Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области теплообеспечения и может быть использовано для индивидуальных и централизованных сис- тем отопления жилых и служебных помещений.

Предшествующий уровень техники

Известен радиатор для систем отопления, содержащий труб- чатую часть с плоским поперечным сечением и ребристую часть, выполненную как одно целое с боковой стенкой трубчатой части и имеющие первые ребра, отходящие непосредственно от трубчатой части, и вторые ребра, поперечно отходящие от соответствующих передних выступов, в свою очередь, отходящих от трубчатой части и перпендикулярных к первым ребрам. Трубчатая часть радиатора имеет поперечное сечение в виде прямоугольника со скругленными углами. Радиатор имеет большое количество ребер, что увеличива- ет его теплоотдачу. Такой радиатор имеет высокое сопротивление внутреннему давлению и может использоваться для систем отопле- ния с высоким давлением теплоносителя [см. патент Италии N° 001710 по классу F24H 3/06 опубликованный 26.08.1999 года в Бюл. «Евразийские патенты на изобретения», 1999. - N° 3].

Недостатком известного радиатора является использование им значительного количества теплоносителя и малоэффективный обогрев воздуха помещения, осуществляемый благодаря потоку воздуха снизу вверх. При использовании известного радиатора тем- пература в нижней части (у пола) помещения намного ниже, чем в верхней части (у потолка). Однако для комфортных условий суще- ствования человеку требуется чтобы на полу температура была не ниже 21 °С. Поэтому в таком помещении необходимо перегревать воздух в верхней его части, чтобы подогреть пол до вышеуказанной температуры. Это требует использование большого количества те- пловой энергии и, в целом, значительных энергозатрат.

Известна также секция радиатора, содержащая горизонталь- ные теплообменные трубы, скрепленные между собой вертикаль- ными ребрами, имеющие зазор между трубами от 1/3 до 1/2 длины ребра [см. патент Украины N° 49474 А по классу F24H 3/00 опубли- кованный16.09.2002 года в Бюл. «Промышленная собственность в Украине». - 2002. - N ^Q 9].

Этот радиатор требует значительно меньшего количества теп- лоносителя, однако имеет такой же недостаток в нагреве потока воздуха снизу вверх как и в вышеуказанном радиаторе. Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффек- ту, принимаемым за прототип, является отопительное устройство, включающее горизонтальные теплообменные U-образные трубы с закрепленными на них поперечными ребрами в виде металлических пластин большего и меньшего размера при одинаковых зазорах ме- жду ребрами, в котором верхние и нижние части ребер соединены перемычками при размере меньшего ребра 0,7-0,9 размера боль- шего ребра, а также оребренные трубы соединены в змеевик при вертикальном зазоре между вершинами ребер от 0,6 до 1 ,2 глубины устройства [см. авторское свидетельство СРСР N ^Q 1810726 по клас- су F24H 3/06 опубликованное 01.05.1993 в Бюл. N ^Q 15].

Основным недостатком известного отопительного устройства является то, что оно имеет низкую эффективность нагрева воздуха. Этот недостаток поясняется следующим. В нем холодный воздух от пола проходит через устройство, нагревается о поверхности ребер и поднимается вертикально вверх к потолку. Этот недостаток всех из- вестных отопительных устройств требует значительно большего те- пла для нагрева воздуха у пола до температуры 20-21 °С. В то же время температура у потолка комнаты достигает 28-30 °С в резуль- тате чего большая часть тепла затрачивается на нагрев объема по- мещения, в котором не находится человек. Кроме того, устройство по прототипу, как иные и известные отопительные приборы, крепит- ся к внешней стене на расстоянии нескольких сантиметров от нее, з что позволяет части тепла от нагревателя передаваться через стену в окружающую среду.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствова- ния конструкции отопительного устройства для направления исте- чения из него теплого воздуха к полу, уменьшения потерь тепла от задней панели отопительного прибора к стене помещения, у кото- рой он установлен при надежном тепловом контакте пластин с тру- бой за счет изменения направления прохождения воздушного пото- ка внутри корпуса устройства и изменения места выдувания нагре- того воздуха из устройства путем изменения конструкции корпуса и ребер отопительного устройства.

Сущность изобретения

Поставленная задача достигается тем, что отопительное уст- ройство, включающее горизонтальные теплообменные U-образные трубы с закрепленными на них поперечными ребрами в виде тонких металлических пластин, согласно предложения, металлические пластины с одним отверстием закреплены по плотной посадке от- дельно на каждой ветви U-образной трубы с зазором между ними от 3 до 10 мм, а корпус имеет на задней панели в нижней части щель по всей его длине шириной от 0,1 до 0,5 его высоты, в нижней части задней панели размещен экран, вогнутый во внутрь корпуса под уг- лом от 10° до 80° высотой от нижней панели до нижних кромок пла- стин, а на передней панели размещено от одной до 10 щелей вдоль всей длины корпуса шириной от 0,05 до 0,5 его высоты.

Ребра устройства изготовлены в виде тонких металлических пластин с отгибом в виде галтели и плотно зафиксированы на теп- лообменных трубах с зазором между ними от 3 до 10 мм.

Площадь пластин больше поперечного сечения трубы в 5 - 20 раз и они имеют отверстие выполненное в виде галтели, часть кото- рой, контактирующая с трубой, имеет длину от 1 до 5 мм.

Щели передней панели отогнуты наружу на угол от 10° до 60° от плоскости панели.

Корпус предлагаемого устройства имеет заднюю, переднюю, две боковых и нижнюю панели. В нижней части задней панели име- ется щель вдоль всей длины и шириной от 0,1 до 0,5 высоты прибо- ра. В нижней части щели закреплен экран, согнутый во внутрь под углом от 10° до 80°, с высотой от нижней панели до нижних кромок пластин, который направляет поток воздуха, всасываемый в отопи- тельный прибор со стороны задней панели на пластины отопитель- ного прибора, благодаря тому, что перекрывает зазор между нижней панелью прибора и нижними кромками пластин, что предотвращает прохождение потока воздуха в этом, не обогреваемом воздушном зазоре. Таким образом, изменив направление движения нагретого воздуха от отопительного устройства вниз к полу, устранив потери тепла от задней стенки и обеспечив тепловой контакт пластин с трубой, существенно увеличивается эффективность при снижении энергозатрат на отопление помещения.

Конструктивные изменения в предложенном отопительном устройстве позволяют всасывать поток холодного воздуха от стены в его средину, подогревать в нем и направлять нагретый воздух в нижнюю часть помещения. Благодаря этому улучшается эффектив- ность нагревания помещения и снижения затрат энергоносителей на обогрев помещения.

Таким образом, вся совокупность существенных признаков предложенного решения относительно внесенных конструктивных изменений в отопительном устройстве, придало ему новые качества и обеспечивают достижение технического результата, сформулиро- ванного в постановке задачи.

Перечень фигур иллюстративных материалов

Фигура 1 - предложенное отопительное устройство, вид спе- реди.

Фигура 1 - разрез по линии А-А фигуры 1.

Описание предпочтительного варианта изобретения

На каждой ветви U-образной горизонтальной теплообменной трубы 1 закреплены по плотной посадке ребра в виде металличе- ских пластин 2 толщиной от 0,5 до 1 ,2 мм с одним отверстием с за- зором между ними от 3 до 10 мм. Форма пластин 2 может быть раз- личная: квадратная, прямоугольная и другая. Площадь пластин 2 может быть больше от поперечной площади трубы 1 в 5-20 раз. От- верстие 3 в пластинах 2 выполнено в виде галтели, часть длины ко- торой от одного до пяти миллиметров контактирует с трубой 1. Та- кая конструкция отверстия 3 обеспечивает надежный тепловой кон- такт между трубой 1 и пластиной 2 без сварки и ориентирует их вер- тикально. Металлическая U-образная труба благодаря резьбе на ее концах закреплена с помощью гаек в двух отверстиях одной их бо- ковых панелей 4. U-образный конец трубы 1 зафиксирован на про- тивоположной боковой панели 4. Это обеспечивает горизонтальное расположение труб.

Корпус отопительного устройства имеет две боковые 4, ниж- нюю 5, заднюю 6 и переднюю 7 панели. Панели 5, 6 и 7 соединены винтами или контактной сваркой в единый корпус. Две боковые 4 и нижняя 5 панель могут быть изготовлены как единая целая панель. На двух боковых панелях 4 зафиксирована задняя панель 6 таким образом, что она также является верхней частью отопительного устройства. Между нижним краем задней панели 6 и нижней пане- лью 5 имеется щель вдоль всей длины отопительного устройства шириной от 0,1 до 0,5 его высоты для поступления в устройство хо- лодного воздуха. На нижней части задней панели 6 зафиксирован экран 8, загнутый в средину под углом от 10° до 80°, который пере- крывает зазор между нижней панелью 5 и нижней кромкой пластин 2, что обеспечивает поток холодного воздуха от щели задней пане- ли непосредственно на пластины отопительного прибора. Щели пе- редней панели 7 отогнуты наружу на угол от 10° до 60° от плоскости панели.

Устройство работает следующим образом.

Холодный воздух помещения втягивается в щель между ниж- ним краем задней панели 6 и нижней панелью 5. Экран 8, изогнутый вовнутрь под углом от 10° до 80°, направляет холодный воздух на нагретые пластины 2, зафиксированные с помощью отверстия 3 на теплообменных трубах 1 , которые в свою очередь закреплены на боковых панелях 4. Сквозь зазоры от 3 до 10 мм между поверхно- стями пластин 2 нагретый воздух выходит из устройства в щели на передней панели 7. На передней панели 7 размещено от одной до 10 щелей вдоль всей его длины шириной от 0,05 до 0,5 его высоты. Щели для выхода нагретого воздуха имеют отогнутые части перед- ней панели 7 наружу на угол от 10° до 60° от плоскости панели 7. Такая ориентация щелей на передней панели 7 направляет поток теплого воздуха к полу, подогревает его и таким образом обеспечи- вает более высокую температуру в нижней части помещения.

Совокупность всех перечисленных признаков предлагаемого устройства обеспечивает нагревание нижней части и более ком- фортные условия для человека. Предлагаемое отопительное устройство опробовано экспери- ментально в системе отопления. В проведенных испытаниях уст- ройство продемонстрировало высокую эффективность обогрева помещения при меньшем использовании теплоносителя, чем у из- вестных отопительных устройствах и радиаторах.

Предложенное отопительное устройство не содержит никаких элементов или узлов, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития науки и техники, в частности, при производстве отопительных устройств, следовательно является приемлемым для промышленного применения, имеет технические и иные преимущества перед известными аналогами, что подтвержда- ет возможность достижения технического результата заявляемым объектом. В известных источниках патентной и другой научно- технической информации не обнаружено подобных отопительных с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение считается таковым, что может получить правовую защиту.

Технические преимущества изобретения

Предложенное техническое решение для систем отопления, в сравнении с прототипом, имеет следующие преимущества:

- направляет поток подогретого воздуха к полу и тем самым увеличивает температуру воздуха у пола; - дает возможность повышения эффективности передачи теп- ла пластинам благодаря Надёжному контакту отверстия пластин на поверхности трубы;

- позволяет уменьшить затраты тепла от задней панели уст- ройства к внешней стене помещения.

После описания предложенного отопительного устройства, специалистам в данной области знаний должно быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не огра- ничительным, будучи представленным данным примером. Много- численные возможные модификации и другие варианты изготовле- ния предложенного технического решения, в частности, количество труб и ребер, могут изменяться в различном соотношении и, понят- но, находятся в пределах одного из обычных и естественных подхо- дов в данной области знаний и рассматриваются находящимися в пределах объема данного технического решения.

Изменение и использование лишь отдельных элементов уст- ройства, естественно, ограничивает спектр преимуществ, перечис- ленных выше, и не может считаться новыми техническими реше- ниями в данной области знаний, поскольку иные подобные решения уже не требуют никакого творческого подхода от конструкторов и инженеров, а потому и не могут считаться результатами их творче- ской деятельности или новыми объектами интеллектуальной собст- венности, соответствующими защите охранными документами.

ю