Konvektiosäteilijän rakenteellinen tarkastelu toiminnallisuuden ja valmistettavuuden näkökohdista

Abstract

Konvektiosäteilijä on kattosäteilijä, joka hyödyntää konvektioilmiötä, jossa ilmavirta pinnan yli tehostaa lämmönsiirtoa. Tästä syystä konvektiosäteilijä vaatii perforoinnin kasetin pintaan, jotta konvektiota tapahtuu. Kilpailuselvityksen perusteella alumiininen rungonmateriaali ja laserhitsattu putkisto nousivat ominaisuuksiksi, joilla saavutetaan parhaimmat jäähdytystehot vertailtavista kappaleista. Alumiiniin vaihto teräksestä vaatii heikomman jäykkyytensä vuoksi testausta, jotta vaatimukset toleransseille täyttyvät edelleen. Laserhitsattu putkisto auttaisi huomattavasti jäähdytystehoissa, mutta kalusto tämän mahdollistamiseksi on myös kallis investointi, joka vaatii suurta suunnittelu- ja kannattavuuslaskentatyötä.

Tulosten perusteella voidaan todeta, että rungonmateriaalin vaihtoa alumiiniin tulisi tutkia tarkemmin. Myös laserhitsausta tulisi tutkia, mutta suuren investoinnin takia tämä ei välttämättä ole kannattavaa. Olisi myös testattava, kuinka suuriin jäähdytystehoihin päästäisiin alumiinilistoilla. Nämä vaativat vain hieman suunnittelua ja muokkausta. Toimitusketju ja teknologia valmistaa konvektiosäteilijä alumiinilistoilla olisi kuitenkin olemassa jo valmiiksi.

The convection panel is a radiant heating/cooling panel that utilises the convection phenomenon, in which airflow over a surface enhances heat transfer. For this reason, the convection panel needs a perforated surface, through which air can flow. Based on competitive analysis, the use of aluminum and laser welded piping were affiliated with the best cooling power. The switch from steel to aluminum doesn’t come without complications, as it’s softer and weaker. The use of aluminum needs to be first tested to confirm that panels built with it stay in the tolerances set by standards. Laser welding the piping would be the best method to connect it to the panel surface, as it leaves the biggest area of perforation open. But this would be an expensive investment, and it needs extensive design and profitability calculations.

Based on results the use of aluminum would be highly recommended, even though it would need further testing regarding structural integrity. Laser welding the piping would also be highly recommended, but the rather large investment costs might outweigh the gain from it. It should be tested how high cooling power is achievable by using aluminum strips, that are already used to connect the piping to the panel in some products. This would need minimal redesigning. The technology and capacity to produce convection panels with aluminum strips is already present, so this method would be the most cost effective.