ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОНВЕКТОР

Использование относится к области бытовых отопительных приборов, преимущественно для систем центрального отопления.
Известны отопительные конвекторы, содержащие закрепленный на кронштейнах нагревательный элемент, выполненный в виде по меньшей мере одного ряда расположенных одна над другой труб для подачи теплоносителя, снабженных ребрами охлаждения, и охватывающий нагревательный элемент кожух конвектора с вырезом для прохода труб, верхней решеткой для выхода нагретого воздуха и нижним воздухозаборником, (см., например, патенты Великобритании №2248923 от 1991 г. и №2277986 от 1994 г., кл. F 24 D 19/04). Благодаря наличию кожуха в зоне нагревательного элемента образуется упорядоченный воздушный поток и тяга снизу вверх (как в печной трубе) из-за разности атмосферных давлений, приводящая к повышению обдува ребер нагревательного элемента и повышению за счет этого эффективности отопительного прибора. Кроме того, конструктивное выполнение отопительного конвектора с кожухом значительно снижает его травмоопасность, поскольку большинство травмоопасных элементов (острых кромок ребер и т.п.) закрываются кожухом. Однако данные отопительные приборы не позволяют целенаправленно регулировать тепловую мощность в зависимости от желания потребителя для создания комфортных условий обитания.
Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату является 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 для выхода нагретого воздуха, двух боковин с отформованным по меньшей мере в одной из них вырезом для прохода труб, и нижний воздухозаборник (см. свидетельство РФ на полезную модель №9508 от 1998 г, кл. F 24 D 19/00).
Известное устройство позволяет целенаправленно изменять эффективность теплообмена путем регулирования тепловой мощности по желанию потребителя для создания комфортных условий в помещении. Однако, эффективность известного устройства достаточно низка из-за его чувствительности к неправильному монтажу и возможности его установки на стене со значительным перекосом, снижающим эффективность действия на 7-8%. Кроме того, недостаточная жесткость верхней панели кожуха из-за выполнения в ней решетки с удлиненными отверстиями для выхода нагретого воздуха влечет за собой необходимость увеличения толщины металла кожуха и соответственно металлоемкости конструкции. Помимо всего указанного известная конструкция явно нетехнологична в массовом производстве из-за усложненной сборки элементов.
Основной решаемой задачей, является создание отопительного конвектора повышенных потребительских качеств, обладающего высокой максимальной тепловой мощностью при низкой собственной материалоемкости, удовлетворяющего условиям повышенной комфортности, удобства в эксплуатации и травмобезопасности при
низких издержках производства за счет простой конструкции и высокой технологичности в массовом производстве.
Для достижения указанного результата в отопительном конвекторе, содержащем 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, согласно предложению 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.
За счет выполнения П-образного зева скобы кронштейна обеспечивается необходимая точность установки труб конвектора без перекоса нагревательного элемента, что обеспечивает наивысшие показатели тепловой мощности отопительного конвектора при существующих габаритах. Отбортовки обеспечивают жесткость, способствующую снижению материалоемкости конструкции, и
уменьшают травмоопасность нижней части кожуха при ручной протирке пыли под отопительным прибором или при подходе ногами вплотную к стене. Кроме того, выполнение отбортовки отверстий в средней части большей на 1-2 толщины листа, обеспечивая большую жесткость верхней решетки, одновременно исключает возможность возникновения технологического брака при прошивке и бортовке закруглений удлиненных отверстий, поскольку в силу высокой концентрации напряжений эти места наиболее склонны к образованию трещин и морщин. При таком выполнении конструкция отопительного конвектора получается наиболее простой и соответствует требованиям технологичности производства за счет возможности применения высокопроизводительных процессов таких, как штамповка и гибка.
Наиболее предпочтительно, если тепловой регулятор выполнен в виде установленного за нагревательным элементом регулятором расхода теплоносителя, что позволяет относительно просто регулировать тепловую мощность конвектора.
Наиболее целесообразно, если регулятор расхода теплоносителя выполнен в виде термостата. В этом случае тепловая мощность конвектора автоматически поддерживается на заданном уровне в зависимости от температуры теплоносителя и окружающей среды.
Кроме того, 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 обеспечивается возможность создания обходного пути для движения теплоносителя при полностью закрытом регуляторе расхода без создания недопустимого гидравлического сопротивления на входе
отопительного конвектора, что необходимо для нормальной работы отопительной системы.
Согласно альтернативному исполнению тепловой регулятор выполнен в виде регулятора расхода воздуха с поворотной заслонкой, расположенной выше нагревательного элемента, и по меньшей мере одной ручкой для ее привода.
Преимущественно поворотная заслонка имеет П-образную форму поперечного сечения, обращенного при открытом вертикальном положении заслонки зевом в сторону, противоположную зеву П-образной скобы кронштейна, а наружная поверхность упомянутой скобы в верхней своей части выполнена с вырезом, обеспечивающим вертикальное положение заслонки.
Наиболее целесообразно, если полки П-образной заслонки составляют 0,12-0,13 ее основания. В этом случае обеспечивается достаточная жесткость заслонки при минимальном весе.
Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется чертежами, на которых изображено:
На фиг.1 - общий вид отопительного конвектора.
На фиг.2 - общий вид конвектора проходного типа.
На фиг.3 - фронтальный вид кронштейна крепления.
На фиг.4 - вид сбоку на кронштейн крепления.
На фиг.5 - вид сбоку на конвектор (заслонка повернута в вертикальное положение).
На фиг.6 - фрагмент разреза верхней части Г-образной панели кожуха.
На фиг.7 - вид сверху на конвектор.
На фиг.8 - общий вид конвектора с термостатом.
На фиг.9 - вид сбоку на конвектор с термостатом.
На фиг.10 - возможное исполнение конвектора с двумя рядами труб, вид сбоку.
На фиг.11 - то же, вид сверху на нагревательный элемент проходного типа.
Отопительный конвектор содержит нагревательный элемент 1, выполненный в виде расположенных одна над другой верхней 2 и нижней 3 труб для подачи теплоносителя, например горячей воды. Трубы 2 и 3 снабжены ребрами охлаждения 4. Нагревательный элемент 1 закреплен на кронштейнах 5, которые могут крепиться к стене известным образом, например с помощью крепежных элементов 6 (см. фиг.3 и 4). Нагревательный элемент охвачен кожухом 7, состоящим из Г-образной панели 8 и двух боковин 9 и 10 с отформованным по меньшей мере в одной из них вырезом 11 для прохода труб 2 и 3. На фигуре 1 показано исполнение конвектора концевого типа (который устанавливается в конце секции однотипных отопительных приборов), противоположные концы труб 2 и 3 которого соединены между собой дугообразным переходом. В этом случае вырез 11 достаточно иметь только на одной боковине 9. В случае исполнения конвектора проходного типа (см. фиг.2), в котором трубы нагревательного элемента могут выходить с противоположной стороны и проходить к следующей секции отопительных приборов, вырез 11 выполняется также и на боковине 10.
Верхняя часть кожуха 7 снабжена решеткой 12 для выхода нагретого воздуха, которая образована сквозными удлиненными отверстиями 13 верхней плоскости Г-образной панели 8 (см. фиг.7).
При выполнении теплового регулятора в виде регулятора расхода воздуха над нагревательным элементом 1 на всей длине кожуха расположена поворотная заслонка 14 для регулирования расхода выходящего воздуха. Боковины 9 и 10 снабжены отверстиями для оси поворотной заслонки 14, в которых установлены ручки 15 привода поворота заслонки 14.
Каждый кронштейн 5 выполнен в виде отформованного из листового материала изогнутого в двух взаимно перпендикулярных плоскостях верхнего флажка 16 с отверстиями 17 для крепления к стене и нижней П-образной скобы 18 с зевом 19, охватывающим трубы и направленным в сторону, противоположную панели 8 кожуха 7 (см. фиг.3 и 4). При исполнении с поворотной заслонкой 14 наружная поверхность скобы 18 выполнена с вырезом 20, обеспечивающим вертикальное положение заслонки 14, а сама заслонка имеет П-образную форму поперечного сечения, обращенного при открытом вертикальном положении заслонки зевом в сторону, противоположную зеву 19. Полки 21 заслонки составляют 0,12...0,13 ее основания Н (см. фиг.3).
На фигуре 6 изображен фрагмент решетки 12 с удлиненными отверстиями 13. Отбортовка кромок отверстий 13 выполнена в средней части большей, чем по краям на величину h=1...2S, где S - толщина листа кожуха 7.
В случае выполнения теплового регулятора в виде регулятора 22 расхода теплоносителя он установлен за нагревательным элементом 1 и снабжен регулировочной ручкой 23, а перед нагревательным элементом трубы 2 и 3 соединены между собой патрубком 24, внутренний диаметр которого составляет 0,7...0,75 внутреннего
диаметра труб 2 и 3. (см. фиг.8). Так же выполнен конвектор и при установке вместо регулятора 22 термостата. В этом случае поворотной заслонки не имеется и кронштейн 5 может иметь переход 25 вместо выреза 20.
Нижняя часть 26 Г-образной панели 8 кожуха 7 (см. фиг.8) на всей длине снабжена горизонтальной отбортовкой 27 внутрь кожуха, полностью закрывающую кронштейны 5. Это обеспечивает достаточно большое проходное сечение воздухозаборника, расположенного под кожухом и придает необходимую жесткость конструкции, способствующую снижению материалоемкости, а также уменьшает травмоопасность нижней части кожуха при ручной протирке пыли под отопительным прибором.
Нагревательный элемент может быть выполнен также в виде двух параллельных рядов (см. фиг.10) упомянутых труб 2 и 3, соединение которых выполнено в виде радиусного отвода 28, исходящего под прямым углом от труб 2 или 3 первого ряда и входящего соответственно соосно в трубу 29 или 30 второго ряда (см. фиг.11). При этом за счет наиболее простых средств удается повысить мощность нагревательного элемента почти в два раза. Ребра 31 охлаждения в этом случае связывают попарно верхние трубы 2 и 29 и попарно нижние 3 и 30. При этом обеспечивается наиболее технологичный вариант изготовления нагревательного элемента увеличенной мощности и простота его закрепления.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Отопительный прибор стационарно закрепляется на стене отапливаемого помещения в непосредственной близости от стены на высоте от пола 85...155 мм. Теплоноситель - горячая вода - подается в
верхнюю трубу 2, и, проходя через все секции и отдавая тепло через ребра 4 и 31 нагревательного элемента, возвращается через трубу 3. Теплоотдача повышается, если через ребра 4 и 31 усиленно циркулирует воздух. Для интенсификации конвекционного теплообмена нагревательный элемент окружен кожухом 7. Из-за разности атмосферных давлений в нижней и верхней части кожуха под ним создается постоянная тяга воздуха (как в печной трубе), проходящего между ребрами 4 и 31, что увеличивает максимальную тепловую мощность отопительного прибора на 35%. Регулирование тепловой мощности в соответствии с условиями обеспечения комфортности осуществляется с помощью поворотной заслонки 14, перекрывающей поток воздуха, выходящий из нагревательного элемента, или с помощью регулятора 22 расхода теплоносителя. Нагретый воздух выходит через решетку 12 и, смешиваясь с окружающим воздухом, отапливает помещение. Форма кронштейнов 5 обеспечивает надежную фиксацию нагревательного элемента, не допуская его перекоса. Конфигурация наружных элементов отопительного конвектора исключает возможность получения бытовых травм при его эксплуатации, поэтому он может устанавливаться в любых детских учреждениях, включая школы и детские сады.
Предлагаемое выполнение отопительного конвектора позволяет повысить его эффективность и потребительские качества, за счет обеспечения высокой максимальной тепловой мощности при низкой собственной материалоемкости, удовлетворения условиям повышенной комфортности, удобства в эксплуатации и травмобезопасности при низких издержках производства за счет простой и рациональной конструкции и высокой технологичности в массовом производстве.