СЕКЦИОННЫЙ РАДИАТОР ДЛЯ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области отопительной техники, в частности к отопительным радиаторам, применяемым в системах водяного центрального отопления жилых, общественных и производственных зданий.
Известен отопительный радиатор (заявка №2002114003, МПК F 24 H 3/00, опубл. 30.05.2002), содержащий трубу для теплоносителя с закрепленным на ней теплорассеивающими (теплообменными) элементами, выполненными в виде автономных, оребренных тепловых труб, работающих по замкнутому испарительно-конденсационному циклу, основания тепловых труб расположены внутри трубы для теплоносителя, а внутренняя область трубы для теплоносителя в месте закрепления теплорассеивающих элементов имеет оребрение и конструктивные элементы для создания вихревого потока теплоносителя.
Известен секционный радиатор (патент RU №2127854, МПК F 24 H 3/06, опубл. 20.03.1999), состоящий из секций, включающих вертикальные трубопроводы для прохода теплоносителя через секцию радиатора и горизонтальные трубопроводы для прохода теплоносителя между секциями радиатора, теплорассеивающий (теплообменный) элемент, выполненный заодно с указанными каналами из алюминиевого сплава методом литья под давлением и снабженный средствами для увеличения площади теплопередачи в виде ребер. Радиатор обладает низкой механической прочностью из-за использования литейных алюминиевых сплавов, при этом гидравлические удары, связанные с наполнением и сливом теплоносителя в отопительной системе при пуско-наладочных, ремонтных и сезонных регламентных работах, быстро выводят из строя отдельные элементы радиатора.
Известна секция радиатора для систем водяного центрального отопления (патент RU №2180423, МПК F 24 H 3/06, опубл. 10.03.2002),
наиболее близкая к заявляемой полезной модели и принятая за прототип, включающая, трубопровод для прохода теплоносителя через секцию радиатора, два трубопровода для прохода теплоносителя между секциями радиатора, теплообменный элемент, выполненный из алюминиевого сплава со средствами для увеличения площади теплопередачи. Теплообменный элемент включает два основных ребра, расположенных симметрично относительно трубопровода для прохода теплоносителя через секцию радиатора в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения трубопроводов для прохода теплоносителя между секциями радиатора, два боковых ребра одинаковой высоты, расположенных с одной стороны относительно плоскости основных ребер на краях указанных ребер и перпендикулярно к ним, два центральных ребра одинаковой высоты, расположенных с одной стороны относительно плоскости основных ребер параллельно друг другу и симметрично относительно продольной оси секции радиатора, при этом между боковыми и центральными ребрами, симметрично относительно продольной оси секции радиатора расположены три ряда шипов, причем высота и диаметр основания шипов, образующих ряд, расположенный ближе к продольной оси секции больше, чем у шипов, образующих ряд, расположенный дальше от продольной оси секции, а между упомянутыми центральными ребрами расположен центральный ряд шипов, причем высота всех шипов и центральных ребер не превышает верхнего края упомянутых боковых ребер. Радиатор не обеспечивает высокую интенсивность теплообмена и имеет большие габариты и сложную конструкцию.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в увеличении поверхности теплообмена за счет развития структуры профиля теплообменного элемента, что приводит к росту теплового потока от него и повышению интенсивности теплообмена при уменьшении габаритных размеров секции, а также в упрощении конструкции теплообменной поверхности и, следовательно,
упрощении технологии изготовления радиатора, что приведет к снижению затрат на его изготовление.
Технический результат достигается тем, что в секционном радиаторе для систем водяного отопления, состоящем, по меньшей мере, из двух секций, каждая из которых имеет коллектор для прохода теплоносителя через секцию соединенный с коллекторами для прохода теплоносителя между секций и теплообменный элемент, имеющий переднюю и заднюю панели с ребрами для увеличения площади теплопередачи, расположенные симметрично относительно коллекторов для прохода теплоносителя и соединенные с коллектором для прохода теплоносителя через секцию основными ребрами, расположенными в плоскости, проходящей через его продольную ось перпендикулярно передней и задней панелям, новым является то, что ребра для увеличения площади теплопередачи выполнены симметричными относительно коллекторов для прохода теплоносителя и образуют по три вертикальных канала, примыкающих к передней и задней панелям, открытых сверху и снизу секции, крайние каналы имеют прямоугольное поперечное сечение и образованы внешними и внутренними боковыми и задними ребрами, средний канал имеет Т-образное поперечное сечение, его «вертикальная составляющая» образована внутренними ребрами крайних каналов, а «горизонтальная составляющая» образована боковыми ребрами и задним ребром, при этом ее боковые ребра перпендикулярны задним ребрам, образующим крайние каналы и расположены по их середине, а с основными ребрами соединены задние ребра, образующие «горизонтальную составляющую» Т-образного поперечного сечения средних каналов, кроме того, продольный размер передней и задней панелей больше продольного размера каналов, примыкающих к ним.
Продольные размеры передней и задней панелей секции равны между собой и составляют 74 мм, а их толщина - 1,2 мм, поперечный размер секции составляет 69,20 мм, толщина внешних, внутренних и задних ребер,
образующих крайние каналы и толщина боковых ребер, образующих «горизонтальную составляющую» Т-образного поперечного сечения среднего канала равна 1,3 мм, а толщина ее задних ребер равна 1,5 мм, продольный размер крайних каналов и «вертикальной составляющей» Т-образного поперечного сечения среднего канала составляет 20 мм, а поперечный размер крайних каналов и поперечный размер «горизонтальной составляющей» Т-образного поперечного сечения среднего канала равен 12 мм, при этом продольный размер «горизонтальной составляющей» Т-образного поперечного сечения среднего канала составляет 40 мм, внешний диаметр коллектора для прохода теплоносителя через секцию равен 14 мм, а внутренний 10 мм, кроме того, толщина основных ребер равна 2 мм, их длина 3 мм.
Сущность полезной модели поясняется на Фиг.1 - Фиг.2, где:
Фиг.1 - общий вид секционного радиатора.
Фиг.2 - поперечное сечение теплообменного элемента (сечение А-А)
Здесь: 1 - секционный радиатор; 2 - коллектор для прохода теплоносителя через секцию радиатора; 3 - коллекторы для прохода теплоносителя между секциями; 4 - теплообменный элемент; 5 - передняя и задняя боковые панели; 6 - основные ребра; 7 - крайние вертикальные каналы; 8 - средний вертикальный канал; 9 - боковые ребра, образующие «горизонтальную составляющую» Т-образного поперечного сечения среднего канала 8; 10 - задние ребра крайних каналов 7; 11 задние ребра средних каналов 8; 12 - наружные боковые ребра, образующие крайние каналы 7; 13 - внутренние боковые ребра, образующие крайние каналы 7.
Секционный радиатор 1 для систем водяного отопления (фиг.1), содержит, по меньшей мере, две секции, каждая из которых имеет вертикальный коллектор 2 для прохода теплоносителя через секцию радиатора соединенный с горизонтальными коллекторами 3 для прохода теплоносителя между секций радиатора (верхний и нижний). Коллекторы 2 и 3 соединены между собой с образованием единого канала для прохода
теплоносителя. Каждая секция 1 имеет теплообменный элемент 4 (фиг.2), включающий симметрично расположенные относительно коллекторов 2 и 3, переднюю и заднюю боковые панели 5 с ребрами для увеличения площади теплопередачи, соединенные с коллектором 2 основными ребрами 6, расположенными в плоскости, проходящей через его продольную ось перпендикулярно передней и задней панелям 5. Ребра для увеличения площади теплопередачи передней и задней панелей 5 выполнены симметричными относительно коллекторов 2 и 3 и образуют с каждой стороны коллекторов 2 и 3 по три вертикальных канала, примыкающих к передней и задней панелям 5 и открытых сверху и снизу секции. Крайние каналы 7 имеют прямоугольное поперечное сечение и образованы внешними 12 и внутренними 13 боковыми и задними 10 ребрами. Средний канал 8 имеет Т-образное поперечное сечение, его «вертикальная составляющая» образована внутренними 13 боковыми ребрами крайних каналов 7, а «горизонтальная составляющая» образована боковыми ребрами 9 перпендикулярными задним ребрам 10, образующим крайние каналы 7 и расположены по их середине и задним ребром 11, которое соединено с основными ребрами 6. Продольный размер передней и задней панелей 5 больше суммарного продольного размера каналов 7 и 8, примыкающих к ним, при этом передняя и задняя панели 5 симметрично выступают за боковые ребра 12, образующие крайние каналы 7.
Продольные размеры передней и задней панелей 5 равны между собой и составляют 74 мм, а их толщина равна 1,2 мм, поперечный размер секции составляет 69,20 мм, толщина ребер 10, 12, 13, образующих крайние каналы 7, равна 1,2 мм, толщина ребер, образующих боковые стенки 9 «горизонтальной составляющей» Т-образного поперечного сечения среднего канала 8 равна 1,3 мм, а толщина ребер образующих его задние стенки 11 равна 1,5 мм, продольный размер крайних каналов 7 и вертикальной составляющей Т-образного поперечного сечения среднего канала 8 составляет 20 мм, а поперечный размер крайних каналов 7 и
поперечный размер «горизонтальной составляющей» Т-образного поперечного сечения среднего канала 8 равен 12 мм, при этом ее продольный размер составляет 40 мм, внешний диаметр вертикального коллектора 2 равен 14 мм, а внутренний 10 мм, кроме того, толщина основных ребер 6 равна 2 мм, их длина 3 мм.
В вертикальный коллектор 2 из горизонтальных 3 поступает горячий теплоноситель - вода, нагревая теплообменный элемент 4. За счет конвекции, воздух, поступающий снизу в вертикальные каналы 7 и 8 теплообменного элемента 4 нагревается и выходит через их верхние открытые срезы.
За счет выполнения теплообменного элемента 4 в виде системы разветвленных ребер определенной конфигурации и размеров увеличивается поверхность теплообмена, что приводит к росту теплового потока от него и повышению интенсивности теплообмена при уменьшении габаритных размеров. Кроме того, четкая геометрическая конфигурация ребер позволяет упростить конструкцию теплообменной поверхности и, следовательно, упростить технологию изготовления радиатора, что приведет к снижению затрат на изготовление радиатора.
Конфигурация теплообменного элемента 4 и размеры ребер определены расчетным путем и подтверждены экспериментально в результате выполнения научно-исследовательской работы между Казанским государственным техническим университетом им. А.Н.Туполева и ООО «Научно-производственная фирма «Энергия и эффективность», г.Казань, где подготовлено производство для выпуска отопительных радиаторов для отопления различных закрытых помещений (жилые дома, офисы, торгово-выставочные площади и т.п.). Данное изделие предназначено для работы в системах водяного отопления с температурой теплоносителя до +105°С.