H-образный узел для соединения радиатора с трубопроводами
H-образный узел для соединения радиатора с трубопроводами, содержащий два трубчатых элемента (2, 3), соединенных соединителем (4). Данный H-образный узел может быть образован для сведения к минимуму потерь энергии. Для этой цели соединитель (4) образует тепловой барьер. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к H-образному узлу для соединения радиатора с трубопроводами, содержащему два трубчатых элемента, соединенных соединителем.
Подобный H-образный узел предлагается производителем Danfoss A/S под названием "RLV-KS". Данный H-образный узел используется в системе отопления для установки соединения между подающим трубопроводом и обратным трубопроводом для теплонесущей текучей среды с одной стороны, и радиатором или другим теплообменником с другой стороны. Известный H-образный узел обычно выполнен в виде одного механически обработанного элемента, обычно изготовленного из меди.
В данном описании термин "радиатор" использован для краткого обозначения теплообменника, при этом текучая среда упоминается как "теплонесущая текучая среда", однако она также может представлять собой охлаждающую текучую среду.
Данный H-образный узел используется для упрощения установки. H-образный узел обычно имеет четыре отверстия, два для соединения с радиатором на одном конце и два для соединения с подающим и обратным трубопроводом с другой стороны. Эти четыре отверстия могут быть размещены H-образно (под прямым углом) или под углом между подающим трубопроводом и входным отверстием радиатора, также как и между выходным отверстием радиатора и обратным трубопроводом.
Задачей, лежащей в основе изобретения, является предотвращение потерь энергии.
Данная задача решена с помощью Н-образного узла, описанного выше, в котором соединитель образует тепловой барьер.
В контексте настоящей заявки выражение "соединитель образует тепловой барьер" следует интерпретировать как наличие соединения между двумя трубчатыми элементами, не обеспечивающее теплопередачу или обеспечивающую очень небольшую теплопередачу между двумя трубами.
В Н-образном узле теплонесущая текучая среда, текущая из подающего трубопровода к радиатору, и теплонесущая текучая среда, текущая из радиатора обратно к обратному трубопроводу, находятся в непосредственной близости. Следствием этого является то, что некоторое количество тепла проходит непосредственно от подающего трубопровода через соединитель к обратному трубопроводу без существенного нагревания помещения. Тепловой барьер позволяет в этом случае предотвратить или, по меньшей мере, свести к минимуму данный поток тепла от подающего трубопровода через соединитель к обратному трубопроводу. Таким образом, потери тепла могут быть предотвращены или сведены к минимуму.
В варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из трубчатых элементов соединен с соединителем посредством гибкого соединения. Такая конструкция позволяет, простым способом осуществить гибкое крепление H-образного узла. Во многих случаях концы подающего трубопровода и обратного трубопровода неправильно выровнены или не находятся в правильном положении для установки H-образного узла. Когда соединение между по меньшей мере одним из трубчатых элементов и соединителем является гибким, H-образный узел может быть соединен, более или менее раздельно, с каждым из концов, поскольку трубчатые элементы могут быть в некоторой степени перемещены относительно друг друга. То же самое относится и к концам трубопроводов, ведущих к радиатору.
В варианте осуществления изобретения гибкое соединение обладает анизотропными свойствами в различных направлениях в пространстве. Это означает, что в одном направлении в пространстве соединение между по меньшей мере одним трубчатым элементом и соединителем является менее упругим или более жестким, чем в другом направлении. Указанные детали все еще могут использоваться как единое целое.
В варианте осуществления изобретения первая степень подвижности вокруг оси, параллельной трубчатым элементам, больше второй степени подвижности вокруг оси, перпендикулярной трубчатым элементам и перпендикулярной соединителю. Это означает, что наклон вокруг одной оси невозможен в той же степени, что наклон или перемещение вокруг другой оси.
В варианте осуществления изобретения между по меньшей мере одним из трубчатых элементов и соединителем имеется воздушный зазор. Наличие такого воздушного зазора обеспечивает два результата. Первый результат заключается в том, что воздушный зазор увеличивает тепловое сопротивление, дополнительно уменьшая поток тепла от подающего трубопровода к обратному трубопроводу. Другой результат состоит в том, что воздушный зазор обеспечивает возможность подвижности или гибкости между соединителем и по меньшей мере одним трубчатым элементом.
В варианте осуществления изобретения соединитель и по меньшей мере один из трубчатых элементов соединены защелкивающимся соединением. Соединитель защелкивается или закрепляется с зажимом на трубчатом элементе, что обеспечивает простой способ соединения двух или трех элементов.
В варианте осуществления изобретения соединитель изготовлен из пластикового материала, волокнистого материала, керамического материала, резины или комбинации по меньшей мере двух этих материалов. Эти материалы имеют низкую теплопроводность и почти образуют тепловой изолятор.
В варианте осуществления изобретения материал соединителя имеет удельную теплопроводность не более 15 Вт/мК, в частности не более 1 Вт/мК и предпочтительно 0,1 Вт/мК. Соединитель имеет очень низкую теплопроводность по сравнению с известным цельным элементом, который изготовлен из меди и является механически обработанным, и который обычно имеет удельную теплопроводность от 300 до 400 Вт/мК.
Использование такой теплопроводности сводит к минимуму тепловые потери, образуемые потоком тепла от подающего трубчатого элемента, то есть от трубчатого элемента, соединенного с подающим трубопроводом, к обратному трубчатому элементу, то есть к трубчатому элементу, соединенному с обратным трубопроводом.
В варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из трубчатых элементов содержит клапанный элемент. Клапанный элемент может быть клапаном с седлом клапана или другим элементом, выполненным с возможностью перекрывать поток текучей среды через трубу.
В дополнительном варианте осуществления оба трубчатых элемента содержат клапанный элемент.
Использование таких клапанных элементов позволяет перекрывать поток текучей среды через радиатор и, тем самым, менять или ремонтировать радиатор без необходимости в отключении воды во всем здании.
В еще одном дополнительном варианте осуществления передняя часть клапанных элементов и/или передняя часть соединителя закрыта закрывающей пластинкой. При использовании такой закрывающей пластинки соединительный узел и/или клапан (клапаны) будут защищены от непреднамеренного контакта. Кроме того, закрывающая пластинка может иметь привлекательный дизайн и придавать H-образному узлу более современный вид.
Ниже более подробно описан вариант осуществления изобретения со ссылками на чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан вид спереди H-образного узла,
на фиг. 2 показан вид сбоку H-образного узла,
на фиг. 3 показан вид в разрезе по линии III-III, показанной на фиг. 2,
на фиг. 4 показан вид в разрезе пол линии IV-IV, показанной на фиг. 1,
на фиг. 5 показана увеличенная деталь с фиг. 4,
на фиг. 6 показан вид сверху H-образного узла,
на фиг. 7 показан вид в разрезе по линии VII-VII, показанной на фиг. 4, и
на фиг. 8 показана деталь вида с фиг. 7.
Н-образный узел 1 содержит первый трубчатый элемент 2 и второй трубчатый элемент 3. Оба трубчатых элемента 2, 3 соединены с соединителем 4.
При стандартном использовании нижний конец 5 первого трубчатого элемента 2 соединен с подающим трубопроводом, при этом верхний конец 6 первого трубчатого элемента 2 соединен с входным отверстием радиатора. Сходным образом нижний конец 7 второго трубчатого элемента 3 соединен с обратным трубопроводом, при этом верхний конец 8 второго трубчатого элемента 3 соединен с выходным отверстием радиатора.
Для предотвращения большего потока тепла от первого трубчатого элемента 2, имеющего в целом ту же температуру, что и входящая теплонесущая текучая среда, ко второму трубчатому элементу 3, имеющему значительно более низкую температуру, соединитель 4 образует тепловой барьер. Предпочтительно он образует теплоизоляцию. Однако идеальная изоляция на практике недостижима.
Для получения такой теплоизоляции материал соединителя 4 может иметь теплопроводность не более 15 Вт/мК, в частности не более 1 Вт/мК и предпочтительно не более 0,1 Вт/мК. Такая теплопроводность может быть достигнута при использовании для формирования соединителя 4 пластикового материала, волокнистого материала, такого как стекловолокно или углеродное волокно, керамического материала, резины или комбинации по меньшей мере двух этих материалов.
Кроме того, как видно на фиг. 3-5, 7, 8, между первым трубчатым элементом 2 и соединителем 4 имеется воздушный зазор 9, при этом между вторым трубчатым элементом 3 и соединителем 4 имеется дополнительный воздушный зазор 10. Воздушные зазоры 9, 10 увеличивают тепловое сопротивление для потока тепла от первого трубчатого элемента 2 ко второму трубчатому элементу 3.
Воздушный зазор 9 (то же самое справедливо для воздушного зазора 10) проходит в направлении по окружности вокруг трубчатой секции 11, проходящей перпендикулярно первому трубчатому элементу 2. В трубчатой секции 11 размещен клапанный элемент 12, который может быть приведен в движение для его приведения в контакт с седлом 13 клапана для перекрытия радиатора, соединенного с H-образным узлом 1.
Как можно видеть на фиг. 5, соединитель 4 удерживается на трубчатой секции 11 посредством защелкивающегося соединения 14. На конце трубчатой секции 11 защелкивающееся соединение 14 содержит зуб 15, имеющий переднюю наклонную часть 16, и соответствующую зубчатую конструкцию 17 на внутренней стороне соединителя 4. Когда соединитель 4 надвигается на трубчатую секцию 11, соединитель немного расширяется, когда зубчатая конструкция 17 выталкивается наружу, перемещается по передней наклонной части 16 и защелкивается радиально внутри после прохождения зубчатой конструкции 17 мимо зуба 15 на трубчатой секции 11.
Однако очевидно, что воздушный зазор 9 в направлении, параллельном первому трубчатому элементу 2, имеет меньшую протяженность, чем воздушный зазор вокруг трубчатых элементов 2, 3, показанных на фиг. 3. Следствием этого является то, что соединитель 4 может быть перемещен относительно трубчатых элементов 2, 3 путем его наклона в плоскости на фиг. 3, однако, в меньшей степени, путем его наклона вокруг оси, перпендикулярной плоскости, показанной на фиг. 5. Другими словами, между соединителем 4 и по меньшей мере одним из двух трубчатых элементов 2, 3 имеется гибкое соединение. Это гибкое соединение имеет анизотропные свойства в различных направлениях в пространстве. Наклон соединителя 4 вокруг оси через два трубчатых элемента 2, 3 возможен в меньшей степени, чем наклон вокруг вертикальной оси между двумя трубчатыми элементами 2, 3 или вокруг оси, перпендикулярной двум трубчатым элементам 2, 3 и перпендикулярной соединителю 4.
Воздушные зазоры 9, 10 еще раз показаны на фиг. 7, 8. Данные чертежи еще раз показывают защелкивающееся соединение 14. Защелкивающееся соединение 14 может быть выполнено по всей окружности трубчатой секции 11. Однако также возможно, что защелкивающееся соединение 14 предусмотрено лишь на участках, распределенных в направлении по окружности вокруг трубчатой секции 11, и является прерывистым в направлении по окружности.
1. H-образный узел для соединения радиатора с трубопроводами, содержащий два трубчатых элемента (2, 3), соединенных соединителем (4), отличающийся тем, что соединитель (4) образует тепловой барьер, при этом соединитель (4) и по меньшей мере один из трубчатых элементов (2, 3) соединены посредством защелкивающегося соединения (14).
2. H-образный узел по п. 1, отличающийся тем, что соединитель (4) и по меньшей мере один из трубчатых элементов (2, 3) соединены посредством гибкого соединения.
3. H-образный узел по п. 2, отличающийся тем, что гибкое соединение обладает анизотропными свойствами в различных направлениях в пространстве.
4. H-образный узел по п. 2 или 3, отличающийся тем, что первая степень подвижности вокруг оси, параллельной трубчатым элементам (2, 3), больше второй степени подвижности вокруг оси, перпендикулярной трубчатым элементам (2, 3) и перпендикулярной соединителю (4).
5. H-образный узел по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что между по меньшей мере одним из трубчатых элементов (2, 3) и соединителем (4) имеется воздушный зазор (9, 10).
6. H-образный узел по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что соединитель (4) изготовлен из пластикового материала, керамического материала, волокнистого материала, резины или комбинации по меньшей мере двух этих материалов.
7. H-образный узел по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что материал соединителя (4) имеет удельную теплопроводность не более 15 Вт/мК, в частности не более 1 Вт/мК и предпочтительно не более 0,1 Вт/мК.
8. H-образный узел по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что по меньшей мере один из трубчатых элементов (2, 3) содержит клапанный элемент.
9. H-образный узел по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что оба трубчатых элемента (2, 3) содержат клапанный элемент.
10. H-образный узел по п. 8 или 9, отличающийся тем, что передняя часть клапанного элемента (элементов) и/или передняя часть соединителя (4) закрыты закрывающей пластинкой.
