НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК F24H3/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах отопления зданий и сооружений.

Известен теплообменник (SU 160223, 07.06.1985), содержащий камеры для теплоотдающей и тепловоспринимающей сред, разделенные составной трубной решеткой, в которой закреплены пакеты тепловых труб с дополнительным пучком стержней, установленных в межтрубном пространстве с возможностью перемещения при помощи привода, при этом камера для тепловоспринимающей среды снабжена установленными на входе последней электроконтактным манометром, соединенным через регулятор с приводом перемещения пучка стержней.

Недостатком этого теплообменника является сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления и невозможность его применения в системах отопления зданий.

Известен теплообменник (SU 1101661, 07.07.1984), содержащий камеры для теплоотдающей и тепловоспринимающей сред, разделенные составной трубной решеткой с направляющими, в которых закреплен пакет тепловых труб, а для интенсификации теплообмена путем регулирования температуры тепловоспринимающей среды трубная решетка снабжена направляющими, и пакет установлен в них с возможностью осевого перемещения при помощи привода, а камера теплоотдающей среды на выходе снабжена электроконтактным термометром, соединенным через регулятор с приводом перемещения пакета тепловых труб.

Недостатком этого теплообменника является большая трудоемкость изготовления конструкции и необходимость применения промежуточного высоколетучего теплоносителя в тепловых трубках, а также невозможность его использования в отопительных энергетических установках.

Известен теплообменник (SU 32183, 30.05.1982), содержащий теплообменную поверхность, выполненную в виде змеевика с прикрепленным к нему экраном; теплообменная поверхность разделена на секции и снабжена коллекторными трубами, секции соединены между собой посредством гибких стяжек, а экран выполнен с продольными гофрами.

Недостатками данного теплообменника являются большая металлоемкость конструкции, а также невозможность его использования в системах отопления.

Известен теплообменник (SU 1590920, 07.09.1990), содержащий телескопические установленные одна в другую тепловые трубы с подвижной внутренней из них, введенной в полость вала и неподвижной наружной частью, жестко закрепленной на валу и соединенной с подвижной частью посредством пружины, размещенной внутри трубы.

Недостатком данного теплообменника является применение высокотоксичных веществ в качестве охлаждающих сред, значительные потери мощности на привод теплообменника, большая трудоемкость изготовления и дороговизна в эксплуатации.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к заявляемому изобретению является теплообменник, содержащий патрубки, неподвижные и подвижные камеры, телескопические трубки с уплотнительными устройствами (RU 233413, 27.07.2004).

Недостатком прототипа является низкая компактность, малая площадь поверхности нагрева.

Цель изобретения - разработка теплообменного аппарата с изменяемой площадью поверхности, который обеспечит регулирование процесса теплообмена и повышение его эффективности в зависимости от разности температур внутри помещения и горячего теплоносителя.

Поставленная цель достигается в нагревательном приборе системы отопления, представляющим теплообменник с изменяемой площадью поверхности, состоящий из неподвижного и подвижного радиаторов, телескопических трубок, уплотнительных устройств, причем согласно изобретению радиаторы разделены перегородками и соединены разнонаправленными горизонтально расположенными телескопическими трубками, жестко закрепленными в шахматном порядке, на большем диаметре которых вертикально закреплены пластины оребрения, а подвижный радиатор перемещается по направляющей на роликовых опорах между ограничителями перемещения посредством исполнительного механизма управляемого реле разности температур.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Нагревательный прибор представляет собой теплообменный аппарат с изменяемой площадью поверхности (см. чертеж), включающий в себя неподвижный радиатор 1, в верхней части которого расположен питающий патрубок 2, а в нижней части отводной патрубок 3. Неподвижный радиатор имеет жесткое крепление на кронштейне 4. Для удаления воздушных пробок в верхней части неподвижного радиатора 1 установлен воздушный кран 5. Для обеспечения лучшей компактности к неподвижному радиатору 1 в шахматном порядке жестко закреплены разнонаправленные телескопические трубки 6, которые также в шахматном порядке подсоединены к подвижному радиатору 7, образуя за счет перегородок 8, установленных в радиаторах 1 и 7, змеевиковое движение теплоносителя. Для обеспечения жесткости конструкции и увеличения площади поверхности нагрева на переходах с большего диаметра на меньший на телескопических трубках 6 соединены пластинами оребрения 9. В нижней части подвижного радиатора 7 установлен сливной кран 10. Подвижный радиатор 7 перемещается по направляющей 11, имеющей ограничитель перемещения 12 и обратного перемещения 13, на роликовой опоре 14. Изменение положения подвижного радиатора 7 осуществляется с помощью исполнительного механизма 15 кривошипно-ползунного типа, подсоединенного к мотор-редуктору 16, управление работой которого осуществляется за счет реле разности температуры 17.

Нагревательный прибор работает следующим образом. В начальный момент, когда температура в помещении имеет величину менее 20°С, а температура горячего теплоносителя, поступающего в нагревательный прибор через питающий патрубок 2, составляет менее 70°С, реле разности температуры 17 подает электрический сигнал на мотор-редуктор, который посредством исполнительного механизма 15 перемещает подвижный радиатор 7, установленный на роликовой опоре 14, по направляющей 11 в противоположную сторону от неподвижного радиатора 1, жестко закрепленного на кронштейне 4. При этом разнонаправленные телескопические трубки 6 вытягиваются друг из друга, увеличивая тем самым в несколько раз площадь поверхности нагрева теплообменного аппарата, обеспечивая тем самым быстрый прогрев помещения до 25°С.

Циркуляция горячего теплоносителя внутри нагревательного прибора осуществляется по змеевиковой схеме за счет перегородок 8, установленных в радиаторах 1 и 7. Вода, проходящая через телескопические трубки 6, поступает в результате протекания через них в нижнюю часть неподвижного радиатора и вытекает из него через отводной патрубок 3. Исполнительный механизм 15 прекращает вытягивать телескопические трубки 6 нагревательного прибора, как только роликовая опора 14 коснется ограничителя перемещения 12, который по средствам электрической связи отключит мотор-редуктор 16.

Так как при заполнении системы отопления водой может происходить образование воздушных пробок, то для их удаления в верхней части неподвижного радиатора 1 установлен воздушный кран 5, а для слива воды в конце отопительного периода или при ремонте нагревательного прибора он имеет сливной кран 10.

В случае, когда температура в помещении превысит 25°С или температура горячего теплоносителя превысит 95°С, реле разности температуры 17 подключит в электрическую сеть мотор-редуктор 16, изменив направление вращения его вала, а следовательно, и направления перемещения исполнительного механизма 15 и подвижного радиатора 7. В результате телескопические трубки 6 начнут входить одна в другую, при этом пластины оребрения 9 начнут приближаться друг к другу, а площадь поверхности нагревательного прибора начнет уменьшаться, тем самым уменьшая количество тепла, отдаваемого в помещение. Процесс сжатия и уменьшения площади будет проходить до тех пор, пока в помещении не установиться оптимальная температура в пределах 20-25°С или пока роликовая опора 14 не дойдет до ограничителя обратного перемещения 13, который по средствам электрической связи отключит мотор-редуктор 15.

Заявленное изобретение предназначено для применения в теплоэнергетике, а именно может быть использовано в системах отопления зданий и сооружений. Нагревательный прибор системы отопления, представляющий теплообменник с изменяемой площадью поверхности, состоящий из неподвижного и подвижного радиаторов, телескопических трубок, уплотнительных устройств, причем радиаторы разделены перегородками и соединены разнонаправленными горизонтально расположенными телескопическими трубками, жестко закрепленными в шахматном порядке, на большем диаметре которых вертикально закреплены пластины оребрения, а подвижный радиатор перемещается по направляющей на роликовых опорах между ограничителями перемещения посредством исполнительного механизма управляемого реле разности температур. Изобретение позволяет разработать теплообменный аппарат с изменяемой площадью поверхности, который обеспечивает регулирование процесса теплообмена и повышение его эффективности в зависимости от разности температур внутри помещения и горячего теплоносителя. 1 ил.

Нагревательный прибор системы отопления, представляющий теплообменник с изменяемой площадью поверхности, состоящий из неподвижного и подвижного радиаторов, телескопических трубок, уплотнительных устройств, отличающийся тем, что радиаторы разделены перегородками и соединены разнонаправленными горизонтально расположенными телескопическими трубками, жестко закрепленными в шахматном порядке, на большем диаметре которых вертикально закреплены пластины оребрения, а подвижный радиатор перемещается по направляющей на роликовых опорах между ограничителями перемещения посредством исполнительного механизма управляемого реле разности температур.