ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР Российский патент 2005 года по МПК F24H3/00 

Изобретение относится к области отопления зданий любого назначения и служит для поддержания в помещениях заданной температуры внутреннего воздуха и внутренних поверхностей ограждающих конструкций.

Известны отопительные приборы - конвекторы отопительные биметаллические «ЛАК» с литым алюминиевым оребрением и стальной трубой /1/.

Указанные конвекторы предназначены для применения в системах водяного отопления зданий различного назначения. В указанных конвекторах оребрение выполняется из алюминиевого сплава, т.е. из материала с достаточно высоким коэффициентом теплопроводности. Большую часть теплоты конвектор отдает в помещение конвекции, доля же теплоты отдаваемой излучением составляет незначительную часть - и это является недостатком данного отопительного прибора.

Известен наиболее близкий по совокупности признаков к предлагаемому отопительному прибору /2, рис. 19/, который включает стальные трубы для подачи и отвода теплоносителя и штампованный стальной лист, который приварен к трубам. Стальной лист, служащий для увеличения поверхности теплоотдачи прибора, не находится в непосредственном контакте с теплоносителем и контактирует с трубой для подачи теплоносителя только небольшой частью периметра трубы, поэтому от теплоносителя через стенку труб на стальной лист передается небольшое количество теплоты, а это приводит к увеличению габаритов прибора и, следовательно, к увеличению расхода металла.

Теплоотдача указанного отопительного прибора осуществляется излучением (радиацией) и конвекцией. Регулирование теплоотдачи прибора осуществляется известным способом, т.е. при помощи крана, установленного у отопительного прибора.

Предлагаемый отопительный прибор обеспечивает по сравнению с известным прибором передачу большего количества теплоты. Это достигается тем, что отопительный прибор содержит трубы для подачи теплоносителя с закрепленной на них с помощью сварки теплоотдающей поверхностью, выполненной в виде штампованного стального листа, согласно изобретению теплоотдающая поверхность выполнена из двух штампованных листов с полуцилиндрическими участками для установки в контакте с поверхностью труб на части их периметра и плоскими участками, выше указанные листы установлены таким образом, что трубы для подачи теплоносителя расположены в полуцилиндрических участках, а листы теплоотдающей поверхности выполнены из материала с более высокой теплопроводностью, чем материал труб, и жестко соединены друг с другом. Целесообразно с обеих сторон теплоотдающей поверхности выполнять элементы оребрения, а теплоотдающую поверхность выполнять съемной.

На фиг.1 показан вид спереди предложенного устройства, а на фиг.2 - разрез А - А.

Предлагаемое устройство включает трубы 1 для подачи теплоносителя. Теплоотдающая поверхность состоит из двух штампованных листов 2 и 3. На листе 2 выштампованы полуцилиндрические 4 и плоские 5 участки; на листе 3 - аналогично выштампованы полуцилиндрические 6 и плоские 7 участки. При этом внутренний диаметр полуцилиндрических участков 4 и 6 соответствует наружному диаметру стальных труб, что обеспечивает надежный тепловой контакт труб и листов 2 и 3. Трубы 1 для подачи теплоносителя расположены в полуцилиндрических участках 4 и 6 листов 2 и 3. Плоские участки 5 и 7 соответственно листов 2 и 3 плотно прилегают друг другу, а листы 2 и 3 на полуцилиндрических участках 4 и 6 плотно прилегают к наружной поверхности труб 1. На внешних поверхностях листов 2 и 3 выштампованы элементы оребрения 8, которые увеличивают теплоотдающую поверхность. Патрубки 9 и 10 служат для присоединения к системе отопления. Листы 2 и 3 жестко скреплены известным способом, например, с помощью болтов, саморезов, заклепок 11, сварки и другими известными способами. Листы 2 и 3 выполнены из алюминия, меди или другого материала с более высокой теплопроводностью, чем материал труб 1.

Если в процессе эксплуатации необходимо снять листы 2 и 3 с трубопроводов 1, то соединение листов 2 и 3 выполняется при помощи болтов и саморезов.

Отопительный прибор работает следующим образом. При движении теплоносителя по трубе 1 теплота от теплоносителя передается к стенке трубы 1. Учитывая, что листы 2 и 3 и в том числе полуцилиндрические обечайки 4 и 6 и плоские участки 5 и 7 выполнены из материала с более высокой теплопроводностью, чем материал трубы 1 (например алюминий, медь и др.), и обечайки 4 и 6, плотно прилегают к наружной поверхности труб 1, а плоские участки 5 и 7 плотно прилегают друг к другу, теплота от стенки трубы 1 за счет теплопроводности передается полуцилиндрическим обечайкам 4 и 6, элементам оребрения 8 и плоским участкам 5 и 7. Следовательно, полуцилиндрические обечайки 4 и 6, элементы оребрения 8 и плоские участки 5 и 7 нагреваются и отдают теплоту окружающему прибор воздуху. Общая теплоотдача прибора складывается из теплового потока, отдаваемого в помещение путем конвекции и излучения.

Конвективный теплообмен осуществляется следующим образом.

Воздух помещения соприкасается с нагретой теплоотдающей поверхностью (листами 2 и 3), нагревается (при этом плотность воздуха уменьшается) и поднимается вверх, уступая место более холодному воздуху, который подтекает снизу к листам 2 и 3. Воздух скользит по плоским участкам 5 и 7 листов 2 и 3, затем воздух обтекает полуцилиндрические обечайки 4 и 6, элементы оребрения 8. На протяжении всего пути подъема воздух нагревается и поднимается в верхнюю зону помещения. Т.к. в трубу 1 горячая вода подается непрерывно, то и непрерывно теплота от горячей воды поступает на теплоотдающую поверхность (листы 2 и 3), т.е. на плоские участки 5 и 7, полуцилиндрические обечайки 4 и 6 и элементы оребрения 8 листов 2 и 3.

На место нагретого воздуха, который поднялся вверх снизу к отопительному прибору подтекает более холодный воздух помещения, который, соприкасаясь с поверхностью теплоотдающей поверхностью (листами 2 и 3), нагревается и поднимается вверх. При этом интенсивность конвективного теплообмена пропорциональна разности температур теплоотдающей поверхности и окружающего воздуха.

Лучистый теплообмен осуществляется следующим образом: тепловое излучение от полуцилиндрических обечаек, плоских участков и элементов оребрения, которые обращены в помещение, распространяется в помещении и поглощается поверхностью окружающих предметов.

Таким образом, лучистый теплообмен непосредственно формирует радиационную температуру помещения, которая является одним из основных параметров, характеризующих тепловой режим помещений. При этом интенсивность лучистого теплообмена пропорциональна разности четырех степеней температур указанных выше поверхностей.

При продольном расположении элементов оребрения поверхность лучистого теплообмена, обращенная в помещение, равна габаритной поверхности отопительного прибора. Кроме того, средняя температура теплоотдающей поверхности (листы 2 и 3) значительно выше, чем у известного прибора, т.к. листы 2 и 3 выполняются из материала с более высокой теплопроводностью и контакт листов 2 и 3 организован по всей наружной поверхности трубы 1. Поэтому в предлагаемом приборе доля лучистой теплопередачи в помещение значительно больше, чем в известном приборе. Известно, что лучистая теплота, передаваемая в помещение, более благоприятна для теплоощущений человека /3/.

Тепловое излучение от теплоотдающей поверхности (листы 2 и 3), обращенной к стене здания, на которой установлен отопительный прибор, распространяется в пространстве между отопительным прибором и стеной здания и поглощается в основном стеной здания. При этом стена нагревается и отдает теплоту воздуху отапливаемого помещения аналогичным способом (конвекцией и излучением).

При непрерывном движении воздуха на приборе может оседать пыль. Отопительный прибор имеет гладкую поверхность поэтому пыль можно легко убрать либо вручную, либо с помощью пылесоса. Кроме того, для очитки от пыли листов 2 и 3 их можно снять с трубы 1. Для этого необходимо болты (саморезы) 11 вывернуть из гаек и снять с труб 1 листы 2 и 3. После очистки листы 2 и 3 следует установить на место.

Элементы оребрения 8 позволяют выполнить прибор с большей поверхностью теплоотдачи, т.е. отопительный прибор изготавливается более компактным, т. к. уменьшается расход металла.

Источники информации

1. Конвекторы отопительные биметаллические типа ЛАК. Технические условия. ТУ 21-26-348-86.

2. Щекин Р.В., Березовский В.А., Потапов В.А. Расчет систем центрального отопления. Киев: Высшая школа, 1975, с.49, рис.19.

3. Андреевский А.К. Отопление. Минск: Высшая школа, 1982, с.189.

Изобретение предназначено для применения в области отопления, а именно для водяных систем отопления с естественной и насосной циркуляцией. Отопительный прибор содержит трубы для подачи теплоносителя с закрепленной на них теплоотдающей поверхностью, выполненной в виде штампованного стального листа, причем теплоотдающая поверхность выполнена из двух штампованных листов с полуцилиндрическими участками для установки в контакте с поверхностью труб на части их периметра и плоскими участками, вышеуказанные листы установлены таким образом, что трубы для подачи теплоносителя расположены в полуцилиндрических участках, а листы теплоотдающей поверхности выполнены из материала с более высокой теплопроводностью, чем материал труб, и соединены друг с другом. Кроме того, с обеих сторон теплоотдающей поверхности выполнены элементы оребрения, а теплоотдающая поверхность выполнена съемной. Изобретение позволяет обеспечить передачу большего количества тепла по сравнению с известным отопительным прибором. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Отопительный прибор, содержащий трубы для подачи теплоносителя с закрепленной на них теплоотдающей поверхностью, выполненной в виде штампованного стального листа, отличающийся тем, что теплоотдающая поверхность выполнена из двух штампованных листов с полуцилиндрическими участками для установки в контакте с поверхностью труб на части их периметра и плоскими участками, вышеуказанные листы установлены таким образом, что трубы для подачи теплоносителя расположены в полуцилиндрических участках, а листы теплоотдающей поверхности выполнены из материала с более высокой теплопроводностью, чем материал труб, и соединены друг с другом.2. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что с обеих сторон теплоотдающей поверхности выполнены элементы оребрения.3. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что теплоотдающая поверхность выполнена съемной.