Лучевая система отопления
Рынок теплотехники предлагает бесконечное количество моделей котлов и периферийного оборудования для отопления частного дома. Но покупка, даже самого современного и высокотехнологичного оснащения – это еще не все, нужно выбрать правильную конфигурацию отопительной системы. Об одной из популярных методик соединения труб – лучевой или веерной, мы и поговорим в этой статье.
Нюансы веерной разводки
Существует два варианта соединения радиаторов отопления с котлом:
- тройниковый;
- лучевой
Первый способ – классический, бюджетный. Главный его недостаток – необходимость в полном отключении системы при работах на любом локальном участке. Этого можно избежать, если оборудовать вход и выход у каждого прибора системы кранами, запорной арматурой, но такая модернизация значительно увеличит стоимость проекта.
Еще одна особенность стандартной одно/двухтрубной системы отопления – открытый монтаж. Так как число труб в этом случае невелико, дизайнеры предпочитают не «заморачиваться» с их маскировкой и оставляют открыто лежать по стенам.
При веерной/лучевой разводке оставлять на поверхности масштабную сетку из труб – идея так себе, поэтому их прячут в пол и стены, оставляя на виду только отопительные радиаторы.
Стоит такая система примерно столько же, как и классическая. Так как при лучевой системе не используются дорогостоящие фитинги для сшитого полиэтилена, а монтируется только цельная труба маленького сечения ф16. Лучевая разводка исключает стыки на трубе, что ведет к исключению возможных протечек, на протяжении всего периода эксплуатации объекта. Также эффективность и удобность данной системы в том, что есть возможность отключить определенный прибор отопления в любой момент времени, например если при ремонте в комнате случайно просверлили трубу шурупом, при этом остальные радиаторы отопления будут функционировать и не придется отключать всю систему отопления дома.
Исходя из вышесказанного, бесспорным плюсом лучевой системы является минимальное количество соединений, что позитивно влияет на гидравлическую стабильность всей системы отопления.
Благодаря особенностям подключения теплоноситель имеет одинаковую температуру в любой точке системы, равномерно прогревая помещение и не оставляя «мертвых зон».
Достоинства веерной системы
Основными достоинствами веерной системы являются:
- возможность точно регулировать температуру в районе каждой комнаты, батареи, отключая лишние или, наоборот, подключая недостающие элементы отопления;
- особенности лучевой укладки труб позволяют производить ремонт и обслуживания системы без общего отключения, по секторам и участкам;
- скрытый монтаж.
- возможность дооснащать систему отопления зональной автоматикой(регулировка температуры через комнатные термостаты)
Важно! С учетом сказанного стоит доверять монтаж профессионалам.
Как делают лучевую разводку
Главным узлом при создании веерной системы является коллектор. Если отопление монтируется в доме с более чем одним этажом, нужно учитывать, что коллектор ставится отдельно на каждый этаж. Для удобства обслуживания и ремонта каждый узел располагают в специальном шкафу, обеспечивая свободный доступ.
Важно! Чем меньше в системе соединений, тем выше общий уровень ее гидравлической стабильности.
Главный узел любой отопительной системы – котел. Для максимальной эффективности системы нужно грамотно подобрать модель котла.
Важно! При проектировании необходимо учитывать протяженность трубопроводов, и, соответственно, величину тепловых потерь. Снизить их до минимума поможет качественная изоляция.
Выбираем циркуляционный насос
Веерная разводка – это, чаще всего, горизонтальная система с принудительной циркуляцией. В ней не обойтись без насоса, который заставит теплоноситель двигаться по контуру. Постоянное движение нагретой жидкости делает температуру одинаковой в любой точке системы.
Выбор параметров производительности насоса должен осуществляться еще на стадии проектирования, с учетом диаметра, общей длины труб и места его будущего расположения.
Установка насоса
Для получения максимума от системы отопления при монтаже следует учитывать следующие особенности:
- вал насосов, у которых «мокрый» ротор, устанавливается строго горизонтально;
- традиционным местом установки насоса является «обратка» системы, из-за относительно невысокой температуры, однако, современные насосы могут работать при любых параметрах теплоносителя, поэтому монтируются свободно, в любое удобное место;
- между расширительным баком и насосом принудительной циркуляции необходимо выдерживать минимальное расстояние;
- если насос укомплектован терморегулятором, он должен быть изолирован от деталей с высокой температурой;
- обязательно наличие в системе отопления кранов Маевского, воздухоотводчиков или простых шаровых кранов для развоздушивания;
- во избежание поломки категорически не рекомендуется запускать насос при незаполненной системе.
Важно! Мощность циркуляционного насоса, подобранная в соответствии с параметрами отопления поможет значительно снизить уровень шума и вибрации.
Особенности коллектора
Коллектор или гребенка – устройство, распределяющее и поддерживающее оптимальные параметры теплоносителя в рабочих зонах: теплый пол, радиаторы и т. д. Может одновременно контролировать до 12 веток.
Каждый коллектор оснащен автономным набором развоздушивающей, запорной и регулирующей арматуры, при помощи которого можно до деталей настроить характеристики теплоносителя во всех контурах системы.
Готовимся к установке
Прежде чем приступать к установке нужно подготовить все части системы и основательно продумать расположение основных узлов.
- Рассчитайте места установки радиаторов отопления.
- Подберите радиаторы в соответствии с параметрами помещения, котла и системы.
- Подготовьте визуальный план прокладки труб и размещения котла, насоса, коллекторов.
- Составьте точную монтажную смету и проведите закупку в соответствии с ней.
Если чувствуете, что у вас не хватает опыта или знаний, лучше обратиться к специалисту за советом до начала работ. Вы можете проконсультироваться по всем вопросам установки с специалистами нашей компании.
Алгоритм монтажа веерного отопления
Начинают работу с расстановки батарей по комнатам, предварительно просчитав тепловые потери дома. Обязательное условие: они должны быть выставлены на одном уровне. Закрепленные радиаторы оснащаются пробками, термостатическими головками, переходниками и кранами.
Монтируется шкаф под коллекторы. Не Советуем покупать недорогие распределители, так как потом придется устранять течь или ремонтировать, оснащенные переходниками на ¾. К гребенке подсоединяются «американки». К котлу коллектор подключают через тройники, проведя трубы через пол или стены. Если трубы будут скрытого монтажа, залиты стяжкой, нужно использовать трубы из сшитого полиэтилена.
Теплый пол и веерное отопление
Планируя параллельное устройство теплого водяного пола и веерной разводки не забывайте, что первый – это низкотемпературная зона, вторая, напротив, система, рассчитанная на сильный нагрев.
Если не правильно просчитать мощность радиаторов и теплого пола, то можно оказаться в ситуации, когда в доме либо всегда душно из-за перегретого пола, либо всегда холодно, из-за недостаточно прогретых батарей.
Тепловой расчет дома позволяет точно определить мощность радиаторов и их необходимость в смежной системе с водяным теплыми теплыми полами. Наши специалисты при разработке проекта монтажа тёплого пола подготовят расчёт тепловых потерь вашего дома.
Если дом деревянный
При монтаже трасс из труб в деревянном строении, их стараются укладывать в специально сделанные для этого пазы, отверстия большего диаметра, чтобы избежать напряжения при усадке деревянных элементов.
Важно! Трубы должны быть закреплены надежно, но без лишнего давления и утеплены.
FAQ по теме
Вопрос: трубу какого диаметра лучше использовать для устройства веерной системы?
Ответ: Чаще всего используется труба диаметром 16.
Вопрос: допускается ли монтаж веерного отопления в двухэтажном доме?
Ответ: да. количество этажей не имеет значения.
Вопрос: можно ли устроить веерное отопление в квартире?
Ответ: да, можно. Если решить вопрос подключения к общему стояку или установить в квартире автономную систему отопления.
Если посвятить рассказу о веерном отоплении еще больше времени, то преимуществ этой схемы укладки труб получится намного больше. Устроенная по всем правилам, такая система обойдется недорого, а эффективность, удобство и долгие годы спокойствия за систему отопления того стоят.
Лучевая система отопления
Рынок теплотехники предлагает бесконечное количество моделей котлов и периферийного оборудования для отопления частного дома. Но покупка, даже самого современного и высокотехнологичного оснащения – это еще не все, нужно выбрать правильную конфигурацию отопительной системы. Об одной из популярных методик соединения труб – лучевой или веерной, мы и поговорим в этой статье.
Нюансы веерной разводки
Существует два варианта соединения радиаторов отопления с котлом:
- тройниковый;
- лучевой
Первый способ – классический, бюджетный. Главный его недостаток – необходимость в полном отключении системы при работах на любом локальном участке. Этого можно избежать, если оборудовать вход и выход у каждого прибора системы кранами, запорной арматурой, но такая модернизация значительно увеличит стоимость проекта.
Еще одна особенность стандартной одно/двухтрубной системы отопления – открытый монтаж. Так как число труб в этом случае невелико, дизайнеры предпочитают не «заморачиваться» с их маскировкой и оставляют открыто лежать по стенам.
При веерной/лучевой разводке оставлять на поверхности масштабную сетку из труб – идея так себе, поэтому их прячут в пол и стены, оставляя на виду только отопительные радиаторы.
Стоит такая система примерно столько же, как и классическая. Так как при лучевой системе не используются дорогостоящие фитинги для сшитого полиэтилена, а монтируется только цельная труба маленького сечения ф16. Лучевая разводка исключает стыки на трубе, что ведет к исключению возможных протечек, на протяжении всего периода эксплуатации объекта. Также эффективность и удобность данной системы в том, что есть возможность отключить определенный прибор отопления в любой момент времени, например если при ремонте в комнате случайно просверлили трубу шурупом, при этом остальные радиаторы отопления будут функционировать и не придется отключать всю систему отопления дома. При тройниковой системе вам бы пришлось отключать всю системы или оснащать системы большим количеством байпасов и запорной арматурой, что существенно повысит стоимость организации отопления.
Исходя из вышесказанного, бесспорным плюсом лучевой системы является минимальное количество соединений, что позитивно влияет на гидравлическую стабильность всей системы отопления.
Благодаря особенностям подключения теплоноситель имеет одинаковую температуру в любой точке системы, равномерно прогревая помещение и не оставляя «мертвых зон».
Достоинства веерной системы
Основными достоинствами веерной системы являются:
- возможность точно регулировать температуру в районе каждой комнаты, батареи, отключая лишние или, наоборот, подключая недостающие элементы отопления;
- особенности лучевой укладки труб позволяют производить ремонт и обслуживания системы без общего отключения, по секторам и участкам;
- скрытый монтаж.
- возможность дооснащать систему отопления зональной автоматикой(регулировка температуры через комнатные термостаты)
Важно! С учетом сказанного стоит доверять монтаж профессионалам. Неправильная или некачественная сборка может свести к минимуму достоинства веерной системы из-за частых и дорогих ремонтов.
Как делают лучевую разводку
Главным узлом при создании веерной системы является коллектор. Если отопление монтируется в доме с более чем одним этажом, нужно учитывать, что коллектор ставится отдельно на каждый этаж. Для удобства обслуживания и ремонта каждый узел располагают в специальном шкафу, обеспечивая свободный доступ.
Важно! Чем меньше в системе соединений, тем выше общий уровень ее гидравлической стабильности.
Главный узел любой отопительной системы – котел. Для максимальной эффективности системы нужно грамотно подобрать модель котла.
Важно! При проектировании необходимо учитывать протяженность трубопроводов, и, соответственно, величину тепловых потерь. Снизить их до минимума поможет качественная изоляция.
Выбираем циркуляционный насос
Веерная разводка – это, чаще всего, горизонтальная система с принудительной циркуляцией. В ней не обойтись без насоса, который заставит теплоноситель двигаться по контуру. Постоянное движение нагретой жидкости делает температуру одинаковой в любой точке системы.
Выбор параметров производительности насоса должен осуществляться еще на стадии проектирования, с учетом диаметра, общей длины труб и места его будущего расположения.
Установка насоса
Для получения максимума от системы отопления при монтаже следует учитывать следующие особенности:
- вал насосов, у которых «мокрый» ротор, устанавливается строго горизонтально;
- традиционным местом установки насоса является «обратка» системы, из-за относительно невысокой температуры, однако, современные насосы могут работать при любых параметрах теплоносителя, поэтому монтируются свободно, в любое удобное место;
- между расширительным баком и насосом принудительной циркуляции необходимо выдерживать минимальное расстояние;
- если насос укомплектован терморегулятором, он должен быть изолирован от деталей с высокой температурой;
- обязательно наличие в системе отопления кранов Маевского, воздухоотводчиков или простых шаровых кранов для развоздушивания;
- во избежание поломки категорически не рекомендуется запускать насос при незаполненной системе.
Важно! Мощность циркуляционного насоса, подобранная в соответствии с параметрами отопления поможет значительно снизить уровень шума и вибрации.
Особенности коллектора
Коллектор или гребенка – устройство, распределяющее и поддерживающее оптимальные параметры теплоносителя в рабочих зонах: теплый пол, радиаторы и т. д. Может одновременно контролировать до 12 веток.
Каждый коллектор оснащен автономным набором развоздушивающей, запорной и регулирующей арматуры, при помощи которого можно до деталей настроить характеристики теплоносителя во всех контурах системы.
Готовимся к установке
Прежде чем приступать к установке нужно подготовить все части системы и основательно продумать расположение основных узлов.
- Рассчитайте места установки радиаторов отопления.
- Подберите радиаторы в соответствии с параметрами помещения, котла и системы.
- Подготовьте визуальный план прокладки труб и размещения котла, насоса, коллекторов.
- Составьте точную монтажную смету и проведите закупку в соответствии с ней.
Если чувствуете, что у вас не хватает опыта или знаний, лучше обратиться к специалисту за советом до начала работ. Вы можете проконсультироваться по всем вопросам установки с специалистами нашей компании.
Алгоритм монтажа веерного отопления
Начинают работу с расстановки батарей по комнатам, предварительно просчитав тепловые потери дома. Обязательное условие: они должны быть выставлены на одном уровне. Закрепленные радиаторы оснащаются пробками, термостатическими головками, переходниками и кранами.
Монтируется шкаф под коллекторы. Не Советуем покупать недорогие распределители, так как потом придется устранять течь или ремонтировать, оснащенные переходниками на ¾. К гребенке подсоединяются «американки». К котлу коллектор подключают через тройники, проведя трубы через пол или стены. Если трубы будут скрытого монтажа, залиты стяжкой, нужно использовать трубы из сшитого полиэтилена.
Теплый пол и веерное отопление
Планируя параллельное устройство теплого водяного пола и веерной разводки не забывайте, что первый – это низкотемпературная зона, вторая, напротив, система, рассчитанная на сильный нагрев.
Если не правильно просчитать мощность радиаторов и теплого пола, то можно оказаться в ситуации, когда в доме либо всегда душно из-за перегретого пола, либо всегда холодно, из-за недостаточно прогретых батарей.
Тепловой расчет дома позволяет точно определить мощность радиаторов и их необходимость в смежной системе с водяным теплыми теплыми полами. Наши специалисты при разработке проекта монтажа тёплого пола подготовят расчёт тепловых потерь вашего дома.
Если дом деревянный
При монтаже трасс из труб в деревянном строении, их стараются укладывать в специально сделанные для этого пазы, отверстия большего диаметра, чтобы избежать напряжения при усадке деревянных элементов.
Важно! Трубы должны быть закреплены надежно, но без лишнего давления и утеплены.
FAQ по теме
Вопрос: трубу какого диаметра лучше использовать для устройства веерной системы?
Ответ: Чаще всего используется труба диаметром 16.
Вопрос: допускается ли монтаж веерного отопления в двухэтажном доме?
Ответ: да. количество этажей не имеет значения.
Вопрос: можно ли устроить веерное отопление в квартире?
Ответ: да, можно. Если решить вопрос подключения к общему стояку или установить в квартире автономную систему отопления.
Если посвятить рассказу о веерном отоплении еще больше времени, то преимуществ этой схемы укладки труб получится намного больше. Устроенная по всем правилам, такая система обойдется недорого, а эффективность, удобство и долгие годы спокойствия за систему отопления того стоят.
ТЕПЛООТВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОЛЛЕКТОРОВ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ
Изобретение относится к теплорассеивающим устройствам для нагревательных электронных элементов и, в частности, к коллекторам электронно-лучевых трубок, таких как лампа бегущей волны, лампа обратной волны и т. п.
Широкое распространение получила система отвода тепла для лампы бегущей волны. В соответствии с этой системой конусообразная часть коллектора вставляется в коническое отверстие теплоизлучающего элемента, а желаемая посадка между двумя концентрическими коническими контактными поверхностями поддерживается за счет регулировки зажимной гайки, установленной на резьбовом болтообразном выступе на конце коллектор.
Было обнаружено, что эффективность охлаждения такого устройства для коллектора значительно выше, когда две конические контактные поверхности коллектора и теплоизлучающего элемента плотно прилегают друг к другу. Однако необходимость ручного управления зажимной гайкой неудобна, поскольку она ограничивает монтажное положение лампы бегущей волны в оборудовании микроволновой связи положениями, в которых зажимная гайка доступна.
Постоянно растущий спрос на большую миниатюризацию современного электронного оборудования требует эффективного использования имеющегося пространства и более высокой концентрации компонентов на единицу объема, включая лампы бегущей волны в оборудовании микроволновой связи. В крайних случаях теплоизлучающий элемент лампы бегущей волны должен быть расположен в удаленном месте в оборудовании, чтобы обеспечить простоту замены трубки с противоположной стороны, такое расположение запрещает ручную регулировку вышеупомянутой разновидности.
Таким образом, конструкторы и пользователи оборудования предъявляют повышенные требования к созданию новой системы рассеивания тепла для коллекторов электронно-лучевых трубок, которая избавляет от необходимости такой регулировки зажимной гайки при вставке или извлечении трубки.
Следовательно, общей целью настоящего изобретения является создание новой и улучшенной системы рассеивания тепла для коллекторов электронно-лучевых трубок, которая преодолевает вышеупомянутые трудности предшествующего уровня техники. Говоря более конкретно, целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного теплорассеивающего устройства для коллекторов электронно-лучевых трубок, которое позволяет обойтись без ручного управления зажимной гайкой, как в предшествующем уровне техники, и автоматически обеспечивает плотную посадку между контактные поверхности коллектора и теплопроводящего элемента после того, как трубка проработала в течение заданного интервала времени, и что дополнительно обеспечивает удаление трубки после того, как работа трубки была приостановлена в течение заданного промежутка времени.
РЕЗЮМЕ
Теплорассеивающее устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит теплопередающий или проводящий элемент, как правило, но не исключительно, цилиндрической или конической цилиндрической формы, снабженный цилиндрическим или коническим осевым отверстием для вставки коллектора электрон- трубчатая балка, одна или несколько прорезей в боковых сторонах элемента теплопередачи обычно проходят от одного конца внутрь в его осевом направлении на расстояние, соответствующее по меньшей мере части его общей длины, и в поперечном направлении на ширину соответствует полной толщине стенки теплопередающего элемента от поверхности стенки отверстия до поверхности периферийной стенки. Шейка вблизи внутреннего конца элемента теплопередачи обычно облегчает сжатие его сторон с прорезями вокруг коллектора. По крайней мере, одно кольцевое удерживающее средство, изготовленное из материала, имеющего меньший коэффициент теплового расширения, чем материал теплопроводного элемента, установленного вокруг периферийной поверхности теплопередающего элемента так, чтобы окружать, по крайней мере, часть длины боковых сторон с прорезями. из этого. Теплоизлучающий элемент любой подходящей геометрической формы, адаптированной для отвода тепла, расположен рядом с теплопроводным элементом для установления прямого или косвенного теплового контакта между ними. Подходящими альтернативами вышеописанным пазам являются одиночный паз, который проходит по всей осевой длине теплопроводного элемента, или множество пазов, противоположные концы каждого из которых заканчиваются внутри теплопроводного элемента. Выдающимся преимуществом этого узла является то, что плотная посадка между трубчатым коллектором и элементом теплопередачи автоматически достигается вскоре после ввода трубки в эксплуатацию.
Принципы данного изобретения могут быть лучше всего поняты при обращении к последующему описанию двух предпочтительных вариантов осуществления этого изобретения, проиллюстрированных на прилагаемых чертежах. В описании и на чертежах всем одинаковым частям или элементам даны одинаковые номера обозначений для облегчения лучшего понимания изобретения.
РИС. 1 представляет собой вид в продольном разрезе теплорассеивающего устройства согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
РИС. 2 представляет собой вид с торца устройства, показанного на фиг. 1;
РИС. 3 представляет собой вид сбоку теплопроводящего элемента, используемого в первом варианте осуществления изобретения, показанного на фиг. 1;
РИС. 4 — вид с торца теплопроводного элемента, показанного на фиг. 3;
РИС. 5 — вид в продольном разрезе теплорассеивающего устройства согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
РИС. 6 представляет собой вид с торца устройства, показанного на фиг. 5.
Теперь обратимся более подробно к фиг. 1 и 2 показано теплоотводящее устройство 1 для отвода тепла, выделяемого коллектором 4 лампы бегущей волны 3 (показаны только коллектор и его окрестности). Устройство состоит из цилиндрического излучающего тепло элемента 9, снабженного осевым отверстием 9а и осевой раззенковкой 9b и имеющим множество ребер 8. Теплопроводный элемент 7 снабжен фланцем 7а на внутреннем конце для поддержание низкоомного теплового контакта с внутренней поверхностью 10 боковой стенки теплоизлучающего элемента, прикрепленного к поверхности 10 элементом 9с помощью припоя или винтов. Проводящий элемент 7 имеет сквозное осевое отверстие 5 для вставки коллектора 4 и пару симметричных прорезей 6, проходящих внутрь от внешнего конца проводящего элемента 7 и расположенных в плоскости, содержащей ось отверстия 5. Кольцевой элемент 12 надежно закреплен на периферийной поверхности 7b проводящего элемента 7, чтобы ограничивать тепловое расширение в радиальном направлении теплопроводного элемента 7, когда последний нагревается.
Теплопроводный элемент 7 изготовлен из материала, обладающего высокой теплопроводностью и высоким коэффициентом теплового расширения, такого как алюминий (коэффициент теплового расширения составляет приблизительно 23,5×10 — 6 ), тогда как кольцевой элемент 12 выполнен из материала с низким коэффициентом теплового расширения, такого как железоникелевый сплав, содержащий 36% никеля (коэффициент теплового расширения составляет приблизительно 1,5×10 — 6 ).
На рисунках показана структура устройства 1 перед нагревом до рабочей температуры.
В этом случае диаметр отверстия 5 больше диаметра коллектора 4 на десятки микрон. При включении трубки 3 потеря мощности коллектора 4 вызывает повышение его температуры. Поскольку коллектор 4 и теплопроводный элемент 7 первоначально частично соприкасаются друг с другом, несмотря на наличие зазора между ними, температуры элементов 7 и 12 начинают постепенно и одновременно повышаться, а теплопроводный элемент 7 начинает термически расширяться.
Поскольку кольцевой элемент 12 изготовлен из материала, имеющего меньший коэффициент теплового расширения из двух, и изначально плотно прилегает к внешней периферийной поверхности 7b элемента 7, тепловое расширение проводящего элемента 7 наружу в радиальном направлении ограничивается, что приводит к расширению внутрь внешнего конца элемента 7, как показано стрелками 16 и 17 (фиг. 2), при этом расширение вовнутрь по существу перпендикулярно плоскости, содержащей прорези. Поэтому эта часть проводящего элемента 7 плотно прижата к коллектору 4. Суженная часть шейки 18 в проводящем элементе 7 удалена на некоторое расстояние от края кольцевого элемента 12, чтобы облегчить расширение внутрь правой стороны проводящего элемента 7.
Сила сжатия проводящего элемента 7 по отношению к коллектору 4, создаваемая таким образом, чрезвычайно велика, что приводит к уменьшению теплового сопротивления между контактирующей периферийной поверхностью 42 коллектора 4 и поверхностью отверстия 5 в теплопроводящем проводящем элементе 7; и способствует эффективной передаче тепла, вырабатываемого коллектором 4, к теплоизлучающему элементу 9 для последующего рассеяния в воздухе.
Область коллектора 4, сжатая теплопроводным элементом 7, ограничена той частью, которая окружена кольцевым элементом 12. Однако, согласно нашему эксперименту, избыточная локальная температура повышается в той части коллектора 4, которая не непосредственно избежать сжатия и сделать распределение температуры по осевой длине коллектора 4 примерно равномерным за счет выбора коллектора из материала, обладающего высокой теплопроводностью (например, меди), и имеющего достаточно толстую стенку для отвода тепла в область контакта между коллектором 4 и проводящим элементом 7.
Второй вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг. 5 и 6. Этот вариант осуществления отличается от первого в следующих отношениях: (а) элемент 7 сужается к внешнему концу, а кольцевой элемент 12 имеет соответствующую форму, так что вместе они образуют две концентрические конические поверхности 13, которые могут совмещаться друг с другом; (b) концевая внешняя часть элемента 7 имеет резьбу, как показано позицией 14, а кольцевой элемент 12 имеет внутреннюю резьбу для навинчивания на нее. Зазор между коллектором 4 и теплопроводным элементом 7 первоначально устанавливается затяжкой кольцевого элемента 12 на элементе 7, и дальнейшая регулировка не требуется. Эта настройка выполняется перед установкой устройства в оборудование связи.
Второй вариант осуществления функционирует на тех же принципах и практически таким же образом, что и вариант осуществления, показанный на фиг. 1; поэтому подробное описание опущено. Преимущество второго варианта перед первым состоит в том, что допуски на размеры сопрягаемых поверхностей элементов 7 и 12 менее жесткие, а механическая обработка упрощается, так как плотность прилегания между элементами 7 и 12 и зазор между элементом 7 и коллектором 4 могут быть уменьшены. подходящим образом контролируется затяжкой резьбового элемента 12.
Соотношение между размерами различных компонентов и используемых для них материалов, которые были приняты во внимание при проектировании описанных выше теплорассеивающих устройств, следующие.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИМВОЛОВ
T 0 = комнатная температура
d 1 = диаметр коллектора 4 лампы бегущей волны при комнатной температуре
d 5 2 9006 теплопроводный элемент, когда элемент 7 находится при комнатной температуре 7
d 3 = внутренний диаметр кольцевого элемента 12 (максимальный внутренний диаметр конической части в случае второго варианта) при комнатной температуре
T 1 = температура коллектора 4 в установившемся режиме работы волновая трубка
T 2 = температура теплопроводящего элемента 7 и установленного на нем кольцевого элемента 12 при установившихся режимах работы лампы бегущей волны
α 1 = коэффициент теплового расширения коллектора 4
α 2 = коэффициент теплового расширения теплопроводящего элемента 7
α 3 = коэффициент теплового расширения кольцевого элемента трубка бегущей волны
d 2 ‘ = диаметр отверстия 5 в той части коллектора, которая сжата элементами 7 и 9 в направлении, перпендикулярном плоскости, содержащей две щели 6, при установившемся режиме работы бегущей волны. волновая трубка.
Тогда d 1′ и d 2 ‘ можно выразить как
d 1 ‘=d 1 [1+α 1 (T 1 -T 09063] (T 1 -T 09063)
D 2 ‘= D 2 +(T 2 -T 0 ) [α 2 D 2 -(α 2 -α 3 ) D 3 ] 2 44444444] 3 ] 3 ] 3 ] 2
Для сжатия коллектора 4 теплопроводным элементом 7 будет
d 1 ‘>d 2 ‘ (3)
Численные данные для экспериментальной модели, спроектированной и изготовленной по второму варианту на основе приведенных выше уравнений, следующие: ##SPC1##
Диаметры на различных участках теплопроводной Элемент 7 и кольцевой элемент 12 соответствуют указанным в таблице 1. ##SPC2##
Используя численные данные, указанные в таблице 1, и принятые выше превышения температуры, диаметр d 1 ‘ коллектора 4 и диаметр д 2 ‘ на сжимающей части теплопроводящего элемента 7 при рабочем состоянии трубы были получены расчетным путем как 8,972 мм. и 8,957 мм. соответственно. Следовательно, условие сжатия (3) хорошо установлено.
В приведенном выше эксперименте зазор между коллектором 4 и теплопроводным элементом 7 был сделан равным 0,05 мм. с узлом в Т 0 , чтобы трубка могла легко вставляться в его отверстие и извлекаться из него. Было замечено, что сжатие произошло примерно через 7 минут после запуска трубы. Далее было подтверждено, что температуры коллектора 4, теплопроводящего элемента 7 и теплоизлучающего элемента 9в стационарном режиме работы трубки составляли 105°С, 93°С и 80°С соответственно. Принимая во внимание допустимую максимальную температуру коллектора 180°С, было подтверждено, что охлаждение коллектора было удовлетворительным. В течение 7-минутного интервала прогрева не было обнаружено чрезмерного повышения температуры коллектора 4, и трубку можно было легко извлечь после того, как работа трубки была приостановлена примерно на 45 секунд.
Среди выдающихся достоинств этого изобретения, примененного на практике, будут кратко изложены.
При замене трубки не требуется ручного управления со стороны коллектора устройства, например поворота зажимной гайки; сменная трубка, таким образом, может быть вставлена или удалена с конца, противоположного коллектору, поскольку коллектор свободно скользит внутри теплорассеивающего устройства изобретения. Таким образом, устройство может быть расположено в недоступной или самой внутренней части оборудования.
Эффективность охлаждения устройств выгодно отличается от эффективности обычных устройств в следующем. Тепловое расширение теплопроводного элемента наружу в радиальном направлении ограничивается наличием по меньшей мере одного кольцевого удерживающего элемента, имеющего меньший коэффициент теплового расширения. Это вызывает внутреннее радиальное тепловое расширение теплопроводного элемента 7, чему дополнительно способствует наличие прорези или прорезей. В результате коллектор сильно сжимается терморасширенным теплопроводным элементом хотя бы на части его полной длины, что снижает тепловое сопротивление между контактирующими поверхностями. Даже если повышение температуры не так велико, достигаемое сжатие, по крайней мере, равно тому, которое можно было бы получить, затягивая гайку в соответствии с обычной конструкцией.
Использование изобретения освобождает разработчика оборудования для микроволновой связи и т.п., включающего электронно-лучевые трубки, от прежних ограничений, возникающих вследствие необходимости доступа к теплорассеивающему устройству.
Хотя принципы изобретения были описаны в связи с указанным выше конкретным устройством, следует четко понимать, что это описание сделано только в качестве примера, а не как ограничение объема изобретения.
Солнечные водонагревательные системы | Энциклопедия MDPI
Солнечная система нагрева воды (SWHS) известна как распространенное применение солнечной энергии, при котором полученное излучение преобразуется в тепло, а затем передается в циркулирующую среду, в основном воду и воздух. Таким образом, электрические водонагреватели заменяются СВТ для обеспечения отопления помещений и горячего водоснабжения (ГВС).
солнечная система нагрева воды, солнечная тепловая система, отопление помещений, горячая вода для бытовых нужд, возобновляемая энергия
1. Солнечная система нагрева воды
Солнечная система нагрева воды (SWHS) известна как распространенное применение солнечной энергии, при котором полученное излучение преобразуется в тепло, а затем передается в циркулирующую среду, в основном воду и воздух [1] . Таким образом, электрические водонагреватели заменяются на SWHS для поддержки отопления помещений и горячего водоснабжения (ГВС) [2] . Благодаря вышеупомянутым преимуществам и обширным разработкам в области проектирования солнечных водонагревателей за последние 15 лет глобальный рынок солнечного водонагревателя резко вырос [3] . Например, правительство Индии поставило перед собой конкретные цели по разработке SWHS [4] , Китай начал научно-исследовательские проекты в начале 1980-х годов для продвижения этой технологии [5] , Австралия максимизировала использование SWHS в Сиднее. Village [6] и SWHS широко эксплуатируются в Бразилии с 1990 года [7] . Тайвань также ввел некоторые субсидии для развития КОТС: к концу 2013 года в жилых районах было установлено 2,27 млн м 2 солнечных коллекторов для обеспечения ГВС и отопления помещений.В стране сокращено 8 700 тонн нефти и 319 000 тонн выбросов CO 2 [8] . Также были предприняты некоторые усилия по использованию SWHS в холодных регионах, таких как Канада [9] , где эта технология обеспечивает 35% общего потребления тепла и горячей воды. В южно-европейской стране с приемлемой солнечной интенсивностью SHS может сэкономить около 70% энергии [10] .
2. Преимущества
Хотя начальная стоимость SWHS выше, чем у обычных обогревателей в большинстве стран, использование этой системы имеет некоторые преимущества. Например, в Новой Зеландии существует общепринятая месячная экономия электроэнергии при использовании СВТ по сравнению с использованием воды теплового насоса, особенно в зимнее время (9). 0209 Рисунок 1 ) [11] . Таким образом, было подсчитано, что к концу 2018 года более 130 стран воспользовались преимуществами использования SWHS в коммерческом, промышленном и жилом секторах с застекленными или незастекленными солнечными тепловыми системами [12] .
Рисунок 1. Сравнение ежемесячной экономии электроэнергии за счет использования SWHS и теплового насоса для пользователя среднего уровня в Новой Зеландии [11] .
Простая конструкция SHS обычно включает в себя основные элементы, такие как панели солнечных коллекторов, резервуар для хранения воды и теплоноситель [13][14] . Он также включает в себя несколько дополнительных компонентов, таких как насос, модуль резервного нагрева, блоки трубопроводов и теплообменник. В СВС рабочая жидкость нагревается солнечными лучами, а затем хранится в накопительном блоке. Эта нагретая жидкость впоследствии транспортируется по трубам для удовлетворения определенного применения, то есть для отопления помещений и использования ГВС. Обычно SWHS использует солнечное излучение для нагрева жидкости; тем не менее, в накопительном блоке в некоторых случаях используется дополнительный обогреватель, чтобы компенсировать недостаточное солнечное излучение зимой и в пасмурные дни за счет электричества или газа [13] .
3. Классификация систем водяного отопления и косвенного нагрева SolaDir
По структуре СВС делятся на прямые и непрямые системы. В первом случае вода перекачивается непосредственно между накопительным баком и солнечными коллекторами. В последнем теплоноситель, такой как смесь гликоля или воды, проходит через коллектор, а теплообменник используется для поддержки и ускорения теплообмена от коллекторов к хранящейся воде. В этих непрямых системах теплообменник расположен внутри или снаружи резервуара для воды 9.0035 [13] .
SWHS также подразделяются на активные и пассивные системы, как показано на Рисунок 2 [14] . В активной системе, включая системы с открытым и закрытым контуром, коллекторы, аккумулирующие устройства и распределительное оборудование используются для поглощения солнечного излучения, накопления солнечной энергии и передачи ее в отапливаемое помещение соответственно ( рис.