Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6823
(13) U
(46) 2010.12.30
(51) МПК (2009)
F 24H 3/00
F 28F 1/10
(54) ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОНВЕКТОР
(21) Номер заявки: u 20100033
(22) 2010.01.15
(71) Заявитель: РЕГУЛУС-СИСТЕМ спул-
ка явна (PL)
(72) Автор: Богуслав Вуйцик (PL)
(73) Патентообладатель: РЕГУЛУС-СИС-
ТЕМ спулка явна (PL)
(57)
1. Отопительный конвектор, содержащий кожух с воздушным клапаном, нагреватель-
ный элемент, выполненный из трубы и пластин, отличающийся тем, что нагревательный
элемент состоит из нескольких горизонтальных параллельных медных труб с закреплен-
ными на них вертикальными алюминиевыми пластинами, при этом медные трубы со
встроенными в них завихрителями соединены с медными коллекторами, каждый из кото-
рых снабжен воздушным клапаном, расширительным бачком, грязеотстойником, верти-
кальные пластины, соединяющиеся загибами, образуют вертикальные каналы, внешняя
поверхность которых одновременно является тепловой поверхностью конвектора, причем
соединения медных труб выполнены при использовании тугоплавкого припоя, крепление
медных труб с вертикальными алюминиевыми пластинами выполнено диффузионной
сваркой.
2. Отопительный конвектор по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между парал-
лельными медными трубами подобрано таким образом, чтобы тепловое поле равномерно
распределилось по всей высоте вертикальных пластин.
3. Отопительный конвектор по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между верти-
кальными пластинами подобрано таким образом, чтобы они создавали ряды воздуховодов
повышенной конвективной тяги.
Фиг. 5
BY6823U2010.12.30

2. BY 6823 U 2010.12.30
2
4. Отопительный конвектор по п. 1, отличающийся тем, что установленные внутри
параллельных медных трубок завихрители выполнены в виде спиралей с переменным ша-
гом.
5. Отопительный конвектор по п. 1, отличающийся тем, что каждый коллектор в сво-
ей верхней части имеет расширительный бачок, причем воздушный клапан имеет вывод
ниже уровня бачка, а коллектор в своей нижней части имеет грязеотстойник.
(56)
1. Патент России на полезную модель 3478 U1, МПК6
F 24H 3/06, опубл. 16.01.97, за-
явитель и патентообладатель - Лианозовский электромеханический завод.
2. Патент России на полезную модель 3027 U1, МПК6
F 24H 3/06, опубл.16.10.96, ав-
тор, заявитель и патентообладатель Руденко А.М.
3. Патент России на полезную модель 1897 U1, МПК6
F 24C 15/24 от 09.12.94, опубл.
16.03.96 конвенционный приоритет 13.12.93 DE G 9319118.9, заявитель и патентооблада-
тель - Емкор, Товарна Электромеханских Компонент Д.О.О. (SI).
4. Патент России на полезную модель 8789 U1, МПК6
F 28F 1/10, опубл. 16.12.98, па-
тентообладатель - закрытое акционерное общество "Сокол-АТС".
Полезная модель относится к конвективным теплообменникам, предназначенным для
отопительных систем, преимущественно замкнутым, с принудительной циркуляцией лю-
бого теплоносителя с максимальной рабочей температурой до 160 °С, и может быть ис-
пользована для отопления, в частности, жилых помещений.
Известна конструкция отопительного прибора "Конвектор отопительный навесной
разборный" [1], содержащего трубу с теплоносителем и наружное оребрение, снабженно-
го разъемным кожухом, оребрение жестко соединено с разъемным кожухом.
Недостатком такого устройства является наличие разъемного кожуха, который закры-
вает трубу с теплоносителем, что уменьшает тепловой контакт, увеличивает массу. Нагре-
вательный элемент содержит только одну трубу с оребрением, отсутствуют вертикальные
конвективные каналы для создания направленного движения нагретого воздуха.
Известен отопительный прибор [2], содержащий водо-газопроводные трубы, располо-
женные горизонтально, скрепленные между собой вертикальными ребрами, которые
снабжены втулками для пропуска труб. Крепление между трубами и вертикальными реб-
рами выполнено с помощью компаунда.
Недостатком отопительного прибора является наличие втулок для соединения труб и
вертикальных ребер с помощью компаунда, что уменьшает теплопередачу. Использование
водо-газопроводных труб увеличивает массу отопительного прибора, уменьшает теплопе-
редачу. Трубы подвержены коррозии, их нельзя использовать для других теплоносителей.
Известен отопительный радиатор для отопления жилых помещений, питаемый горя-
чей водой [3]. Данный отопительный радиатор содержит две расположенные на расстоя-
нии друг от друга и, по существу, параллельно друг другу коллекторные трубы, закрытые
с торцов, снабженные входом и выходом, расположенные на расстоянии друг от друга и
параллельно друг другу соединительные трубы, проходящие перпендикулярно коллектор-
ным трубам и образующие с ними рамочный внутренний циркуляционный контур. К со-
единительным трубам прикреплены с теплопроводным контактом стержнеобразные
нагревательные элементы из теплопроводного материала.
Недостатками отопительного радиатора являются большой вес, небольшая поверхность
теплообмена, невозможность образования теплообменных каналов стержнеобразными
нагревательными элементами, отсутствуют теплообменные каналы для направленного дви-
жения теплого воздуха.

3. BY 6823 U 2010.12.30
3
Наиболее близким, принятым за прототип, является конвектор отопительный настен-
ный [4], который состоит из кожуха с воздушным клапаном, нагревательного элемента,
выполненного из водо-газопроводной трубы диаметром 20 мм, пластин, креплений, рабо-
тающий как концевой, так и проходной.
Его недостатком является наличие кожуха, ухудшающее теплообмен, увеличивающее
массу конвектора. Пластины не образуют конвективных каналов. Использованы трубы с
низкой теплопроводностью и подверженные коррозии. Невозможно использование дру-
гих, кроме воды, теплоносителей, что влияет на КПД и удобство в эксплуатации.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание отопительного конвектора
малых размеров и массы при его повышенной тепловой мощности, высоком КПД, надеж-
ного и удобного в эксплуатации.
Для решения поставленной задачи предложен отопительный конвектор, содержащий
кожух с воздушным клапаном, нагревательный элемент, выполненный из трубы и пла-
стин, где:
нагревательный элемент состоит из нескольких горизонтальных параллельных мед-
ных труб с закрепленными на них вертикальными алюминиевыми пластинами, при этом
медные трубы со встроенными в них завихрителями соединены с медными коллекторами,
каждый из которых снабжен воздушным клапаном, расширительным бачком, грязеот-
стойником, вертикальные пластины, соединяющиеся загибами, образуют вертикальные
каналы, внешняя поверхность которых одновременно является тепловой поверхностью
конвектора, причем соединения медных труб выполнены при использовании тугоплавкого
припоя, крепление медных труб с вертикальными алюминиевыми пластинами выполнено
диффузионной сваркой;
расстояние между параллельными медными трубами подобрано таким образом, чтобы
тепловое поле равномерно распределилось по всей высоте вертикальных пластин;
расстояние между вертикальными пластинами подобрано таким образом, чтобы они
создавали ряды воздуховодов повышенной конвективной тяги;
установленные внутри параллельных медных трубок завихрители выполнены в виде
спиралей с переменным шагом;
каждый коллектор в своей верхней части имеет расширительный бачок, причем воз-
душный клапан имеет вывод ниже уровня бачка, а в своей нижней части имеет грязеот-
стойник.
Предлагаемая полезная модель конвектора отопления позволяет достичь уменьшения
размеров и массы при использовании более теплопроводных материалов, не подвержен-
ных коррозии, при выполнении вертикальных пластин из алюминия, труб и коллекторов
из меди. Медные трубы, соединенные с коллектором тугоплавким припоем, дают возмож-
ность использовать разные теплоносители с рабочей температурой до 160 °С (перегретый
пар, трансформаторное масло и т.д.).
Выполнение соединения медных труб с вертикальными алюминиевыми пластинами с
помощью диффузионной сварки (сварки давлением) улучшает теплоотдачу, т.к. получен-
ные сварные швы имеют сопротивление теплопередаче.
Увеличение теплоотдачи конвектора достигается с помощью вертикальных каналов,
образованных вертикальными пластинами. Специальные загибы пластин создают поверх-
ность, которая является одновременно и внешней теплообменной поверхностью конвек-
тора, исключающей наличие кожуха и одновременно увеличивающей жесткость данной
поверхности. Уменьшается при этом масса конвектора.
Вертикальные каналы создают дополнительную тягу. Это дает возможность устанав-
ливать конвектор в любом месте помещения, а не обязательно под окнами.
Трубы с закрепленными на них пластинами соединены с коллекторами, каждый из ко-
торых снабжен воздушным клапаном, содержит расширительный бачок, причем воздуш-
ный клапан имеет выход ниже уровня бачка, в нижней части - слепой отросток-

4. BY 6823 U 2010.12.30
4
грязеотстойник. Такое устройство нагревательного элемента позволяет подсоединять кон-
вектор с одной и другой стороны, повернув его на 180°. Наличие расширительного бачка
и грязеотстойника улучшает циркуляцию теплоносителя, увеличивая теплоотдачу конвек-
тора, предотвращает засорение системы.
При невысокой скорости перемещения теплоносителя внутри медных трубок радиато-
ра ламинарное движение жидкости не позволяет перемешиваться слоям, поэтому интен-
сивность теплопередачи снижается. Для перемешивания слоев жидкости за счет
изменения ламинарного потока на турбулентный внутри трубок конвектора помещены
специальные завихрители в виде латунных спиралей с переменным шагом для создания
эффекта турбулентности и лучшего перемешивания теплоносителя, что улучшает работу
конвектора.
Для пояснения описываемого устройства конвектора отопления на чертеже приведены
разные виды конструкции предлагаемой модели. На фиг. 1 представлен общий вид пред-
лагаемого конвектора отопления, на фиг. 2 - вид слева, на фиг. 3 - вид справа, на фиг. 4 -
вид сзади, на фиг. 5 - вид в аксонометрии.
Нагревательный элемент 1 состоит из нескольких параллельных медных труб 2 с за-
крепленными на них вертикальными алюминиевыми пластинами 3, при этом медные тру-
бы со встроенными в них завихрителями 4 соединены с медными коллекторами 5, каждый
из которых снабжен воздушным клапаном 6, расширительным бачком 7, грязеотстойни-
ком 8, вертикальные пластины, соединяющиеся загибами, образуют вертикальные каналы
9, внешняя поверхность 10 которых одновременно является тепловой поверхностью кон-
вектора.
Подводящий патрубок 11 используется для подсоединения конвектора в систему
отопления. Для удобства подсоединения использованы накидные гайки 12.
Работает предлагаемый конвектор отопления следующим образом.
Конвектор закрепляют, например, на стене помещения, причем в любом месте. Лег-
кость монтажа позволяет быстро и надежно устанавливать конвектор.
Соединяют подводящий патрубок 11 с источником теплоносителя. Для удобства под-
соединения используются накидные гайки 12.
Теплоноситель в конвекторе поступает в медный вертикальный коллектор 5, затем
распределяется по рядам горизонтальных медных трубок 2, этим достигается резкое сни-
жение гидравлического сопротивления конвектора, что очень важно для скорости прину-
дительного оборота теплоносителя в закрытых отопительных системах.
Установленные в медных трубках 2 завихрители 4 создают турбулентность движения
теплоносителя.
Теплоноситель, двигаясь по медным трубкам, нагревает их, передавая тепло алюми-
ниевым пластинам 3, которые, в свою очередь, передают тепло воздуху. Нагретый воздух
в вертикальных каналах движется вверх, и таким образом с помощью тяги осуществляется
интенсивный теплообмен путем конвекции.
Внешняя поверхность вертикальных каналов 10, которая одновременно является теп-
ловой поверхностью конвектора, нагреваясь, часть тепла передает излучением.
Наличие двух симметричных коллекторов 5, снабженных воздушными клапанами 6,
расширительными бачками 7 и грязеотстойниками 8, дает возможность удобного подсо-
единения конвектора и улучшает циркуляцию и очистку теплоносителя.
Таким образом, предлагаемый конвектор отопления соответствует современным тре-
бованиям для использования в закрытых отопительных системах с принудительной цир-
куляцией разных теплоносителей. В конвекторах содержится очень мало теплоносителя.
Например, в конвекторе длиной 100 см и мощностью 2 кВт содержится теплоносителя
всего 0,8 литра.
Конвектор отопления малых размеров и массы, надежный и удобный в эксплуатации,
дает повышенную тепловую мощность и высокий КПД.

5. BY 6823 U 2010.12.30
5
Предложенный конвектор планируется к выпуску 1-й промышленной партии к 1-му
кварталу на заводе г. Бельско-Бяла (Польша).
Фиг. 1 Фиг. 2
Фиг. 3 Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.