ОТОПИТЕЛЬНЫЙ РАДИАТОР Российский патент 1997 года по МПК F24H3/08 F28F1/22 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к нагревательным приборам, используемым в системах центрального отопления.

Известны отопительные радиаторы типа "Коралл" [1] Эти радиаторы представляют собой трубу с алюминиевым литым оребрением. Недостатками этих радиаторов являются большие эксплуатационные затраты при демонтаже систем, необходимость применения вентилей для регулирования температуры, обеспечение герметичности стыков, неразборность соединения ребер с трубой для теплоносителя.

Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение, представленное в [2] содержащее трубу для теплоносителя и закрепленные на ней теплорассеивающие элементы, выполненные в виде пластин. К его недостаткам относится то, что, во первых, коэффициент теплопередачи низок из-за необходимости обеспечения зазора между каждой парой ребер вдоль трубы для теплоносителя для улучшения теплорассеяния с соседних ребер, во-вторых, не определены оптимальные размеры пары ребер и, в-третьих, при использовании большого их количества сборка и разборка становится трудоемкой. Кроме того, при креплении пластин к трубе с помощью двух сегментов не обеспечивается их плотное прилегание при некоторой эллиптичности последней.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эффективности отопительного радиатора путем повышения отношения мощности его излучения к его весу.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в отопительном радиаторе, содержащем трубу для теплоносителя с закрепленными на ней пластинами, пластины радиатора выполнены П-образными, их полки изогнуты по форме внешней поверхности трубы для теплоносителя, элементы крепления пластин расположены или по торцам их полок или охватывает их стойки, при этом геометрические размеры пластин удовлетворяют соотношениям:

где D_н наружный диаметр трубы для теплоносителя,
δ_n толщина пластин,
L_n высота пластин,
n 2, 3, 4, 5,
Новым в изобретении является то, что при достаточно простой технологии изготовления пластин такой формы обеспечивается их хороший контакт с трубой при любом их количестве и расположении, что позволяет повысить эффективность радиатора в целом.

На фиг.1 и 2 изображен радиатор с расположением пластин вокруг трубы для теплоносителя с элементами крепления в виде кольцевых стяжек, проходящих через тело стоек П-образных пластин; на фиг.3 и 4 то же с элементами крепления в виде пружинных скоб, соединяющих соседних пластин; на фиг. 5 и 6 то же с элементами крепления в виде разрезных, цилиндрических или конических колец, охватывающих соответствующие торцы полок пластин; на фиг.7 и 8 оппозитное расположение пластин при n= 2; на фиг.9 и 10 угловое расположение пластин при n=2.

Отопительный радиатор представляет собой набор П-образных пластин 1 (секций), полка 2 которых изогнута по форме внешней поверхности трубы 3 для теплоносителя, что обеспечивает их плотное прилегание к ее поверхности. Пластины 1 имеют толщину δ высоту L и длину H вдоль трубы 3. Высота пластин 1 и их толщина выбираются из соотношения
45δ_n≅L_n≅60δ_n,
где n 2, 3, 4, 5,
Длина H пластин 1 и их количество на трубе 3 выбираются индивидуально, исходя из места расположения радиатора и требуемой поверхности теплоизлучения.

Так, например, если есть возможность и требуется большая мощность теплоизлучения пластины 1 (секции) можно располагать вплотную друг к другу вокруг трубы 3 для теплоносителя (фиг.1-6), закрепляя их на трубе 3 с помощью кольцевых стяжек 4, проходящих в отверстия стоек П-образных пластин 1 (фиг.1), пружинных скоб 5 (фиг.3 и 4), охватывающих углы смежных пластин 1, цилиндрическими или коническими полукольцами 6 и 7 (фиг.5 и 6), охватывающими выступающие торцы 8 полок 3 пластин 1.

Во всех случаях радиатор представляет собой как бы единое целое с трубой для теплоносителя, обеспечивая максимальную теплопередачу.

При расположении трубы 3 для теплоносителя, ограничивающем вышеуказанные возможности, пластины 1 закрепляют на ней оппозитно (фиг.7 и 8) или под углом (фиг.9 и 10), обеспечивая при этом полный и плотный охват трубы 3, а для увеличения мощности теплорассеивания пары пластин 1 располагают вдоль трубы 3 друг за другом в необходимом количестве.

Для определения количества секций n и толщины пластины δ радиатора может быть использован тот факт, что контактное теплосопротивление более чем на порядок превышает теплосопротивление материала радиатора. Поэтому контактирующая поверхность секции радиатора с трубой для теплоносителя S_k≥10S_пл, где S_пл-площадь поперечного сечения пластины радиатора, равная
S_nл= δ_n•H,
где H длина пластины вдоль трубы для теплоносителя.

Taк как , где H длина пластины, D_н наружный диаметр трубы для теплоносителя, то
,
откуда

в первом приближении интервал значений δ_n определяется соотношением

При этом значения δ_n для n≥5 лучше определять из правой части соотношения, а для n≅4 из левой части.

Высота пластины радиатора L_n с количеством n П-образных секций определяется соотношением
45δ_n≅L_n≅60δ_n,
В качестве примера в таблице представлены геометрические размеры, величина поверхности S, мощность излучения ε и отношение величины поверхности радиатора к его весу S/P для n=2, D_H=2,7 см, T_p=97^oC для предлагаемого радиатора и прототипа с двумя пластинами.

Из таблицы видно, что величины S и e предлагаемого радиатора в 1,32 раза, а S/P в 1,08 раза выше, чем у плоского варианта радиатора, описанного в прототипе.

Таким образом, предлагаемая конструкция отопительного радиатора обеспечивает его высокую эффективность.

Использование: в теплотехнике, в частности в нагревательных приборах, используемых в системах центрального отопления. Сущность изобретения: повышение эффективности радиатора путем увеличения отношения мощности излучения радиатора к его весу обеспечивается тем, что пластины 1 радиатора выполнены П-образными, их полки 2 изогнуты по форме внешней поверхности трубы 3 для теплоносителя, элементы крепления 4 пластин 1 расположены или по торцам их полок 2 или охватывают их стойки. Конструкция радиатора обеспечивает его повышенную эффективность. 1 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

1. Отопительный радиатор, содержащий трубу для теплоносителя с закрепленными на ней пластинами, отличающийся тем, что пластины выполнены П-образными, их полка изогнута по форме внешней поверхности трубы для теплоносителя, элементы крепления пластин расположены или по торцам их полок, или охватывают их стойки, при этом геометрические размеры пластины удовлетворяют соотношениям
45δ_п ≅ L_п ≅ 60δ_п,

где δ_п толщина пластины;
L_п высота пластины;
D_н наружный диаметр трубы для теплоносителя;
n 2, 3, 4, 5
2. Радиатор по п.1, отличающийся тем, что при n 2 пластины расположены оппозитно или под углом.