ОТОПИТЕЛЬНЫЙ РАДИАТОР Российский патент 1994 года по МПК F24H3/00 

Изобретение относится к теплопередающим устройствам и может быть использовано при разработке бытовых отопительных радиаторов.

Известен электрообогреватель, включающий герметичный корпус, заполненный теплоносителем (маслом) с U-образным электронагревателем в нижней части. При включенном электронагревателе нагретое масло поднимается вверх, а холодное опускается вниз. За счет этого происходит разогрев корпуса. Тепло от разогретого корпуса передается окружающему воздуху.

Недостатком известного устройства являются сравнительно невысокие эксплуатационные характеристики, т. к. во-первых, происходит медленный разогрев обогревателя, во-вторых, имеет место неравномерность разогрева корпуса, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках обогревателя.

Известен также отопительный прибор в виде плоского испарительного термосифона, принятый за прототип и включающий герметичный коpпус, частично заполненный жидким теплоносителем, и электронагреватель в нижней части. При включении электронагревателя происходит частичное испарение жидкого теплоносителя и перенос паров в верхнюю часть герметичного корпуса, где пары конденсируются, отдавая скрытую теплоту парообразования окружающему воздуху.

Недостатком известного устройства являются сравнительно невысокие эксплуатационные характеристики, т. к. в данной конструкции, во-первых, затруднительно использование U-образных электронагревателей, во-вторых, электронагреватель не омывается жидкостью, что приводит к частому его перегоранию.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик.

Указанная цель достигается за счет того, что в отопительном радиаторе в виде плоского испарительного термосифона, содержащем частично заполненный жидким теплоносителем корпус с зонами испарения и конденсации и горизонтально установленный электронагреватель, в зоне испарения установлена желобообразная перегородка под углом к основанию корпуса, края которой направлены вниз, причем перегородка размещена между ветвями электронагревателя, а на ее концевой части, расположенной вне нагревателя и выше его, выполнены отверстия. Перегородка может быть установлена с зазорами относительно боковых стенок корпуса.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный отопительный радиатор отличается тем, что в зоне испарения установлена желобообразная перегородка под углом к основанию корпуса, края которой направлены вниз, причем перегородка размещена между ветвями электронагревателя, а на ее концевой части, расположенной вне нагревателя и выше его, выполнены отверстия. Перегородка может быть установлена с зазорами относительно боковых стенок корпуса.

Таким образом, заявляемый отопительный радиатор соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 дан общий вид отопительного радиатора; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - узел I на фиг. 4.

Отопительный радиатор включает в себя герметичный корпус 1, частично заполненный рабочим теплоносителем 2, например водой, с зоной испарения 3, расположенной внизу корпуса 1, и с зоной конденсации 4, расположенной вверху. В зоне испарения 3 горизонтально установлен электронагреватель 5, например, U-образного вида.

В зоне испарения 3 между ветвями электронагревателя 5 установлена желообразная перегородка 6 под углом к основанию корпуса 1. Края 7 перегородки 6 отогнуты вниз. На концевой части 8 перегородки, расположенной вне электронагревателя 5, выполнены отверстия 9. По одному из вариантов конструкции перегородка может быть установлена с зазором 10 относительно стенки испарителя 3. В корпусе 1 над уровнем рабочего теплоносителя 2 установлена каплеотбойная сетка 11.

Отопительный радиатор работает следующим образом. При подаче электроэнергии к электронагревателю 5 начинается разогрев и испарение рабочего теплоносителя 2. Пары рабочего теплоносителя проходят из зоны испарения 3 в зону конденсации 4, где они конденсируются, отдавая скрытую теплоту парообразования стенкам корпуса 1 и нагревая окружающий воздух в помещении. Конденсат непрерывно стекает в зону испарения 3. Передача тепла к окружающему воздуху происходит также и от стенок зоны испарения 3, При этом паровые пузыри, образующиеся на верхней части U-образного электронагревателя 5, всплывают непосредственно над нагревателем, а паровые пузыри, образующиеся на нижней ветви электронагревателя 5 скапливаются под желобообразной перегородкой 6 и движутся к части 8, где паровые пузыри через отверстия 9 проходят сквозь перегородку 6, ускоряя прогрев жидкого теплоносителя в наиболее удаленной от электронагревателя зоне. Поскольку края 7 отогнуты вниз, предотвращается выход пузырей из-под перегородки в зоне установки электронагревателя 5.

За счет теплоотдачи от стенок зоны испарения 3 жидкий теплоноситель вдоль указанных стенок имеет более низкую температуру и опускается через зазоры 10 и в зонах концов перегородки 6 к нижней ветви U-образного электронагревателя. Таким образом обеспечивается направленная циркуляция жидкого теплоносителя в зоне испарения.

Проводились сравнительные испытания маслонаполненного отопительного радиатора и точно такого же отопительного радиатора, частично заполненного дистиллированной водой. В обоих радиаторах был установлен U-образный ТЭН с паспортной мощностью 500 Вт.

Так как коэффициент теплоотдачи от стенки к маслу значительно ниже (примерно на порядок) такового от стенки к воде, то температура ТЭН, а значит и спирали была выше у ТЭН, работающего в масле. С повышением же температуры эл. спирали ее сопротивление растет. И наоборот, при работе ТЭН в воде температура стенки (и соответственно эл. спирали) падает, что приводит к уменьшению электрического сопротивления спирали. Изменения с помощью ваттметра (при стабилизированном подаваемом напряжении, равном 220 В) показали, что в предложенном отопительном радиаторе мощность, отдаваемая U-образным эл. нагревателем, была примерно на 10% выше таковой при работе в масле. Следовательно, поскольку температура стенки ТЭН при работе в воде ниже, чем при работе его в масле, то возрастет время эксплуатации ТЭН.

Преимущества предлагаемого отопительного радиатора заключаются в том, что достигается улучшение эксплуатационных характеристик, обусловленное следующим:
в 5-6 раз сокращается время разогрева;
примерно на 10% повышается отдаваемая радиатором мощность;
увеличивается ресурс работы ТЭН;
снижается стоимость обогревателя, т. к. масло заменено дистиллированной водой. (56) Квятковский С. Ф. и др. Бытовые нагревательные электроприборы. М. : Энергоатомиздат, 1976, с. 48-49.

Авторское свидетельство СССР N 326752, кл. F 28 F 3/12, опублик. 1972.

Использование: для улучшения эксплуатационных характеристик переносных отопительных электроприборов. Сущность изобретения: отопительный радиатор содержит корпус 1, частично заполненный жидким теплоносителем 2, с зонами испарения 3 и конденсации 4, при этом в эоне испарения установлена желобообразная перегородка 6 под углом к основанию корпуса 1. Края перегородки направлены вниз, причем перегородка установлена между ветвями электронагревателя 5, а на конце перегородки вне электронагревателя выполнены отверстия 9. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. ОТОПИТЕЛЬНЫЙ РАДИАТОР в виде плоского испарительного термосифона, содержащий частично заполненный жидким теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и горизонтально установленный электронагреватель, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, в зоне испарения установлена желобообразная перегородка под углом к основанию корпуса, края которой направлены вниз, причем перегородка размещена между ветвями электронагревателя, а на ее концевой части, расположенной вне электронагревателя и выше его, выполнены отверстия. 2. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что перегородка установлена с зазором относительно боковых стенок корпуса.