Трубный излучатель

Изобретение относится к системам лучистого отопления и может быть использовано для отопления производственных и общественных объектов. Технический результат: уменьшение конвективной и увеличение лучистой составляющей теплоотдачи греющих элементов для повышения эффективности отопления рабочей зоны. Трубный излучатель содержит металлический экран, снизу которого установлены u-образные цилиндрические греющие элементы, не контактирующие с ним. Экран образован тремя плоскими участками, два из которых расположены под острым углом друг к другу, а третий - горизонтально. На уровне осей греющих элементов соосно продольной оси экрана закреплен прокатный профиль - ритардер, соразмерный с излучателем. 7 ил.

 

Изобретение относится к системам лучистого отопления и может быть использовано для отопления производственных и общественных объектов, например, помещений цехов, ангаров, спортивных сооружений, а также для обогрева открытых обслуживаемых площадок.

Известна панель лучистого обогрева помещений, содержащая металлический экран, снизу (снаружи) которого установлены цилиндрические греющие элементы, причем экран образован тремя участками, два из которых плоские и расположены под углом 145-155° друг к другу, третий, с целью снижения металлоемкости и повышения интенсивности лучистого теплообмена, выполнен огибающим греющий элемент (см. а.с. SU 1666878 A1, МПК 4 F24D 5/08, опубл. 30.07.91. Бюл. №28).

Однако известная панель лучистого обогрева помещений имеет недостатки. Вследствие своих технических особенностей - большого угла раскрытия экрана и прилегания к нему трубы, она тратит значительную часть подводимого тепла на нагрев воздуха, находящегося непосредственно у панели. Это приводит к уменьшению лучистой составляющей теплообмена из-за образования интенсивных конвективных потоков, уходящих из-под панели вверх, и к ненужному прогреванию верхней зоны помещения.

Наиболее близкими по технической сущности являются инфракрасные трубные излучатели, имеющие более закрытую форму экранов. К таким относится продукция многих мировых производителей газовых отопительных устройств - Roberts Gordon (США), Systema (Италия), GoGas (Германия) и других. Производимые ими трубные излучатели содержат металлический экран, снизу которого установлены цилиндрические греющие элементы, причем экран образован тремя плоскими участками, два из которых расположены под острым углом друг к другу, а третий - горизонтальный, и цилиндрические греющие элементы не контактируют с ним. (см., напр., "Модульные газолучистые обогреватели с излучающими трубами INFRA 6B-9B-12B". Инструкция по монтажу и эксплуатации. Издание 12IT0111 фирмы Systema). Такая форма экрана повышает лучистую составляющую теплоотдачи греющих элементов и энергоэкономичность системы в целом, т.к. интенсивность конвективных потоков, уходящих из-под панели вверх, сокращается.

Вместе с тем данные трубные излучатели имеют недостатки, связанные с заметной потерей тепла вследствие конвекции. Численный расчет излучателя, соответствующего по размерам трубному излучателю INFRA-9B фирмы Systema, установленному в помещении размерами поперечного сечения 18×10 м на высоте 5 м, произведенный посредством комплекса программ вычислительной гидроаэродинамики (ВГД), показал, что на излучающих трубах образуются достаточно интенсивные конвективные потоки воздуха, которые затем выходят из-под экрана, обтекают его и устремляются в верхнюю зону помещения, что приводит к бесполезным для отапливаемого помещения потерям тепла отопительной системой.

Техническим результатом (задачей) изобретения является уменьшение конвективной и увеличение лучистой составляющей теплоотдачи греющих элементов для повышения эффективности отопления рабочей зоны.

Технический результат достигается тем, что в трубном излучателе, содержащем металлический экран, снизу которого установлены u-образные цилиндрические греющие элементы, не контактирующие с ним, причем экран образован тремя плоскими участками, два из которых расположены под острым углом друг к другу, а третий - горизонтальный, согласно изобретению на уровне осей греющих элементов соосно продольной оси экрана закреплен прокатный профиль - ритардер, соразмерный с излучателем.

На фиг.1 представлен трубный излучатель, содержащий металлический экран 1. Экран образован тремя плоскими участками, два из которых 3, 4 расположены под острым углом друг к другу, а третий 5 - горизонтальный. Снизу установлены u-образные цилиндрические греющие элементы 2, не контактирующие с экраном 1. На уровне осей греющих элементов 2 соосно продольной оси экрана закреплен соразмерный с излучателем ритардер 6, изготовленный из прокатного профиля.

На фиг.2 представлены результаты численного расчета излучателя без ритардера-прототипа, соответствующего по размерам трубному излучателю INFRA-9B фирмы Systema, установленному в помещении размерами поперечного сечения 18×10 м на высоте 5 м.

На фиг.3 представлены результаты численного расчета излучателя согласно изобретению - с ритардером, также соответствующего по размерам трубному излучателю INFRA-9B фирмы Systema, установленному в помещении размерами поперечного сечения 18×10 м на высоте 5 м.

На фиг.4 показаны в увеличенном масштабе скорости 7, линии тока 8 и поперечное сечение ab, а на фиг.5 - температура 9, линии тока 8 и поперечное сечение ab потока нагретого воздуха, выходящего из-под экрана 1 излучателя без ритардера (прототип) в области А, выделенной на фиг.2 прямоугольником.

На фиг.6 показаны в увеличенном масштабе скорости 7, линии тока 8 и поперечное сечение ab, а на фиг.7 - температура 9, линии тока 8 и поперечное сечение ab потока нагретого воздуха, выходящего из-под экрана 1 излучателя с ритардером (согласно изобретения) в области А, выделенной на фиг.3 прямоугольником.

Трубный излучатель с ритардером 6 работает следующим образом. Конвективные потоки нагретого воздуха, образующиеся на излучающих трубах 2, задерживаются под экраном 1 ритардером 6. Это приводит к повышению температуры излучающих труб 2 и экрана 1, а значит к уменьшению конвективной и увеличению лучистой составляющей теплоотдачи греющих элементов 2 и повышению эффективности отопления рабочей зоны в целом.

Численный расчет излучателя, соответствующего по размерам трубному излучателю INFRA-9B фирмы Systema, установленного в помещении размерами 18×10 м на высоте 5 м, и содержащего в своей конструкции ритардер 6, закрепленный по оси экрана 1 на уровне осей греющих элементов 2 (см. фиг.3), показал, что из-за увеличения гидравлического сопротивления и уменьшения сечения для выхода нагретого воздуха из-под экрана 1, уменьшается его расход по сравнению с результатом аналогичного расчета излучателя по прототипу (без ритардера) (ср. с фиг.2). Сравнение расчетов показывает, что при одинаковой мощности излучающих труб 2 скорости выходящего из-под экрана 1 нагретого воздуха различаются ненамного и составляют около 0,032 м/с (см. фиг.4, 6 сечение ab). Однако его средняя температура при наличии ритардера 6 понижается на 7 K (значение средней температуры выходящего воздуха (333+343)/2=338 K без ритардера - см. фиг.5, и (321+341)/2=331 K с ритардером - фиг.7), а ширина сечения ab выходящего потока уменьшается приблизительно вдвое (что можно подсчитать по координатам точек а и b на фиг.4, 5, 6, 7). Это позволяет ориентировочно определить, что при установке ритардера потери тепла с уходящим из-под экрана воздухом сокращаются не менее чем на 60%.

Трубный излучатель, содержащий металлический экран, снизу которого установлены u-образные цилиндрические греющие элементы, не контактирующие с ним, причем экран образован тремя плоскими участками, два из которых расположены под острым углом друг к другу, а третий - горизонтальный, и цилиндрические греющие элементы, отличающийся тем, что на уровне осей греющих элементов соосно продольной оси экрана закреплен прокатный профиль - ритардер, соразмерный с излучателем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к отопительным агрегатам и, в частности, к отопительным агрегатам типа, предназначенного для отопления крупных сооружений, например складских помещений, фабрик, ангаров и т.д.

Радиатор // 2151963

Изобретение относится к воздухонагревательным устройствам. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха содержит герметизирующий воздуховод, через который проходит по меньшей мере один поток окружающего воздуха, горелку, закрепленную внутри герметизирующего воздуховода, предназначенную для сжигания горючей смеси, полученной при помощи по меньшей мере одного потока воздуха для поддержания горения, извлекаемого из потока окружающего воздуха, и по меньшей мере одного потока газа для вырабатывания продуктов горения при высокой температуре, радиационную трубную систему для обогрева окружающей среды при помощи радиации, способную перемещать продукты горения при высокой температуре, выработанные горелкой, по меньшей мере один вентилятор, расположенный внутри герметизирующего воздуховода выше по течению от горелки, приспособленный для дестратификации окружающего воздуха посредством забора, как правило, горячего воздуха сверху и направления его вниз и одновременной подачи к горелке указанного воздуха для поддержания горения, подвесы, прикрепленные к герметизирующему воздуховоду. Изобретение направлено на корректный и рациональный обогрев окружающего воздуха внутри помещений. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к системам лучистого отопления и может быть использовано для отопления производственных и общественных объектов

Наверх