УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к отопительному оборудованию, применяемому в качестве дополнительной или основной системы отопления для обогрева помещений.
Уровень техники.
Одной из проблем, возникающих при эксплуатации замкнутых жидкостных систем отопления, является проблема температурного расширения теплопроводящего вещества и необходимости компенсации этого расширения, поскольку изменение давления жидкого теплопроводящего вещества отрицательно отражается на работе, как всей отопительной системы, так и отдельных ее элементов, выводя их из строя.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту на полезную модель KR 200431492(Y1), LIN НЕЕ HWANG [KR], МПК F16L 53/00, F24D 13/00, F24D 13/04, опубл. 23.11.2006 г., в котором представлено описание конструкции трубы с горячей водой, имеющей внутри нее нагреваемую воду, нагревательный провод для нагрева воды, концевую часть которой герметизируют с помощью уплотнительного устройства, установленного для предотвращения вытекания нагреваемой воды; на одной из боковых поверхностей уплотнительного устройства расположены крепежный участок, сообщающийся с внутренней частью трубы с горячей водой, и соединенное с крепежным участком устройство приема давления, приспособленное для расширения и сжимания в ответ на изменение давления внутри трубы с горячей водой. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: труба, имеющая внутри нее нагреваемую жидкость, нагревательный провод для нагрева жидкости, концевую часть которой герметизируют для предотвращения вытекания нагреваемой жидкости.
Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании вышеописанного аналога полезной модели, заключается в сложности выполнения предложенной конструкции трубы с нагреваемой жидкостью, в которой предусмотрено дополнительное устройство, приспособленное для расширения и сжимания в ответ на изменение давления внутри трубы с нагреваемой жидкостью, конструктивно соединенное с расположенным на конце трубы уплотнительным устройством и установленное с боковой стороны трубы, включающее упругое средство, сжимаемое и растягиваемое под давлением воздуха, подаваемого с помощью устройства подачи воздуха.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по патенту на изобретение KR 101198112 (В1), KIM, PYEONG GEUN [KR], МПК F24D 13/00, F24D 13/04, опубл. 09.11.2012 г., в котором описана конструкция трубы для горячей воды, имеющей гайки на своем переднем и заднем конце и электрическую линию нагрева, заполненной подогревающейся водой, содержащей устройство компенсации давления, поддерживаемое пружиной; на переднем конце трубы предусмотрено уплотнительное средство, вставленное выступающей частью в сквозное отверстие и соединенное с трубой с горячей водой; подача воды предусмотрена через гайку на заднем конце трубы; блок компенсации давления выполнен таким образом, чтобы предотвратить утечку воды из трубы для горячей воды. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: труба для горячей жидкости, имеющая гайки на своем переднем и заднем конце и электрическую линию нагрева, заполненная подогревающейся жидкостью.
Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании наиболее близкого аналога полезной модели, заключается в необходимости компенсации давления внутри трубы с горячей жидкостью, при отсутствии которого некомпенсируемое сжатие и расширение жидкости при изменении ее температуры требует создания надежной системы герметизации трубы, что приводит к усложнению конструкции трубы.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является упрощение конструкции устройства для отопления помещений, что достигается выполнением конструкции, состоящей из герметично закрытой полости трубы, заполненной жидким теплопроводящим веществом, и размещенным внутри нее нагревательным элементом, при этом в трубе находится теплопроводящее незамерзающее жидкое вещество, в предварительно разогретом состоянии закаченное в трубу до начала ее герметизации и находящееся в герметично закрытой трубе под давлением ниже атмосферного после ее остывания.
Упрощение конструкции устройства для отопления помещений обеспечивается отсутствием необходимости использования в составе конструкции устройства, специально приспособленного для компенсации давления жидкого незамерзающего теплопроводящего вещества в герметично закрытой полости трубы, усложняющего конструкцию устройства для отопления помещения в целом. Компенсация давления жидкого теплопроводящего вещества в заявляемой конструкции не требуется, поскольку закаченное в герметично закрытую полость трубы жидкое теплопроводящее вещество, изначально находится под давлением ниже атмосферного, имея при этом определенный объем, а при нагревании теплопроводящего вещества (в процессе эксплуатации) объем его увеличивается, максимально заполняя объем трубы, при этом давление, под которым находится теплопроводящее вещество, изменяется, приближаясь к атмосферному давлению.
Краткое описание чертежей.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре схематично представлено устройство для отопления помещений в разрезе.
Позициями на фигуре обозначены:
1 - труба,
2 - теплопроводящее вещество,
3 - нагревательный элемент,
4 - запорно-герметизирующие узлы,
5 - конец нагревательного элемента (отрицательный),
6 - конец нагревательного элемента (положительный).
Осуществление полезной модели.
Конструкция устройства для отопления помещений включает трубу 1, заполненную жидким теплопроводящим веществом 2, и размещенный внутри нее нагревательный элемент 3, имеющий холодный конец нагревательного элемента (отрицательный) 5 и холодный конец нагревательного элемента (положительный) 6. Герметичность трубы обеспечивается запорно-герметизирующими узлами 4, установленными на обоих концах трубы 1. Труба 1 выполнена преимущественно из сшитого полиэтилена диаметром 16 мм или 20 мм. В качестве теплопроводящего вещества 2 используется незамерзающее жидкое вещество, закаченное в трубу 1 до начала ее герметизации в предварительно разогретом состоянии и находящееся в герметично закрытой трубе под давлением ниже атмосферного после ее остывания. Нагревательный элемент 3 выполнен в виде одного или нескольких нагревательных проводов в зависимости от необходимой мощности. Нагревательные провода выполнены из материала, выбираемого исходя из оптимального соотношения таких свойств провода, как толщина, сопротивление, тугоплавкость и с учетом зависимости увеличения поверхности теплосъема от увеличения толщины провода. В качестве такого материала применяются различные металлы и сплавы, такие как нихром, фехраль, медно-никелевый с термостойкой изоляцией, а также углеродная нить. В предлагаемой конструкции преимущественно применяется медно-никелевый сплав, обладающий при наступлении опасности перегрева свойством увеличивать сопротивление при одновременном снижении мощности нагревательного элемента и потреблении им электроэнергии, предотвращая при этом кипение жидкости с образованием пузырьков воздуха, скапливающихся в верхней части трубы, приводящее при наступлении перегрева к выходу устройства из рабочего состояния.
Устройство для отопления помещений работает следующим образом.
В трубу 1, выполненную из сшитого полиэтилена и имеющую определенную длину, значение которой зависит от площади поверхности обогрева в помещении, закачивают теплопроводящее вещество 2, в качестве которого применяют незамерзающее жидкое вещество. Перед закачиванием в трубу 1 теплопроводящее вещество 2 предварительно разогревают. Оба конца трубы 1 закрывают с помощью запорно-герметизирующих узлов 4. После остывания теплопроводящее вещество 2 в полости герметично закрытой трубы находится под давлением ниже атмосферного. Собранную в таком виде трубу 1 монтируют на выбранной для обогрева поверхности. Нагревательный элемент 3 соединяют с источником электрического тока с подсоединенным терморегулятором (на чертеже не показан). В зависимости от конструктивных особенностей и площади помещения холодные концы нагревательного элемента 5, 6 возможно подсоединить в одну или две разные расположенные на определенном расстоянии (не более 20 м) монтажные коробки. При подаче электрического тока нагревательный элемент 3 нагревает жидкое теплопроводящее вещество 2 до заданной температуры. При нагревании жидкое теплопроводящее вещество 2 расширяется, увеличиваясь в объеме, максимально заполняя полость закрытой трубы 1, при этом давление, под которым находится теплопроводящее вещество, изменяется, приближаясь к атмосферному давлению.
Преимущества заявляемой полезной модели:
- упрощение конструкции устройства для отопления помещений,
- сохранение всех эксплуатационных характеристик устройства при использовании упрощенной его конструкции,
- снижение трудоемкости изготовления устройства.