RU2099646C1

RU2099646C1 - Heating system electric heater

Info

Publication number: RU2099646C1
Application number: RU95107613A
Authority: RU
Inventors: В.А. Колесников; О.А. Дубровин; А.А. Богаев
Original assignee: Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов"
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1997-12-20
Also published as: RU95107613A

Abstract

FIELD: civil engineering; heating of buildings. SUBSTANCE: inlet branch pipe 3 is installed on lower flange of housing 1, coaxially with housing. Part of branch pipe 3 is located inside housing 1 and is provided with passage for heat carrier. Passage is made in form of U-shaped radial slots with cone installed on end face of this part of branch pipe 3. Cone generatrix is located inside slots and its top is pointed to input flow of heat carrier. Electric heater has primary room water and air temperature converters 5 and 6 and control cabinet 7 with program time relay 10 electrically coupled with electric heater actuator 9. Design of electric heater provides different temperature and time settings with automatic maintenance of selected mode. EFFECT: increased economy of heater. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для подогревания теплоносителя в системах отопления помещений. The invention relates to heat engineering and can be used to heat the coolant in space heating systems.

Известна установка для подогрева воды [1] содержащая циркуляционный насос, корпус с теплоизоляцией, в котором образована камера разрежения с размещенным в ней емкостным водоподогревателем, имеющим змеевик, соединенный с теплообменником, горелки с трубопроводом и клапаном, датчики в камере разрежения для предупреждения вскипания воды, электрически связанные с приводом циркуляционного насоса и клапаном трубопровода горелки. A known installation for heating water [1] comprising a circulation pump, a housing with thermal insulation, in which a rarefaction chamber is formed with a capacitive water heater located in it, having a coil connected to a heat exchanger, burners with a pipeline and a valve, sensors in the rarefaction chamber to prevent water boiling, electrically connected to the circulation pump drive and burner piping valve.

Недостатком известной установки является отсутствие в электрической схеме устройства, задающего режимом работы установки в течение суток, что снижает ее экономичность. Кроме того, использование газа в качестве источника тепла требует специальных мер пожаровзрывобезопасности и сужает круг возможных потребителей данной установки, так как газовые сети не являются повсеместными. A disadvantage of the known installation is the absence in the electrical circuit of a device that sets the mode of operation of the installation during the day, which reduces its efficiency. In addition, the use of gas as a heat source requires special fire and explosion safety measures and narrows the range of potential consumers of this installation, since gas networks are not ubiquitous.

Наиболее близким к заявленному находится прототип [2] содержащий цилиндрический корпус с боковыми подводящими и отводящими патрубками для нагреваемой среды и съемный фланец с закрепленными на нем погруженными в нагреваемую среду несколькими электронагревательными элементами (ТЭН). Closest to the claimed one is a prototype [2] containing a cylindrical body with lateral inlet and outlet pipes for the heated medium and a removable flange with several electric heating elements (TEN) immersed in the heated medium mounted on it.

Недостатком известного электроводоподогревателя является отсутствие направленности движения (холодного) теплоносителя из подводящего патрубка непосредственно на поверхность ТЭН, что в условиях естественной циркуляции ухудшает условия теплообмена и увеличивает время прогревания отопительной системы. Кроме того, рассматриваемый электроводоподогреватель не оснащен устройством автоматического управления. В целом, все это снижает экономичность работы электроводоподогревателя. A disadvantage of the known electric water heater is the lack of direction of movement of the (cold) coolant from the inlet pipe directly to the surface of the heater, which under conditions of natural circulation worsens the heat transfer conditions and increases the heating time of the heating system. In addition, the electric heater in question is not equipped with an automatic control device. In general, all this reduces the efficiency of the electric heater.

Цель изобретения повышение экономичности работы электронагревателя. The purpose of the invention to increase the efficiency of the electric heater.

Поставленная цель достигается тем, что подводящий патрубок установлен на нижнем фланце корпуса и соосно ему, причем часть патрубка расположена внутри корпуса и имеет проход для теплоносителя, выполненный в виде П-образных радиальных пазов с установленными на торце этой части патрубка обтекателем в виде конуса, образующая которого находится внутри пазов, вершина обращена навстречу входящему потоку теплоносителя, а электронагреватель оснащен первичными преобразователями температуры воды и воздуха в помещении и шкафом управления, содержащим программное реле времени электрически связанное с пускателем электронагревателя. This goal is achieved by the fact that the inlet pipe is installed on the lower flange of the housing and coaxially with it, and part of the pipe is located inside the body and has a passage for the coolant, made in the form of U-shaped radial grooves with a cone in the form of a cone mounted on the end of this pipe, forming which is inside the grooves, the top is facing towards the incoming coolant flow, and the electric heater is equipped with primary converters of water and air temperature in the room and a control cabinet, containing A software timer is electrically connected to the electric heater starter.

На фиг. 1 жирными линиями показан электронагреватель отопительный и шкаф управления, тонкими линиями его схема отопления (слева) и схема электрического подключения (справа); на фиг. 2 подводящий патрубок электроногревателя. In FIG. 1 bold lines show the heating electric heater and control cabinet, thin lines show its heating circuit (left) and the electrical connection diagram (right); in FIG. 2 inlet pipe of the electric heater.

Электронагреватель отопительный (далее электронагреватель) состоит из корпуса 1 (фиг. 1), нескольких ТЭН 2, установленных по примеру корпуса 1 электронагревателя, подводящего 3 и отводящего 4 патрубков, первичного преобразователя (датчика) температуры теплоносителя 5, датчика температуры воздуха 6 в помещении, шкафа управления 7. A heating electric heater (hereinafter referred to as an electric heater) consists of a housing 1 (Fig. 1), several heating elements 2 installed according to the example of housing 1 of an electric heater supplying 3 and 4 outlet pipes, a primary temperature sensor (temperature sensor) 5, an air temperature sensor 6 in the room, control cabinet 7.

Подводящий патрубок 3 установлен на нижнем фланце корпуса 1 электронагревателя и соосно ему. Часть подводящего патрубка 3, расположенная внутри корпуса 1 имеет П-образные радиальные пазы для прохода теплоносителя. На торце этой части патрубка 3 установлен обтекатель 8 (фиг. 2, выполненный в виде конуса, образующая которого находится внутри пазов, при этом вершина конуса обращена навстречу входящему потоку теплоносителя. Наличие обтекателя 8 и такое его расположение позволяет направить холодный поток теплоносителя непосредственно на горячие ТЭН 2, улучшает теплообмен в электронагревателе и ускоряет прогрев всей системы отопления. При этом за счет повышения температуры на выходе, увеличивается КПД электронагревателя, а значит экономичность его работы. Коническая форма обтекателя 8 технологична в изготовлении и создает минимальное гидравлическое сопротивление потоку теплоносителя. Для исключения повышения гидравлического сопротивления выполняется условие, при котором площадь прохода теплоносителя через П-образные пазы является большей, чем площадь радиального сечения патрубка 3. The inlet pipe 3 is installed on the lower flange of the housing 1 of the electric heater and aligned with it. Part of the inlet pipe 3 located inside the housing 1 has a U-shaped radial grooves for the passage of the coolant. At the end of this part of the pipe 3, a fairing 8 is installed (Fig. 2, made in the form of a cone, the generatrix of which is located inside the grooves, with the top of the cone facing towards the incoming coolant flow. The presence of the fairing 8 and its location allows directing the coolant flow directly to the hot TEN 2, improves heat transfer in the electric heater and accelerates heating of the entire heating system, while increasing the outlet temperature increases the efficiency of the electric heater, which means that its operation is economical The conical shape of the fairing 8 is technologically advanced and creates minimal hydraulic resistance to the coolant flow.

Шкаф управления 7 содержит пускатель 9, программное реле времени 10, тумблер SA для включения дневного режима работы. Реле времени 10 имеет два контакта S1 и S2 дневного и ночного режима работы соответственно. BK2 является контактом датчика температуры теплоносителя 5, BK1 контактом датчика температуры воздуха 6 в помещении. Выбор режима включения электронагревателя в течение суток осуществляется за счет уставок реле времени 10 с помощью штифтов на программном диске реле. Периоды работы электронагревателя по программному реле времени определяются отсутствием в это время пиковых нагрузок в электросети, температурой окружающего воздуха снаружи помещения и другими причинами. В теплое время года можно оставить только ночной режим работы, отключив тумблер SA дневного режима работы, без перепрограммирования реле времени. Наличие программного реле времени 10 позволяет потребителю выбрать экономичный для его условий суточный режим включения электронагревателя и реле поддерживает его далее автоматически. Датчик температуры теплоносителя 5 предохраняет систему отопления от вскипания теплоносителя. Датчик 6 обеспечивает поддержание требуемой температуры воздуха в помещении во время работы электронагревателя. The control cabinet 7 contains a starter 9, a software timer 10, a toggle switch SA for switching on the day mode of operation. The time relay 10 has two contacts S1 and S2 of day and night operation, respectively. BK2 is the contact of the temperature sensor 5, BK1 is the contact of the room temperature sensor 6. The selection of the mode of switching on the electric heater during the day is carried out due to the settings of the time relay 10 with the help of pins on the relay program disk. The periods of operation of the electric heater according to the program timer are determined by the absence at this time of peak loads in the power supply network, ambient temperature outside the room and other reasons. In the warm season, you can leave only the night mode, by disabling the SA toggle switch of the day mode, without reprogramming the time relay. The presence of a software time relay 10 allows the consumer to choose the daily regime for switching on the electric heater, which is economical for his conditions, and the relay further supports it automatically. The temperature sensor coolant 5 prevents the heating system from boiling coolant. The sensor 6 maintains the required temperature in the room during operation of the electric heater.

Система отопления содержит также расширительный бачок 11, радиаторы отопления 12. The heating system also contains an expansion tank 11, heating radiators 12.

Электронагреватель отопительный работает следующим образом. Electric heating works as follows.

Электропитание подается на шкаф управления 7 включением тумблера "Сеть" (не показан). Ток по цепи управления протекает через контакты S1 и S2 реле времени 10, для дневного режима работы через тумблер SA, далее через контакты BK1 и BK2 датчиков температуры воздуха 6 и теплоносителя 5 на электромагнитную катушку пускателя 9. Пускатель 9 включает силовую часть электропитания на нагрев ТЭН 2. Начинается нагрев теплоносителя и его естественная циркуляция в системе отопления через отводящий патрубок 4, расширительный бачок 11, радиаторы отопления 12 обратно в охлажденном состоянии к подводящему патрубку 3. В части патрубка 3, расположенной внутри корпуса 1, охлажденный теплоноситель протекает через П-образные пазы и направляется коническим обтекателем 8 на нагретые ТЭН 2. Power is supplied to the control cabinet 7 by turning on the "Network" switch (not shown). The current through the control circuit flows through the contacts S1 and S2 of the time relay 10, for daytime operation through the toggle switch SA, then through the contacts BK1 and BK2 of the air temperature sensors 6 and coolant 5 to the electromagnetic coil of the starter 9. The starter 9 turns on the power supply for heating the heater 2. Heating of the coolant begins and its natural circulation in the heating system through the outlet pipe 4, expansion tank 11, heating radiators 12 back in the cooled state to the inlet pipe 3. In the part of the pipe 3 located in utri body 1, the cooled heat transfer medium flows through U-shaped grooves and is directed conical cowl 8 on the heated heating element 2.

Система отопления прогревается и обогревает помещение до тех пор, пока один из контактов датчиков BK1 или BK2 не разомкнет цепь, либо окажутся разомкнуты оба контакта S1 и S2 программного реле времени 10. В первом случае контакт BK1 разомкнется при достижении заданной температуры воздуха в помещении, контакт BK2 разомкнется при достижении критической температуры теплоносителя. Во втором случае реле времени 10 программно отключит электронагреватель в соответствии с его суточным режимом работы. Дополнительное отключение одного из режимов работы программы реле времени 10 может быть сделано потребителем с помощью тумблера SA. The heating system warms up and heats the room until one of the contacts of the sensors BK1 or BK2 opens the circuit, or both contacts S1 and S2 of the program time relay 10 are open. In the first case, contact BK1 opens when the set room temperature is reached, contact BK2 will open when the critical coolant temperature is reached. In the second case, the time relay 10 will programmatically turn off the electric heater in accordance with its daily operating mode. An additional shutdown of one of the operating modes of the timer 10 program can be done by the consumer using the SA toggle switch.

Электронагреватель отопительный обеспечивает экономичную и безопасную работу системы отопления. The heating electric heater provides economical and safe operation of the heating system.

Устройство электронагревателя предоставляет потребителю широкие возможности настроек температурных и временных режимов работы электронагревателя с их автоматической поддержкой. The device of the electric heater provides the consumer with wide options for adjusting the temperature and time modes of operation of the electric heater with their automatic support.

Claims

1. Heating electric heater, comprising a cylindrical body with inlet and outlet pipes, several heating elements for heating the coolant, characterized in that the supply pipe is installed on the lower flange of the housing and aligned with it, and part of the pipe is located inside the housing and has a passage for the coolant, made in the form of U-shaped radial grooves with a cone in the form of a cone mounted on the end of this part of the nozzle, the generatrix of which is located inside the grooves, and the vertex is facing towards goeth coolant flow.

2. The electric heater according to claim 1, characterized in that it is equipped with primary converters of the temperature of the coolant and air in the room and a control cabinet containing a software time switch electrically connected to the electric heater starter.