Патент на изобретение №2188362
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ТЕПЛОАККУМУЛЯЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ
(57) Реферат: Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах нагрева жидкости, горячего водоснабжения и отопления. Сущность изобретения в том, что теплоаккумуляционный электронагреватель жидкости, содержащий емкость для жидкости с выходным патрубком и нагревательный элемент, выполненный в виде вторичной обмотки трансформатора, часть которой является частью днища емкости, содержит теплообменник, расположенный в емкости, и, по крайней мере, один промывной патрубок, при этом другая часть вторичной обмотки расположена под днищем и охватывает первичную обмотку трансформатора, магнитопровод которого выполнен разборным, а внешняя поверхность емкости имеет теплоизоляционное покрытие. Такое выполнение нагревателя увеличивает скорость нагрева жидкости, улучшает условия обслуживания и повышает долговечность прибора. 1 ил. Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах нагрева жидкости, горячего водоснабжения и отопления. Известны также следующие теплоаккумуляционные электронагреватели. Нагревательные элементы аккумулятора подключаются к сети только в периоды суток, когда действуют льготные тарифы на электроэнергию. Кроме того, нагревательные элементы подключены к сети до достижения заданной температуры в комнате и до полной зарядки аккумулятора, в результате чего исключается возможность повреждения аккумулятора от перегрева. Практически все перечисленные аналоги независимо от страны патентообладателя имеют несколько общих недостатков: – недостаточная электробезопасность, обусловленная непосредственным подключением электронагревателей – ТЭНов к сети (например, 220 В), и потенциальная возможность электропоражения человека; – недостаточная пожаробезопасность, связанная с возникновением в ТЭНах высокой рабочей температуры резистора до 750-850oС; – полное или частичное нарушение целостности системы нагрева при ремонте и замене электронагревателей. Известен также теплоаккумуляционный электронагреватель трансформаторного типа (Россия, полезная модель RU 115 5 Н 05 В 6/10, опубл. 25.10.94, Бюл. 10), принятый за прототип, который содержит емкость для воды со сливным приспособлением (выходной патрубок), днище и нагревательный элемент, встроенный в днище, выполненный в виде вторичной обмотки трансформатора, которая представляет собой часть днища, замкнутую электропроводящими трубками, охватывающими магнитопровод трансформатора. К недостаткам прототипа следует отнести: – отсутствие системы термической защиты емкости электронагревателя, в результате чего происходит быстрое остывание нагретой воды в периоды отключения электроэнергии и довольно медленное нагревание; – повышенное отложение солей на внутренних поверхностях трубчатых полувитков в связи с высокой удельной плотностью теплового потока, вследствие чего снижается работоспособность и долговечность устройства; – отсутствие системы очистки водонаполненной емкости от отложений и накипеобразования, что делает устройство неудобным в обслуживании в связи с невозможностью проведения профилактических работ по очистке и ремонтных работ без нарушения целостности системы нагрева; – невозможность одновременного использования для подогрева другой жидкости, кроме жидкости в основной емкости, что бывает необходимо в ряде технологических процессов, или, например, теплоносителя системы отопления, что сужает функциональные возможности устройства. Задачей изобретения является создание теплоаккумуляционного электронагревателя жидкости, имеющего увеличенную скорость нагрева жидкости, улучшенные условия обслуживания, повышенную долговечность и более широкие функциональные возможности. Это достигается тем, что теплоаккумуляционный электронагреватель жидкости, содержащий емкость для жидкости с выходным патрубком и нагревательный элемент, выполненный в виде вторичной обмотки трансформатора, часть которой является частью днища емкости, снабжен теплообменником, расположенным в емкости, с входным и выходным патрубками и, по крайней мере, одним промывным патрубком, при этом другая часть вторичной обмотки расположена под днищем и охватывает первичную обмотку трансформатора, магнитопровод которого выполнен разборным, а внешняя поверхность емкости имеет теплоизоляционное покрытие. На чертеже представлен вертикальный разрез предлагаемого теплоаккумуляционного электронагревателя. Он состоит из теплоаккумуляционной емкости 1, теплоизоляционного покрытия 2, вторичной обмотки в виде части электропроводящего днища 3 и электропроводящих полувитков 4, соединенных с днищем периферийными 5 и центральным 6 отверстиями, магнитопровода 7, первичной обмотки 8, теплообменника 9 для нагрева другой жидкости с входным патрубком 10 и выходным патрубком 11. В днище 3 имеется отверстие для входного патрубка 12 питающей воды. В полувитках 4 установлены друг против друга промывные патрубки 13 с заглушками 14. Промывные патрубки 13 могут быть использованы в качестве сливных. Для разбора нагретой воды используется патрубок 15. В крышке емкости имеется отверстие 16 для выпуска воздуха из емкости 1. Предлагаемый теплоаккумуляционный электронагреватель функционирует следующим образом. После заполнения водой емкости 1 подключается к сети первичная обмотка 8, возбуждающая в сердечнике магнитопровода 7 переменный во времени магнитный поток, который вызывает появление во вторичной обмотке (часть днища 3 – полувитки 4) электродвижущей силы не более 2 В и токов значительной величины, порядка нескольких килоампер. Тепловыделение под действием этих токов обеспечивает конвективный нагрев жидкости в полом вторичном контуре. При этом образуется направленное движение жидкости в полом вторичном контуре от периферийных входных отверстий 5 в днище через полувитки 4 к центральному выходному отверстию 6. Это способствует интенсивному нагреву жидкости в центральной части емкости, что снижает потери тепла и время нагрева в процессе разогрева. При достижении требуемой температуры жидкости в емкости происходит отключение электроэнергии. Благодаря теплоизоляционному покрытию 2 температура воды при остывании сохраняется на определенном уровне длительное время, что требует минимальных затрат электроэнергии на поддержание воды в нагретом состоянии. Благодаря омагничиванию жидкости в процессе нагрева адгезия отложений к поверхностям незначительна и отложения легко удаляются из полости емкости и вторичного контура. Для очистки днища 3 и полувитков 4 от возможных отложений открываются промывные патрубки 13 и подается питающая вода в патрубок 12. Для интенсификации промыва возможно подключение питающей воды к одному из промывных патрубков, в то время как второй используется в качестве сливного. При этом входной патрубок 12 перекрывается для доступа питающей воды. Технический эффект предлагаемого теплоаккумуляционного электронагревателя состоит в следующем. По сравнению с прототипом в предлагаемом теплоаккумуляционном электронагревателе обеспечивается: – увеличение долговечности за счет снижения удельной теплоотдачи и интенсивности отложения солей в связи с развитой поверхностью теплообмена вторичного контура и снижением перепада температуры между теплоотдающей поверхностью и жидкостью; – увеличение скорости нагрева жидкости в связи уменьшением потерь тепла при разогреве благодаря наличию теплоизоляционного покрытия на внешней поверхности емкости; – улучшение условий обслуживания за счет возможности очистки емкости и теплообменника от осадка солей путем промывки системы нагрева с помощью, по крайней мере, одного промывного патрубка, а также возможность ремонта без нарушения системы нагрева из-за выполнения магнитопровода разборным и возможностью беспрепятственного снятия первичной обмотки; – расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности одновременного нагрева воды и любой другой жидкости. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.05.2008
Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
