КОНВЕКТОР НАПОЛЬНЫЙ
FLOOR CONVECTOR

Данное техническое решение относится к обогревателям помещений конвективного типа, имеющих теплообменники, расположенные в кожухах таким образом, что теплообмен между теплоносителем и воздухом обогреваемого помещения происходит через движущийся в кожухе воздух. Напольный конвектор относится к таким средствам обогрева помещений, которые устанавливают на полу обогреваемого помещения на кронштейнах, закрепляемых на полу, причем кронштейны являются частями конвектора. Конвектор предназначен для использования в области строительства.
Из зарубежной патентной документации известны конвекторы, каждый из которых содержит расположенный в кожухе нагревательный элемент и воздуховыпускную решетку преимущественно в верхней части кожуха. В частности известен конвектор, в котором приточные и отводящие трубы системы центрального отопления укладываются на поверхность пола или потолка и образуют опорную поверхность для конвектора. Кронштейны для конвектора вставляются между опорной поверхностью и конвектором. Конвектор опирается на опорную поверхность, по меньшей мере, на два кронштейна. Кронштейн имеет, по меньшей мере, одно углубление и имеет, по меньшей мере, один выступ (DE 19939909 А, 25.05.2000).
Известен конвекторный обогреватель, включающий пару теплообменных элементов, каждый из которых содержит множество близко расположенных параллельных ребер, установленных в вертикальных плоскостях, трубу теплоносителя в корпусе, причем каждое расположение ребер имеет ширину от передней части к задней части больше, чем половина размера от передней части к задней части корпуса, перегородка конвектора содержит нижнюю и верхнюю секции, соединенные вместе наклонной секцией для направления или отвода «естественных» конвекционных токов, съемные передняя и верхняя стенки корпуса имеют большое количество параллельных прорезей, служащих в качестве выходов горячего воздуха, соединения для подачи и возврата к двум трубам теплоносителя выполнены с помощью пары фитингов на одном конце корпуса и короткой соединительной трубы на другом конце (GB 1471280 А, 21.04.1977).
Известен напольный отопительный конвектор, содержащий корпус, нагревательный элемент в корпусе и решетку сверху на корпусе (CZ 20713 U1, 07.04.2010).
Известен напольный конвектор, задняя стенка кожуха которого, в частности, образована пластиной, которая не находится в контакте с решеткой и продольными трубами теплообменника. Задняя стенка выполнена в виде одной детали с верхней горизонтальной крышкой, имеющей решетку для воздуха. Между передней и задней стенками имеются два или более рядов горизонтальных продольных трубок, через которые проходят греющие потоки воздуха и на которых расположены ламели решетки (ЕР 939282 А2, 01.09.1999).
Известен конвектор напольный, включающий опору, связанный с опорой трубчатый теплообменник, выполненный из, по крайней мере, двух ветвей трубы и закрепленных на ветвях трубы пластин теплообмена, закрепленные на опоре кожухи, каждый из которых имеет боковые стенки и соединенную с ними лицевую панель с воздуховыпускными отверстиями, верхней и нижней отбортовками, при этом каждый кожух выполнен с открытой задней и нижней сторонами, образующими в нижней части кожуха воздухозаборное окно, причем опора включает, по крайней мере, две вертикально расположенные стенки и, по крайней мере, две вертикально расположенные стойки, расположенные ниже стенок, при этом каждая стойка и смежная с ней стенка соединены между собой с возможностью их перемещения в вертикальном направлении и возможностью фиксации стенки относительно стойки в различных положениях. Кроме того, в каждой стенке в нижней ее части выполнены вертикальные параллельные вырезы, разделяющие стенку на крайние части и среднюю часть, в которой снизу и сверху выполнены вертикальные открытые нижний и верхний пазы, каждая стойка в верхней ее части имеет параллельно расположенные вертикальные вырезы, разделяющие стойку на крайние части и среднюю часть, в которой выполнен открытый сверху вертикальный верхний паз, в вырезах каждой стенки и каждой стойки расположены ветви трубы теплообменника, в верхних пазах стенок расположены верхние отбортовки лицевых панелей кожухов, которые состыкованы друг с другом задними открытыми сторонами кожухов, каждая стойка и смежная с ней стенка соединены между собой соединительными элементами, расположенными в отверстии стенки, в верхнем пазу стойки, в отверстии стойки и в нижнем пазу стенки, а каждая нижняя отбортовка лицевой панели кожуха соединена со стойкой. Отверстия каждой стенки и каждой стойки выполнены в виде замкнутых вертикально расположенных пазов или в виде круглых вертикально расположенных, по крайней мере, двух отверстий (RU 223805 С1, 10.04.2006).
Известен конвектор отопительный напольный, характеризующийся тем, что он содержит блок нагревательных элементов с подводящей и отводящей трубами, блок нагревательных элементов, воздушные полости в кожухе, воздуховыпускные отверстия в передней и задней стенках кожуха, под конвектором образован воздухозаборный проем, конвектор оснащен V-образным обтекателем, расположенным в воздушной полости кожуха над блоком нагревательных элементов, стенки обтекателя разделяют воздушную полость кожуха в его верхней части на центральную воздушную полость, переднюю и заднюю воздушные полости, две последние полости сообщены с пространством обогреваемого помещения через выполненные соответственно в передней и задней стенках кожуха воздуховыпускные отверстия, центральная воздушная полость кожуха сообщена с пространством обогреваемого помещения через выполненные в боковых стенках кожуха вентиляционные отверстия, нагревательные элементы каждого яруса на виде сбоку расположены со смещением относительно друг друга в разные стороны и от оси симметрии кожуха, между каждой стойкой и смежной с нею боковой стенкой кожуха расположена боковая воздушная полость, сообщенная с другой боковой воздушной полостью через центральную воздушную полость, а шаг между пластинами оребрения нагревательных элементов верхнего яруса больше шага между пластинами оребрения нагревательных элементов нижнего яруса (RU 84513, 10.07.2009).
Известен напольный конвектор, в кожухе которого установлен теплообменник, при этом кожух имеет переднюю и заднюю стенки, нижний воздухозаборный проем и верхние воздуховыпускные решетки, расположенные в верхней стенке кожуха (RU 2381424 С1, 02.10.2010). Данный конвектор является крупногабаритным с повышенной мощностью.
Известен конвектор напольный, включающий опору, связанный с опорой трубчатый теплообменник, выполненный из по крайней мере двух ветвей трубы и закрепленных на ветвях трубы пластин теплообмена, закрепленные на опоре кожухи, каждый из которых имеет боковые стенки и соединенную с ними лицевую панель с воздуховыпускными отверстиями, верхней и нижней отбортовками, при этом каждый кожух выполнен с открытой задней и нижней сторонами, образующими в нижней части кожуха воздухозаборное окно, причем опора включает по крайней мере две вертикально расположенные стенки и по крайней мере две вертикально расположенные стойки, расположенные ниже стенок, при этом каждая стойка и смежная с ней стенка соединены между собой с возможностью их перемещения в вертикальном направлении и возможностью фиксации стенки относительно стойки в различных положениях. Кроме того, в каждой стенке в нижней ее части выполнены вертикальные параллельные вырезы, разделяющие стенку на крайние части и среднюю часть, в которой снизу и сверху выполнены вертикальные открытые нижний и верхний пазы, каждая стойка в верхней ее части имеет параллельно расположенные вертикальные вырезы, разделяющие стойку на крайние части и среднюю часть, в которой выполнен открытый сверху вертикальный верхний паз, в вырезах каждой стенки и каждой стойки расположены ветви трубы теплообменника, в верхних пазах стенок расположены верхние отбортовки лицевых панелей кожухов, которые состыкованы друг с другом задними открытыми сторонами кожухов, каждая стойка и смежная с ней стенка соединены между собой соединительными элементами, расположенными в отверстии стенки, в верхнем пазу стойки, в отверстии стойки и в нижнем пазу стенки, а каждая нижняя отбортовка лицевой панели кожуха соединена со стойкой. Отверстия каждой стенки и каждой стойки выполнены в виде замкнутых вертикально расположенных пазов или в виде круглых вертикально расположенных по крайней мере двух отверстий (RU 2273805 С1, 10.04.2006).
Известен напольный отопительный конвектор содержащий кожух, имеющий верхнюю, боковые, переднюю и заднюю стенки, установленный в кожухе теплообменник, имеющий трубу, входную концевую часть трубы для ввода в нее теплоносителя и выходную концевую часть трубы для вывода из нее теплоносителя. Труба теплообменника имеет расположенные вдоль кожуха ветви с закрепленными на них пластинами теплообмена, образующими с ветвями трубы нагревательные элементы, которые сообщены между собой и установлены в ряд, образующий, по крайней мере, один ярус нагревательных элементов. Концевые части трубы, на виде конвектора сбоку, расположены со смещением к задней или к передней стенкам кожуха от вертикальной оси конвектора, концы трубы расположены между передней и задней стенками в средней части конвектора, отношение глубины А конвектора к его высоте Н выбрано из условия А/Н=0,1÷0,7, отношение числа ярусов Ян нагревательных элементов к числу Нэ нагревательных элементов выбрано из условия Ян/Нэ=0,1÷1,0 при номинальном тепловом потоке QHy конвектора в пределах от 3,6 до 14,6 кВт. Изобретение обеспечивает создание универсального и максимально унифицированного конвектора большой мощности (RU 2331821 С1, 20.08.2008).
Известен напольный отопительный конвектор, включающий переднюю, заднюю и боковые стенки, соединенные с рамой, имеющей стойки, продольные и поперечные элементы, а также расположенную над рамой воздуховыпускную решетку. Стенки кожуха образуют замкнутый по периметру короб, в котором расположена рама, продольные края каждой передней и задней стенок выполнены с расположенными изнутри направляющими, образованными отбортовками этих стенок, в указанных направляющих расположены продольные элементы рамы, на поперечных элементах которой расположены продольные стержни воздуховыпускной решетки (RU 65187 U1,04.09.2017).
Известен кожух напольного отопительного конвектора, включающий переднюю, заднюю и боковые стенки, соединенные с рамой, имеющей стойки, продольные и поперечные элементы, а также расположенную над рамой воздуховыпускную решетку. Стенки кожуха образуют замкнутый по периметру короб, в котором расположена рама, продольные края каждой передней и задней стенок выполнены с расположенными изнутри направляющими, образованными отбортовками этих стенок, в указанных направляющих расположены продольные элементы рамы, на поперечных элементах которой расположены продольные стержни воздуховыпускной решетки (RU 173617 U1, 04.09.2017).
Известен кожух напольного конвектора, содержащий верхнюю часть с верхней стенкой, переднюю, заднюю и боковые стенки, которые соединены между собой и образуют объемную жесткую металлоконструкцию с воздушной полостью под теплообменник. Кожух выполнен с опорами, воздухозабором в нижней части и воздуховыпускными отверстиями в верхней стенке. Верхняя стенка в ее поперечном сечении имеет П-образную форму со скругленными углами и прикрепленные к ней закрывающие ее торцовые стороны боковые элементы, которые с верхней стенкой образуют объемную корытообразную конструкцию, соединенную нижней стороной с боковыми, передней и задней стенками кожуха. Передняя и задняя стенки кожуха выполнены из отдельных продольно расположенных панелей, соединенных между собой боковыми стенками и верхней частью кожуха. Высота каждой боковой стенки больше высоты передней и задней стенок, а между нижними кромками последних и полом обогреваемого помещения образованы проемы под воздухозабор. Изобретение обеспечивает создание унифицированного кожуха для напольных отопительных конвекторов большой мощности (RU 2332617 С1, 27.08.2008).
Известен напольный конвектор, содержащий теплообменник, смонтированный в монтажной коробке, которая снабжена крышкой с воздуховыпускными прорезями, отличающийся тем, что крышка выполнена съемной в виде решетки с возможностью свертывания ее в рулон, а монтажная коробка снабжена элементом крепления с возможностью установки ее в напольном покрытии заподлицо. Крышка в виде решетки содержит поперечные жесткие элементы, подвижно соединенные между собой. Между поперечными жесткими элементами установлены распорки в виде втулок. Поперечные жесткие элементы выполнены из алюминиевого профиля или ценных пород древесины. Элемент крепления выполнен в виде уголка, смонтированного по периметру верхнего открытого края монтажной коробки. Высота уголка равна толщине решетки. Теплообменник выполнен в виде изогнутого трубчатого элемента, содержащего криволинейный и прямолинейные участки, на которых смонтировано оребрение. Теплообменник выполнен из медной или стальной трубы, а оребрение - из алюминия или стали. Длина теплообменника относится к длине оребрения как 90-96/60-75. Конвектор дополнительно снабжен вентилятором, расположенным между теплообменником и боковой стенкой монтажной коробки. На дне монтажной коробки выполнены отверстия под регулировочные винты для выравнивания ее горизонтального положения. Поверхности теплообменника, монтажной коробки и поперечных жестких элементов решетки обработаны эпоксиполиэфирным порошковым покрытием (RU 28761 U1,10.04.2003).
Из известных конвекторов наиболее близким к представленному в данном описании конвектору является конвектор напольный, содержащий связанные между собой раму с опорами, закрепленный на кронштейнах рамы теплообменник, ветви трубы которого соединены через угловые патрубки узла соединения теплообменника с трубами системы отопления. Кожух конвектора включает воздуховыпускную решетку, переднюю, заднюю и боковые стенки. Рама выполнена в виде прямоугольной пространственной конструкции из соединенных между собой продольных и поперечных элементов. Каждая часть кожуха выполнена прямолинейной и связана с рамой. Решетка образована поперечными и продольными стержнями и продольные стержни решетки свободно опираются сверху на поперечные элементы рамы. На каждой продольной стороне передней и задней стенок кожуха выполнена г-образная отбортовка, в которой с возможностью продольного перемещения расположен продольный элемент рамы. Боковые стенки кожуха разъемно соединены с рамой, передней и задней стенками кожуха. Опоры расположены в плоскости расположения кронштейнов с их смещением в одну из боковых сторон конвектора так, что на противоположной стороне конвектора в кожухе образовано пространство, в котором расположен узел соединения теплообменника с трубами системы отопления. Каждый стержень решетки имеет в поперечном сечении п-образную форму. Кронштейны опираются на опоры и соединены с ними и продольными элементами рамы так, что каждый нижний продольный элемент рамы зажат болтами между опорами и кронштейнами (RU 173667 U1, 05.09.2017- прототип).
В прототипе имеются сложные узлы, которые предопределяют сложность конструкции конвектора, что связано с тем, что стенки кожуха конвектора соединены с рамой конвектора, которая усложняет его конструкцию. При этом форма кронштейнов крепления конвектора к полу, их расположение и связи кронштейнов с рамой не в полной мере обеспечивают устойчивость в работе в условиях повышенных статических нагрузок на конвекторе. Как показывает практика, конвекторы напольные в быту зачастую используют в качестве подставок, сидений и опор для ног в случаях ремонтных или монтажных работ, что приводит к поломкам конвекторов вследствие недостаточной прочности конструкции.
Общими признаками прототипа и представленного в данном описании конвектора являются такие признаки, что каждый из них содержит нагревательный элемент с трубами и закрепленными на них пластинами оребрения, кожух, в котором расположен нагревательный элемент, последний соединен с кронштейнами крепления конвектора к полу обогреваемого помещения, при этом трубы нагревательного элемента установлены на кронштейнах, которые имеют внизу опоры с выполненными в них отверстиями под крепежные элементы, при этом кожух имеет боковые стенки, переднюю, заднюю и верхнюю стенку в виде съемной решетки, которая опирается на полки передней и задней стенок, при этом передняя и задняя стенки кожуха имеют L-образные полки для опирания на них решетки кожуха.
Техническим результатом конвектора напольного, представленного в данном описании, является повышение его прочности и упрощение конструкции.
Технический результат получен конвектором напольным, содержащим нагревательный элемент с трубами и закрепленными на них пластинами оребрения, который установлен в кожухе, соединенном с кронштейнами крепления конвектора к полу обогреваемого помещения, установленные на кронштейнах трубы нагревательного элемента, при этом кронштейны имеют внизу опоры с выполненными в них отверстиями под крепежные элементы, а кожух имеет боковые стенки, переднюю, заднюю и верхнюю стенку в виде съемной решетки, которая опирается на полки передней и задней стенок, причем кожух выполнен в виде короба, образованного соединенными между собой стенками, передняя и задняя стенки кожуха соединены с кронштейнами разъемными соединениями, трубы нагревательного элемента расположены в горизонтальной плоскости поперек конвектора, между двумя крайними кронштейнами расположен средний кронштейн с выполненными в нем симметрично двумя вертикальными пазами с полукруглыми кромками внизу, на которых расположены трубы нагревательного элемента, в каждом крайнем кронштейне выполнен один вертикальный паз с полукруглой кромкой внизу, на которой расположена одна труба нагревательного элемента, при этом на противоположной стороне от вертикального паза каждый крайний кронштейн выполнен с горизонтальным уступом, на котором расположена вторая труба нагревательного элемента, кронштейны соединены с трубами нагревательного элемента с возможностью перемещения относительно труб и относительно друг друга в продольном направлении конвектора, при этом каждый кронштейн имеет толщину tк, равную двум и более толщинам tc каждой стенки кожуха при соотношении tк≥2tc, при этом на противоположных сторонах каждого кронштейна выполнены отбортовки, с которыми соединены передняя и задняя стенки кожуха, а крайние кронштейны, передняя и задняя стенки кожуха выполнены взаимозаменяемыми.
Кронштейны соединены с нижними концами передней и задней стенок и каждый нижний конец стенки имеет U-форму с плоской площадкой внизу, в отверстии которой закреплена полая резьбовая заклепка с резьбой внутри, в которой расположен винт соединения кронштейна со стенкой кожуха.
Каждая труба нагревательного элемент расположена враспор в соответствующем пазу кронштейна, а каждый паз внизу имеет полукруглую нижнюю кромку, радиус каждой из которых равен радиусу трубы нагревательного элемента.
Кронштейны соединены с трубами нагревательного элемента с возможностью перемещения относительно них и относительно друг друга в продольном направлении конвектора.
На фиг. 1 показан конвектор напольный, вид спереди.
На фиг. 2 - вид Г на фиг. 1.
На фиг. 3-разрез А-А на фиг. 1.
На фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.
На фиг. 5 - вид В на фиг. 1.
На фиг. 6 - расположение частей конвектора в монтажных положениях.
На фиг. 7 - узел Е на фиг. 3.
На фиг. 8 - узел Д на фиг. 3.
На фиг. 9 - нагревательный элемент конвектора.
Напольный конвектор содержит нагревательный элемент 1 (фиг. 6, 9) с пластинами 2 оребрения, при этом нагревательный элемент 1 расположен в коробчатом кожухе 3 (фиг. 1, 6) на кронштейнах 4 и 5. Кронштейны 4 являются крайними, кронштейн 5 является средним и расположен на середине конвектора, конструкция которого позволяет изменять взаимное расположение кронштейнов относительно друг друга и относительно кожуха конвектора и его нагревательного элемента в процессе монтажа конвектора. Кожух имеет боковые стенки 6 и 7 (фиг. 6), переднюю и заднюю одинаковые по форме и взаимозаменяемые стенки 8 и съемную верхнюю решетку 9.
Нагревательный элемент 1 состоит из множества пластин 2 (фиг. 9), закрепленных на сообщенных между собой трубчатой перемычкой 10 трубах 11 и 12, имеющих одинаковый диаметр. Решетка 9 (фиг. 5, 6) кожуха 3 опирается на полки 13 (фиг. 7), которые являются концевыми изогнутыми в поперечной плоскости к продольной оси конвектора верхними частями передней и задней стенок.
Для подключения конвектора к системе отопления он имеет шаровые краны 14 (фиг. 6), которые в рабочем положении конвектора присоединены к концам 15 и 16 труб 11 и 12 (фиг. 9). Кожух 3 опирается передней и задней стенками 8 на кронштейны 4 и 5 и с помощью резьбовых заклепок 17 (фиг. 8) и винтов 18 соединен с кронштейнами 4 и 5. В рабочем положении конвектора его кронштейны 4 и 5 закреплены на полу обогреваемого помещения.
К перемычке 10 подключен регулятор 19 расхода теплоносителя (фиг. 9), перемещаемого по трубам 11 и 12 нагревательного элемента. Регулятор 19 соединен в рабочем положении конвектора с терморегулирующей головкой 20 (фиг. 6). В торце перемычки 10 (фиг. 9) установлена резьбовая воздуховыпускная пробка 21.
Внизу кронштейны 4 и 5 имеют опоры 22 (фиг. 6) с выполненными в них продолговатыми поперек конвектора отверстиями 23 под крепежные элементы (не показаны).
Каждый крайний кронштейн 4 выполнен с одним вертикальным пазом 24 (фиг. 6), на полукруглой кромке 28 которого расположена одна труба нагревательного элемента. На противоположной стороне от паза 24 каждый крайний кронштейн выполнен с горизонтальным уступом 25, на котором расположена другая труба нагревательного элемента. Два крайних и один средний кронштейн имеют на каждой боковой стороне отбортовку 26 (фиг. 6), в отверстии которой жестко запрессована резьбовая заклепка 17.
Вверху среднего кронштейна 5 выполнены симметрично два глубоких вертикальных паза 27 (фиг. 6) с полукруглой кромкой 28 в каждом пазу, радиус которой равен радиусу трубы нагревательного элемента. На полукруглые кромки 28 пазов 27 опираются трубы 11 и 12 так, что стороны каждой трубы расположены враспор в соответствующем пазу. В каждом крайнем кронштейне 4 паз 24 выполнен менее глубоким в сравнении с каждым пазом 27.
Кронштейны 4,5 соединены с трубами нагревательного элемента с возможностью их перемещения относительно труб и относительно смежных кронштейнов в продольном направлении конвектора в процессе монтажа конвектора. Крайние кронштейны 4, а также его передняя и задняя стенки кожуха конвектора выполнены взаимозаменяемыми. Пазы 24 кронштейнов 4 расположены зеркально по отношению друг к другу, а каждая полукруглая нижняя кромка 28 паза 24 выполнена по радиусу, который равен радиусу трубы нагревательного элемента. На эти полукруглые нижние кромки кронштейнов 4 опираются расположенные противоположно по отношению друг к другу в горизонтальной плоскости трубы 11 и 12.
Передняя и задняя стенки кожуха установлены на кронштейнах и соединены с ними резьбовыми заклепками и винтами, в частности кронштейны соединены с нижними концами стенок кожуха, причем каждый конец стенки имеет U-форму с плоской площадкой внизу (фиг. 8), в отверстии которой закреплена полая резьбовая заклепка 17 с резьбой внутри под винт крепления стенки к кронштейну.
Для повышения устойчивости и прочности конвектора стенки 6,7 и 8 кожуха и стойки 4 и 5 усилены. Стенки имеют толщину tc=2MM и более, а каждый кронштейн имеет толщину tк=4 мм и более. При соотношении tк≥2 tc конструкция в большей мере отвечает требованиям ее прочности и устойчивости при сравнительно простой компоновке, которая имеет несколько взаимозаменяемых элементов. В собранном положении конвектора кронштейны могут быть расположены между пластинами 2 оребрения нагревательного элемента 1, исключающими смещение последнего относительно кронштейнов во время эксплуатации конвектора.
Сборку конвектора напольного осуществляют следующим образом. Устанавливают на полу кронштейны 4 и 5 (фиг. 6) и соединяют их с полом крепежными элементами. Устанавливают в проектном положении на кронштейнах нагревательный элемент 1, трубы 11 и 12 которого самофиксируются в пазах 24 и 27 кронштейнов при перемещении труб сверху вниз. При соединении с кронштейнами 4 и 5 нагревательного элемента кронштейны располагают между пластинами 2 оребрения нагревательного элемента 1 с целью повышения устойчивости конвектора.
Далее надевают на нагревательный элемент 1 короб кожуха 3, переднюю и заднюю стенки которого соединяют с кронштейнами 4 и 5 путем навинчивания гаек (не показаны) на винты 18. После проведенных операций на верхние полки 13 стенок кожуха устанавливают съемную верхнюю решетку 9, а затем соединяют концы 15 и 16 труб нагревательного элемента с трубами системы отопления.
В собранном состоянии конвектор обладает сравнительно большой устойчивостью на изгиб и перекосы и сравнительно большой сопротивляемостью на смятие от статической нагрузки в случае использования конвектора не по прямому назначению. Данные преимущества получены за счет компоновочного решения конвектора, усиления прочности кронштейнов и кожуха в совокупности с соединениями кожуха с кронштейнами 4 и 5 и в совокупности с расположением труб 11 и 12 нагревательного элемента в пазах 24 и 27 кронштейнов 4 и 5. При этом взаимозаменяемость крайних кронштейнов, передней и задней стенок кожуха позволила существенно упростить конструкцию конвектора и технологию его производства.