ТЕПЛОАККУМУЛЯЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ

ТЕПЛОАККУМУЛЯЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ


RU (11) 2188362 (13) C2

(51) 7 F24H1/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2002.08.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2000112134/06 
(22) Дата подачи заявки: 2000.05.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.05.15 
(43) Дата публикации заявки: 2002.04.27 
(45) Опубликовано: 2002.08.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 115 U1, 30.10.1994. RU 2094959 C1, 27.10.1997. RU 2043577 С1, 10.09.1995. RU 5312 U1, 16.10.1997. SU 1741293 А, 15.06.1992. 
(71) Имя заявителя: Елшин Анатолий Иванович 
(72) Имя изобретателя: Елшин А.И.; Казанский В.М.; Клесов В.И.; Коваленко В.Л. 
(73) Имя патентообладателя: Елшин Анатолий Иванович 
(98) Адрес для переписки: 630106, г.Новосибирск, ул. Зорге, 78, кв.165, А.И.Елшину 

(54) ТЕПЛОАККУМУЛЯЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ 

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. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах нагрева жидкости, горячего водоснабжения и отопления.

Известно, что в современных бытовых электроприборах прочное место занимают аккумуляционные электроприборы (АЭП), в том числе встроенного типа (Moderne Elektroheizungen und umwelttreundlich // DE Elektromeister + dtsch Elektrohandwerk, 1992, 1). В частности, компания Siemens выпускает аккумуляционные АЭП шириной 45 см для установки на кухнях в двух исполнениях с трубчатыми электронагревателями мощностью 1.52 и 1.9 кВт. Фирма AEG изготавливает кухонные АЭП высотой 82 см и шириной 45 см, которые встраиваются в набор кухонной мебели. Сверхплоские АЭП фирмы Stiebel Eitkom имеют глубину 18 см.

Известны также следующие теплоаккумуляционные электронагреватели.

Теплоаккумуляционный электроводонагреватель //Electric water warming system, патент США 5067170, МКИ F 24 Н 1/18, НКИ 392/461, опубл. 19.11.91//, содержащий двухбаковую систему электронагрева и прибор управления нагревом: во втором баке установлены ТЭНы для нагрева воды.

Теплоаккумуляционный электроводонагреватель //Warmwassarspeicher mit einer vorrichtung zum ausgleich temperaturbedingter volumsanderungen des gespeicherten wassers, патент Австрии 390669, F 24 H 1/18, F 24 D 3/10, опубл. 11.06.90//. Бак аккумуляционного водонагревательного электроприбора сообщается через мембрану с небольшим расширителем для выравнивания объема воды, в котором происходит обмен воды. Поскольку вода не застаивается, в ней не образуются бактерии. Нагрев воды осуществляется резистивным погружным электронагревателем. Холодная вода поступает в бак сверху, а горячая выходит через вторую трубку.

Теплоаккумуляционный электронагреватель (тепловой аккумулятор) //Electrical storageheater. Заявка Великобритании 2283809, МКИ F 24 Н 7/02, F 24 Н 9/20, опубл. 17.05.95//.

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.

Теплоаккумуляционный электронагреватель, содержащий нагревательный элемент и тепловой аккумулятор //Appareil de chanttage electrique du type kadiater de denx sources de chaleur combinees. Заявка Франции 2710733, МКИ F 24 Н 7/04, F 24 C 7/08, опубл. 07.04.95//. Прибор для электрообогрева содержит в нижней части оребренный пластинчатый электронагревательный элемент, над которым размещены блоки тепловых аккумуляторов. Система управления прибором обеспечивает подключения к сети блоков аккмуляторов в периоды суток, когда действует льготный тариф на электроэнергию.

Теплоаккумуляционный электронагреватель //Electrical storage heating unit with easily replaced heating. Патент США 5042081, МКИ Н 05 В 1/02, F 24 Н 7/02, НКИ 392/344, опубл. 20.08.91//. Отличительной особенностью является конструктивная возможность быстрой и простой замены электронагревателей с минимальным нарушением других элементов конструкции прибора. Прибор содержит теплоизолирующую оболочку с одним горизонтальным каналом в нижней части и аккумулирующую теплокамеру.

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



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, отличающийся тем, что он 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.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения тепловой энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+тепло -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "тепло" будут найдены слова "тепловой", "тепловым" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("тепло!").


Теплогенераторы, устройства для нагрева жидких сред и их применение | Теплогенераторы, устройства для нагрева воздуха и других газообразных сред и их применение | Системы и способы теплоснабжения потребителя | Солнечные, ветровые, геотермальные способы генерирования и использования тепловой энергии | Альтернативные способы генерирования и использования тепловой энергии


Рейтинг@Mail.ru