качестве прототипа, корпус которого содержит дугообразную и выпуклую наружу лицевую панель и выполнен сужающимся в верхней части. Ширина нижнего основания конвектора больше ширины верхнего основания. В верхней части лицевой панели содержатся воздуховыпускные отверстия. (http:///www.comfplus.ru/shop/obogrevateli/konvektory/dimplex/small_2nd3_004/)
Недостатком данного устройства является недостаточная теплопроводность конвектора, как следствие - недостаточно быстрый нагрев помещения.
Задача заключается в создании высокоэффективного конвектора, являющегося одновременно простым и относительно недорогим в изготовлении.
Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение теплоповодности конвектора.
Технический результат достигается благодаря тому, что конвектор содержит переднюю, заднюю панели, которые соединены между собой и образуют объемную жесткую конструкцию с конвекционной камерой для прохода воздуха, воздухозабором в нижней части и воздуховыпускными отверстиями в верхней части передней панели, размещенным внутри корпуса теплообменным элементом. Боковые ребра передней либо задней панелей наклонены друг к другу, при этом угол наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей друг относительно друга лежит в интервале от 2° до 140°, за счет чего корпус конвектора имеет трапецеидальную форму.
Использование трапецеидальной формы корпуса конвектора с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей а, лежащим в интервале 2°-140°, приводит к увеличению конвективного потока в связи с возникновением избыточного давления внутри конвекционной камеры корпуса. Соответственно это влияет на качество работы конвектора, так как при усиленной конвекции обогреватель конвективного типа быстрее нагревает помещение.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид конвектора спереди с размещенным внутри теплообменным элементом, на фиг. 2 - вид конвектора снизу.
Конвектор (фиг.1) содержит корпус, состоящий из передней панели 1 и задней панели (на фиг. не показана), при этом указанные панели соединены между собой таким образом, что образуют объемную конструкцию с расположенной вертикально конвекционной камерой для прохода воздуха. Внутри корпуса размещен, по крайней мере, один теплообменный элемент 5 (фиг.1). В верхней части 3 передней панели 1 расположено, по крайней мере одно, воздуховыпускное отверстие 6, на нижней стороне корпуса 7 расположено, по крайней мере одно, воздухозаборное отверстие 4. Дополнительно конвектор снабжен, по крайней мере одной, боковой опорой 8 (фиг.1) для его опирания на пол обогреваемого помещения. Боковые ребра 2 передней 1 либо задней панелей наклонены друг к другу, при этом угол наклона противолежащих боковых ребер 2 передней 1 либо задней панелей друг относительно друга (т.е. угол, образованный продолжением противолежащих боковых ребер 2 передней 1 либо задней панелей) лежит в интервале от 2° до 140°, за счет чего корпус конвектора имеет трапецеидальную форму. Корпус может быть выполнен, например, из прочного пластика или иного пригодного для этих целей материала. Теплообменные элементы 5 могут быть выполнены в виде пластин, трубчатой или иной пригодной для этих целей формы из металла или ионного пригодного для этих целей материала.
Конвектор работает следующим образом. Внутри корпуса конвектора устанавливают, по крайней мере, один теплообменный элемент 5. Холодный воздух поступает в конвектор через, по крайней мере, одно воздухозаборное отверстие 4, расположенное на нижней стороне корпуса 7, в конвекционной камере он нагревается теплообменным элементом и выходит через, по крайней мере, одно воздуховыпускное отверстие 6 в обогреваемое помещение.
При выполнении корпуса конвектора с углом α между противолежащими боковыми ребрами передней либо задней панелей, лежащим в указанном интервале, эффективность работы конвектора увеличивается. Это объясняется тем, что при таком выполнении корпуса конвектора в конвекционной камере создается избыточное давление за счет перепада температуры воздуха в нижней и верхней частях корпуса, увеличивается конвекционный поток нагретого воздуха, что позволяет быстрее нагревать помещение.
Значение угла наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей друг относительно друга α, лежащее в пределах от 2°-140°, обеспечивает максимальное увеличение общей теплопередачи конвектора.
Приведем примеры выбора угла α.
Поскольку техническим результатом является увеличение конвекционного потока нагретого воздуха, за счет чего быстрее нагревается помещение, для расчетов используем комнату объемом 10 м3, температура в которой составляет 16°C.
Требуемый результат: довести температуру в комнате до 20°C с помощью конвектора.
Для расчетов возьмем конвектор со следующими параметрами:
- мощность: 2000 Вт,
- длина нижнего ребра передней либо задней панели: 150 см.
- длина каждого из боковых ребер передней либо задней панелей: 50 см.
- длина верхнего передней либо задней панелей: устанавливается в зависимости от угла α между противолежащими боковыми ребрами передней либо задней панелей корпуса конвектора.
Пример 1
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 0° (боковые ребра передней либо задней панелей корпуса конвектора параллельны).
В данном случае, требуемый результат достигнут за 5 минут 40 секунд. Указанный результат является исходным.
Пример 2
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 1°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 5 минут 40 секунд, т.е. на 0% быстрее исходного.
Пример 3
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 2°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 5 минут 20 секунд, т.е. на 5% быстрее исходного.
Пример 4
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 5°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 4 минуты 50 секунд, т.е. на 15% быстрее исходного.
Пример 5
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 10°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 4 минуты 40 секунд, т.е. на 17,6% быстрее исходного.
Пример 6
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 30°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 4 минуты 50 секунд, т.е. на 15% быстрее исходного.
Пример 7
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 60°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 4 минуты 55 секунд, т.е. на 13,2% быстрее исходного.
Пример 8
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 90°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 5 минут 10 секунд, т.е. на 8,8% быстрее исходного.
Пример 9
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 120°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 5 минут 20 секунд, т.е. на 5% быстрее исходного.
Пример 10
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 140°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 5 минут 35 секунд, т.е. на 1,5% быстрее исходного.
Пример 11
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 150°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 5 минут 45 секунд, т.е. на 1,5% медленнее исходного.
Пример 12
Возьмем конвектор с углом наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α равным 160°.
В данном случае, требуемый результат достигнут за 6 минут 00 секунд, т.е. на 5,6% медленнее исходного.
Как видно из проведенных экспериментов, при величине угла наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α менее 2°, нет увеличения теплопередачи, т.к. в конвекционной камере не создается достаточного избыточного давления за счет перепада температуры воздуха в нижней и верхней частях корпуса, в связи с чем не увеличивается конвекционный поток нагретого воздуха.
При величине угла наклона противолежащих боковых ребер передней либо задней панелей корпуса конвектора друг относительно друга α более 140°, технического результата не достигается, поскольку увеличение конвекционного потока нагретого воздуха в связи возникновением в конвекционной камере избыточного давления нивелируется уменьшением площади выходного отверстия нагретого воздуха на передней панели корпуса конвектора.