RU68668U1 - HEATING RADIATOR CONVECTOR - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к теплообменным устройствам и может быть использована для систем отопления жилых и промышленных зданий. Достигаемый результат - повышение функциональной эффективности и повышение конструктивной прочности поверхности нагревательных элементов. Результат достигается тем, что в отопительном радиаторе-конвекторе, включающем блок нагревательных элементов, представляющих оребренные трубы, с продольными фронтальными экранами, соединенными с ребрами, согласно решению экраны выполнены вогнутой в сторону трубы формы с возможностью фокусирования инфракрасного излучения и снабжены утолщениями вдоль продольных кромок экранов, расположенными с тыльной стороны экранов, при этом экраны вогнуты с радиусом кривизны, R=2.5÷9Н, где Н - ширина продольного фронтального экрана. (2 доп. п. ф-лы, 3 илл.)The utility model relates to heat exchange devices and can be used for heating systems of residential and industrial buildings. The achieved result is an increase in functional efficiency and an increase in the structural strength of the surface of the heating elements. The result is achieved in that in the heating radiator-convector, which includes a block of heating elements representing finned tubes, with longitudinal frontal screens connected to the ribs, according to the solution, the screens are made concave towards the pipe shape with the possibility of focusing infrared radiation and provided with thickenings along the longitudinal edges of the screens located on the back of the screens, while the screens are concave with a radius of curvature, R = 2.5 ÷ 9H, where H is the width of the longitudinal frontal screen. (2 ext. P. Fs, 3 ill.)

Description

Полезная модель относится к теплообменным устройствам и может быть использована для систем отопления жилых и промышленных зданий.The utility model relates to heat exchange devices and can be used for heating systems of residential and industrial buildings.

Теплообменные устройства, как правило, имеют элементы теплообменников с выпуклой или плоской поверхностью, что позволяет рассеивать тепло в ближайшей зоне обогрева равномерным фронтом. Однако, создание в окружающем пространстве локальных зон с вертикальной ориентацией и повышенной температурой позволило бы инициировать активную турбуленцию, увеличение скорости восходящих потоков среды и скорость обтекания воздухом поверхностей теплообменного устройства, что в свою очередь увеличивает эффект теплообмена.Heat exchangers, as a rule, have elements of heat exchangers with a convex or flat surface, which makes it possible to dissipate heat in the nearest heating zone with a uniform front. However, the creation in the surrounding space of local zones with a vertical orientation and an elevated temperature would allow initiating active turbulence, an increase in the velocity of ascending flows of the medium, and the speed of air flow around the surfaces of the heat exchange device, which in turn increases the heat transfer effect.

Известен воздухообогреватель, содержащий подводящий и отводящий коллекторы, связанные между собой группой теплообменных труб, выполненных в форме плоского овала в поперечном сечении и снабженных средствами турбулизации потока, отличающийся тем, что средства турбулизации потока выполнены в виде выступов на внутренней плоской поверхности труб, а трубы установлены с наклоном осей овала под углом 45° к горизонту, при этом выступы расположены на внутренней плоской поверхности труб в шахматном порядке, а теплообменные трубы скручены вокруг своей оси.Known air heater containing inlet and outlet manifolds, interconnected by a group of heat exchange tubes made in the form of a flat oval in cross section and equipped with means for turbulent flow, characterized in that the means for turbulent flow made in the form of protrusions on the inner flat surface of the pipes, and the pipes are installed with the inclination of the oval axes at an angle of 45 ° to the horizontal, with the protrusions located on the inner flat surface of the pipes in a checkerboard pattern, and the heat transfer pipes are twisted around its axis.

/RU Патент №2137053, 1999 г.// RU Patent No. 2137053, 1999 /

Такой воздухообогреватель не достаточно эффективен при теплообмене, т.к. не способен в достаточной мере создавать дополнительные конвекционные потоки в зонах, находящихся на некотором удалении от теплоизлучающей поверхности.Such an air heater is not sufficiently effective in heat exchange, because not able to sufficiently create additional convection flows in zones located at some distance from the heat-emitting surface.

Известен отопительный прибор, содержащий горизонтальные теплообменные трубы и оребрение по крайней мере в виде жестко скрепленной металлургическим способом зигзагообразной ленточной панели, отличающийся тем, что зигзагообразная ленточная панель жестко скреплена в зоне контакта выступа с поверхностями горизонтальных теплообменных труб, а оребрение между ними осуществлено размещением вдоль горизонтальных труб желобообразных планок с отбортовками, жестко скрепленными с одной стороны с выступами зигзагообразной панели, с другой стороны - с поверхностью горизонтальных труб, при этом оребрение горизонтальных теплообменных труб расположено с диаметрально противоположных сторон, при этом прибор снабжен дополнительным оребрением из зигзагообразных ленточных панелей с равным основному оребрению шагом выступов, размещенных в желобообразных планках, жестко скрепленных с отбортовками на вертикальных участках межтрубного пространства. /RU Патент №2122161, 1998 г./A heating device is known, comprising horizontal heat exchange pipes and fins, at least in the form of a zigzag ribbon panel rigidly fastened by metallurgy, characterized in that the zigzag ribbon panel is rigidly fixed in the contact zone of the protrusion with the surfaces of the horizontal heat exchange pipes, and the fins between them are arranged along horizontal pipes of gutter-shaped strips with flanges rigidly fastened on one side to the protrusions of the zigzag panel, on the other they are with the surface of horizontal pipes, while the fins of the horizontal heat-exchange pipes are located on diametrically opposite sides, while the device is equipped with additional fins of zigzag ribbon panels with equal to the main fins with the pitch of the protrusions located in the groove-shaped strips, rigidly fastened with flanges on the vertical sections of the annular space . / RU Patent No. 2122161, 1998 /

Известный отопительный прибор не достаточно эффективен при теплообмене, т.к. способен создавать конвекционные потоки только в зоне непосредственной близости к теплоизлучающей поверхности, что снижает турбуленцию и отбор тепла.Known heater is not sufficiently effective in heat transfer, because It is able to create convection flows only in the area close to the heat-emitting surface, which reduces turbulence and heat removal.

Известен секционный отопительный радиатор, содержащий ряд продольных оребренных труб из алюминиевого профиля, при помощи ниппелей герметично закрепленных в отверстиях верхнего и Known sectional heating radiator containing a number of longitudinal finned tubes of aluminum profile, using nipples hermetically fixed in the holes of the upper and

нижнего коллекторов, также выполненных из алюминиевого профиля, отличающийся тем, что соединенные между собой участки ниппелей и отверстия коллекторов выполнены резьбовыми, а в основании каждого отверстия выполнена фаска, сопряженная с кромкой резьбового участка ниппеля, при этом на внутренней поверхности каждой трубы также выполнена фаска, образующая с фаской отверстия коллектора после напрессовки трубы на ниппель V-образный кольцевой зазор, в котором размещена герметизирующая прокладка, а на запрессованном в трубе участке ниппеля выполнены канавки и в них установлены уплотнения, при этом оребрение каждой трубы выполнено в виде двустороннего гребня, в центре которого симметрично расположена труба. /RU Патент №2059933, 1996 г./lower collectors, also made of aluminum profile, characterized in that the interconnected sections of the nipples and the holes of the collectors are threaded, and at the base of each hole a chamfer is made, conjugated with the edge of the threaded section of the nipple, and a chamfer is also made on the inner surface of each pipe, forming a chamfered hole of the collector after pressing the pipe onto the nipple, a V-shaped annular gap in which the sealing gasket is placed, and on the nipple section pressed into the pipe Full groove therein and installed seal, the fins of each tube is in the form of bilateral ridge in the center of which is located symmetrically pipe. / RU Patent No. 2059933, 1996 /

Известный радиатор не достаточно эффективен при теплообмене, т.к. способен создавать конвекционные потоки только в зоне непосредственной близости к теплоизлучающей поверхности, что снижает турбуленцию и отбор тепла, радиатор не достаточно прочен в периферийной зоне кромок оребрения, что вызывает деформацию и повреждения при транспортировке и эксплуатации от незначительных ударов.Known radiator is not effective enough for heat transfer, because it is able to create convection flows only in the area close to the heat-emitting surface, which reduces turbulence and heat extraction, the radiator is not strong enough in the peripheral area of the fins, which causes deformation and damage during transportation and operation from minor impacts.

Наиболее близким является отопительный радиатор-конвектор, содержащий верхний и нижний трубчатые коллекторы, выполненные из алюминиевого профиля, связанные с рядом вертикальных оребренных алюминиевых труб регистра при помощи коротких трубчатых элементов, герметично закрепленных с одной стороны посредством прессовой посадки в трубах регистра, а с другой - в отверстиях коллектора посредством уплотняющего элемента, расположенного между выступающим в полость коллектора концом трубчатого элемента и входом его в отверстие коллектора, The closest is a heating convector radiator containing upper and lower tubular collectors made of aluminum profile, connected to a number of vertical finned aluminum tubes of the register using short tubular elements, hermetically fixed on one side by means of a press fit in the register pipes, and on the other in the holes of the collector by means of a sealing element located between the end of the tubular element protruding into the cavity of the collector and its entrance into the hole of the collector,

отличающийся тем, что каждый трубчатый элемент выполнен в виде штуцера, имеющего коническую и цилиндрическую части, на наружных поверхностях которых имеется, по меньшей мере, по одной кольцевой проточке, в месте перехода цилиндрической части в коническую выполнен бурт, расположенный между торцом трубы регистра и коллектором, а уплотняющий элемент выполнен в виде вдавленного в кромку входного отверстия коллектора переходного конуса, сопряженного с плоской кольцевой поверхностью бурта и цилиндрической поверхностью штуцера, выступающий конец которого выполнен развальцованным посредством доступа со стороны конической части штуцера, при этом оребрение каждой алюминиевой трубы регистра выполнено в виде продольных радиальных пластин, расположенных симметрично относительно оси трубы, а лицевая и тыльная плоскости оребрения образуют, по меньшей мере, с двумя примыкающими к ним пластинами замкнутые воздушные каналы, сообщающиеся с атмосферой на уровне верхнего и нижнего коллекторов. /RU Патент №2252370, 2005 г./characterized in that each tubular element is made in the form of a fitting having a conical and cylindrical part, on the outer surfaces of which there is at least one annular groove, a collar is made at the point of transition of the cylindrical part between the end of the register pipe and the collector and the sealing element is made in the form of a transition cone collector pressed into the edge of the inlet opening, paired with a flat annular surface of the shoulder and a cylindrical surface of the fitting, protruding the end of which is made flared by access from the conical part of the fitting, while the fins of each aluminum register tube are made in the form of longitudinal radial plates located symmetrically with respect to the pipe axis, and the front and back fins are formed with at least two adjacent plates closed air channels communicating with the atmosphere at the level of the upper and lower collectors. / RU Patent No. 2252370, 2005 /

Известный радиатор-конвектор также не достаточно эффективен при теплообмене, т.к. способен создавать конвекционные потоки только в зоне непосредственной близости к теплоизлучающей поверхности, что снижает турбуленцию и отбор тепла, радиатор не достаточно прочен в периферийной зоне кромок оребрения, что вызывает деформацию и повреждения при транспортировке и эксплуатации от незначительных ударов.The known radiator-convector is also not sufficiently effective in heat transfer, because it is able to create convection flows only in the area close to the heat-emitting surface, which reduces turbulence and heat extraction, the radiator is not strong enough in the peripheral area of the fins, which causes deformation and damage during transportation and operation from minor impacts.

Задачей полезной модели является конструкция отопительного радиатора повышенной эффективности и прочности с возможностью инициирования дополнительных конвективных потоков на расстоянии от радиатора и увеличения скорости обтекания не нагретым The objective of the utility model is the design of a heating radiator of increased efficiency and strength with the possibility of initiating additional convective flows at a distance from the radiator and increasing the flow velocity unheated

воздухом поверхностей теплообменного устройства, повышение прочностных характеристик продольных кромок экранов.air heat exchanger surfaces, increasing the strength characteristics of the longitudinal edges of the screens.

Задача решается тем, что в отопительном радиаторе-конвекторе, включающем блок нагревательных элементов, представляющих оребренные трубы, с продольными фронтальными экранами, соединенными с ребрами, согласно решению экраны выполнены вогнутой в сторону трубы формы с возможностью фокусирования инфракрасного излучения и снабжены утолщениями вдоль продольных кромок экранов, расположенными с тыльной стороны экранов, при этом экраны вогнуты с радиусом кривизны R=2.5÷9Н, где Н - ширина продольного фронтального экрана.The problem is solved in that in a heating radiator-convector, including a block of heating elements representing finned tubes, with longitudinal frontal screens connected to the ribs, according to the solution, the screens are made concave to the side of the pipe with the possibility of focusing infrared radiation and provided with thickenings along the longitudinal edges of the screens located on the back of the screens, while the screens are concave with a radius of curvature R = 2.5 ÷ 9H, where H is the width of the longitudinal frontal screen.

Отличительными признаками являются:Distinctive features are:

- экраны выполнены вогнутой в сторону трубы формы с возможностью фокусирования инфракрасного излучения, (что позволяет рядом с радиатором-конвектором создать вертикально ориентированные столбы восходящего воздуха, инициирующие дополнительную турбуленцию и увеличить скорость обтекания воздухом поверхностей теплообменного устройства, что в свою очередь увеличивает эффект теплообмена);- screens are made concave to the side of the pipe with the possibility of focusing infrared radiation (which allows creating vertically oriented columns of ascending air next to the radiator-convector, initiating additional turbulence and increasing the speed of air flow around the surfaces of the heat exchanger, which in turn increases the heat transfer effect);

- экраны снабжены утолщениями вдоль продольных кромок экранов, расположенными с тыльной стороны экранов, (что позволяет увеличить прочность и жесткость экранов, что в свою очередь обеспечивает правильность геометрии фокусировки инфракрасного излучения);- screens are equipped with thickenings along the longitudinal edges of the screens located on the back of the screens (which allows to increase the strength and rigidity of the screens, which in turn ensures the correct focusing geometry of infrared radiation);

- экраны вогнуты с радиусом кривизны R=2.5÷9Н, где Н - ширина продольного фронтального экрана, (что обеспечивает выбор оптимальной геометрии фокусировки в зависимости от конкретных условий использования радиатора-конвектора).- the screens are concave with a radius of curvature R = 2.5 ÷ 9H, where N is the width of the longitudinal frontal screen (which ensures the selection of the optimal focusing geometry depending on the specific conditions of use of the radiator-convector).

Сравнение заявляемого решения с аналогами и другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Comparison of the proposed solutions with analogues and other known solutions did not allow to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

Конструкция радиатора-конвектора поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид сбоку, на фиг.2 - вид А, совмещенный со схемой фокусировки инфракрасного излучения, на фиг.3 - нагревательный элемент в разрезе.The design of the radiator-convector is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a general side view, in Fig. 2 is a view A, combined with a focusing scheme of infrared radiation, in Fig. 3 is a sectional view of a heating element.

Устройство содержит блок нагревательных элементов 1, соединенных с коллекторами 2, 3, трубы 4 с ребрами 5, фронтальные экраны 6 с утолщениями 7.The device comprises a block of heating elements 1 connected to the collectors 2, 3, pipes 4 with ribs 5, frontal screens 6 with bulges 7.

Радиатор-конвектор функционирует следующим образом.The convector radiator operates as follows.

Через коллекторы 2, 3 теплоноситель поступает и отводится от труб 4, повышая температуру нагревательных элементов 1, с передачей тепла на ребра 5 и на фронтальные экраны 6. Последние излучают инфракрасное излучение с одновременным фокусированием его в разделенные меж собой тепловые зоны с температурой выше температуры граничных разделяющих зон, что инициирует создание вертикально ориентированные столбы восходящего воздуха на некотором расстоянии от экранов 6, инициирующих дополнительную турбуленцию и способствующих увеличению скорости обтекания воздухом поверхностей теплообменного устройства и эффекта теплообмена, в том числе за счет поступления к нагревательным элементам 1 не нагретого воздуха по «коридорам», какими являются разделяющие зоны. При низких температурах теплоносителя оптимален радиус кривизны фронтального Through the collectors 2, 3, the coolant enters and is removed from the pipes 4, increasing the temperature of the heating elements 1, with heat transfer to the ribs 5 and to the front screens 6. The latter emit infrared radiation while focusing it in separate thermal zones with temperatures above the boundary temperature separating zones, which initiates the creation of vertically oriented columns of ascending air at a distance from the screens 6, initiating additional turbulence and contributing to an increase in speed air flow around the surfaces of the heat exchanger and the heat exchange effect, including due to the receipt of unheated air through the "corridors" to the heating elements 1, which are the dividing zones. At low temperatures, the radius of curvature of the frontal

экрана R=2.5Н, (где Н - ширина продольного фронтального экрана), а при высоких температурах теплоносителя радиус кривизны не превышает значения 9Н.screen R = 2.5Н, (where Н is the width of the longitudinal frontal screen), and at high temperatures of the coolant, the radius of curvature does not exceed 9Н.

Утолщения 7 на фронтальных экранах обеспечивают сохранность геометрических форм экранов, что предотвращает деформацию последних и в свою очередь обеспечивает стабильность геометрических параметров при фокусировании тепловых зон.Thickening 7 on the front screens ensure the preservation of the geometric shapes of the screens, which prevents deformation of the latter and, in turn, ensures the stability of geometric parameters when focusing thermal zones.

Отопительный радиатор-конвектор обеспечивает повышение функциональной эффективности и конструктивную прочность поверхности нагревательных элементов.The heating radiator-convector provides an increase in functional efficiency and structural strength of the surface of the heating elements.

Claims (3)

1. Отопительный радиатор-конвектор, включающий блок нагревательных элементов, представляющих оребренные трубы, с продольными фронтальными экранами, соединенными с ребрами, отличающийся тем, что экраны выполнены вогнутой в сторону трубы формы с возможностью фокусирования инфракрасного излучения.1. Heating radiator-convector, including a block of heating elements, representing finned tubes, with longitudinal frontal screens connected to the ribs, characterized in that the screens are made concave in the direction of the pipe shape with the possibility of focusing infrared radiation. 2. Отопительный радиатор-конвектор по п.1, отличающийся тем, что экраны снабжены утолщениями вдоль продольных кромок экранов, расположенными с тыльной стороны экранов.2. The heating radiator-convector according to claim 1, characterized in that the screens are provided with thickenings along the longitudinal edges of the screens located on the rear side of the screens. 3. Отопительный радиатор-конвектор по п.1, отличающийся тем, что экраны вогнуты с радиусом кривизны R=2,5÷9Н, где Н - ширина продольного фронтального экрана.

3. The heating radiator-convector according to claim 1, characterized in that the screens are concave with a radius of curvature R = 2.5 ÷ 9H, where H is the width of the longitudinal frontal screen.