ЧУГУННЫЙ СЕКЦИОННЫЙ РАДИАТОР

Чугунный секционный радиатор
Полезная модель относится к отопительным устройствам, в частности, к устройствам для обогрева помещении в системах центрального отопления.
Известны чугунные секционные радиаторы, составленные из отдельных секций с вертикальными колонками (Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Учебник для вузов/В.М. Гусев, Н.И. Ковалев, В.А. Потрошков, под ред. В.М. Гусева. - Л.: Стройиздат. Ленингр. отделение, 1981. С. 108-111). Секции радиаторов соединяются на ниппелях. Каждый радиатор укомплектовывают двумя радиаторными глухими пробками, двумя радиаторными проходными пробками и прокладками.
Общим недостатком чугунных секционных радиаторов по сравнению с другими видами нагревательных приборов является их большая металлоемкость, что связано с хрупкостью чугуна, обуславливающей значительную толщину стенки радиатора (например, 4-6 мм). Кроме того, достаточно большая масса чугунного секционного радиатора вызывает трудности при обращении с радиатором в процессе его сборки, при погрузкеразгрузке, транспортировке и монтаже.
Известен чугунный радиаторный блок для систем отопления, содержащий сребренные вертикальные колонки обтекаемой формы, соединенные горизонтальными каналами (авт. св. SU № 198602, МПК F 24 D 1967 г.). Сребренные вертикальные колонки выполнены с трапециевидным поперечным сечением, большее основание которого очерчено по кривой с радиусом, равным половине большего основания трапеции. При этом отношение высоты трапеции к полусумме ее оснований составляет от 1,8 до 2,0 при отношении размеров большего и меньшего оснований от 2,2 до 2,4. Известное устройство обеспечивает, в частности, повышение теплоотдачи и снижение веса радиаторного блока.
Недостатком известного устройства является достаточно сложная конструкция, что усложняет технологию изготовления стержней отливок.
Известен чугунный секционный отопительный прибор по авт. св. SU 214060 (МПК F 24 D, 1968 г.). Известное устройство выполнено в виде плоско плиты, составленной из секций, соединенных между собой ниппелями и имеющих горизонтальные каналы для пропуска теплоносителя. В одной из
МПК7Р2403/00
крайних секций горизонтальные каналы соединены между собой вертикальной колонкой. Горизонтальные каналы выполнены с ребрами, расположенными в общей вертикальной плоскости. Ребра выполнены с приливами, расположенными параллельно упомянутым каналам. Известное устройство обеспечивает уменьшение расхода металла на единицу тепломощности и увеличение лучистой составляющей теплоотдачи.
Известен отопительный прибор для систем центрального отопдюшя с секциями, соединенными на ниппелях, причем секции выполнены в виде регистровых труб с крестообразными ребрами (авт. св. SU № 223291, МПК F 24 D, 1968 г.). Известный отопительный прибор составлен из секций, каждая из которых состоит из верхней и нижней горизонтальных труб для прохода теплоносителя с отверстиями под ниппели на концах. Труба, создающая регистровое соединение, имеет эллиптическое поперечное сечение и проходит посередине секции. На регистровой трубе расположены крестообразные вертикальные ребра, служащие для дополнительной поверхности теплоотдачи. Наличие регистровых труб обеспечивает равномерность теплоотдачи по всей высоте вертикальных ребер.
Недостатком последних двух чугунных отопительных приборов являются достаточно большие габариты.
Известен секционный радиатор по авт. св. SU № 1776924 AI МПК F 24 D 3/00, 1992 г. Секционный радиатор выполнен из отпрессованных из алюминиевого сплава трубчатых вертикальных элементов квадратного сечения со сквозной полостью, снабженных оребрением и подключенных своей полостью к сборному и раздающему коллекторам. Коллекторы выполнены составными из отрезков труб с концевыми участками, снабженными резьбой противоположного направления и скрепленными резьбовым соединением с радиальными отверстиями в верхних и нижних частях трубчатых вертикальных элементов. При этом вокруг отрезков труб размещены дистанционирующие втулки, а полости трубчатых элементов заглушены в торцах резьбовыми пробками.
Однако, известный секционный радиатор имеет достаточно сложную конструкцию, что увеличивает трудоемкость его изготовления. Кроме того, использование в качестве материала для изготовления секционного радиатора алюминиевого сплава предполагает достаточно высокую себестоимость радиатора. Недостатком радиатора также является то, что конструкция секции
радиатора (трубчатого элемента) не обеспечивает эффективную передачу тепла окружающей среде, так как его наружная поверхность мала по отношению к внутренней сребренной, при этом ребра в большей степени греют друг друга, что снижает эффективность радиатора. Вместе с этим внутренние ребра увеличивают толщину секций, что приводит к увеличению металлоемкости и загромождению отапливаемых помещений.
Также известен секционный радиатор по патенту RU № 2164643 (МрК F 24 Н 3/00, 2001 г.). Секционный радиатор содержит ряд отпрессованных из алюминиевого сплава сребренных вертикальных трубчатых элементов со сквозной полостью. Каждый трубчатый элемент представляет собой профиль с прямоугольньш поперечным сечением с соотношением сторон в пределах от 1:2 до 1:5. Сквозная полость подключена к сборному и раздающему коллекторам, выполненным составными из отрезков труб с резьбой противоположного направления на концевых участках . Трубчатые элементы в верхней и нижней частях снабжены радиальными резьбовыми отверстиями, размещенными перпендикулярно сквозной полости, резьба в которых также имеет противоположное направление. Между вертикальными трубчатыми элементами на упомянутых отрезках труб, в верхней и нижней частях радиатора, размещены дистанционирующие втулки, уплотняемые прокладками, размещенными в посадочных местах. Торцы вертикальных трубчатых элементов заглушены пробками, которые представляют собой запрессованные в торец вертикальных трубчатых элементов разъемные или неразъемные стаканы, в стенках которых выполнены радиальные резьбовые отверстия для соединения к концевым участкам отрезков труб.
Недостатком известного секционного радиатора является достаточно сложная конструкция, обуславливающая высокую трудоемкость изготовления радиатора. Кроме того, использование в качестве материала для изготовления радиатора алюминиевого сплава предполагает высокую себестоимость радиатора. К недостаткам радиатора также можно отнести трудность очистки радиатора от пыли.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемой полезной моделью является радиатор отопительный чугунный серии 4-2, серийно выпускаемый ОАО «Чебоксарский агрегатный завод (г. Чебоксары). Известный секционный одноканальный радиатор состоит из отдельных вертикальных чугунных секций прямоугольного сечения,
собираемых на ниппелях с прокладками. Секции радиатора выполнены с оребрением. Радиатор укомплектовывается двумя радиаторными глухими пробками и двумя радиаторными проходными пробками. Секции радиатора выполнены каждая с вертикальным каналом, имеющим поперечное сечение, представляющее собой выпуклый многоугольник, углы при вершинах которого выполнены каждый со скруглением по радиусу, расположенный симметрично относительно плоскости, геометрически совмещенной с плоскостью разъема литейной формы секции радиатора. При этом упомянутая плоскость ориентирована параллельно фронтальной плоскости чугунного секционного радиатора.
Однако, вертикальные каналы секций радиатора имеют поперечное сечение относительно большой площади, что снижает коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке секции. Кроме того, наличие оребрения у секций увеличивает металлоемкость радиатора.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в интенсификации теплоотдачи чугунного секционного радиатора и снижении металлоемкости последнего.
Эта задача решается благодаря тому, что в известном чугунном радиаторе, включающем вертикальные одноканальные секции, причем секции радиатора выполнены каждая с вертикальным каналом, имеющим поперечное сечение, представляющее собой многоугольник, углы при вершинах которого выполнены каждый со скруглением по радиусу, расположенный симметрично относительно плоскости, геометрически совмещенной с плоскостью разъема литейной формы радиатора, согласно полезной модели вертикальные каналы выполнены каждый с поперечным сечением в виде замкнутого профиля Нобразной формы (как это изображено на чертеже фиг. 3). Средний формообразующий элемент сечения расположен вдоль плоскости, геометрически совмещенной с плоскостью разъема литейной формы секции радиатора. При этом упомянутая плоскость ориентирована перпендикулярно фронтальной плоскости чугунного секционного радиатора.
Такое выполнение позволяет, не увеличивая габаритов поперечного сечения колонки секции радиатора, увеличить смоченный периметр вертикального канала секции и, тем самым, интенсифицировать теплоотдачу секционного радиатора. При этом каждая из секций чугунного радиатора, в сравнении с секцией чугунного радиатора, принятого в качестве прототипа, при
тех же габаритах обеспечивает больший тепловой поток. Таким образом, заявляемый чугунный радиатор в сравнении с прототипом при одном и том же количестве секций обеспечивает большую теплоотдачу. С другой стороны, тепловой поток, такой же как у прототипа, может быть получен при меньшем количестве секций радиатора или при меньших габаритах отдельных секций, составляющих радиатор, что позволяет снизить металлоемкость последнего. Вместе с этим, благодаря возможности уменьшения ширины отдельных секций радиатора либо уменьшения их количества, полезная модель позволяет существенно уменьшить габариты чугунного секционного радиатора по фронту, что в совокупности со снижением массы радиатора облегчает обращение с последним и обеспечивает повышение основных технико-экономических показателей чугунного секционного радиатора.
На фиг. 1 схематично показан чугунный секционный радиатор, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - форма поперечного сечения вертикального канала секции радиатора, разрез Б-Б на фиг. 2.
В варианте осуществления чугунный секционный радиатор составлен из пяти вертикальных секций 1, соединенных соответственно между собой известным образом посредством ниппелей с прокладками (на чертеже не показано). Радиатор снабжен двумя радиаторными глухими пробками 2 и двумя проходными радиаторными пробками 3 для подключения радиатора к системе отопления. Каждая секция 1 имеет один вертикальный канал «а с поперечным сечением, представляющим собой многоугольник, углы при вершинах которого выполнены каждый со скруглением по радиусу, расположенный симметрично относительно плоскости, геометрически совмещенной с плоскостью «Ь разъема литейной формы секции радиатора. При этом поперечное сечение канала выполнено в виде замкнутого профиля Н - образной формы, как это изображено на чертеже фиг. 3, причем средний формообразующий элемент сечения расположен вдоль плоскости, геометрически совмещенной с плоскостью «Ь разъема литейной формы секции радиатора. Такая форма выполнения вертикальных каналов позволяет при тех же габаритах, что и у каналов прямоугольного сечения, существенно увеличить площадь вертикальных поверхностей нагрева радиатора. Упомянутый замкнутый профиль выполнен с конструктивными литейными уклонами и соответствующими литейными радиусами скруглений (на чертеже не показано). Секции радиатора выполнены таким образом, что плоскость разъема литейной
формы секции радиатора располагается перпендикулярно фронтальной плоскости чугунного секционного радиатора.
Чугунный секционный радиатор работает следующим образом.
При подключении радиатора к стояку системы отопления теплоноситель через одну из проходных радиаторных пробок 3 поступает в один из горизонтальных коллекторов, образованных в результате последовательного соединения секций радиатора между собой, затем по вертикальным каналам секций радиатора - в другой горизонтальный коллектор и через другую радиаторную проходную пробку 3 выходит из радиатора.
Выполнение секций радиатора с вертикальным каналом, имеющим поперечное сечение в виде замкнутого профиля, как это показано на чертеже фиг. 3, позволяет увеличить смоченный периметр вертикального канала секции радиатора. Благодаря увеличению смоченного периметра вертикального канала каждая из секций чугунного радиатора, в сравнении с секцией чугунного радиатора, принятого в качестве прототипа, при тех же габаритах обеспечивает больший тепловой поток (выше теплоотдача). Соответственно и заявляемый чугунный секционный радиатор при одном и том же количестве секций обеспечивает большую теплоотдачу в сравнении с известным радиатором. С другой стороны, тепловой поток, такой же как у секции известного устройства, в секции заявляемого устройства может быть получен при меньших габаритах последней, что позволяет снизить металлоемкость секции радиатора и, следовательно, металлоемкость чугунного секционного радиатора в целом.
Благодаря обеспечению возможности уменьшения ширины отдельных секций радиатора заявляемая полезная модель позволяет существенно уменьшить габариты чугунного секционного радиатора по фронту, что в совокупности со снижением массы радиатора облегчает обращение с последним, например, при погрузке-разгрузке, транспортировке и монтаже.
Таким образом, благодаря особенностям выполнения чугунного секционного радиатора, полезная модель по сравнению с прототипом позволяет интенсифицировать теплоотдачу и снизить металлоемкость радиатора. Весте с этим полезная модель обеспечивает возможность существенного уменьшения габаритов секционного радиатора по фронту, что в совокупности со снижением массы радиатора облегчает обращение с радиатором при погрузке-разгрузке, транспортировке и монтаже.