Теплопроводная система и многослойный модульный радиатор для системы отопления
Модульный радиатор предназначен для использования в системах отопления и состоит из герметично соединенных между собой секций. В каждой секции использована расположенная в алюминиевом корпусе теплопроводная система, которая включает в себя два горизонтальных трубопровода с присоединительными патрубками и подсоединенный к ним, по меньшей мере, один вертикальный трубопровод. Вертикальный трубопровод состоит из наружной основной трубы и внутренней трубы, которая может быть образована одной трубкой или несколькими трубками. При сборке секции радиатора предварительно в наружную трубу вставляют внутреннюю трубу. Если внутренняя труба многослойная, т.е. состоит из нескольких трубок, то в наружную трубу вставляют сначала первую (внешнюю) трубку внутренней трубы, затем в нее вставляют вторую трубку и т.д. (т.е. последовательно вставляют столько трубок, сколько потребуется). Концы вертикального трубопровода насаживаются на противолежащие патрубки, принадлежащие горизонтальным трубопроводам. При этом торец патрубка оказывает сжимающее воздействие на уплотнительную прокладку, которая предварительно была размещена между торцом патрубка и торцом внутренней трубы. В результате такого воздействия прокладка деформируется в вертикальном и радиальном направлениях и плотно прилегает к внутренней поверхности наружной трубы и к торцам трубок внутренней трубы. При этом создается так называемый запирающий узел, который не позволяет теплоносителю проникать наружу теплопроводной системы, обеспечивая тем самым долговечность и коррозионную стойкость теплопроводной системы. 2 н.п., 10 з.п. ф-лы, 5 ил.
Предлагаемая группа полезных моделей относится к области теплопередачи. Одним из объектов группы полезных моделей является модульный радиатор, предназначенный для систем центрального и индивидуального отопления жилых, общественных и производственных помещений. Отопление осуществляется путем передачи тепла от теплоносителя, циркулирующего внутри радиатора. Вторым заявляемым объектом является теплопроводная система, которая может быть использована как в качестве основного составного узла в конструкции радиатора (в том числе и в предлагаемом «многослойном» модульном радиаторе), применяемого в системе отопления, так и в различных автономных обогревательных приборах, работающих на передаче тепла от теплоносителя на рабочую обогревающую поверхность (к таким приборам могут быть отнесены, например, бытовые сушилки и, в частности, полотенцесушители).
В связи с проблемой коррозии теплопроводной системы в целом и теплопроводной системы радиатора в частности (возникающей из-за плохого качества теплоносителя, как правило, воды, и вследствие других факторов) появляется необходимость разработки конструкции теплопроводной системы (в том числе для радиатора), устойчивой к различным коррозионным процессам, с целью предотвращения протечки радиатора или обогревательного прибора, которая может произойти через некоторое время его эксплуатации.
Проблема коррозии теплопроводной системы, используемой в частности в радиаторах, в настоящее время решается двумя путями: или производством радиаторов с очень большой толщиной стенок теплопроводящих труб, изготовленных из обычных материалов, что делает такой радиатор очень дорогим, или за счет использования инновационных технологий и не тех материалов, которые применяются в обычной практике.
На рынке уже имеет место применение различных типов материалов, отличающихся большой коррозионной стойкостью, в конструкции радиатора,
получившего название «биметаллический радиатор». Одним из материалов, призванных предотвратить коррозию, является сталь, из которой выполняются трубы, предназначенные для движения по ним теплоносителя, помещенные внутрь корпуса, выполненного из алюминия.
К числу таких радиаторов относится биметаллический радиатор, содержащий корпус, изготовленный из алюминиевых сплавов и имеющий систему ребер для увеличения поверхности теплообмена, и встроенную внутрь корпуса стальную трубопроводную систему (см. ЕР 0481154, 1992). Используемая в известном радиаторе теплопроводная система не имеет достаточную коррозионную стойкость, вследствие чего снижается срок службы радиатора.
Ближайшим аналогом к заявляемому (в качестве одного из объектов группы полезных моделей) радиатору является модульный биметаллический радиатор для системы отопления, который состоит из герметично соединенных между собой секций. Каждая из секций содержит алюминиевый корпус с рассеивающими пластинами и заключенные в этот корпус два горизонтальных трубопровода и подсоединенный к ним вертикальный трубопровод. Вертикальный трубопровод состоит из наружной основной трубы, выполненной из алюминия, и располагаемой в ней внутренней трубы, выполненной из стали. Концевые участки вертикального трубопровода насажены на присоединенные к горизонтальным трубопроводам противолежащие патрубки и охватывают эти патрубки по их наружной образующей поверхности. Используемая в указанной конструкции система обогрева является ближайшим аналогом и к теплопроводной системе, которая является вторым объектом заявляемой группы полезных моделей (см. RU 2177589, 2001).
Известная из RU 2177589 конструкция радиатора не является достаточно долговечной, т.к. в процессе его длительной эксплуатации, а следовательно, и длительного коррозионного воздействия со стороны теплоносителя на трубопроводную систему радиатора, со временем происходит коррозионное повреждение стальной внутренней трубы вертикального трубопровода. В результате стальная внутренняя труба начинает протекать, и появляется возможность доступа теплоносителя к наружной трубе, выполненной из алюминия, с последующим коррозионным воздействием на наружную трубу, а также возможность выхода теплоносителя наружу через зону соприкосновения наружной
поверхности стальной трубы и внутренней поверхности алюминиевой трубы. Кроме того, даже в процессе недлительной эксплуатации радиатора в известной конструкции не исключена возможность выхода теплоносителя наружу через зону соприкосновения внутренней поверхности стальной трубы и наружной поверхности патрубка, присоединенного к горизонтальному трубопроводу.
Заявляемая группа полезных моделей направлена на решение задачи по созданию конструкции теплопроводной системы и радиатора, в котором использована эта система, обладающей высокими эксплуатационными свойствами.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемых объектов, заключается в повышении надежности, долговечности (срока службы) и коррозионной стойкости этих объектов.
Для достижения указанного технического результата в качестве одного из объектов группы полезных моделей предлагается теплопроводная система, которая содержит два горизонтальных трубопровода со смонтированными на них или выполненными заодно с ними вертикальными попарно противолежащими присоединительными патрубками и, по меньшей мере, один вертикальный трубопровод. Вертикальный трубопровод включает наружную основную трубу и вставленную и заглубленную в нее внутреннюю трубу, выполненную из материала с высокой коррозионной стойкостью и с высокими теплопередающими свойствами. Внутренняя труба состоит из одной трубки или двух и более вставленных одна в другую трубок. Концевые участки наружной основной трубы насажены на противолежащие присоединительные патрубки и охватывают указанные патрубки по их наружной образующей поверхности. Каждый присоединительный патрубок опирается своим торцом на обращенный к нему торец внутренней трубы, а между указанными торцом патрубка и торцом внутренней трубы установлена уплотнительная прокладка, форма наружной образующей поверхности которой повторяет форму внутренней образующей поверхности наружной основной трубы. Материал прокладки и ее размеры выбраны из условия обеспечения создания герметизирующей системы в зоне ее установки при выбранном количестве внутренних трубок.
Вторым объектом группы полезных моделей, при использовании которого обеспечивается достижение указанного выше технического результата, является
модульный радиатор для системы отопления который образован из герметично соединенных между собой секций. Каждая секция содержит алюминиевый корпус с рассеивающими пластинами и заключенную в указанный корпус теплопроводную систему. В состав теплопроводной системы входят два горизонтальных трубопровода со смонтированными на них или выполненными заодно с ними вертикальными попарно противолежащими присоединительными патрубками и, по меньшей мере, один вертикальный трубопровод. Вертикальный трубопровод включает наружную основную трубу и вставленную и заглубленную в нее внутреннюю трубу, выполненную из материала с высокой коррозионной стойкостью и с высокими теплопередающими свойствами. Внутренняя труба состоит из одной трубки или двух и более вставленных одна в другую трубок. Концевые участки наружной основной трубы насажены на противолежащие присоединительные патрубки и охватывают указанные патрубки по их наружной образующей поверхности. Каждый присоединительный патрубок опирается своим торцом на обращенный к нему торец внутренней трубы, а между указанными торцом патрубка и торцом внутренней трубы установлена уплотнительная прокладка, форма наружной образующей поверхности которой повторяет форму внутренней образующей поверхности наружной основной трубы. Материал прокладки и ее размеры выбраны из условия обеспечения создания герметизирующей системы в зоне ее установки при выбранном количестве внутренних трубок.
Для обоих заявляемых объектов группы полезных моделей характерно использование следующих особенностей выполнения, развивающих конструкции, содержащиеся в независимых пунктах формулы.
Соединение между патрубками и соответствующим горизонтальным трубопроводом может быть осуществлено посредством сварки, или склеивания, или прессования, или за счет резьбового соединения, или любым другим подходящим способом.
Уплотнительная прокладка может быть выполнена из резины или из силикона, или из тефлона, или из бумаги, или из любого другого подходящего для целей герметизации материала.
Трубки внутренней трубы могут быть выполнены как из одного материала, так и из разных материалов.
В качестве материала для трубки или трубок внутренней трубы используются: сталь или латунь, или медь, или пластик, или любой другой подходящий материал, обладающий высокой коррозионной стойкостью и высокими теплопередающими свойствами.
Наружная основная труба может быть выполнена из различных материалов, подходящих для целей использования их в теплопроводных системах.
Существо предлагаемой группы полезных моделей поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 показано аксонометрическое изображение секции предлагаемого модульного радиатора в разобранном состоянии;
- на фиг.2 - аксонометрическое изображение секции предлагаемого модульного радиатора в частично собранном состоянии (на промежуточной стадии сборки);
- на фиг 3 - аксонометрическое изображение секции модульного радиатора в полностью собранном состоянии;
- на фиг.4 - узел трубопроводной системы предлагаемого радиатора в демонтированном состоянии;
- на фиг.5 - узел трубопроводной системы предлагаемого радиатора в собранном состоянии.
В качестве примера осуществления полезной модели представлена конструкция модульного радиатора, из описания которого будут понятны и особенности выполнения теплопроводной системы, заявляемой в виде самостоятельного объекта.
Модульный радиатор состоит, по меньшей мере, из двух секций. Каждая секция содержит алюминиевый корпус 1 с рассеивающими пластинами 2.
В корпус радиатора вмонтирована теплопроводная система, включающая два горизонтальных трубопровода 3 и 4 и, по меньшей мере, один вертикальный трубопровод.
От горизонтальных трубопроводов отходят вертикальные присоединительные попарно противолежащие патрубки 5 и 6, через которые
вертикальный трубопровод подсоединяется к горизонтальным трубопроводам 3 и 4. Патрубки 5 и 6 могут быть выполнены заодно с соответствующими горизонтальными трубопроводами. Возможно также выполнение патрубка отдельной деталью с последующим закреплением его на горизонтальном трубопроводе посредством сварки, или склеивания, или с использованием резьбового соединения. Перечисленные методы крепления патрубков не исключают возможность их подсоединения к горизонтальным трубопроводам и другими подходящими способами.
Вертикальный трубопровод состоит из наружной основной трубы 7 и вставленной в нее внутренней трубы 8. Наружная труба может быть выполнена из различных материалов, подходящих для целей использования из в теплопроводной системе (например, из алюминия).
Высота внутренней трубы 8 меньше высоты наружной основной трубы 7. При полностью собранном состоянии секции радиатора внутренняя труба 8 занимает в наружной трубе 7 такое положение, при котором соответствующий торец 9 трубы 8 оказывается заглубленным относительно соответствующего торца 10 наружной трубы 7 внутрь этой трубы (т.е. противолежащие торцы внутренней трубы 8 расположены внутри наружной трубы 7 на некотором расстоянии от соответствующих торцов наружной трубы; см. фиг.5).
Внутренняя труба 8 может состоять из одной трубки или из двух и более вставленных одна в другую трубок (во втором случае образуется так называемая многослойная внутренняя труба 8). В частности, в конструкции радиатора, показанной на фиг.1 - 3, и в конструкции трубопроводной системы, показанной на фиг.4-5, внутренняя труба 8 состоит из двух вставленных одна в другую трубок 11 и 12. Трубки (или трубка) внутренней трубы 8 могут быть выполнены из стали, или из латуни, или из меди, или из пластика, или из любого другого подходящего материала, который обладает необходимой коррозионной стойкостью и необходимыми теплопередающими свойствами. Если в конструкции внутренней трубы 8 использовано несколько трубок, то все они могут быть выполнены из одного материала. Однако возможно и выполнение этих трубок из разных материалов. Так, например, при использовании двух трубок (11 и 12) трубка 12 может быть выполнена из стали, а трубка 11 - из пластика.
Концевые участки наружной трубы 7 насажены на противолежащие патрубки 5 и 6 и охватывают эти патрубки по их наружной образующей поверхности. При этом между торцом 13 соответствующего патрубка 5, 6 и обращенным к нему соответствующим торцом 9 внутренней трубы 8 установлена уплотнительная прокладка 14 (преимущественно, из упруго деформируемого материала), имеющая отверстие в центре. В полностью собранном состоянии секции радиатора патрубок 5, 6 опирается своим торцом 13 на торец 9 внутренней трубы через эту уплотнительную прокладку.
Форма наружной боковой (образующей) поверхности 15 прокладки 14 должна повторять форму внутренней образующей поверхности 16 наружной трубы 7. В конструкции, представленной на чертежах, внутренняя поверхность 16 наружной трубы 7 имеет цилиндрическую форму, и в соответствии с этим использована уплотнительная прокладка, наружная боковая поверхность 15 которой также имеет ответную цилиндрическую форму. Уплотнительная прокладка 14 может быть выполнена из резины, из силикона, из тефлона, из бумаги или из любого другого подходящего для целей герметизации материала. Размеры уплотнительной прокладки 14 и ее материал выбираются в зависимости от того, из какого количества трубок состоит внутренняя труба 8. При определенном конкретном количестве трубок размеры и материал прокладки должны обеспечить создание герметизирующей системы в области ее установки. Иными словами, для эффективного действия прокладки 14, она должна перекрывать (при полностью собранном состоянии секции радиатора) одноименные торцы всех трубок внутренней трубы 8 и при этом плотно прилегать к внутренней поверхности наружной трубы 7. При этом создается так называемый запирающий узел, который не позволяет теплоносителю проникать наружу теплопроводной системы. Образование такого запирающего узла хорошо видно на фиг.5, где показано, что прокладка 14 при оказании на нее сжимающего действия, плотно прилегает своей боковой поверхностью 15 к внутренней поверхности 16 трубы 7 и к торцам обеих внутренних трубок 11 и 12.
Сборку радиатора осуществляют следующим образом.
Предварительно в наружную трубу 7 вставляют внутреннюю трубу 8. Если внутренняя труба 8 многослойная, т.е. состоит из нескольких трубок, то в трубу 7
вставляют сначала первую (внешнюю) трубку 12, затем в нее вставляют трубку 11 и т.д. (т.е. последовательно вставляют столько трубок, сколько потребуется, в зависимости от размеров трубок, их материала, эксплуатационных условий). Перед запиранием в наружную трубу 7 помещают со стороны каждого ее торца уплотнительную прокладку 14, имеющую отверстие в центре. Соединяют вертикальный трубопровод с горизонтальными трубопроводами 3 и 4. При этом концы вертикального трубопровода насаживаются на противолежащие патрубки 5 и 6, принадлежащие горизонтальным трубопроводам 3 и 4. При этом торцы патрубков 5 и 6 оказывают сжимающее воздействие на прокладки 14. В результате такого воздействия прокладка деформируется в вертикальном и радиальном направлениях и плотно прилегает к внутренней поверхности наружной трубы 7 и к торцам трубок 11 и 12.
В силу особенностей заявляемой конструкции предлагаемый «многослойный» радиатор имеет несколько степеней защиты. Если последняя вставная трубка внутренней трубы 8 начинает течь, то протечка будет предотвращена следующей трубкой и т.д. (если таких внутренних трубок несколько). Если радиатор имеет только одну внутренняя трубку, и эта трубка протекла, то протечка будет предотвращена наружной трубой 7.
1. Теплопроводная система, характеризующаяся тем, что она содержит два горизонтальных трубопровода со смонтированными на них или выполненными заодно с ними вертикальными, попарно противолежащими присоединительными патрубками, по меньшей мере, один вертикальный трубопровод, включающий наружную основную трубу и вставленную и заглубленную в нее внутреннюю трубу, выполненную из материала с высокой коррозионной стойкостью и с высокими теплопередающими свойствами и состоящую из одной трубки или двух и более вставленных одна в другую трубок, при этом концевые участки наружной основной трубы насажены на противолежащие присоединительные патрубки и охватывают указанные патрубки по их наружной образующей поверхности, каждый присоединительный патрубок опирается своим торцом на обращенный к нему торец внутренней трубы, а между указанными торцом патрубка и торцом внутренней трубы установлена уплотнительная прокладка, форма наружной образующей поверхности которой повторяет форму внутренней образующей поверхности наружной основной трубы, причем материал прокладки и ее размеры выбраны из условия обеспечения создания герметизирующей системы в зоне ее установки при выбранном количестве внутренних трубок.
2. Система по п.1, характеризующаяся тем, что соединение между патрубками и соответствующим горизонтальным трубопроводом осуществлено посредством сварки, или склеивания, или прессования, или за счет резьбового соединения, или любым другим подходящим способом.
3. Система по п.1, характеризующаяся тем, что уплотнительная прокладка выполнена из резины, или из силикона, или из тефлона, или из бумаги, или из любого другого подходящего для целей герметизации материала.
4. Система по п.1, характеризующаяся тем, что трубки внутренней трубы выполнены из одного материала или из разных материалов.
5. Система по п.1 или 4, характеризующаяся тем, что в качестве материала для трубки или трубок внутренней трубы использованы сталь, или латунь, или медь, или пластик, или любой другой подходящий материал, обладающий высокой коррозионной стойкостью и высокими теплопередающими свойствами.
6. Система по п.1, характеризующаяся тем, что наружная основная труба может быть выполнена из различных материалов, подходящих для целей использования их в теплопроводной системе.
7. Модульный радиатор для системы отопления, характеризующийся тем, что он включает герметично соединенные между собой секции, каждая из которых содержит алюминиевый корпус с рассеивающими пластинами и заключенную в указанный корпус теплопроводную систему, содержащую два горизонтальных трубопровода со смонтированными на них или выполненными заодно с ними вертикальными, попарно противолежащими присоединительными патрубками, по меньшей мере, один вертикальный трубопровод, включающий наружную основную трубу и вставленную и заглубленную в нее внутреннюю трубу, выполненную из материала с высокой коррозионной стойкостью и с высокими теплопередающими свойствами и состоящую из одной трубки или двух и более запрессованных одна в другую трубок, при этом концевые участки наружной основной трубы насажены на противолежащие присоединительные патрубки и охватывают указанные патрубки по их наружной образующей поверхности, каждый присоединительный патрубок опирается своим торцом на обращенный к нему торец внутренней трубы, а между указанными торцом патрубка и торцом внутренней трубы установлена уплотнительная прокладка, форма наружной образующей поверхности которой повторяет форму внутренней образующей поверхности наружной основной трубы, причем материал прокладки и ее размеры выбраны из условия обеспечения создания герметизирующей системы в зоне ее установки при выбранном количестве внутренних трубок.
8. Радиатор по п.7, характеризующийся тем, что соединение между патрубками и соответствующим горизонтальным трубопроводом осуществлено посредством сварки, или склеивания, или прессования, или за счет резьбового соединения, или другим подходящим способом.
9. Радиатор по п.7, характеризующийся тем, что уплотнительная прокладка выполнена из резины, или из силикона, или из тефлона, или из бумаги, или из любого другого подходящего для целей герметизации материала.
10. Радиатор по п.7, характеризующийся тем, что трубки внутренней трубы выполнены из одного материала или из разных материалов.
11. Радиатор по п.7 или 10, характеризующийся тем, что в качестве материала для трубки или трубок внутренней трубы использованы сталь, или латунь, или медь, или пластик, или любой другой подходящий материал, обладающий высокой коррозионной стойкостью и высокими теплопередающими свойствами.
12. Радиатор по п.7, характеризующийся тем, что наружная основная труба может быть выполнена из различных материалов, подходящих для целей использования их в теплопроводной системе.
