СЕКЦИОННЫЙ РАДИАТОР

Заявляемое устройство относится к отопительной технике, а именно к радиаторам с оребренной поверхностью, применяемым в системах водяного отопления и может быть использовано для систем центрального и индивидуального отопления жилых, общественных и производственных зданий.
Известен секционный радиатор по патенту на изобретение RU 2164643 C1, 7 F24H 3/00, приоритет 27.09.1999, дата публикации 27.03.2001, содержащий секции, выполненные из вертикальных трубчатых элементов, снабженных оребрением и подключенных своей полостью к сборному и раздающему коллекторам, выполненным составными из отрезков труб с резьбой противоположного направления на концевых участках, заведенных в радиальные резьбовые отверстия трубчатых элементов, расположенных в верхней и нижней частях, при этом вокруг упомянутых отрезков труб между трубчатыми элементами расположены дистанционные втулки, а полости трубчатых элементов заглушены в торцах пробками.
Трубчатый элемент выполнен с прямоугольным поперечным сечением с соотношением сторон в пределах от 1:2 до 1:5, при этом пробки выполнены в виде запрессованных в торец полостей трубчатых элементов стаканов, в стенках которых выполнены радиальные резьбовые отверстия для соединения с отрезками труб.
Общими признаками заявляемого секционного радиатора и аналога является наличие в каждой секции вертикального трубчатого элемента, снабженного оребрением и подключенного своей полостью к сборному и раздающему коллекторам.
В аналоге достигается снижение металлоемкости, однако, он имеет недостаточно увеличенную поверхность теплообмена, которая влияет на повышение его эффективности.
Известен также секционный радиатор по патенту на изобретение RU 2208746 C2, 7 F24H 3/00, приоритет 30.01.2001, дата публикации 20.07.2003, содержащий соединенные между собой секции с заданным количеством вертикальных теплообменных оребренных колонок с головками, стянутыми между собой. Площади вертикальных теплообменных колонок в секциях расположены асимметрично относительно оси головок, колонки выполнены с внутренними каналами прямоугольного сечения, а лицевые поверхности колонок удлинены в сторону смежных секций, образуя теплообменную панель, причем ребра, выполненные на боковых поверхностях колонок, расположены параллельно оси колонок, образуя вертикальные коридоры различного сечения между ребрами смежных секций.
Общими признаками заявляемого секционного радиатора и второго аналога является наличие соединенных между собой секций с заданным количеством вертикальных теплообменных оребренных колонок с головками, стянутыми между собой. Ребра, выполненные на боковых поверхностях колонок, расположены параллельно оси головок, образуя вертикальные коридоры между ребрами смежных секций, для прохода восходящих потоков воздуха.
Во втором аналоге достигается интенсификация теплообмена от теплоносителя в отапливаемое помещение, снижение металлоемкости, улучшение внешнего вида и гигиенических характеристик радиатора.
К недостаткам аналога можно отнести отсутствие каналов для восходящих потоков воздуха с наклоном в сторону обогреваемого помещения. Радиатор-аналог конструктивно выполнен так, что он имеет только вертикальные коридоры для направленных потоков воздуха, что несколько снижает степень теплообмена.
Наиболее близким по совпадающим общим признакам, т.е. прототипом является секционный отопительный радиатор по патенту на изобретение RU 2059933 C1, 6 F24D 3/12, 19/00, F28F 1/10, приоритет 1993.09.01, дата публикации 1996.05.10, содержащий ряд продольных оребренных
труб из алюминиевого профиля, при помощи ниппелей герметично закрепленных в отверстиях верхнего и нижнего коллекторов, также выполненных из алюминиевого профиля. Соединенные между собой участки ниппелей и отверстия коллекторов выполнены резьбовыми, а в основании каждого отверстия выполнена фаска, сопряженная с кромкой резьбового участка ниппеля, при этом на внутренней поверхности каждой трубы также выполнена фаска, образующая с фаской отверстия коллектора после напрессовки трубы на ниппель V-образный кольцевой зазор, в котором размещена герметизирующая прокладка, а на запрессованном в трубе участке ниппеля выполнены канавки и в них установлены уплотнения.
Оребрение каждой трубы выполнено в виде двухстороннего гребня, в центре которого симметрично расположена труба.
Общими признаками заявляемого секционного радиатора и прототипа является наличие в каждой секции оребренной трубы из алюминиевого сплава, соединенной герметично с верхним и нижним коллекторами, также выполненными из алюминиевого сплава. Оребрение каждой трубы выполнено в виде двухстороннего гребня, в центре которого симметрично расположена труба. Наружные стенки гребня образуют переднюю лицевую и заднюю теплопередающие широкие панели.
В прототипе достигается эксплуатационная надежность за счет улучшения герметичности соединений и интенсификация теплопередачи.
Недостатком прототипа является то, что Оребрение на трубе расположено строго вертикально и не имеет наклонных каналов для подачи теплоты в обогреваемое помещение. Кроме этого, недостатком прототипа является отсутствие современного промышленного дизайна внешнего вида секционного радиатора.
Задача заключается в создании компактного, не металлоемкого радиатора с улучшенными теплотехническими характеристиками и внешним видом, соответствующим современному промышленному дизайну.
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого устройства, является:
- повышение эффективности теплообмена за счет увеличения площади теплообменник поверхностей и создания каналов для прохождения нагретых восходящих потоков воздуха в пространство отапливаемого помещения, образованных наклонной поверхностью прилива и теплопередающими ребрами с изгибом;
- формирование улучшенного внешнего вида радиатора за счет выбора размеров передней лицевой и задней панелей, а также размеров горизонтальной площадки прилива с целью образования после сборки радиатора плоских вертикальной и горизонтальной поверхностей, а также современного покрытия, обеспечивающих эстетический внешний вид.
Для достижения технического результата в секционном радиаторе, состоящим из герметично соединенных между собой секций из алюминиевого сплава, содержащем в каждой секции вертикальную трубу, сообщающуюся с верхним и нижним коллекторами для прохода теплоносителя, при этом вертикальная труба выполнена с двухсторонним симметричным вертикальным оребрением, размещенным между крайними широкими панелями, согласно изобретению предусмотрено следующее: вертикальная труба имеет овальный профиль, верхний коллектор каждой секции выполнен с приливом, имеющем наклонную нижнюю поверхность для образования канала с соседним теплопередающим изогнутым ребром и горизонтальную площадку, соединенную ребром жесткости с передней лицевой панелью и задней панелью с боковыми вырезами для монтажа радиатора, вертикальные теплопередающие ребра имеют разную длину и ширину, а верхняя часть четырех ближайших к передней панели изогнутых теплопередающих ребер выполнена с углом наклона от 43° до 47° и образует между собой каналы для восходящих потоков воздуха в сторону обогреваемого пространства помещения.
Вертикальная труба в каждой секции снабжена в нижней торцевой части заглушкой. Теплопередающие ребра, ребро жесткости, передняя лицевая и задняя панели выполнены с закругленными углами. Радиатор после сборки секций имеет вертикальную и горизонтальную сплошные, плоские поверхности, образованные рядами передних лицевых панелей и горизонтальными площадками приливов. Внешние поверхности радиатора покрыты порошковой эмалью напылением и создают радиатору эстетически красивый вид.
Новые элементы поверхности секции радиатора, новые детали: прилив, ребро жесткости, заглушка.
Новые особенности конструктивного выполнения элементов поверхности секции радиатора, соотношение размеров выполнения элементов:
- вертикальная труба имеет овальный профиль;
- прилив выполнен с наклонной нижней поверхностью и горизонтальной верхней площадкой;
- задняя панель в верхней части выполнена с боковыми вырезами;
- вертикальные теплопередающие ребра имеют разную длину и ширину;
- верхняя часть четырех ближайших к передней лицевой панели изогнутых ребер выполнена с углом наклона от 43° до 47°;
- теплопередающие ребра, ребро жесткости, передняя лицевая и задняя панели выполнены с закругленными углами.
Новое расположение, взаимосвязь элементов поверхности секций и деталей радиатора:
- горизонтальная верхняя площадка прилива соединена ребром жесткости с передней лицевой и задней панелями;
- вертикальная труба снабжена в нижней торцевой части заглушкой;
- передние лицевые панели и горизонтальные верхние площадки приливов секций после сборки радиатора образуют сплошные, плоские поверхности.
Выполнение вертикальной трубы с овальным профилем сделано с целью увеличения площади среднего теплопередающего ребра. Прилив способствует увеличению степени эффективности теплообмена, так как он фактически охватывает по контуру верхний входной коллектор, по которому в радиатор поступает теплоноситель, сохраняя его максимальную температуру. Горизонтальная верхняя площадка прилива отражает тепло в окружающее пространство, а наклонная нижняя его поверхность совместно с изогнутой частью теплопередающих ребер и ребром жесткости образует дополнительные каналы для прохода нагретых восходящих потоков воздуха в сторону отапливаемого пространства помещения.
Ребро жесткости создает единую прочную конструкцию секции радиатора, так как оно жестко соединено с вертикальной трубой, на его поверхности размещены теплопередающие ребра, а с его торцевой частью жестко соединены передняя лицевая и задняя панели, а также поверхности прилива и верхний коллектор. Заглушка, установленная в нижней торцевой части вертикальной трубы обеспечивает герметичность конструкции в процессе эксплуатации радиатора. Боковые вырезы в верхней части задней панели предусмотрены для монтажа, т.е. установки радиатора в месте его эксплуатации. Разная длина и ширина теплопередающих ребер, размещенных между передней и задней панелями, а также выполнение изгиба с углом наклона 43°-47° верхней части четырех ребер, ближайших к передней панели, необходимы для более эффективного теплообмена внутри секции и создания каналов направленной подачи теплового потока в пространство отапливаемого помещения.
Размеры передней лицевой панели и горизонтальной площадки прилива (ширина и длина) выбраны такими, чтобы при сборке радиатора образовались сплошные плоские вертикальная и горизонтальная поверхности,
создающие удобства при обслуживании и возможность организации эстетичного внешнего вида.
Выполнение теплопередающих ребер, ребер жесткости, передней лицевой и задней панелей секций радиатора с закругленными углами соответствует требованиям техники безопасности, является дополнительным элементом, способствующим созданию эстетического внешнего вида устройства.
Перечисленные новые элементы поверхности секции радиатора, их конструктивное выполнение, взаимное расположение и взаимосвязь между собой позволяют решить поставленную задачу - создание компактного радиатора с улучшенными характеристиками и современным эстетическим внешним видом.
Заявляемый секционный радиатор поясняется описанием и чертежами. На фиг.1 изображен внешний вид секционного радиатора в сборе, на фиг.2 - секция радиатора, вид сбоку, на фиг.3 - секция радиатора, вид сзади, на фиг.4 - сечение секции радиатора по А-А, на фиг.5 - аксонометрия секции радиатора.
На чертежах следующие обозначения:
1 - вертикальная труба;
2 - верхний коллектор;
3 - нижний коллектор;
4 - прилив;
5 - передняя лицевая панель;
6 - задняя панель;
7 - боковые вырезы задней панели;
8 - изогнутые ребра;
9 - горизонтальная площадка прилива;
10 - нижняя наклонная поверхность прилива;
11 - ребро жесткости;
12 - заглушка.
Секционный радиатор представляет собой сборку герметично соединенных секций, выполненных из алюминиевого сплава. Каждая секция содержит вертикальную овального профиля трубу 1, сообщающуюся с верхним входным коллектором 2 и нижним выходным коллектором 3. Вокруг верхнего коллектора 2 выполнен прилив 4. Секция радиатора имеет переднюю лицевую панель 5 и заднюю панель 6, выполненную с боковыми вырезами 7, расположенными в верхней части панели и служащие для крепления радиатора на место установки. Вертикальная труба 1 выполнена с двухсторонним симметричным оребрением, размещенным между широкими панелями 5 и 6. Теплопередающие ребра расположены вертикально и имеют разную длину и ширину. Изогнутые части ребер 8, расположенные за передней лицевой панелью 5 и выполненные с углом наклона 43°-47°, образуют между собой и с нижней наклонной поверхностью 10 прилива 4 каналы, по которым восходящий поток нагретого воздуха поступает в помещение. Ребро жесткости 11 соединено с вертикальной трубой, на его поверхности размещены теплопередающие ребра, с его торцевой частью жестко соединены передняя лицевая панель 5, задняя панель 6, а также поверхности прилива 4 и верхний коллектор 2. Таким образом, ребро жесткости 11 объединяет все элементы секции радиатора в единую прочную конструкцию.
При сборке секций радиатора передние лицевые панели 5 и горизонтальные площадки 9 приливов 4 образуют сплошные плоские поверхности, формируя внешний вид устройства в целом.
Все теплопередающие ребра, панели 5 и 6, ребро жесткости 11 выполнены с закругленными углами. Вертикальная труба 1 имеет овальный профиль, с нижнего торца трубы установлена заглушка 12. Секции радиатора соединены с верхним входным 2 и нижним выходным 3 коллекторами с помощью герметичных соединений и уплотнительных элементов, например силиконовых прокладок или из паронита. Количество секций выбирается
по требованию потребителей. Покрытие внешних поверхностей радиатора осуществляется напылением порошковой эмалью.
Секционный радиатор функционирует следующим образом. При подключении секционного радиатора в систему центрального отопления теплоноситель через горизонтальный верхний коллектор поступает в вертикальные трубы секций, нагревая вертикальные теплопередающие ребра, ребро жесткости, передние лицевые и задние панели, а также горизонтальные площадки и нижние наклонные поверхности приливов. Воздух помещения благодаря конвекции проходит снизу вверх по образовавшимся каналам, максимально воспринимая тепло от вертикальных труб и развитой наружной поверхности оребрения, поступает затем через наклонные выходные каналы в обогреваемое пространство помещения. Тепло в пространство помещения поступает также от наружных поверхностей нагретых панелей и горизонтальных площадок приливов.
Заявляемый секционный радиатор существенно отличается от выбранных аналогов и прототипа. К достоинствам секционного радиатора можно отнести:
- компактную конструкцию без увеличения габаритов с минимальным весом, что облегчает монтаж изделия;
- конструкцию теплопередающих изогнутых ребер и поверхностей приливов, благодаря чему по созданным каналам направленный поток теплоты поступает в обогреваемое помещение.
При этом заявляемый секционный радиатор имеет современный эстетический вид.
Положительный эффект при эксплуатации радиаторов заключается в снижении расхода энергоресурсов за счет обеспечения максимальной теплоотдачи с единицы поверхности теплообмена.
Изготовлен опытный образец устройства, испытания показали хорошие результаты.