Нагревательный прибор систем отопления помещений
Изобретение относится к отоплению помещений и может использоваться как нагревательный прибор систем отопления с разнообразными источниками тепла. Технический результат: обеспечение надежной, долговечной и эффективной работы (эффективного теплообмена между трубой и корпусом радиатора) за счет применения простой и надежной технологии заполнения полости радиатора жидкостью. Нагревательный прибор систем отопления помещений содержит полый герметичный вакуумированный корпус панельного радиатора, состоящий из двух профилированных стальных сваренных между собой по периметру листов, образующих внутреннюю полость панели радиатора, залитую жидкостью - антифризом, и медную трубу, проходящую в нижней части этой полости. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к отоплению помещений и может использоваться как нагревательный прибор систем отопления (далее - радиатор).
Заявленное изобретение - радиатор, содержащий полый герметичный вакуумированный корпус, состоящий из двух профилированных стальных сваренных между собой по периметру листов, образующих внутреннюю полость панели радиатора, залитую жидкостью - антифризом, и медную трубу, проходящую в нижней части этой полости, в которую подается горячий теплоноситель системы отопления, создав из нее нагреватель радиатора.
Конструкция радиатора обеспечивает нагрев и кипение жидкости с использованием горячей трубы (нагревателя), проходящей в нижней части полости радиатора, и перемещение (циркуляцию) жидкости по всей полости, в процессе которого жидкость отдает тепло панели радиатора, объединяя в изделии две системы отопления (собственную и вынужденную).
Аналогом, наиболее близким к изобретению (прототипом), является стальной панельный радиатор типа термосифон, в британском патенте номер GB 2286881. Радиатор типа термосифон содержит полый герметичный вакуумированный корпус, состоящий из двух профилированных стальных сваренных между собой по периметру листов, образующих внутреннюю полость панели радиатора, содержащий в нижней части ее бассейн жидкости (воды) для выпаривания и погруженную частично в него трубу, проходящую в нижней части этой полости, которая покрыта дополнительным элементом (металлическим войлоком, или полимером, или волокнистым материалом, т.е. пористым материалом), в которую подается горячий теплоноситель системы отопления, создав из нее нагреватель радиатора.
Конструкция радиатора типа термосифон обеспечивает нагрев и выпаривание жидкости с использованием горячей трубы, покрытой дополнительным элементом, проходящей в нижней части полости радиатора, и движение пара к более холодным частям радиатора, где пар уплотняется и отдает скрытую высокую температуру поверхности радиатора, в следствии чего образуется конденсат, который сочится вниз по внутренней поверхности радиатора и возвращается в бассейн.
Одним из недостатков этой системы является то, что для улучшения смачивания поверхности трубы конструкция радиатора предусматривает дополнительный элемент - покрытие трубы (металлический войлок, или полимер, или волокнистый материал), что увеличивает стоимость системы, при этом не достигая значительного результата.
Другим недостатком этой системы является то, что подавление центров парообразования происходит за счет уплотнения их паром, поэтому добиться высоких предельных тепловых нагрузок при вскипании не имеется возможности, следовательно, эффективность теплопередачи желает лучшего.
Общими признаками заявленного устройства «нагревательный прибор систем отопления помещений» и прототипа является полый герметичный вакуумированный корпус панельного радиатора, состоящий из двух профилированных стальных сваренных между собой по периметру листов, образующих внутреннюю полость панели радиатора, и труба, проходящая в нижней части этой полости.
Технической задачей, решаемой заявленным устройством, является обеспечение надежной, долговечной и эффективной работы (эффективный теплообмен между трубой и корпусом радиатора) без дополнительного элемента (металлического войлока, или полимера, или волокнистого материала) за счет применения простой и надежной технологии заполнения полости радиатора жидкостью.
Для решения поставленной задачи радиатор обеспечен полым герметичным вакуумированным корпусом, состоящим из двух профилированных стальных сваренных между собой по периметру листов, образующих внутреннюю полость панели радиатора, залитую жидкостью - антифризом, и медной трубой, проходящей в нижней части этой полости, являющейся подводом теплоты, т.е. стальная панель радиатора является тепловой трубой (П.Дан, Д.Рей, «Тепловые трубы» стр.10-12).
Так, в заявленном изобретении полость панели радиатора залита жидкостью, что позволяет:
- улучшить условия смачивания внутренней поверхности полости радиатора, в том числе и поверхность медной горячей трубы включительно, обеспечивая эффективный нагрев и перемещение (циркуляцию) жидкости, при движении которой происходит передача тепла к корпусу радиатора;
- (а это самое главное) подавить центры парообразования и увеличить предельные тепловые нагрузки при вскипании.
Все вышеизложенное обеспечивает надежный, эффективный и долговечный теплообмен между медной трубой и корпусом прибора (М.Н. Ивановский, В.П.Сорокин, Б.А.Чулков, И.В.Ягодкин. «Технологические основы тепловых труб», стр.66).
Полученного результата можно добиться очень простой и надежной технологией: посредством полного залива полости полого герметичного корпуса радиатора разогретой рабочей жидкостью (антифризом), которая, охлаждаясь, сжимается, создавая в нем достаточно высокое давление (до /20-50/10×5 Па), т.е. глубокий вакуум. Для получения нужных расчетных характеристик можно регулировать давление (создавать разный вакуум) за счет незначительного увеличения или уменьшения объема залитой разогретой жидкости.
В нижней части полости панели радиатора проходит медная труба (вынужденная система), по которой проходит теплоноситель центральной системы отопления. Медная труба является подводом теплоты стальной панели радиатора, корпус которой является отводом теплоты (радиатором).
Конструкция стальной панели радиатора объединила в изделии две системы (собственную и вынужденную), которые работают в отдельных друг от друга полостях.
Собственная система работает в полости панельного радиатора, где создает эффективный, надежный и долговечный теплообмен между медной трубой и корпусом радиатора.
Вынужденная система работает в полости медной трубы, проходящей через нижнюю часть полости панельного радиатора, которая позволяет использовать теплоноситель центрального отопления, непосредственно соединенный с высокотемпературной теплосетью, например, через гидроэлеватор либо узел с подмешивающим насосом, так как соответствует предъявляемым техническим требованиям для высокотемпературной теплосети.
Совокупность отличительных признаков заявленного устройства «нагревательный прибор систем отопления помещений» не обнаружена по патентной и научно-технической информации.
Предлагаемое изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и чертежами, где на фиг.1 - общий вид нагревательного прибора систем отопления помещений (фотография); на фиг.2 - изображен вид спереди; на фиг.3 - поперечный разрез в местах контакта двух профилированных листов; на фиг.4 - поперечный разрез в месте, где два профилированных листа образуют вертикальный канал.
На чертежах обозначено следующее:
1. Корпус панельного радиатора;
2. Медная труба;
3. Сварочное соединение;
Ж. Внутренняя полость панели радиатора;
Нагревательный прибор систем отопления помещений содержит корпус панельного радиатора 1, состоящий из двух профилированных стальных сваренных между собой по периметру листов, образующих полую стальную панель радиатора, которая герметична, вакуумирована, и медную трубу 2, которая проходит в нижней части панели через образуемую полость Ж, залитую жидкостью - антифризом.
При подключении нагревательного прибора в систему отопления горячий теплоноситель проходит через медную трубу 2, которая в свою очередь проходит через нижнюю часть полости панели Ж, залитой рабочей жидкостью (антифризом). Медная труба 2 нагревается, и передает тепло рабочей жидкости. Далее по принципу работы тепловой трубы (П.Дан, Д.Рей «Тепловые трубы» стр.10-12) рабочая жидкость (антифриз - вода) нагревается и, достигая 30°С (точка кипения жидкости в вакууме), начинает кипеть (П.Дан, Д.Рей «Тепловые трубы» стр.79), перемещаясь по всей полости Ж, отдавая равномерно тепло корпусу панели радиатора 1. Корпус панели 1, являющийся радиатором, нагревается и передает тепло окружающей среде помещения.
Таким образом созданные условия повышают надежность, эффективность, долговечность и позволяют применение очень простой, дешевой технологии заполнения полости радиатора жидкостью, а также расширяют возможность применения стальных панельных радиаторов, источником тепла которых могут быть не только котлы или теплообменные узлы, но и система центрального отопления, непосредственно соединенных с высокотемпературной теплосетью, например, через гидроэлеватор либо узел с подмешивающим насосом.
Вышеизложенное свидетельствует о выполнении, при использовании заявленного изобретения, следующей совокупности условий:
- нагревательный прибор систем отопления помещений, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для применения в системах отопления помещений, источником тепла которых могут быть не только котлы или теплообменные узлы, но и система центрального отопления, непосредственно соединенных с высокотемпературной теплосетью, например, через гидроэлеватор либо узел с подмешивающим насосом;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и предлагаемым чертежом;
- нагревательный прибор систем отопления помещений, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического решения;
- нагревательный прибор систем отопления помещений, воплощающий заявленное изобретение, изготовлен в металле и испытан в системе центрального отопления, непосредственно соединенной с высокотемпературной теплосетью через гидроэлеватор и узел с подмешивающим насосом.
Результат: при прохождении горячего теплоносителя системы отопления через медную трубу панель радиатора результативно и равномерно нагревалась, что и требовалось доказать.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «Промышленная применимость».
1. Нагревательный прибор систем отопления помещений, содержащий полый, герметичный, вакуумированный корпус панельного радиатора, состоящий из двух профилированных стальных, сваренных между собой по периметру листов, образующих внутреннюю полость панели радиатора, залитую жидкостью - антифризом, и медную трубу, проходящую в нижней части этой полости.
2. Нагревательный прибор систем отопления помещений по п.1, отличающийся тем, что теплоноситель систем отопления подается только в медную трубу, которая является подводом теплоты стальной панели радиатора.
