ПАНЕЛЬНЫЙ РАДИАТОР ОТОПЛЕНИЯ КОНВЕКТОРНОГО ТИПА

Заявляемая полезная модель относится к отопительным приборам, а именно к панельным радиаторам конвекторного типа, которые могут быть использованы для любых систем отопления.
Известен панельный радиатор отопления, содержащий секцию панельного типа, выполненную из гофрированных листов, соединенных между собой с образованием вертикальных циркуляционных каналов, соединяющих верхний и нижний горизонтально ориентированные каналы, подсоединяемые соответственно к верхнему или нижнему трубчатым элементам подвода/отвода воды. Радиатор снабжен воздуховыпускной решеткой и защитными боковыми панелями коробчатой формы, снабженными зацепами для взаимодействия с воздуховыпускной решеткой (патент RU на полезную модель № 74456).
Известен радиатор, содержащий штампованные половины, которые при сваривании образуют горизонтальные секции, состоящие из циркуляционных каналов, левых и правых оборотных коллекторов, по которым циркулирует теплоноситель [патент на изобретение № RU 2154242].
Известен отопительный радиатор, который выполнен из контактных половин: одной в виде плоского листа и второй в виде штампованной половины, при контакте которых образуются каналы для теплоносителя [патент на изобретение № RU 2154775].
Также известен радиатор водяного отопления, имеющий две параллельно спаренные секции панельного типа, каждая из которых выполнена из штампованных гофрированных листов, соединенных между собой с образованием вертикальных циркуляционных каналов и двух горизонтально ориентированных - верхнего подводного канала и нижнего отводного канала, снабженных подводным и отводным коллекторами с соответствующими торцевыми подсоединенными патрубками. Радиатор снабжен воздуховыпускной решеткой и защитными боковыми крышками коробчатой формы, которые закреплены с возможностью размещения верхних краев над боковыми краями воздуховыпускной решетки и возможностью зацепления за вертикальные края секций [патент РФ на полезную модель №19150].
Известна батарея отопительная, состоящая из секции, выполненной, по меньшей мере, из двух листов, сваренных между собой, один из листов секции выполнен со специальным профилем, образующим разветвленную систему каналов, батарея дополнительно снабжена еще, по крайней мере, одной дополнительной секцией, объединенной с первой, образуя промежуточный конвекционный канал, три стороны которого закрываются кожухом, выполненным из металла или пластмассы перфорированным, причем углы секций скруглены, кроме того, батарея снабжена дренажным клапаном, расположенным в верхней части секции и патрубками, батарея дополнительно снабжена опорной подставкой [патент РФ на полезную модель № 103392].
Известен радиатор водяного отопления, имеющий в своем составе, по меньшей мере, одну секцию панельного типа, которая выполнена из штампованных гофрированных листов, соединенных между собой с образованием вертикальных циркуляционных каналов, соединяющих верхний и нижний горизонтально ориентированные каналы, которые подсоединяются соответственно к верхнему или нижнему патрубкам подвода и отвода воды, оребрение в виде закрепленных на секциях штампованных листов с вертикальными гофрами, а также воздуховыпускную решетку и боковые панели коробчатой формы, каждая боковая панель имеет штампованные отверстия с зацепами для крепления за буртики на входных и выходных патрубках [патент РФ на полезную модель № 167626].
Известен радиатор водяного отопления, представляющий собой две параллельно спаренные секции панельного типа, каждая из которых выполнена из штампованных гофрированных листов, соединенных между собой с образованием вертикальных циркуляционных каналов и двух горизонтально ориентированных - верхнего подводного канала и нижнего отводного канала, снабженных подводным и отводным коллекторами с соответствующими торцевыми подсоединительными патрубками, радиатор снабжен воздуховыпускной решеткой и защитными боковыми крышками коробчатой формы, закрепленными таким образом, что их верхние горизонтально ориентированные края расположены над боковыми краями воздуховыпускной решетки, боковые крышки имеют целостную, полученную штамповкой, коробчатую форму, ребра и верхние углы которой скруглены [патент РФ на полезную модель № 18848].
При анализе уровня техники во внимание были также приняты следующие источники информации, относящиеся к устройству того же назначения - RU 210249, SU 965668, RU 48397, UA 0000039452.
К недостаткам известных панельных радиаторов следует отнести недостаточно высокую эффективность теплообмена из-за недостаточной турбулизации потоков теплоносителя, недостаточно эффективного воздухообмена внутри радиатора и на выходе из него, т.к. выход потока нагретого воздуха осуществляется только через решетку в верхней части радиатора. Кроме того, все известные панельные радиаторы отопления содержат переднюю и заднюю греющие панели, образующие переднюю и заднюю греющие секции радиатора, что значительно увеличивает материалоемкость радиатора.
Наиболее близким к предлагаемому, являются панельные радиаторы Royal Thermo COMPACT C11, выбранные за прототип. Известные панельные радиаторы снабжены одной греющей панелью, одним конвекционным элементом, боковыми панелями коробчатого типа и верхней декоративной решеткой. Для монтажа радиаторы имеют 4 присоединительных отверстия диаметром 1/2 по бокам радиатора. К системе отопления радиатор может быть подключен как с правой, так и с левой стороны. Каждый радиатор с нижним подключением имеет встроенный термостатический клапан. (https://www.royal-thermo.ru/catalog/radiatory_otopleniya/panelnye_radiatory/compact/#fo, опубл. 18.12.2018 г.)
Известный радиатор обладает пониженной материалоемкостью, но имеет недостаточно высокую эффективность теплообмена из-за недостаточной турбулизации потоков теплоносителя, недостаточно эффективного воздухообмена внутри радиатора и на выходе из него, т.к. выход потока нагретого воздуха осуществляется только через решетку в верхней части радиатора.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности панельного радиатора с конвективным элементом за счет обеспечения возможности создания дополнительного теплового потока воздуха, увеличивающего интегральный тепловой поток радиатора.
Поставленная задача решается тем, что заявляется панельный радиатор отопления конвекторного типа, содержащий соединенные друг с другом греющий и конвективный элементы, образующие лицевую и заднюю панели радиатора, греющий элемент подсоединен к распределительным трубкам для подвода и отвода теплоносителя, греющий и конвективный элементы снабжены боковыми экранами, выполненными с возможностью съемного соединения и снабженные отверстиями для распределительных трубок, и воздуховыпускной решеткой, размещенной сверху, отличающийся тем, что, на боковых экранах между отверстиями для распределительных трубок выполнены жалюзийные направляющие, каждая из которых представляет собой ламель, отогнутую под углом к плоскости бокового экрана с образованием щели.
Жалюзийные направляющие могут быть представлены горизонтальными или вертикальными ламелями с образованием соответственно горизонтально или вертикально расположенных щелей. Ламели выполняют функцию направляющих входящего потока холодного воздуха и выходящего из радиатора потока нагретого воздуха. Направление ламелей выбирается таким образом, чтобы обеспечить движение входящего и выходящего потоков воздуха через щели снизу-вверх. Угол, образованный ламелью и плоскостью бокового экрана, рассчитывается исходя их технических параметров радиатора. Ламели могут быть выполнены разнонаправленными в нижней и в верхней частях боковых экранов, т.е. в нижней части боковых экранов горизонтальные ламели могут быть направлены вниз (лучи образованного ими угла обращены вниз), а в верхней части боковых экранов ламели могут быть направлены вверх. Ламели в нижней и в верхней частях боковых экранов могут быть направлены вверх, т.е. могут быть выполнены однонаправленными. Направление ламелей и угол их наклона выбирается исходя из необходимости обеспечения направленного движения потоков воздуха. В нижней части боковых экранов движение входящего извне потока воздуха осуществляется снизу-вверх в полость радиатора, образованную соединением друг с другом греющих лицевой и задней панелей радиатора. В верхней части боковых экранов выходящий из полости радиатора поток нагретого воздуха имеет направление снизу-вверх.
На боковых экранах ламели могут быть сформированы, например, штамповкой или вырубкой части металлического листа и отгибанием его под углом к плоскости бокового экрана, образуя щель для прохода потоков воздуха, при этом ламели выполняют функцию направляющих потока воздуха.
Греющий элемент, образующий лицевую панель радиатора, выполнен из гофрированной листовой стали, например, из стали 10, любым известным способом, например, штамповкой, и может быть снабжен оребрением. Греющий элемент изготовлен из двух полупанелей, по существу представляющие собой пластины, которые жестко соединены друг с другом по периметру сваркой с образованием полости для прохождения теплоносителя, подаваемого от системы отопления по циркуляционным каналам, а сверху и снизу снабжены циркуляционными отверстиями в местах, предназначенных под приварку концов распределительных трубок для подвода и отвода теплоносителя, выполненных, например, в виде фитингов.
Конвективный элемент представлен одним гофрированным листом или двумя гофрированными листами, выполненными из листовой стали любым известным способом, например, штамповкой. Гофрирование конвективных элементов обеспечивает наличие вертикальных желобков, которые выполняют функцию вертикальных циркуляционных каналов для прохождения потоков воздуха, а также обеспечивает эффективный теплообмен за счет развитой поверхности теплообмена.
Распределительные трубки для подвода и отвода теплоносителя представляют собой фитинги, которые могут быть выполнены из стали, нержавеющей стали и др. любыми известными способами и размещены по горизонтали и по вертикали, имеют входы/ выходы для подсоединения к системе отопления сбоку и/или снизу посредством соответствующих штуцеров или патрубков.
Боковые экраны изготовлены из листовой стали и снабжены отверстиями, выполненными, например, вырубанием или вырезанием, или штамповкой, для подсоединения греющего элемента к трубам системы отопления посредством распределительных трубок для подвода и отвода теплоносителя. Подсоединение радиатора к трубам системы отопления может быть осуществлено соединительными элементами, например, штуцерами, патрубками.
Боковые экраны съемно закреплены на радиаторе, контактируя с вертикальными краями лицевой и задней панелей для обеспечения возможности сборки, разборки, проведения осмотра и, в случае необходимости, проведения ремонтных работ.
В верхней части заявляемый радиатор снабжен воздуховыпускной решеткой, которая может быть съемно закреплена непосредственно к верхнему горизонтальному краю греющего элемента или прикреплена к кронштейну, размещенному на греющем элементе любым известным способом, предпочтительно резьбовым соединением или может быть зафиксирована Г-образными зацепами, выполненными на боковых панелях. Через воздуховыпускную решетку осуществляется выход из полости радиатора нагретого воздуха.
В нижней части заявляемый радиатор открыт, обеспечивая вхождение потока холодного воздуха снизу-вверх и прохождение его через вертикальные циркуляционные каналы в полости радиатора, образуемые гофрированными частями греющей панелью и конвективного элементов. Поток холодного воздуха поступает также через нижние жалюзийные направляющие, размещенные на боковых экранах. Контакт входящего воздуха осуществляется с греющей поверхностью и конвективным элементом. Выход нагретого воздуха осуществляется через верхнюю воздуховыпускную решетку и жалюзийные направляющие, размещенные в верхней части боковых экранов.
В качестве теплоносителя может быть использована любая среда - вода, газ (воздух), масло.
Заявляемый радиатор дополнительно снабжен любым известным встроенным термостатическим клапаном.
Сравнение заявляемого панельного радиатора отопления конвекторного типа с прототипом позволяет вывить следующие отличительные признаки:
на боковых экранах между отверстиями для распределительных трубок выполнены жалюзийные направляющие;
каждая из жалюзийных направляющих представляет собой ламель, отогнутую под углом к плоскости боковой панели с образованием щели.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого панельного радиатора отопления условию «новизна».
Заявляемый радиатор может быть изготовлен из известных материалов, известными способами, сборкой известными методами, т.е. соответствует условию «промышленная применимость».
Наличие на боковых экранах жалюзийных направляющих, ламели которых предпочтительно горизонтальные и разнонаправлены в верхней и в нижней частях экранов, обеспечивают движение потока холодного входящего воздуха снизу вверх, прохождение потока воздуха через полость радиатора, нагрев и выход нагретого потока воздуха снизу вверх, т.е. позволяют повысить эффективность теплообмена за счет создания дополнительного теплового потока воздуха со стороны боковых экранов, увеличивая интегральный тепловой поток от отопительного прибора. Указанный эффект достигается за счет перемешивания внутреннего и наружного конвективного потоков, что приводит к увеличению расхода воздуха, движущегося за счет разности плотностей внутри панельного радиатора, интенсификации теплообмена во внутреннем пространстве радиатора за счёт дополнительной турбулизации конвективного потока, увеличению разницы температур между воздухом движущимся внутри радиатора и конвективными поверхностями (средне-массовая температура воздуха и средняя по поверхности температура радиатора); незначительного увеличения площади поверхности теплообмена.
Заявляемые панельные радиаторы могут быть выполнены стальными или биметаллическими с боковым подключением. Заявляемые радиаторы могут быть выполнены с нижним подключением к системе отопления и иметь два исполнения: левое и правое.
Заявляемая полезная модель поясняется примерами конкретного выполнения, но не ограничивается ими.
На фиг. 1 схематично представлена принципиальная конструкция заявляемого радиатора.
На фиг. 2 представлена конструкция бокового экрана заявляемого радиатора с жалюзийными направляющими (вид жалюзийной направляющей в виде ламели показан на узле - «А), параметры: A, D, E, F, G, J, K, L, M, N, Q, S, T, U, V, W, X являются изменяемыми и могут принимать любые значения, количество и ориентация ламелей могут быть любыми.
На фиг. 3 схематично показано распределение потоков входящего, выходящего воздуха через жалюзийные направляющие и схема движения конвекционного потока воздуха внутри полости радиатора
На фиг. 4 показан общий вид заявляемого радиатора в сборе.
На фигурах приняты следующие обозначения:
1 - греющий элемент,
2 - фитинги (распределительные трубки для подвода и отвода теплоносителя),
3 - боковые экраны,
4 - верхняя решетка,
5 - конвективный элемент,
6 - жалюзийные направляющие,
7 - отверстия для подсоединения к системе отопления.
Заявляемый панельный радиатор (фиг. 1) содержит греющий элемент 1, образующий лицевую панель радиатора. Греющий элемент 1 представляет собой сварную герметичную конструкцию (фиг 1, фиг. 4), состоящую из двух отштампованных полупанелей, выполненных из гофрированных стальных листов и сваренных между собой точечной и дисковой сварками, в результате чего образуется панель с полостью, имеющие циркуляционные каналы для теплоносителя. В одной из полупанелей в местах под приварку распределительных трубок для отвода и подвода теплоносителя, выполненных в виде фитингов 2, предусмотрены циркуляционные отверстия (не показаны). Радиатор снабжен конвективным элементом 5, представляющим собой гофрированный лист, выполненный из листовой стали, обеспечивая движение потоков воздуха внутри полости радиатора по вертикальным циркуляционным каналам. Греющий элемент 1 и конвективный элемент 5 жестко соединены друг с другом с образованием полости радиатора. Заявляемый радиатор может содержать один конвективный элемент 5 или более двух конвективных элементов 5. Сборка греющего элемента 1 и одного или нескольких конвективных элементов 5 осуществляется путем их сваривания между собой контактной точечной сваркой. Полную сборку заявляемого радиатора осуществляют позиционированием распределительных трубок для подвода и отвода теплоносителя, выполненных в виде фитингов 2, относительно греющего элемента 1 по циркуляционным отверстиям в полупанелях и последующей контактной сваркой между собой греющего элемента 1, конвективного элемента 5 через фитинги 2 с образованием контура теплоносителя. Греющий элемент 1 и конвективный элемент 5 снабжены боковыми экранами 3 и верхней решеткой 4, выполняющей функцию воздуховыпускной решетки, через которую поток нагретого воздуха поступает из внутренней полости радиатора вертикально вверх в окружающее пространство. Боковые экраны 3 надеваются на концы фитингов 2, размещенных в отверстиях 7 для подсоединения к системе отопления, образуя съемное соединение. Соответствующие концы фитингов 2 приварены к отверстиям 7 и подсоединяются к системе отопления, например, штуцерами (не показаны).
Нижняя часть заявляемого радиатора выполнена открытой, т.е. имеет открытое окно, образованное нижними краями греющего элемента 1, конвективного элемента 5 и нижними краями боковых экранов 3, через которое холодный воздух поступает в циркуляционные каналы в полости радиатора.
В верхней части размещена верхняя решетка 4, которая может фиксироваться, например, за счет Г-образных зацепов, имеющихся в верхней части боковых экранов 3. Для увеличения конвекции на боковых экранах 3 между отверстиями 7 для подсоединения к системе отопления выполнены жалюзийные направляющие 6, представляющие ламели, отогнутые под углом к плоскости боковых панелей 3, выполненные, например, путем штамповки, образуя в боковых экранах 3 щели для направленного прохода потоков холодного и нагретого воздуха. Предпочтительно ламели выполнены горизонтальными, при этом в нижней части боковых экранов 3 они направлены вниз, а в верхней части ламели направлены вверх.
Заявляемый панельный радиатор работает следующим образом.
На фиг. 1 показан панельный радиатор, который присоединен посредством фитингов 2 к трубам системы отопления для подачи теплоносителя, в качестве которого используется вода. Теплоноситель поступает в радиатор по фитингам 2 в полость греющей панели 1, где циркулирует по трубчатым циркуляционным каналам, образованным гофрированной частью полупанелей. Воздух из помещения поступает в радиатор снизу через открытое окно в нижней части радиатора и жалюзийных направляющих 6, размещенных снизу на боковых экранах 3. Воздух, проходя по циркуляционным каналам, образуемым внутренней поверхностью греющего элемента 1 и поверхностью конвективного элемента 5, контактирует с нагретой теплоносителем металлической поверхностью и выходит из полости радиатора через верхнюю решетку 4 и через жалюзийные направляющие 6, размещенные в верхней части боковых экранов 3. За счет одновременного наличия в заявляемом радиаторе верхней решетки 4 и жалюзийных направляющих 6, осуществляется эффективное распределение потоков входящего, выходящего воздуха, схема которого показана на фиг. 3.
Наличие на боковых экранах жалюзийных направляющих обеспечивает затягивание холодного воздуха через щели за счет локального понижения давления в полости радиатора при срыве внутреннего потока (эффект эжекции), т.е. поток воздуха внутри конвективных элементов поднимается из-за нагрева, немного разгоняется, обтекает жалюзийные направляющие, давление падает (из-за сужения канала) и наружный воздух затягивается внутрь радиатора. Перемешивание воздуха осуществляется за счет того, что наружный воздух затягивается в щели жалюзийных направляющих и перемешивается с внутренним воздухом радиатора, придавая турбулентность, и выдавливается через щели жалюзийных направляющих, размещенных в верхней части боковых экранов. Затягивание холодного воздуха и выбрасывание нагретого воздуха через боковые экраны обеспечивают повышение эффективности радиатора за счет повышения конвекции проходящего потока воздуха, благодаря чему происходит более активное перемешивание воздушного потока.
Заявляемый панельный радиатор с конвективным элементом позволяет повысить эффективность панельного радиатора за счет обеспечения возможности создания дополнительного теплового потока воздуха через боковые экраны, увеличивающего интегральный тепловой поток радиатора.