Отопительный прибор

Полезная модель относится к отопительным приборам, используемым в системах отопления жилых, нежилых и производственных помещений. Отопительный прибор выполнен в виде монолитной биметаллической конструкции, состоящей из стального змеевика с прямолинейными и гнутыми участками, а также участками для подвода и отвода теплоносителя, и рубашки, включающей элементы оребрения и внешнюю панель, выполненные из алюминия или алюминиевого сплава, при этом элементы оребрения расположены только со стороны, противоположной нагреваемому помещению, внешняя панель расположена со стороны, направленной в сторону нагреваемого помещения, и змеевик по всей наружной поверхности соединен с внутренней поверхностью рубашки. Кроме того, предложен целый ряд конструкций змеевика с возможностью разных вариантов подключения заявляемого прибора к центральной системе отопления как сбоку, так и снизу. Техническим результатом является создание монолитного отопительного прибора, обеспечивающего повышение эффективности теплообмена. При этом улучшается технологичность изготовления прибора, повышается надежность эксплуатации и долговечность прибора. Расширяются возможности по конструктивному исполнению и монтажу отопительного прибора, а также возможности дизайнеров по оформлению интерьеров обогреваемых помещений. 1 с.п., 18 з.п. формулы, 24 ил.

Полезная модель относится к отопительным приборам, используемым в системах отопления жилых, нежилых и производственных помещений.

Известен литой отопительный прибор, выполненный в виде плоской камеры для циркуляции теплоносителя, передняя и задняя стенки которой снабжены ребрами, выполненными в виде пластин, закрепленных в прямоугольных пазах наружной поверхности камеры (Патент РФ №2015459, опубл. 30.06.1994, F24H 3/06). Ребра в пазах могут быть закреплены группами, состоящими из нескольких пластин с выступающими над поверхностью стенки частями, расположенными под углом одна к другой или с образованием зазора. Прибор изготавливают литьем в кокиль, в который предварительно установлены должным образом стержень, оформляющий полость камеры для циркуляции теплоносителя, и ребра или группы ребер. Для более надежного крепления ребер снаружи каждой стенки выполнен, по меньшей мере, один прилив по всей ширине оребрения.

Известен отопительный прибор, содержащий трубы греющего теплоносителя в виде цельного змеевика, соединенного с элементами оребрения из металлического литейного сплава (например, вторичного алюминиевого сплава). Элементы оребрения выполнены в виде пластин с поперечным сечением призматической формы и расположены секциями (Патент РФ №2153636, опубл. 27.07.2000, F24H 3/06). Соединение элементов оребрения с трубами змеевика производится в литейной форме путем заливки вторичного алюминиевого сплава. При этом повышение

мощности отопительного прибора достигается определенной шириной поверхности контакта элемента оребрения с трубой змеевика.

Недостатком известных технических решений является наличие потерь тепла при его передаче от теплоносителя, проходящего по стальным трубам, к внешней поверхности элементов оребрения, что снижает эффективность нагрева воздуха в помещениях. Кроме того, аналоги характеризуются определенной сложностью и повышенной себестоимостью процесса изготовления отопительных приборов, поскольку требуются предварительные операции изготовления ребер из фольги, листа и т.п., а также установка их надлежащим образом в литейной форме.

Наиболее близким техническим решением является отопительный прибор, содержащий трубы греющего теплоносителя в виде змеевика с элементами оребрения, выполненными по обе стороны змеевика и расположенными секциями. При этом элементы оребрения представляют собой пластины со средней и боковой стенками, которые закреплены на змеевике своими боковыми стенками. Боковые стенки пластин имеют в зонах закрепления сквозные прорези, а поверхность змеевика в зонах закрепления пластин содержит слой литейного металлического сплава (Патент РФ №2151968, опубл. 27.06.2000, F24H 3/06). При изготовлении такого отопительного прибора трубы греющего теплоносителя и элементы оребрения, изготовленные из стали, устанавливаются в литейную форму, в которую заливается литейный металлический сплав (например, алюминиевый сплав) для соединения труб с элементами оребрения. При заливке сплав попадает в сквозные прорези и, затвердевая, сжимает боковые стенки элементов оребрения, обеспечивая плотный контакт труб греющего теплоносителя с элементами оребрения. Сверху отопительный прибор может быть закрыт снимаемой крышкой в виде стальной пластины для регулирования интенсивности теплообмена.

Недостатком данного прибора является наличие потерь тепла при его передаче от теплоносителя в змеевике к внешней поверхности элементов оребрения. Данный отопительный прибор также характеризуется определенной сложностью и повышенной себестоимостью процесса изготовления.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели является создание монолитного отопительного прибора, обеспечивающего повышение эффективности теплообмена. При этом улучшается технологичность изготовления прибора, повышается надежность эксплуатации и долговечность прибора.

Технический результат достигается тем, что отопительный прибор, содержащий трубопровод, выполненный в виде колен змеевика с прямолинейными и гнутыми участками, а также участками для подвода и отвода теплоносителя, и элементы оребрения, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, выполнен в виде монолитной биметаллической конструкции, состоящей из стального змеевика и рубашки, включающей элементы оребрения и внешнюю панель, выполненные из алюминия или алюминиевого сплава, при этом элементы оребрения расположены только со стороны, противоположной нагреваемому помещению, внешняя панель расположена со стороны, направленной в сторону нагреваемого помещения, и змеевик по всей наружной поверхности соединен с внутренней поверхностью рубашки.

Внешняя панель может быть выполнена плоской или профилированной со сквозными прорезями в вертикальном направлении.

Радиус гнутых участков змеевика может быть выполнен минимально допускаемым пластичностью металла при испытании на изгиб на 180 град.

Количество колен змеевика может составлять от 2 до 8.

В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально,

а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхний и нижний прямолинейные горизонтальные участки змеевика, соответственно.

В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально, и подвод теплоносителя осуществляется сбоку через Z-образный участок змеевика, а отвод - сбоку через горизонтальный прямолинейный участок змеевика. Пли при таком же горизонтальном расположении прямолинейных участков колен змеевика, наоборот, подвод теплоносителя осуществляется сбоку через горизонтальный прямолинейный участок, а отвод - сбоку через Z-образный участок змеевика.

В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется снизу через вертикальные прямолинейные участки змеевика.

В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхние или нижние горизонтальные прямолинейные участки змеевика.

В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально, подвод теплоносителя осуществляется снизу через Г-образный участок змеевика, а отвод - снизу через вертикальный прямолинейный участок змеевика. Или при таком же вертикальном расположении прямолинейных участков колен змеевика, наоборот, подвод теплоносителя осуществляется снизу через вертикальный прямолинейный участок змеевика, а отвод - снизу через Г-образный участок змеевика.

В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально,

а подвод и отвод теплоносителя осуществляется с одной стороны змеевика, сбоку через горизонтальные прямолинейные участки змеевика.

В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки змеевика расположены горизонтально, образуя снизу замкнутый контур, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхний горизонтальный прямолинейный участок.

В частном случае выполнения отопительного прибора прямолинейные участки змеевика расположены горизонтально, образуя сверху замкнутый контур, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется снизу через Г-образные участки змеевика.

Элементы оребрения могут быть выполнены с коническим поперечным сечением.

Концы элементов оребрения могут быть выполнены в виде плоской или криволинейной поверхности.

Толщина элементов оребрения может составлять 0,5-3 мм; высота элементов оребрения может составлять от 2 до 5 линейных размеров внутреннего диаметра змеевика.

Расстояние между основаниями элементов оребрения может составлять от 5 до 10 толщин элемента оребрения у его основания.

На концах элементов оребрения могут быть установлены поперечные плоские пластины.

Сущность предложенной конструкции поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен вид заявляемого отопительного прибора со стороны, противоположной нагреваемому помещению, и его сечения.

На фиг.2 представлен общий вид отопительного прибора со стороны нагреваемого помещения.

На фиг.3-10 представлены виды конструкции змеевика в соответствии с п.5 формулы полезной модели.

На фиг.11 представлена конструкция змеевика в соответствии с п.6 формулы полезной модели.

На фиг.12 представлена конструкция змеевика в соответствии с п.8 формулы полезной модели.

На фиг.13-14 представлены виды конструкции змеевика в соответствии с п.9 формулы полезной модели.

На фиг.15 представлена конструкция змеевика в соответствии с п.10 формулы полезной модели.

На фиг.16 представлена конструкция змеевика в соответствии с п.12 формулы полезной модели.

На фиг.17-19 представлены виды конструкции змеевика в соответствии с п.13 формулы полезной модели.

На фиг.20-22 представлены виды конструкции змеевика в соответствии с п.14 формулы полезной модели.

На фиг.23, 24 представлены элементы оребрения.

Монолитный отопительный прибор содержит трубопровод в виде колен змеевика 1 с прямолинейными и гнутыми участками, а также участками для подвода теплоносителя 2 и отвода теплоносителя 3; элементы оребрения 4 и внешнюю панель 5 (фиг.1-2).

Предложен целый ряд конструкций змеевика, в которых прямолинейные участки колен могут быть расположены горизонтально (фиг.3-12, 17-22) или вертикально (фиг.13-16), а участки подвода 2 и участки отвода 3 теплоносителя выполнены таким образом, что обеспечивается возможность разных вариантов подключения заявляемого прибора к центральной системе отопления как сбоку, так и снизу. Это расширяет возможности по конструктивному исполнению и монтажу

отопительного прибора, создает перспективу для дизайнерских решений по оформлению интерьеров обогреваемых помещений.

Элементы оребрения 4 могут иметь коническое поперечное сечение с плоскими концами 6 (фиг.23) или с поперечными плоскими пластинами 7 на концах (фиг.24).

Процесс изготовления отопительного прибора состоит из следующих основных операций.

1) Исходная заготовка в виде металлической (например, стальной) трубы или профиля на трубо- или профилегибочной машине изгибается в форме плоского или криволинейного змеевика, имеющего колена с прямолинейными и гнутыми по полуокружности участками с радиусом скругления, допускаемым пластичностью материала трубы или профиля. Участки змеевика для подвода и отвода теплоносителя выполняют заданной формы.

2) Змеевик после промывки и сушки помещается в разъемную матрицу с гравюрой в виде одностороннего оребрения и плоской (или профилированной) поверхностью, которая устанавливается в пресс-форму машины литья под высоким давлением или в штампе пресса для жидкой штамповки кристаллизующегося металла. Змеевик заливается расплавленным литейным алюминиевым сплавом под высоким давлением и со скоростью, обеспечивающими полное заполнение объема матрицы без прострелов и сплошное обтекание расплавом змеевика по его наружной поверхности.

3) В процессе выдержки под давлением, при охлаждении расплавленного алюминиевого сплава и его кристаллизации происходит образование надежного биметаллического соединения алюминиевого сплава и металла змеевика за счет разницы коэффициентов линейного расширения и процессов диффузии, происходящих под действием высокого давления и температуры.

4) После извлечения из пресс формы, промывки и сушки получается монолитная конструкция в виде биметаллического отопительного прибора. Для улучшения внешнего вида изделия и защиты от коррозии производится нанесение на его наружную поверхность (внешнюю панель) декоративного дисперсионного защитного покрытия любого цвета.

Отопительный прибор работает следующим образом. Теплоноситель (вода) поступает в змеевик 1 через участок подвода теплоносителя 2 и выходит через участок отвода теплоносителя 3. При этом происходит более полное прохождение теплового потока в воздушную среду нагреваемого помещения: от теплоносителя в металлическом змеевике 1 по всей его наружной поверхности через монолитное соединение с алюминиевой панелью 5 и элементами оребрения 4, имеющими развитую поверхность теплоотдачи и высокий коэффициент теплопроводности.

Предложенная конструкция монолитного отопительного прибора позволяет повысить эффективность теплообмена за счет использования как радиационного излучения от внешней панели 5, так и конвекции от нагреваемого воздуха, перемещающего между элементами оребрения 4 тыльной поверхности прибора.

Технологичность изготовления прибора по сравнению с прототипом улучшается за счет использования матрицы с гравюрой в виде одностороннего оребрения (вместо закладных элементов - ребер в прототипе). При этом происходит повышение производительности изготовления отопительного прибора вследствие сокращения ненужных операций изготовления ребер из фольги, листа и пр. Использование одностороннего оребрения вместо двухстороннего оребрения позволяет снизить металлоемкость конструкции в целом. Конструктивная прочность биметаллического соединения обеспечивает повышенную надежность эксплуатации и долговечность предложенного отопительного прибора (работает с рабочим и опрессовочным давлением теплоносителя до 30 атм.

и выше). Различные виды конструкций змеевика, которые могут использоваться в заявляемом отопительном приборе, расширяют возможности по конструктивному исполнению и монтажу отопительного прибора, а также возможности дизайнеров по оформлению интерьеров обогреваемых помещений.

1. Отопительный прибор, содержащий трубопровод, выполненный в виде колен змеевика с прямолинейными и гнутыми участками, а также участками для подвода и отвода теплоносителя, и элементы оребрения, отличающийся тем, что прибор выполнен в виде монолитной биметаллической конструкции, состоящей из стального змеевика и рубашки, включающей элементы оребрения и внешнюю панель, выполненные из алюминия или алюминиевого сплава, при этом элементы оребрения расположены только со стороны, противоположной нагреваемому помещению, внешняя панель расположена со стороны, направленной в сторону нагреваемого помещения, и змеевик по всей наружной поверхности соединен с внутренней поверхностью рубашки.

2. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что внешняя панель может быть выполнена плоской или профилированной со сквозными прорезями в вертикальном направлении.

3. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что радиус гнутых участков змеевика выполнен минимально допускаемым пластичностью металла при испытании на изгиб на 180°.

4. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что количество колен змеевика может составлять от 2 до 8.

5. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхний и нижний прямолинейные горизонтальные участки змеевика соответственно.

6. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально и подвод теплоносителя осуществляется сбоку через Z-образный участок змеевика, а отвод - сбоку через горизонтальный прямолинейный участок змеевика.

7. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально и подвод теплоносителя осуществляется сбоку через горизонтальный прямолинейный участок змеевика, а отвод - сбоку через Z-образный участок змеевика.

8. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки колен змеевика расположены горизонтально, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется снизу через вертикальные прямолинейные участки змеевика.

9. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхние или нижние горизонтальные прямолинейные участки змеевика.

10. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально, подвод теплоносителя осуществляется снизу через Г-образный участок змеевика, а отвод - снизу через вертикальный прямолинейный участок змеевика.

11. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально, подвод теплоносителя осуществляется снизу через вертикальный прямолинейный участок змеевика, а отвод - снизу через Г-образный участок змеевика.

12. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки колен змеевика расположены вертикально, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется с одной стороны змеевика, сбоку, через горизонтальные прямолинейные участки змеевика.

13. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки змеевика расположены горизонтально, образуя снизу замкнутый контур, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется сбоку через верхний горизонтальный прямолинейный участок.

14. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что прямолинейные участки змеевика расположены горизонтально, образуя сверху замкнутый контур, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется снизу через Г-образные участки змеевика.

15. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что элементы оребрения могут быть выполнены с коническим поперечным сечением.

16. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что концы элементов оребрения выполнены в виде плоской или криволинейной поверхности.

17. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что толщина элементов оребрения составляет 0,5-3 мм, высота элементов оребрения составляет от 2 до 5 линейных размеров внутреннего диаметра змеевика.

18. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что расстояние между основаниями элементов оребрения составляет от 5 до 10 толщин элемента оребрения у его основания.

19. Отопительный прибор по п.1, отличающийся тем, что на концах элементов оребрения установлены поперечные плоские пластины.