БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ РАДИАТОР ДЛЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК F24H3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к биметаллическим нагревательным радиаторам, предназначенным для отопления помещений, в которых нагрев осуществляется посредством передачи тепла от горячей воды (или другой нагревательной среды), циркулирующей в них, в эти помещения. Для обеспечения циркуляции горячей воды в радиаторе, содержащем алюминиевый кожух, имеется система стальных труб, находящихся в непосредственном тепловом контакте с алюминиевым кожухом.

Уровень техники

Системы отопления, используемые в настоящее время, состоят или из цельных радиаторов, имеющих большие размеры и большой вес, или из модульных радиаторов, модули которых могут быть смонтированы в таком количестве, чтобы обеспечить потребности в тепле любого конкретного помещения. Кроме того, для снижения веса и затрат на производство при изготовлении модулей радиаторов используется алюминий. Однако при этом возникают многочисленные проблемы, связанные с непосредственным контактом алюминия с нагревательной текучей средой, такие как коррозия алюминия или образование водорода внутри модульного нагревательного корпуса, что может приводить к катастрофическим последствиям, связанным с появлением избыточного давления. Предполагаемое при этом устройство выпуска газа из радиаторов также небезопасно, поскольку взрывоопасные газы могут заполнять помещение и спровоцировать взрыв, в результате чего может быть повреждена бойлерная и, в частности, гидравлический воздухосборник.

Известен биметаллический радиатор, имеющий внутреннюю систему стальных каналов, интегрированных в литой алюминиевый кожух (заявка ЕР 0481154 A1, 22.04.1992).

Признаки известного радиатора, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в наличии стальных каналов и алюминиевого кожуха.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в интегрированности стальных каналов в алюминиевый кожух методом литья.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является модульный биметаллический радиатор для бытовых систем отопления, модуль которого содержит систему стальных каналов движения нагревательной среды, состоящую из пары горизонтальных трубопроводов и по меньшей мере одного вертикального трубопровода с симметрично расположенными концами, и литой алюминиевый кожух, имеющий противолежащие секции с задним оребрением и передним оребрением, образующими несущую конструкцию модуля, и две системы ребер, расположенных симметрично на его сторонах. При этом на концах горизонтальных трубопроводов выполнена резьба с возможностью соединения модулей, а в средней части каждого горизонтального трубопровода выполнено по меньшей мере одно эллиптическое отверстие, в которое своим торцевым отверстием установлен и закреплен посредством сварного шва указанный по меньшей мере один вертикальный трубопровод (патент RU № 2179693 С2, МПК⁷ F 28 F 21/08, F 24 D 3/00, дата публикации 2002.02.20).

Признаки известного радиатора, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в наличии теплоприемной и теплоотдающей панели, выполненной из алюминия, и горизонтальных стальных труб, находящихся в непосредственном тепловом контакте с алюминиевой панелью.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в совмещении функций теплоприемной и теплоотдающей панели в одном конструктивном элементе радиатора, изготовленным литьем из алюминия, и наличием вертикальных трубопроводов, что делает невозможным применение экструзионной технологии изготовления радиаторов.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в упрощении технологии изготовления биметаллических радиаторов и экономии алюминия за счет возможности применения экструзионной технологии.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в конструктивном разделении теплоприемной и теплоотдающий панелей радиатора, а также труб, и в выполнении каждой панели так, что обеспечивается возможность ее изготовления посредством экструзии.

Достигается технический результат тем, что биметаллический радиатор для системы отопления содержит находящиеся в тепловом контакте друг с другом теплоприемную и теплоотдающую панели, при этом теплоприемная панель выполнена в виде алюминиевого листа с горизонтально расположенными на одной стороне листа полыми алюминиевыми цилиндрами, выполненными с прерывистыми направляющими их цилиндрических поверхностей, и содержит установленные в этих цилиндрах стальные трубы, предназначенные для движения по ним нагревательной среды, а теплоотдающая панель выполнена в виде алюминиевого листа с вертикальными ребрами, расположенными на одной стороне этого листа, другая сторона которого находится в непосредственном тепловом контакте с другой стороной алюминиевого листа теплоприемной панели.

Достигается технический результат также тем, что теплоотдающая панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно основному алюминиевому листу теплоотдающей панели с противоположной стороны ее ребер, при этом указанный дополнительный лист представляет собой либо единый с ребрами теплоотдающей панели конструктивный элемент либо отдельный от ребер теплоотдающей панели конструктивный элемент, находящийся при этом в тепловом контакте с ребрами теплоотдающей панели.

Достигается технический результат также тем, что биметаллический радиатор содержит дополнительную теплоотдающую панель, а теплоприемная панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно упомянутому основному алюминиевому листу теплоприемной панели и одной своей стороной связанный с упомянутыми полыми алюминиевыми цилиндрами, другая сторона которого находится в непосредственном тепловом контакте с соответствующей стороной алюминиевого листа дополнительной теплоотдающей панели.

Достигается технический результат также тем, что дополнительная теплоотдающая панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно основному алюминиевому листу дополнительной теплоотдающей панели с противоположной стороны ее ребер, при этом указанный дополнительный лист представляет собой либо единый с ребрами дополнительной теплоотдающей панели конструктивный элемент либо отдельный от ребер дополнительной теплоотдающей панели конструктивный элемент, находящийся при этом в тепловом контакте с ребрами дополнительной теплоотдающей панели.

Основные новые признаки заявленного технического решения заключаются в том, что теплоприемная панель выполнена в виде алюминиевого листа с горизонтально расположенными на одной стороне листа полыми алюминиевыми цилиндрами, выполненными с прерывистыми направляющими их цилиндрических поверхностей, и содержит установленные в этих цилиндрах стальные трубы, предназначенные для движения по ним нагревательной среды, а теплоотдающая панель выполнена в виде алюминиевого листа с вертикальными ребрами, расположенными на одной стороне алюминиевого листа теплоотдающей панели, другая сторона которого находится в непосредственном тепловом контакте с другой стороной алюминиевого листа теплоприемной панели.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показан биметаллический радиатор, вид сбоку с торца (вертикальное сечение); на фиг.2 схематично показан сдвоенный биметаллический радиатор, вид сбоку с торца (вертикальное сечение); на фиг.3 и 4 показаны варианты выполнения теплоотдающей панели (вид сверху).

Осуществление изобретения

Биметаллический радиатор содержит теплоприемную панель I и теплоотдающую панель II, находящиеся в тепловом контакте друг с другом (фиг.1, основной вариант).

Теплоприемная панель I (фиг.1) содержит алюминиевый лист 1 с горизонтально расположенными на одной стороне этого листа полыми алюминиевыми цилиндрами 2, выполненными с прерывистыми направляющими их цилиндрических поверхностей для создания эффекта подпружинивания, а также компенсации незначительных отклонений внутреннего диаметра цилиндров 2 от усредненного значения (обусловленных допусками согласно ТУ и ГОСТов на изготовление труб). Теплоприемная панель I содержит также установленные в цилиндрах 2 с подпружиниванием стальные трубы 3, предназначенные для движения по ним нагревательной среды. При этом лист 1 и цилиндры 2 выполнены как одно целое с использованием экструзионной технологии (т.е. представляют собой единый конструктивный элемент). Кроме того, каждый цилиндр 2 выполнен с прерывистой направляющей его цилиндрической поверхности и внутренним диаметром несколько меньшим относительно наружного диаметра трубы 3. Вследствие этого при установке трубы 3 внутри цилиндра 2 фрагменты боковой поверхности этого цилиндра раздвигаются с подпружиниванием (с сопротивлением, так как все фрагменты связаны с листом 1), что обеспечивает надежный механический и тепловой контакт трубы 3 с цилиндром 2.

Теплоотдающая панель II (фиг.1) содержит алюминиевый лист 4 и расположенные на одной стороне этого листа вертикальные алюминиевые ребра 5. При этом другой стороной лист 4 находится в непосредственном тепловом контакте со свободной стороной листа 1, что обеспечивается при помощи специальных элементов крепления листов друг к другу (элементы крепления не показаны).

На фиг.2 схематично показан сдвоенный биметаллический радиатор, который содержит теплоприемную панель I и две теплоотдающие панели: основную II и дополнительную III, находящиеся в тепловом контакте с теплоприемной панелью с разных сторон этой панели (фиг.2, дополнительный вариант).

Теплоприемная панель I (фиг.2) содержит два параллельно расположенных алюминиевых листа - основной 1а и дополнительный 1b и общие для этих листов горизонтальные алюминиевые цилиндры 2, выполненные с прерывистыми направляющими их цилиндрических поверхностей для создания упомянутых выше эффектов подпружинивания и компенсации. При этом цилиндры 2 расположены между листами 1а и 1b и выполнены как одно целое с этими листами при помощи экструзионной технологии (представляют собой единый конструктивный элемент). Внутри цилиндров 2 с подпружиниванием установлены стальные трубы 3 для движения по ним нагревательной среды. Что касается теплоотдающих панелей II и III, то они имеют такую же конструкцию, что и описанная выше теплоотдающая панель (фиг.1). При этом обе теплоотдающие панели II и III (фиг.2) свободными сторонами своих алюминиевых листов 4а и 4b присоединены к соответствующим алюминиевым листам 1а и 1b теплоприемной панели I.

В обоих вариантах конструкции биметаллического радиатора (одинарный и сдвоенный, показанные на фиг.1 и 2 соответственно) могут быть использованы разные по конструкции и технологии изготовления теплоотдающие панели. На фиг.3 показаны варианты выполнения теплоотдающей панели, в которой алюминиевый лист 4 и вертикальные алюминиевые ребра 5 изготовлены как одно целое при помощи экструзионной технологии, вследствие чего лист 4 представляет собой единый с ребрами 5 конструктивный элемент. При этом в варианте, показанном на фиг.3а, теплоотдающая панель содержит только один алюминиевый лист 4, а ребра 5 расположены на одной стороне этого листа. В варианте, показанном на фиг.3b, теплоотдающая панель содержит два алюминиевых листа - основной 4 и дополнительный 6, расположенные параллельно друг другу. При этом ребра 5 расположены между листами 4 и 6 и выполнены как одно целое с указанными листами при помощи экструзионной технологии, вследствие чего лист 4 представляет собой единый с ребрами 5 и листом 6 конструктивный элемент.

На фиг.4 показаны варианты выполнения теплоотдающей панели, в которой алюминиевый лист 4 и вертикальные алюминиевые ребра 5 не представляют одного целого и являются технологически разными (отдельными) элементами конструкции теплоотдающей панели. В этих вариантах лист 4 и каждое ребро 5 представляют собой отдельные конструктивные элементы, из которых собирают теплоотдающую панель путем установки и закрепления ребер 5 на листе 4. При этом на фиг.4а показан вариант, в котором используется один алюминиевый лист 4, а ребра 5 в плане имеют Г-образную форму и своими полками закреплены на листе 4 с одной стороны этого листа (элементы крепления не показаны). На фиг.4b показан вариант теплоотдающей панели, которая содержит два алюминиевых листа - основной 4 и дополнительный 6, расположенные параллельно друг другу на расстоянии и соединенные друг с другом. В этом случае ребра 5 в плане имею П-образную форму, расположены между листами 4 и 6 и своими полками закреплены на этих листах. Листы 4 и 6 при этом могут представлять собой единый конструктивный элемент, но могут быть и разными конструктивными элементами.

В вариантах, изображенных на фиг.4, ребра могут быть выполнены как из алюминия, так и из стали, либо из других металлов или материалов.

Изготовление биметаллического радиатора (модуля биметаллического радиатора) заключается в следующем.

При помощи экструзионной технологии, позволяющей изготавливать достаточно тонкие листы, изготавливают как одно целое теплоприемную панель I, включающую алюминиевый лист 1 и алюминиевые цилиндры 2 (без труб 3). Также при помощи экструзионной технологии как одно целое изготавливают теплоотдающую панель II, включающую алюминиевый лист 4 и вертикальные алюминиевые ребра 5 (фиг.1). Затем в цилиндры 2 с натягом (с подпружиниванием) устанавливают отрезки стальных труб 3, на концах которых либо нарезают резьбу для соединения радиаторов между собой или с элементами системы отопления, либо резьбу не нарезают, если предусматривается соединение между собой отдельных элементов отопительной системы с помощью сварки. После этого образовавшуюся таким образом теплоприемную панель I соединяют с теплоотдающей панелью II путем прикрепления листов 1 и 4 этих панелей свободными сторонами этих листов друг к другу с образованием теплового контакта между ними. Таким образом, биметаллический радиатор (фиг.1) готов к установке и эксплуатации в системе водяного отопления либо может быть использован в качестве основной комплектующей детали при изготовлении различного рода электрорадиаторов, калориферов и других теплообменных аппаратов.

Изобретение предназначено для применения в отоплении помещений. Биметаллический радиатор для системы отопления, который содержит находящиеся в тепловом контакте друг с другом теплоприемную и теплоотдающую панели, при этом теплоприемная панель выполнена в виде алюминиевого листа с горизонтально расположенными на одной стороне листа полыми алюминиевыми цилиндрами, выполненными с прерывистыми направляющими их цилиндрических поверхностей, и содержит установленные в этих цилиндрах стальные трубы, предназначенные для движения по ним нагревательной среды, а теплоотдающая панель выполнена в виде алюминиевого листа с вертикальными ребрами, расположенными на одной стороне этого листа, другая сторона которого находится в непосредственном тепловом контакте с другой стороной алюминиевого листа теплоприемной панели. Кроме того, теплоотдающая панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно основному алюминиевому листу теплоотдающей панели с противоположной стороны ее ребер, при этом указанный дополнительный лист представляет собой либо единый с ребрами теплоотдающей панели конструктивный элемент либо отдельный от ребер теплоотдающей панели конструктивный элемент, находящийся при этом в тепловом контакте с ребрами теплоотдающей панели.

Биметаллический радиатор также содержит дополнительную теплоотдающую панель, а теплоприемная панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно упомянутому основному алюминиевому листу теплоприемной панели и одной своей стороной связанный с упомянутыми полыми алюминиевыми цилиндрами, другая сторона которого находится в непосредственном тепловом контакте с соответствующей стороной алюминиевого листа дополнительной теплоотдающей панели. Дополнительная теплоотдающая панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно основному алюминиевому листу дополнительной теплоотдающей панели с противоположной стороны ее ребер, при этом указанный дополнительный лист представляет собой либо единый с ребрами дополнительной теплоотдающей панели конструктивный элемент либо отдельный от ребер дополнительной теплоотдающей панели конструктивный элемент, находящийся при этом в тепловом контакте с ребрами дополнительной теплоотдающей панели Изобретение позволяет упростить технологию изготовления биметаллических радиаторов, а также позволяет добиться экономии алюминия за счет возможности применения экструзионной технологии. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Биметаллический радиатор для системы отопления, который содержит находящиеся в тепловом контакте друг с другом теплоприемную и теплоотдающую панели, при этом теплоприемная панель выполнена в виде алюминиевого листа с горизонтально расположенными на одной стороне листа полыми алюминиевыми цилиндрами, выполненными с прерывистыми направляющими их цилиндрических поверхностей, и содержит установленные в этих цилиндрах стальные трубы, предназначенные для движения по ним нагревательной среды, а теплоотдающая панель выполнена в виде алюминиевого листа с вертикальными ребрами, расположенными на одной стороне этого листа, другая сторона которого находится в непосредственном тепловом контакте с другой стороной алюминиевого листа теплоприемной панели.2. Биметаллический радиатор по п.1, в котором теплоотдающая панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно основному алюминиевому листу теплоотдающей панели с противоположной стороны ее ребер, при этом указанный дополнительный лист представляет собой либо единый с ребрами теплоотдающей панели конструктивный элемент, либо отдельный от ребер теплоотдающей панели конструктивный элемент, находящийся при этом в тепловом контакте с ребрами теплоотдающей панели.3. Биметаллический радиатор по п.1, который содержит дополнительную теплоотдающую панель, а теплоприемная панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно упомянутому основному алюминиевому листу теплоприемной панели и одной своей стороной связанный с упомянутыми полыми алюминиевыми цилиндрами, другая сторона которого находится в непосредственном тепловом контакте с соответствующей стороной алюминиевого листа дополнительной теплоотдающей панели.4. Биметаллический радиатор по п.3, в котором дополнительная теплоотдающая панель содержит дополнительный алюминиевый лист, расположенный параллельно основному алюминиевому листу дополнительной теплоотдающей панели с противоположной стороны ее ребер, при этом указанный дополнительный лист представляет собой либо единый с ребрами дополнительной теплоотдающей панели конструктивный элемент, либо отдельный от ребер дополнительной теплоотдающей панели конструктивный элемент, находящийся при этом в тепловом контакте с ребрами дополнительной теплоотдающей панели.