РАДИАТОР ОТОПЛЕНИЯ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ Российский патент 2025 года по МПК F28D1/00 F28F3/02 

Устройство относится к области теплотехники, а именно к теплообменникам, и может быть использовано в помещениях для качественного обогрева и поддержания заданной температуры путем передачи тепловой энергии окружающей среде от источника к потребителю через стенку корпуса радиатора.

Известен Первый отопительный радиатор, изготовленный из чугуна, изобрел в 1855 году и реализовал на практике во второй половине XIX века в Санкт-Петербурге российский заводчик и предприниматель Франц Карлович Сан-Галли (1824-1908). Также именно Сан-Галли впервые предложил термин «батарея» в контексте отопления. (Д.Ю. Алексеев Петербургский предприниматель Сан-Галли Бизнес сегодня. - 2011. - Март. - С. 24-27).

К недостаткам относится хрупкость чугуна. Чугунным радиаторам требуется периодическая покраска; кроме того, стенки внутренних каналов шершавые и пористые, что со временем приводит к образованию налета и падению теплоотдачи. Площадь теплообмена изменяется путем снятия (установки) нагревательных секций. При этом необходимо отключить радиатор от системы отопления, опорожнить.

Известны алюминиевые цельные, секционные радиаторы Алюминиевые (его сплавы, к примеру силумин, дюралюминий) радиаторы [https://m-strana.ru/articles/alyminievye-batarei-otopleniya-kharakteristiki/], на сегодняшний день считаются наиболее эффективными по причине высокой теплопроводности алюминия и повышенной за счет выступов и ребер площади поверхности радиатора. Существенным недостатком алюминиевых радиаторов является коррозия алюминия в водной среде. Площадь теплообмена изменяется путем снятия (установки) нагревательных секций. При этом необходимо отключить радиатор от системы отопления, опорожнить.

Известны стальные панельные, секционные, трубчатые, а также биметаллические радиаторы [https://farengeit-online.ru/blog/stalnye-panelnye-radiatory-kharakteristiki-kakie-byvayut-plyusy-i-minusy/].

Основным недостатком панельных, секционных, трубчатых радиаторов является невозможность изменить площадь поверхности теплообмена, а биметаллических - необходимость снимать (устанавливать) нагревательные секции. При этом необходимо отключить радиатор от системы отопления, опорожнить.

Задачей является создание радиатора отопления, выполненного с возможностью изменения (повышение, уменьшение) площади теплообмена радиатора без его опорожнения и разборки.

Техническим результатом является повышение теплоотдачи без изменения габаритов и изменений количества секций радиатора.

Технический результат достигается за счет того, что радиатор отопления состоит из секции, включающей верхний и нижний коллекторы для прохода теплоносителя, сообщающиеся с боковыми патрубками, на которых закреплены теплообменные элементы с плоской и оребренной частями. На верхних горизонтальных участках боковых патрубков в местах примыкания к коллектору закреплены направляющие элементы, выполненные в виде подвижных пластин.

На Фиг. 1 представлен радиатор отопления с изменяемой геометрией.

На Фиг. 2, 3, 4 представлены две секции радиатора вид сбоку и разрезы, на одной оребренная часть расположена с внутренней стороны секции, а другой - повернута наружу.

Радиатор отопления с изменяемой геометрией состоит из трубчатой секции. Секций может быть любое количество, включая одну секцию или множество, соединенных между собой при помощи ниппеля с резьбой левой с одной стороны и правой с другой через внутреннюю резьбу в коллекторе 1 секции.

Секция включает верхний и нижний коллекторы 1 для прохода теплоносителя. Коллекторы 1 сообщаются с боковыми патрубками 2, на которых закреплены теплообменные элементы 3 с плоской и оребренной частями. Теплообменные элементы 3 могут быть выполнены подвижными или неподвижными. Неподвижными могут быть выполнены теплообменные элементы 3, которые устанавливаются к стене.

Теплообменный элемент 3 состоит из средней вертикальной части 5, верхней 6 и нижней 7 частей. Все части 5, 6, 7 теплообменного элемента 3 выполнены с оребрениями 8 с внутренней их части и плоскими снаружи.

Верхняя 6 и нижняя 7 части теплообменного элемента 3 выполнены неподвижными и крепятся к боковым патрубкам 2 (точнее, к соединительным отводам - верхнему и нижнему) традиционным способом из алюминия методом литья сплава вокруг патрубка 2 и далее собирается на сварке отводов к верхнему и нижнему коллектору 1.

На верхних горизонтальных участках боковых патрубков 2 в местах примыкания к коллектору 1 закреплены направляющие элементы 4, выполненные в виде подвижных пластин. Подвижные пластины выполнены накладными и состоят из двух половинок, стянутых между собой при помощи винтового соединения. Если подвижные пластины выполнены неразъемными, то в отверстие средней вертикальной части 5 теплообменного элемента 3 вставляется трубка подходящего диаметра, с обеих концов привариваются отводы (верхний и нижний), получают боковой патрубок 2. На верхний отвод бокового патрубка 2 устанавливают (одевают) верхний элемент 6 и на прямолинейный участок, привариваемый к этому отводу, надевают направляющий элемент 4. С нижней части отвода бокового патрубка 2 одевается неподвижный угловой теплообменный элемент 7 и к отводу приваривается прямолинейный участок. Получившийся готовый теплообменный элемент 3 приваривают к коллектору 1.

В пространстве, образованном между боковым патрубком 2 и средней вертикальной части 5 теплообменного элемента 3 располагают теплопроводный материал в виде смазки на основе графита или теплопроводной пасты. В процессе эксплуатации радиатора, теплопроводный

материал можно заменить.

Для подключения к системе теплоснабжения, а также для установки пробок с воздухоотводчиком, сливного крана или пробки используют коллекторы 1. Теплообменные элементы 3 изготавливаются из алюминия, дюралюминия, меди или иного доступного материала с хорошими теплопроводящими свойствами.

Устройство работает следующим образом.

Радиатор отопления с изменяемой геометрией подключается к системе отопления традиционным способом с помощью стандартных резьбовых фитингов, устанавливаемых на коллекторы 1. Горячий теплоноситель движется по верхнему коллектору 1 и стекает по боковым патрубкам 2 в нижний коллектор 1, при этом остывая и отдавая тепловую энергию через оребрения 8 теплообменного элемента 3 внешней нагреваемой среде. Далее через нижний коллектор 1 остывший теплоноситель удаляется из радиатора обратно в систему теплоснабжения.

В обычном положении вращающаяся средняя вертикальная часть 5 теплообменного элемента 3 обращена наружу плоской стороной, а элементы 4 находятся в горизонтальном положении, зазоры между направляющими элементами 4, теплообменными элементами 3 секции при этом минимальны (радиатор «закрыт»). Воздух со стороны помещения при контакте с радиатором движется вверх по гладкой стороне средней вертикальной части 5 теплообменного элемента 3, получая минимальное количество тепловой энергии от радиатора, при этом через внутреннюю часть радиатора протекает минимальное количество воздуха за счет маленьких зазоров между направляющими элементами 4 и секциями (при их количестве более одной).

Для увеличения передаваемой тепловой энергии оребренные части 8 средней вертикальной части 5 теплообменного элемента 3 «открываются», путем разворота на боковом патрубке (по теплопроводному материалу) вокруг своей оси на 180° оребренной 8 частью наружу радиатора внутрь помещения, а плоской внутрь радиатора. В этом случае коэффициент теплоотдачи а возрастает при неизменной скорости набегающего потока воздуха, за счет большей поверхности теплообмена.

Для еще большего увеличения теплообмена «открываются» верхние направляющие элементы 4 (путем перевода из горизонтального в наклонное или вертикальное положение) и поток воздуха увеличивается через внутреннюю часть секции радиатора, при этом есть возможность направить поток воздуха в сторону (например, из-под края подоконника).

Зазор между вращающейся средней вертикальной частью 5 теплообменного элемента 3 и боковым патрубком 2 минимален, заполнен теплопроводным материалом, например, теплопроводной пастой, за счет чего обеспечивается улучшенная теплопередача от греющей среды к нагреваемой через стенки вертикального бокового патрубка 2.

Таким образом, заявленное техническое решение позволяет регулировать теплоотдачу от радиатора отопления, не разбирая его для изменения количества секций, не останавливая систему отопления, тем самым обеспечивая повышение теплоотдачи без изменения количества секций радиатора, а также имеет более компактный вид и может использоваться в местах с ограниченной компоновкой требующей большей мощности.

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к теплообменникам, и может быть использовано в помещениях для качественного обогрева и поддержания заданной температуры путем передачи тепловой энергии окружающей среде от источника к потребителю через стенку корпуса радиатора. Радиатор отопления с изменяемой геометрией состоит из секции, включающей верхний и нижний коллекторы для прохода теплоносителя, сообщающиеся с боковыми патрубками, на которых закреплены теплообменные элементы с плоской и оребренной частями, на верхних горизонтальных участках боковых патрубков в местах примыкания к коллектору закреплены направляющие элементы, выполненные в виде подвижных пластин. Техническим результатом является повышение теплоотдачи без изменения габаритов и изменений количества секций радиатора. 4 ил.

Радиатор отопления, состоящий из секции, включающей верхний и нижний коллекторы для прохода теплоносителя, сообщающиеся с боковыми патрубками, на которых закреплены теплообменные элементы с плоской и оребренной частями, а на верхних горизонтальных участках боковых патрубков в местах примыкания к коллектору закреплены направляющие элементы, выполненные в виде подвижных пластин.