Радиатор - RU2457406C2

Чертежи

Показать все 16 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к радиатору, прежде всего плоскому радиатору или нагревательной стенке, для работы в режиме частичной нагрузки согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Плоские радиаторы и нагревательные стенки относятся, в зависимости от теплопроизводительности, к самым выгодным типам радиаторов и наряду с предпочтительными декоративными и гигиеническими свойствами отличаются, прежде всего, сравнительно низкой массой, что благоприятно сказывается на их регулировочных характеристиках, прежде всего применительно к энергосберегающим системам отопления.

Системы отопления, а тем самым также радиаторы, обычно рассчитаны на экстремально низкие наружные температуры (так называемый расчетный случай), при которых необходимо еще достичь комфортной температуры помещения. В качестве параметра для расчета радиатора служат, прежде всего, протекающее через радиатор количество воды, сопротивление потока, а также соотношение участков радиатора с преимущественно конвективной и излучаемой теплоотдачей. Если эти параметры обычно настроены на экстремальные отопительные условия, то так называемая область частичной нагрузки со сравнительно низкой требуемой теплопроизводительностью, которая преобладает на протяжении большей части отопительного периода, требует другого расчета и других характеристик радиатора.

Чтобы достичь требуемой теплопроизводительности, так называемые однорядные радиаторы обладают единственной нагревательной пластиной, по существу, с цельной конструкцией. Двухрядные радиаторы, то есть радиаторы с передней, обращенной к подлежащему обогреву помещению пластиной и расположенной позади пластиной, напротив, обладают обычно симметричной конструкцией, при этом происходит симметричное обтекание передней и задней нагревательных пластин, то есть одинаковым количеством воды. Это соответственно действительно также для самых передних обеих нагревательных пластин трех- или более рядного радиатора.

Как раз в области частичной нагрузки, то есть при сравнительно умеренной наружной температуре, проявляются недостатки упомянутой цельной или же симметричной конструкции. В области частичной нагрузки радиаторы должны выдавать теплопроизводительность всего лишь в несколько 100 Вт, так что через них протекает всего лишь сравнительно мало воды. Из-за обычно высокой доли конвекции в общем отводе тепла единственный или передний, обращенный к помещению участок однорядного радиатора с конвекционными листами имеет сравнительно низкую температуру. Этот отрицательный эффект еще более усиливается у многорядных радиаторов вследствие симметричной конструкции, так как для отопления служит не только передний участок, но также и расположенные позади участки. Таким образом, через переднюю нагревательную пластину отводится только часть общего тепла. Таким образом, при низкой теплопроизводительности передняя нагревательная пластина остается сравнительно холодной. По сравнению с температурой тела холодные поверхности радиатора отрицательно воздействуют на микроклимат помещения, так как эти поверхности ощущаются дискомфортными. В области частичной нагрузки добавляется то, что внезапно появившиеся посторонние источники тепла, такие как, например, непостоянная инсоляция, внезапно включенные лампочки, потолочные излучатели или компьютеры, а также дополнительные лица в обогреваемом помещении, приводят к дальнейшему уменьшению требуемой теплопроизводительности, что при высокой доле конвекции радиатора точно так же очень быстро приводит к холодным поверхностям радиатора. При этом следует принять во внимание, что с улучшением теплоизоляции прежде рассчитанные на высокую теплопроизводительность радиаторы также при экстремальных наружных температурах должны работать только лишь в области частичной нагрузки. Ввиду этой проблемной ситуации были разработаны радиаторы, которые, сохраняя достижимую теплопроизводительность применительно к особым условиям в области частичной нагрузки, таким образом далее совершенствуют вышеуказанные одно- или же многорядные радиаторы, что комфорт в помещении повышается посредством того, что обращенная к помещению поверхность или по меньшей мере ее большие частичные участки поверхности в области частичной нагрузки являются теплыми, и радиатор при его расчете может быть приспособлен к работе в режиме полной и частичной нагрузки. Под предпочтительными свойствами в данном случае, прежде всего, следует понимать высокую теплопроизводительность при сравнительно низких расходах на отопление и изготовление, а также хорошие регулировочные характеристики, то есть признаки, которые оказывают непосредственное влияние на комфортность и микроклимат обогреваемого помещения. Подобный радиатор известен, например, из DE 19729633 С2. В присутствующих на рынке плоских радиаторах, как упомянуто выше, все пластины многорядных радиаторов независимо от потребности в теплоте обтекаются параллельно, то есть на них подается одинаковый по долям массовый поток. Это приводит к тому, что в режиме частичной нагрузки (обычный случай) все пластины нагреваются равномерно, и только в незначительной части (верхняя область). В радиаторе согласно DE 19729633 С2 при незначительном массовом потоке (то есть в обычном случае) он полностью направляется в переднюю пластину. Это приводит к более быстрому и более равномерному нагреву передней пластины с более высокой средней температурой поверхности. В задней (-их) пластине (-ах) не происходит циркуляции, то есть они остаются «холодными». Лишь при повышенной потребности в теплоте (увеличенном массовом потоке) происходит проток задней пластины (-ин) для достижения необходимой для расчетного случая теплопроизводительности. Однако там не описывается зависимая от потребности в теплоте регулировка подключения задней (-их) пластины (-ин).

Ввиду этой проблемной ситуации изобретение имеет задачу усовершенствования, при сохранении достижимой теплопроизводительности применительно к особым условиям в области частичной нагрузки, вышеназванных одно- или многорядных радиаторов таким образом, что комфорт в помещении может быть еще более повышен и, прежде всего, может быть улучшена регулировка.

Согласно изобретению эта задача решена посредством признаков пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения содержатся в относящихся к нему пунктах формулы изобретения.

Таким образом, изобретение охватывает радиатор вышеназванного типа с местом подключения подачи, местом подключения слива, первой, проточной, и обращенной, предпочтительно, к подлежащему обогреву помещению пластиной, и по меньшей мере одной другой, проточной, и расположенной, предпочтительно, позади пластиной, и расположенными между верхними и нижними концевыми областями нагревательных пластин соединительными деталями, а также клапаном радиатора для регулировки общего массового потока теплоносителя, при этом посредством избирательного расположения запорных элементов в соединительных деталях осуществляется по существу равномерный проток первой (передней) нагревательной пластины перед остальными (расположенными позади) нагревательными пластинами. При этом согласно изобретению в одной из двух верхних соединительных деталей интегрирован другой клапан радиатора, с помощью которого массовый поток теплоносителя может быть направлен через перепускное соединение в заднюю нагревательную пластину.

Тем самым, в зависимости от потребности в теплоте часть общего массового потока, которая попала в заднюю (-ие) пластину (-ы), может регулироваться. В обычном случае (незначительная потребность в теплоте и незначительный массовый поток) второй клапан радиатора полностью закрыт, то есть весь подведенный теплоноситель течет исключительно в передние пластины, задняя (-ие) пластина (-ы) практически не работают. Для расчетного случая (максимальная потребность в теплоте) второй клапан радиатор отрегулирован на максимальное отверстие. В этом случае происходит параллельный проток всех пластин. Предпочтительно, при внешней регулировке общего массового потока теплоносителя оба клапана радиатора расположены в одной из двух верхних соединительных деталей, при этом задействованная соединительная деталь выполнена в виде сдвоенной детали с внутренним запорным элементом и имеет перепускное соединение.

Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления изобретения при внешней регулировке общего потока теплоносителя в одной из двух верхних соединительных деталей соответственно расположен один клапан радиатора, при этом соединительные детали и соединены между собой посредством перепускного соединения и соответственно имеют запорный элемент, при этом только соответственно расположенная со стороны входа воды соединительная деталь выполнена пропускающей теплоноситель к передней нагревательной пластине.

Предпочтительно предусмотрено, что при интегрированной регулировке общего массового потока теплоносителя оба клапана радиатора интегрированы в одной из верхних соединительных деталей, при этом соединительные детали выполнены в виде сдвоенных деталей с внутренним запорным элементом и перепускным соединением. При этом согласно предпочтительному варианту осуществления предусмотрено, что верхняя соединительная деталь с клапанами радиатора соединена через восходящий трубопровод с соответственно противолежащей, расположенной в нижней концевой области соединительной деталью, при этом расположенная в нижней концевой области соединительная деталь выполнена в виде сдвоенной детали с патрубком подачи и патрубком слива.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что соответственно один клапан радиатора расположен в одной из двух верхних соединительных деталей, при этом верхние соединительные детали соединены между собой посредством перепускного соединения (трубы). При этом соединительные детали соответственно имеют запорный элемент, при этом только соответственно расположенная со стороны входа теплоносителя верхняя соединительная деталь выполнена пропускающей теплоноситель к передней нагревательной пластине. В таком варианте осуществления перепускное соединение соединено с соответственно противолежащей, расположенной в нижней концевой области соединительной деталью через восходящий трубопровод, при этом соответственно расположенная в нижней концевой области соединительная деталь выполнена в виде сдвоенной детали с патрубком (VL) подачи и патрубком (RL) слива.

Чтобы в обычном случае не происходило перетекание воды от передней нагревательной пластины (фронтальная пластина) в заднюю (-ие) нагревательную (-ые) пластину (-ы) и, тем самым, последовательного протока, противолежащие стороне входа теплоносителя соединительные детали осуществлены так, что они выполнены не пропускающими теплоноситель.

Привод и регулировка клапана радиатора могут быть реализованы различными образами. Обычно регулировка и привод происходят посредством стандартных и имеющихся в продаже головок термостата.

Привод может быть осуществлен с помощью электромотора, а регулировка привода - посредством комнатного терморегулятора. Если для управления клапанами радиатора применяются также электромоторные или электротермические приводы, регулировка этого происходит, предпочтительно, посредством того же комнатного терморегулятора.

Привод может происходить электротермически (электрически обогреваемая расширительная камера), а регулировка привода - посредством комнатного терморегулятора. Если для механизма управления клапанами радиатора также применяются электромоторные или электротермические приводы, регулировка этого происходит, предпочтительно, посредством того же комнатного терморегулятора.

Привод может происходить с помощью электромотора, а регулировка - посредством регулировки разности температур фронтальных пластин.

За счет идеи согласно изобретению осуществляется улучшенный принцип частичной нагрузки для радиатора, так как в данном случае в режиме частичной нагрузки вся мощность отдается от фронтальной пластины (при последовательном протекании нагревается также, даже если немного, задняя пластина). Достигается более сильный нагрев фронтальной пластины (больше излучения, более быстрый нагрев) по сравнению с обычными радиаторами с частичной нагрузкой при одновременно холодной задней пластине (лучший экранирующий излучение эффект).

Далее изобретение поясняется более подробно с помощью изображенных на чертежах примеров осуществления. В схематичных изображениях чертежи показывают:

Фиг.1 - вид спереди компактного радиатора с внешней регулировкой общего массового потока,

Фиг.1а - вид сверху радиатора согласно фиг.1,

Фиг.1б - вид сбоку слева радиатора согласно фиг.1,

Фиг.1в - вид сбоку справа радиатора согласно фиг.1,

Фиг.2 - вид спереди другого варианта осуществления компактного радиатора с внешней регулировкой общего массового потока,

Фиг.2а - вид сверху радиатора согласно фиг.2,

Фиг.2б - вид сбоку слева радиатора согласно фиг.2,

Фиг.2в - вид сбоку справа радиатора согласно фиг.2,

Фиг.3 - вид спереди клапанного радиатора с интегрированной регулировкой общего массового потока,

Фиг.3а - вид сверху радиатора согласно фиг.3,

Фиг.3б - вид сбоку слева радиатора согласно фиг.3,

Фиг.3в - вид сбоку справа радиатора согласно фиг.3,

Фиг.4 - вид спереди другого варианта осуществления клапанного радиатора с интегрированной регулировкой общего массового потока,

Фиг.4а - вид сверху радиатора согласно фиг.4,

Фиг.4б - вид сбоку слева радиатора согласно фиг.4,

Фиг.4в - вид сбоку справа радиатора согласно фиг.4.

В варианте осуществления с внешней регулировкой общего массового потока (компактный радиатор - фигуры 1 и 2 с относящимися видами а-в) в верхней соединительной детали а интегрирован дополнительный клапан 3 радиатора, с помощью которого массовый поток от подачи (VL) направляется через патрубок 7 с интегрированным клапаном радиатора во впускное отверстие задней пластины 1' с использованием фиксированного запорного элемента 4 и перепускного соединения 5. Регулировка происходит через обычный термостат радиатора. Внутри него интегрированная (заполненная газом или жидкостью) расширительная камера действует, преодолевая регулируемое усилие пружины. Установка этого второго, заднего термостата должна согласовываться с установкой регулирующего органа или же термостата для регулировки общего массового потока. Предпочтительно, второй термостат открывается только при значительном падении температуры в помещении (расчетный случай) и, таким образом, подключает заднюю (-ие) пластину (-ы) 1' для достижения требуемой теплопроизводительности. В обычном случае, напротив, клапан 3 радиатора остается закрытым для регулировки массового потока в заднюю (-ие) пластину (-ы) 1'. Подводимый через клапан 2 общий массовый поток течет только в переднюю пластину 1. Вариант осуществления согласно фиг.1 показывает компактный радиатор с возможностью обслуживания с одной стороны, то есть оба клапана 2, 3 радиатора приданы в данном случае соединительной детали а, которая выполнена в виде сдвоенной детали и внутри снабжена запорным элементом 4. Перепускное соединение 5 выполнено в виде U-образного патрубка. Противолежащие стороне входа теплоносителя соединительные детали b и d выполнены так, что они не проводят теплоноситель, то есть вблизи передней нагревательной пластины 1 предусмотрены запорные элементы 4.

Вариант осуществления согласно фиг.2 представляет компактный радиатор с возможностью двустороннего обслуживания, то есть в данном случае оба клапана 2, 3 радиатора приданы отдельным соединительным деталям а или же b, которые выполнены в виде обычных тройников или же тройников с интегрированным креплением для клапана, при этом дополнительный клапан 3 радиатора интегрирован в соединительной детали b. Перепускное соединение 5 выполнено в виде трубного соединения между верхними соединительными деталями а и b. Соединительные детали b и d осуществлены так, что они проводят теплоноситель, то есть вблизи передней нагревательной пластины 1 предусмотрены запорные элементы 4. Соединительная деталь а закрыта для теплоносителя в направлении задней пластины 1' посредством запорного элемента 4.

На фиг.3 и 4, а также относящихся к ним видах а-в, показаны варианты осуществления так называемых клапанных радиаторов с интегрированной регулировкой общего массового потока. При этом в верхней соединительной детали или же в верхних соединительных деталях а или же b интегрированы два параллельно включенных клапана 2, 3 радиатора для фронтальной и задней пластин 1, 1', с помощью которых можно отдельно регулировать массовый поток в каждой нагревательной пластине. Регулировка происходит посредством обычных термостатов радиатора, при этом установка второго термостата радиатора (для задней пластины 1') согласовывается с установкой первого термостата (для передней пластины 1). Предпочтительно, задний термостат открывается только при значительном падении температуры в помещении и, таким образом, подключает заднюю (-ие) пластину (-ы) 1' для достижения необходимой теплопроизводительности. В обычном случае, напротив, клапан 3 радиатора для регулировки массового потока в заднюю (-ие) пластину (-ы) остается закрытым. Подведенный массовый поток течет через передний клапан 2 радиатора только в переднюю пластину 1.

Чтобы в нормальном случае не происходило перетекание теплоносителя из передней нагревательной пластины 1 в заднюю (-ие) пластину (-ы) 1' и, тем самым, последовательного протока, противолежащие стороне входа воды соединения пластин соединительных деталей b и d осуществлены так, что они являются непроводящими теплоноситель. Напротив, расположенная со стороны входа теплоносителя нижняя соединительная деталь с (сдвоенная деталь с патрубком подачи и слива) является проводящей теплоноситель к обеим пластинам 1, 1', так что через эту соединительную деталь теплоноситель может быть отведен из двух пластин снова в трубопроводную сеть. Подача VL через соединительную деталь с и восходящий трубопровод 6 направляется к перепускной трубе 5.

Вариант осуществления согласно фиг.3 представляет клапанный радиатор с возможностью обслуживания с одной стороны, то есть оба клапана 2, 3 радиатора в данном случае приданы соединительной детали а, которая выполнена в виде сдвоенной детали и внутри снабжена запорным элементом 4. Перепускное соединение 5 выполнено в виде U-образного патрубка. Противолежащие стороне впуска теплоносителя соединительные детали b и d осуществлены так, что являются не проводящими теплоноситель, то есть вблизи передней нагревательной пластины 1 предусмотрены запорные элементы 4.

Вариант осуществления согласно фиг.4 представляет клапанный радиатор с возможностью двустороннего обслуживания, то есть оба клапана 2, 3 радиатора в данном случае приданы отдельным соединительным деталям а или же b, которые выполнены в виде обычных тройников или же тройников с интегрированным креплением для клапана, при этом дополнительный клапан 3 радиатора интегрирован в соединительной детали b. Перепускное соединение 5 выполнено в виде трубного соединения между верхними соединительными деталями а и b. Соединительные детали b и d осуществлены так, что они являются не проводящими теплоноситель, то есть вблизи передней пластины 1 предусмотрены запорные элементы 4. Соединительная деталь а закрыта для теплоносителя в направлении задней пластины 1' посредством запорного элемента 4.

В вышеописанных радиаторах привод и регулировка дополнительного клапана радиатора могут быть реализованы разными способами. Обычно регулировка и привод происходят посредством стандартных и имеющихся в продаже головок термостата.

Привод может происходить с помощью электромотора, а регулировка привода - посредством комнатного терморегулятора. Если для управления клапанами радиатора применяются также электромоторные или электротермические приводы, регулировка этого происходит, предпочтительно, посредством того же комнатного терморегулятора.

Привод может происходить электротермически (электрически обогреваемая расширительная камера), а регулировка привода - посредством комнатного терморегулятора. Если для механизма управления клапанами радиатора также применяются электромоторные или электротермические приводы, регулировка этого происходит, предпочтительно, посредством того же комнатного терморегулятора.

Привод может происходить с помощью электромотора, а регулировка - посредством регулировки разности температур фронтальных пластин, как описано ниже.

На фронтальной пластине по меньшей мере в двух точках производят измерение температуры поверхности. Точка 1 измерения находится вблизи точки поступления подачи в пластину, то есть является самой горячей областью радиатора. Вторая точка 2 измерения расположена на самом холодном месте пластины - в штатном режиме (подача сверху через одну из соединительных деталей пластины) диагонально напротив точки 1 измерения. Измерение может происходить посредством нанесенного непосредственно на пластину температурного датчика или также бесконтактно (например, инфракрасное измерение). При незначительном массовом потоке (то есть низкой потребности в теплоте) между точками измерения устанавливается относительно высокая разность температур. С увеличивающимся массовым потоком эта дельта - Т становится все меньше, так как фронтальная пластина прогревается равномернее. Эта информация оценивается и обрабатывается в регулирующем органе, и, тем самым, происходит управление с помощью электромоторного привода. При высокой разности температур на фронтальной пластине второй клапан радиатора остается закрытым, то есть в заднюю (-ие) пластину (-ы) вода не течет. При снижении ниже минимальной разности температур, устанавливаемой в регулирующем элементе на индивидуальные потребности конечного потребителя и/или зависящие от отопительной системы параметры, запорный элемент открывается и осуществляется параллельный фронтальной пластине проток задней (-их) пластины (пластин) для достижения необходимой для расчетного случая теплопроизводительности. При соответствующем выполнении регулирующего элемента могут быть заданы различные индивидуально выбираемые программы. Точно также возможна интеграция «ускоренной программы» («Booster-program»), в которой независимо от разности температур заслонка открывается сразу полностью, чтобы достичь тем самым скорейшего нагрева. В вышеописанной регулировке привод также может происходить электротермическим путем (электрически обогреваемая расширительная камера).

Реферат

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении радиаторов водяного отопления. Изобретение относится к радиатору, прежде всего плоскому радиатору или нагревательной стенке, для работы в режиме частичной нагрузки с местом (VL) подключения подачи, местом (RL) подключения слива, первой, проточной, и обращенной, предпочтительно, к подлежащему обогреву помещению пластиной, и по меньшей мере одной другой, проточной, и расположенной, предпочтительно, позади пластиной, и расположенными между верхними и нижними концевыми областями нагревательных пластин соединительными деталями, а также клапаном радиатора для регулировки общего массового потока теплоносителя, при этом посредством избирательного расположения запорных элементов по меньшей мере в одной из соединительных деталей осуществляется по существу равномерный проток первой нагревательной пластины перед остальными нагревательными пластинами, при этом в одной из верхних соединительных деталей интегрирован другой клапан радиатора, с помощью которого предусмотрена возможность направления массового потока теплоносителя через перепускное соединение в заднюю нагревательную пластину. Технический результат - усовершенствование радиаторов. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Формула