ОТРАЖАТЕЛЬ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F28F9/20 

Изобретение представляет устройства, используемые в аппаратах, обеспечивающих изменяющиеся температурные режимы, и, в частности, приборы, способствующие их интенсификации. Наиболее целесообразно использовать в пищевой промышленности для усиления теплообменных процессов.

Известен широко используемый рефлектор-отражатель теплового излучения, представляющий металлический экран сферической формы, в фокусе которого установлен электронагревательный элемент. Однако этот рефлектор-отражатель нельзя отнести к энергосберегающим системам.

Известна панель лучистого обогрева (авт.свид. СССР N 1666878, кл. F 24 D 5/08). Панель содержит отражатель теплового излучения, выполненный в виде гофрированного металлического экрана. На внутренней стороне экрана закреплен слой теплоизоляционного материала. С наружной стороны экрана установлены цилиндрические греющие элементы. Каждая из гофр экрана образована тремя элементами, два из которых плоские и расположены под углом друг к другу, а третий образует вершину гофры и контактирует с греющими элементами. Теплоизоляция может иметь переменную толщину с максимальным размером в области вершины гофры экрана. Высота гофр равна диаметру греющих элементов и угол гофра равен 145-155^oС. При этом достигается максимальная интенсивность теплоотдачи. Теплота в обогреваемую зону передается путем излучения от греющих элементов и нагретых поверхностей экрана.

Конструкция является металлоемкой и сложной в изготовлении и установке, так как требует жесткого соблюдения заданных геометрических размеров и их соотношений.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение ее металлоемкости и уменьшение затрат на ее изготовление и установку.

Разработанная конструкция обеспечивает повышение КПД отопительных приборов, уменьшение тепловых потерь в ограждающих конструкциях (стенах), уменьшение затрат на изготовление и установку дополнительных энергосберегающих элементов отопительной системы и, в конечном итоге, экономию и соответствующее уменьшение себестоимости энергии, расходуемой в отопительной системе.

В соответствии с изобретением отражатель теплового излучения содержит экран, выполненный из алюминиевой фольги с хаотически расположенными отражательными гранями. Экран закреплен с помощью клея на эластичном теплоизоляционном материале с самонесущими свойствами. При этом коэффициент теплоотдачи отражательной поверхности экрана должен быть не менее 10 Вт/м²•^oС, теплопроводность теплоизоляционного слоя - не более 0,04 Вт/мК.

Отражатель теплового излучения устанавливают за греющими элементами (отопительными приборами) со стороны ограждающей поверхности (стены).

Достаточно высокий коэффициент теплоотдачи отражательной поверхности экрана и его выполнение из фольги с хаотически расположенными отражательными гранями ("жатой" фольги), увеличивающей площадь отражательной поверхности экрана, повышают эффективность отопительной системы.

Закрепление экрана на эластичном теплоизоляционном слое позволяет придавать отражателю произвольную форму.

Теплоизоляционный слой выполнен из пенопорополиэтилена или пенопластополиуретана, обладающих достаточно высоким термическим сопротивлением, что практически исключает теплоизлучение и теплопроводность с внутренней стороны отражателя.

Толщина теплоизоляционного слоя должна составлять не менее 10 мм.

Экран закреплен на теплоизоляционном слое с помощью клея на органической основе, например клея БФ, обеспечивающего надежный тепловой контакт между экраном и теплоизоляцией за счет проникновения в поры теплоизоляционного материала. Такое закрепление экрана уменьшает теплоизлучение с тыльной стороны экрана, обеспечивает самонесущие свойства конструкции отражателя и ее гибкость при закреплении отражателя на любых формах ограждающей конструкции (стены или подоконной ниши).

На фиг. 1а отражатель теплового излучения приведен в разрезе. Отражатель теплового излучения содержит экран 1, выполненный из "жатой" алюминиевой фольги с хаотически расположенными гранями 2 и слой теплоизоляционного материала 3, на котором с помощью клея 4 закреплен экран 1.

На фиг. 1б показана в разрезе конструкция, включающая отражатель теплового излучения I, установленный на ограждающей поверхности II (оконная ниша), и отопительный прибор III.

Отражатель работает следующим образом.

Часть теплового потока от отопительного прибора излучается в сторону ограждающей поверхности II и в силу большой ее теплоемкости и низкой отражательной способности теряется для целей отопления. Отражательный экран 1 с теплоизоляционным слоем 3, установленный на пути этого теплового потока, препятствует его поглощению ограждающей поверхностью II, уменьшая таким образом тепловые потери отопительной системы. Это тепловое излучение отопительного прибора отражается экраном вовнутрь обогреваемого помещения, повышает температуру поверхности прибора и тем самым увеличивает его КПД. Слой теплоизоляционного материала 3, закрепленный на тыльной стороне экрана 1, препятствует тепловому излучению экрана в сторону ограждающей поверхности и теплоизолирует экран от этой поверхности по теплопередаче.

Благодаря гибкости конструктивного исполнения отражательного экрана с теплоизоляционным слоем ему легко может быть придана форма ограждающей поверхности, например сложная форма подоконной ниши.

Тепловизионное обследование эффективности установки отражателя теплового излучения показывает увеличение теплоотдачи отопительного прибора примерно на 20%. Соответствующая оценка энергосбережения для отопительной системы средней котельной при стандартной установке отопительных приборов центрального отопления в зданиях различного назначения дает 3% повышение энергоэффективности. При этом затраты на установку дополнительных энергосберегающих элементов (отражателей теплового излучения) окупаются в течение 0,85 отопительного сезона.

Выполнено сравнительное тепловизионное обследование двух идентичных отопительных приборов, на одном из которых был установлен отражатель теплового излучения с теплоизоляционным слоем, размещенных в двух идентичных помещениях.

Обследование показало:
1) увеличение теплового потока в направлении вовнутрь помещения для отопительного прибора с отражателем теплового излучения по сравнению с прибором без него;
2) эффект применения отражателя теплового излучения соответствует увеличению сопротивления теплопередаче в области установки сравниваемых отопительных приборов примерно на 20%;
3) отопительный прибор с отражателем теплового излучения имеет более равномерное распределение температуры по площади отопительного прибора и более высокую радиационную температуру по сравнению с отопительным прибором без отражателя теплового излучения; например, отопительный прибор с отражателем теплового излучения имеет усредненную температуру в средней своей части примерно на 26% более высокую, чем отопительный прибор без отражателя.

Анализ других исследований показал, что наибольший энергосберегающий эффект от установки отражателей теплового излучения будет наблюдаться в панельных или блочных зданиях современных конструкций, толщина и теплофизические свойства которых значительно ниже, чем зданий с толстыми кирпичными стенами. Кроме того, применение разработанных отражателей наиболее эффективно в помещениях с большой площадью застекления оконных проемов, с глубокими подоконными нишами вследствие более интенсивных конвективных процессов в этих помещениях.

Устройство используется в отопительных системах жилых и производственных зданий и помещений. Отражатель теплового излучения содержит экран, выполненный из алюминиевой фольги с хаотически расположенными отражательными гранями. Экран закреплен с помощью клея на эластичном теплоизоляционном материале с самонесущими свойствами. При этом коэффициент теплоотдачи отражательной поверхности экрана должен быть не менее 10 Bт/м²•^oC, теплопроводность теплоизоляционного слоя не более 0,04 Bт/мК. Отражатель теплового излучения устанавливают за греющими элементами (отопительными приборами) со стороны поверхности (стены). Разработанная конструкция обеспечивает повышение КПД отопительных приборов, уменьшение тепловых потерь в ограждающих конструкциях (стенах), уменьшение затрат на изготовление и установку дополнительных энергосберегающих элементов отопительной системы и в конечном итоге экономию и соответствующее уменьшение себестоимости энергии, расходуемой в отопительной системе. 1 ил.

Отражатель теплового излучения, содержащий металлический экран и теплоизоляционный слой, расположенный с одной стороны экрана, отличающийся тем, что экран выполнен из алюминиевой фольги с хаотически расположенными отражательными гранями и закреплен с помощью клея на эластичном теплоизоляционном материале с самонесущими свойствами, при этом коэффициент теплоотдачи отражательной поверхности экрана составляет не менее 10 Вт/м² • С, а теплопроводность теплоизоляционного слоя - не более 0,04 Вт/мК.