RU137093U1 - ELECTRIC BOILER FOR HEATING AND HEATING OF LIQUID MEDIA AND A MODULE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents
ELECTRIC BOILER FOR HEATING AND HEATING OF LIQUID MEDIA AND A MODULE FOR ITS IMPLEMENTATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU137093U1 RU137093U1 RU2013119715/06U RU2013119715U RU137093U1 RU 137093 U1 RU137093 U1 RU 137093U1 RU 2013119715/06 U RU2013119715/06 U RU 2013119715/06U RU 2013119715 U RU2013119715 U RU 2013119715U RU 137093 U1 RU137093 U1 RU 137093U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- heat exchanger
- emitter
- module
- infrared
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
1. Модуль для электрического нагрева жидкостных сред, включающий корпус, нагревательный элемент, отличающийся тем, что дополнительно снабжен теплообменником, нагревательный элемент выполнен в виде инфракрасного излучателя, расположенного в центре модуля, который выполнен коаксиальным, при этом теплообменник охватывает по всей длине излучатель, выполнен относительно него герметичным и установлен с зазором относительно корпуса.2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что инфракрасный излучатель выполнен в виде кварцевой трубки, в которой расположена спираль, дополнительно снабженная каркасом в виде полосы или трубки, причем каркас выполнен из прозрачного для инфракрасного излучения материала.3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что теплообменник выполнен в виде цилиндра, внешняя поверхность которого выполнена с ребрами жесткости и/или с цилиндрическими или со спиралевидными канавками.4. Модуль по п.3, отличающийся тем, что корпус дополнительно снабжен теплоизоляцией и внешним экраном.5. Электрический котел для отопления и нагрева жидкостных сред, включающий, по крайней мере, один нагревательный блок, систему труб, клапанов и соединительных элементов, циркуляционный насос, электронный блок контроля, управления, индикации и питания, цифровые датчики температуры воды на выходе системы и кожух, отличающийся тем, что нагревательный блок выполнен, по крайней мере, из одного или двух соединенных модулей, каждый из которых выполнен коаксиально в виде трубы, по оси которой установлен инфракрасный кварцевый излучатель, и дополнительно снабжен теплообменником, который охватывает по всей длине излучатель.1. A module for electric heating of liquid media, comprising a housing, a heating element, characterized in that it is additionally equipped with a heat exchanger, the heating element is made in the form of an infrared emitter located in the center of the module, which is made coaxial, while the heat exchanger covers the entire length of the emitter, made tight against it and installed with a gap relative to the housing. 2. The module according to claim 1, characterized in that the infrared emitter is made in the form of a quartz tube in which a spiral is located, additionally provided with a frame in the form of a strip or tube, the frame made of a material transparent to infrared radiation. The module according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is made in the form of a cylinder, the outer surface of which is made with stiffeners and / or with cylindrical or spiral grooves. The module according to claim 3, characterized in that the housing is additionally provided with thermal insulation and an external screen. An electric boiler for heating and heating liquid media, including at least one heating unit, a system of pipes, valves and connecting elements, a circulation pump, an electronic control unit, control, indication and power supply, digital water temperature sensors at the system outlet and a casing, characterized in that the heating unit is made of at least one or two connected modules, each of which is made coaxially in the form of a pipe, along the axis of which an infrared quartz radiator is installed, and will complement flax is equipped with a heat exchanger, which covers the entire length of the emitter.
Description
Полезная модель относится к средствам и технологиям энергосберегающего отопления и нагрева жидкостных сред и предназначено для отопления жилых, производственных и других помещений с принудительной циркуляцией теплоносителя (воды) в отопительной системе и горячего водоснабжения, а также может устанавливаться в действующие системы отопления параллельно с котлами, работающими на других видах топлива.The utility model relates to means and technologies for energy-saving heating and heating of liquid media and is intended for heating residential, industrial and other premises with forced circulation of heat carrier (water) in the heating system and hot water supply, and can also be installed in existing heating systems in parallel with boilers operating on other types of fuel.
Принцип работы электрических котлов электродного типа основан на использовании непосредственного нагрева теплоносителя за счет его ионизации, то есть распада молекул на заряженные частицы - ионы и направленного их движения к электродам соответствующего заряда. Колебания ионов сопровождаются выделением тепловой энергии, которая и поглощается теплоносителем. За счет того, что камера для ионизации имеет компактные размеры, нагрев теплоносителя происходит практически моментально, давление теплоносителя увеличивается, достигая рабочей величины без потребности в использовании циркуляционного насоса. (Сайт. Интернет, http://www.imperiales.ru/cat_35.html).The principle of operation of electrode-type electric boilers is based on the use of direct heating of the coolant due to its ionization, that is, the decay of molecules into charged particles - ions and their directed movement to the electrodes of the corresponding charge. Oscillations of ions are accompanied by the release of thermal energy, which is absorbed by the coolant. Due to the fact that the ionization chamber has compact dimensions, heating of the coolant occurs almost instantly, the pressure of the coolant increases, reaching the operating value without the need for a circulation pump. (Website. Internet, http://www.imperiales.ru/cat_35.html).
К недостаткам котлов электродного типа относятся:The disadvantages of electrode-type boilers include:
- требуют квалифицированного обслуживания;- require qualified service;
- обеспечение оптимальной циркуляции воды. При слабой циркуляции вода в котле может закипать. При слишком быстрой принудительной циркуляции электродный котел может не запускаться;- ensuring optimal water circulation. With poor circulation, the water in the boiler may boil. If forced circulation is too fast, the electrode boiler may not start;
- требуется водоподготовка теплоносителя по электропроводности;- water treatment of the coolant for electrical conductivity is required;
- ограничения по использованию антифризов в качестве теплоносителя;- restrictions on the use of antifreeze as a coolant;
- при понижении температуры на улице котел снижает мощность, а при повышении - увеличивает. Если мощность, на которую настроен котел, равна или ниже действительных теплопотерь, то при похолодании на улице возрастают теплопотери и температура обратной воды снижается. Электропроводность воды падает при понижении температуры воды, при этом уменьшается рабочий ток;- when the outside temperature drops, the boiler reduces power, and when it increases, it increases. If the power to which the boiler is set is equal to or lower than the actual heat loss, then with cooling outside, heat losses increase and the return water temperature decreases. The electrical conductivity of water decreases with decreasing water temperature, while the operating current decreases;
- необходимость замены электродов, которые постепенно растворяются, что приводит к снижению эффективности котла;- the need to replace electrodes that gradually dissolve, which reduces the efficiency of the boiler;
- есть токи утечки, которые, в зависимости от конструкции, могут достигать 25% номинального тока.- there are leakage currents, which, depending on the design, can reach 25% of the rated current.
Известен индукционный водонагреватель, имеющий корпус и индуктор внутри него, причем вторичной обмоткой в виде короткозамкнутого витка является металлическая труба с водой. В результате протекания значительных по величине электрических токов высокой частоты, от индуктивно наведенного в ней электрического напряжения, труба интенсивно разогревается и нагревает воду. Поддержание заданной температуры теплоносителя, защита от экстремальных режимов работы осуществляется автоматической системой управления. Контроль температурных режимов осуществляется при помощи датчиков температуры, установленных на патрубке подачи нагретой воды и датчиком защиты от перегрева. (Патент RU №2191954 М. кл 7. F24H 1/20 от 03.01.2001).Known induction water heater having a housing and an inductor inside it, and the secondary winding in the form of a closed loop is a metal pipe with water. As a result of the flow of significant high-frequency electric currents, from the inductively induced electric voltage in it, the pipe intensively heats up and heats the water. Maintaining the set temperature of the coolant, protection against extreme operating conditions is carried out by an automatic control system. Temperature conditions are monitored using temperature sensors installed on the heated water supply pipe and an overheat protection sensor. (Patent RU No. 2191954 M. cl 7. F24H 1/20 from 01/03/2001).
Однако срок службы индукционных водонагревателей определяется практически только сроком службы электромагнитной катушки, поэтому она зачастую и является самой уязвимой в системе. Индукционные нагреватели применяются только в замкнутых системах теплоснабжения, где в качестве теплоносителя используется вода. Они имеют высокий уровень электромагнитных излучений.However, the service life of induction water heaters is determined almost exclusively by the service life of the electromagnetic coil, which is why it is often the most vulnerable in the system. Induction heaters are used only in closed heat supply systems, where water is used as a heat carrier. They have a high level of electromagnetic radiation.
Прототипом является электрический котел, который выполнен в виде металлического бака, в котором установлены в качестве нагревательных элементов ТЭНы с трубками из высококачественной нержавеющей стали, в которых происходит нагрев газов и наполнителя и передача тепловой энергии конвекцией, теплопередачей и излучением трубчатым оболочкам ТЭНов, а с них теплопередачей в циркулируемую воду. В качестве теплоносителя можно применять воду, воду с добавлением антифриза. В базовую модель котла входит: две (три) ступени мощности, регулятор, ограничитель и индикатор температуры, клапаны предохранительный и сброса воздуха. Дополнительно может быть поплавковый выключатель (защита от включения без воды), циркуляционный насос, устройство защитного отключения (защита от прикосновения к оголенным токоведущим частям, а также от тока утечки, который может привести к пожару), суточный программатор (позволяет обеспечивать работу котла в наиболее экономично выгодном для потребителя диапазоне времени), индикатор и датчик давления с сигнализацией (применяется для контроля и отключения оборудования при утечке теплоносителя), магниевый анод (используется для смягчения воды в системе отопления). (Сайт. Интернет, http://is.com.ua/articles/vidi_elektro_kotlov, стр.1 от 12.03.2013 г.).The prototype is an electric boiler, which is made in the form of a metal tank, in which heating elements are installed with heating elements made of stainless steel tubes, in which gases and filler are heated and heat is transferred by convection, heat transfer and radiation to the tubular shells of heating elements, and from them heat transfer to circulated water. As a coolant, you can use water, water with the addition of antifreeze. The basic model of the boiler includes: two (three) power levels, a regulator, a limiter and a temperature indicator, safety valves and air vents. Additionally, there may be a float switch (protection against switching on without water), a circulation pump, a protective shutdown device (protection against touching live exposed parts, as well as against leakage current, which can lead to a fire), a daily programmer (allows you to ensure the operation of the boiler in the most economically advantageous for the consumer time range), indicator and pressure sensor with alarm (used to control and turn off equipment in case of coolant leak), magnesium anode (used to soften the heating water). (Website. Internet, http://is.com.ua/articles/vidi_elektro_kotlov, p. 1 of 03/12/2013).
В известном электрическом котле из-за длительного режима нагрева воды потребляется большое количество электроэнергии. Из-за медленного движения макроскопических частиц воды относительно друг друга и трубчатой оболочки ТЭНа создаются застойные зоны водных слоев, из-за чего образуются осадочные покрытия, накипь, ведущие к неравномерному распределению электрической нагрузки, к нестабильности работы теплового режима нагрева воды. Это приводит к выходу из работы пускорегулирующей аппаратуры и создается аварийная ситуация, заметно снижение КПД (с почти 100% до 80-60%), а затем отказ котла. Электрокотел отличается относительно большими габаритными размерами.In the well-known electric boiler, due to the prolonged mode of heating the water, a large amount of electricity is consumed. Due to the slow movement of macroscopic particles of water relative to each other and the tubular casing of the heating element, stagnant zones of water layers are created, because of which sedimentary coatings, scale are formed, leading to an uneven distribution of electrical load, to instability of the thermal regime of water heating. This leads to the exit of the ballasts and creates an emergency, a marked decrease in efficiency (from almost 100% to 80-60%), and then a boiler failure. The electric boiler is distinguished by relatively large overall dimensions.
Аналогом является водогрейный модуль для электродного котла, который имеет металлический корпус из цельнотянутой трубы, покрытой толстым слоем диэлектрика из полиамида. Перпендикулярно к оси трубы вварены входной и выходной патрубки для подвода теплоносителя. С одного торца трубы через изолятор вкручен по резьбе электрод из специального сплава, а с другого торца труба заглушена специальной гайкой из полиамида с металлизированной резьбой. Посредине трубы перпендикулярно к ее оси через дополнительный толстый слой полиамида приварены клеммы ноль и заземления.An analogue is a water-heating module for an electrode boiler, which has a metal casing of a seamless pipe, covered with a thick layer of a polyamide dielectric. Perpendicular to the axis of the pipe, the inlet and outlet pipes are welded for supplying the coolant. An electrode made of a special alloy is screwed through a thread from one end of the pipe through the insulator, and from the other end of the pipe is plugged with a special nut made of polyamide with a metallized thread. In the middle of the pipe, terminals zero and ground are welded perpendicularly to its axis through an additional thick layer of polyamide.
(Сайт. Интернет. http://teplodoma.com.ua/magazin.php?t=14).(Website. Internet. Http://teplodoma.com.ua/magazin.php?t=14).
Недостатком аналога является сложность конструкции, значительная трудоемкость в изготовлении, материалоемкость и высокая стоимость. Возможны токи утечки, что не безопасно. Требует обслуживания высокой квалификации. Высокая стоимость, по сравнению с тэновыми и электродными котлами, относительно большие габариты.The disadvantage of this analogue is the complexity of the design, significant laboriousness in manufacturing, material consumption and high cost. Leakage currents are possible, which is not safe. Requires highly qualified service. High cost, in comparison with heating and electrode boilers, relatively large dimensions.
Прототипом является трубчатый электронагреватель (ТЭН), который выполнен в виде металлической трубки, заполненной теплопроводящим изолирующим материалом - периклазом (минерал, оксид магния). Точно по центру изолятора проходит токопроводящая спираль из проволоки высокого сопротивления, например, нихрома, для передачи необходимой мощности на поверхность ТЭНа. Трубки для ТЭНов изготавливают из стали, нержавеющей стали и меди.The prototype is a tubular electric heater (TEN), which is made in the form of a metal tube filled with a heat-conducting insulating material - periclase (mineral, magnesium oxide). Precisely in the center of the insulator passes a conductive spiral of high-resistance wire, for example, nichrome, to transfer the necessary power to the surface of the heater. Tubes for heating elements are made of steel, stainless steel and copper.
К недостаткам ТЭНов следует отнести высокую металлоемкость и стоимость из-за использования дорогостоящих материалов (нихром, нержавеющая сталь, медь), не очень высокий срок службы (коррозионное нарушение оболочки, разрыв спирали из-за перегрева). Кроме того, образование накипи на ТЭНах приводит со временем к ухудшению теплоотдачи, а, следовательно, и к увеличению потребления электроэнергии. Невозможность ремонта при перегорании спирали.The disadvantages of heating elements include high metal consumption and cost due to the use of expensive materials (nichrome, stainless steel, copper), and not very high service life (corrosion damage to the shell, rupture of the spiral due to overheating). In addition, the formation of scale on the heating elements over time leads to a deterioration in heat transfer, and, consequently, to an increase in electricity consumption. Inability to repair when the spiral burns out.
В основу настоящей полезной модели по котлу поставлена задача создать такой электрический котел для отопления и нагрева жидкостных сред, в котором использование новых конструктивных элементов, новое их сочетание и расположение позволило бы обеспечить малую инерционность, уменьшение веса и габаритов, модульность (давал возможность собрать тепловой узел 30-50 и более кВт), упрощение монтажа и эксплуатации.The present utility model for the boiler is based on the task of creating such an electric boiler for heating and heating liquid media, in which the use of new structural elements, their new combination and location would allow for low inertia, reduction in weight and dimensions, modularity (made it possible to assemble a thermal unit 30-50 and more kW), simplification of installation and operation.
В основу настоящей полезной модели по модулю поставлена задача создать такой модуль для электрического нагрева жидкостных сред, в котором использование новых конструктивных элементов, новое их сочетание и расположение, новый подвод жидкостной среды позволил бы обеспечить малую инерционность, высокую термостойкость, возможность длительных перегрузок и стойкость к воздействию различных сред (вода, пыль и т.д.), упрощение конструкции и большой срок службы.The present utility model is based on the task of creating such a module for electric heating of liquid media, in which the use of new structural elements, their new combination and location, a new supply of a liquid medium would provide low inertia, high heat resistance, the possibility of long overloads and resistance to exposure to various environments (water, dust, etc.), simplification of design and long service life.
Поставленная задача по модулю решается тем, что модуль для электрического нагрева жидкостных сред, включающий корпус, нагревательный элемент, согласно полезной модели дополнительно снабжен теплообменником, нагревательный элемент выполнен в виде инфракрасного излучателя, расположенного в центре модуля, который выполнен коаксиальным, при этом теплообменник охватывает по всей длине излучатель, выполнен относительно него герметичным и установлен с зазором относительно корпуса.The module task is solved in that the module for electric heating of liquid media, including a housing, a heating element, according to a utility model is additionally equipped with a heat exchanger, the heating element is made in the form of an infrared emitter located in the center of the module, which is made coaxial, while the heat exchanger covers the entire length of the emitter, made tight against it and installed with a gap relative to the housing.
Поставленная задача по котлу решается тем, что электрический котел для отопления и нагрева жидкостных сред, включающий, по крайней мере, один нагревательный блок, систему труб, клапанов и соединительных элементов, циркуляционный насос, электронный блок контроля, управления, индикации и питания, цифровые датчики температуры воды на выходе системы и кожух, согласно полезной модели нагревательный блок выполнен, по крайней мере, из одного или двух соединенных модулей, каждый из которых выполнен коаксиально в виде трубы, по оси которой установлен инфракрасный кварцевый излучатель, и дополнительно снабжен теплообменником, который охватывает по всей длине излучатель.The task of the boiler is solved in that an electric boiler for heating and heating liquid media, comprising at least one heating unit, a system of pipes, valves and connecting elements, a circulation pump, an electronic control unit, control, indication and power, digital sensors the water temperature at the outlet of the system and the casing, according to a utility model, the heating unit is made of at least one or two connected modules, each of which is made coaxially in the form of a pipe, the axis of which are installed flax quartz radiator, and is additionally equipped with a heat exchanger, which covers the entire length of the emitter.
Благодаря тому, что по полезной модели (котлу и модулю) нагревательный элемент выполнен в виде инфракрасного излучателя, который расположен в центре модуля, и передают выделяемое тепло, преимущественно, инфракрасного излучения коротковолнового и/или средневолнового диапазонов, в радиальном направлении в теплообменник и в жидкостную среду, достигается целый ряд преимуществ по сравнению с аналогами и прототипом:Due to the fact that, according to a utility model (boiler and module), the heating element is made in the form of an infrared emitter, which is located in the center of the module, and transmit the generated heat, mainly infrared radiation of the short-wave and / or mid-wave ranges, in the radial direction to the heat exchanger and to the liquid environment, a number of advantages are achieved in comparison with analogues and prototype:
- малая инерционность, так как нагрев инфракрасным излучением бесконтактный и передача энергии от излучателя к объекту происходит очень быстро (со скоростью света), что позволяет использовать его в цикличных процессах;- low inertia, since non-contact heating by infrared radiation and energy transfer from the emitter to the object occurs very quickly (at the speed of light), which allows it to be used in cyclic processes;
- большой срок службы и сохранение в течение всего периода работы стабильного лучистого потока;- long service life and preservation during the entire period of operation of a stable radiant flux;
- высокая эффективность, экономичность;- high efficiency, profitability;
- высокая термостойкость, возможность длительных перегрузок и стойкость к воздействию различных сред (вода, пыль и т.д.);- high temperature resistance, the possibility of prolonged overloads and resistance to various environments (water, dust, etc.);
- упрощение конструкции, уменьшение веса и габаритов;- simplification of the design, reducing weight and dimensions;
- модульность. Можно собрать тепловой узел 30-50 и более кВт;- modularity. It is possible to assemble a heat assembly of 30-50 or more kW;
- упрощение монтажа и эксплуатации.- simplification of installation and operation.
Кроме того, по сравнению с электродными котлами предлагаемый электрический котел и модуль для него менее требовательны к химическому составу воды в системе отопления, в сравнении с ТЭНовыми котлами - не образуют накипи, в отличие от индукционных котлов - не имеют повышенных электромагнитных излучений и могут применяться как в открытых, так и замкнутых двухконтурных системах отопления и горячего водоснабжения.In addition, in comparison with electrode boilers, the proposed electric boiler and module for it are less demanding on the chemical composition of the water in the heating system, in comparison with TEN boilers - they do not form scale, unlike induction boilers - they do not have increased electromagnetic radiation and can be used as in open and closed double-circuit heating and hot water supply systems.
Инфракрасные лучи - это электромагнитное излучение, подчиняющееся законам оптики. В зависимости от длины волны инфракрасную область спектра условно разделяют на коротковолновую (0,74-2,5 мкм), средневолновую (2,5-50 мкм) и длинноволновую (50-2000 мкм) части. Коротковолновые излучатели с максимальной температурой (выше 800°C), у средневолновых излучателей температура поверхности ниже (до 600°C).Infrared rays are electromagnetic radiation that obeys the laws of optics. Depending on the wavelength, the infrared region of the spectrum is conventionally divided into short-wave (0.74-2.5 microns), medium-wave (2.5-50 microns) and long-wave (50-2000 microns) parts. Short-wave radiators with a maximum temperature (above 800 ° C), medium wave radiators have a lower surface temperature (up to 600 ° C).
Спектральный состав излучения кварцевой лампы определяется температурой кварцевой трубки. К примеру: при температуре кварцевой трубки порядка 500°C, основная часть лучистого потока тела накала, лежит в области спектра с длиной волны λ≈3-4 мкм. Известно, что слой воды толщиной 1 см практически не прозрачен для инфракрасного излучения с длиной волны более 1 мкм. Поэтому вода толщиной в несколько сантиметров используется как теплозащитный фильтр.The spectral composition of the radiation of a quartz lamp is determined by the temperature of the quartz tube. For example: at a quartz tube temperature of about 500 ° C, the bulk of the radiant flux of the filament body lies in the spectral region with a wavelength of λ≈3-4 μm. It is known that a
По модулю и по котлу, благодаря тому, что передают выделяемое тепло, преимущественно, инфракрасного излучения коротковолнового и/или средневолнового диапазонов, в радиальном направлении в теплообменник, который используют дополнительно, размещая вокруг излучателя, вся энергия инфракрасного излучения беспрепятственно проходит кварцевую трубку и полностью поглощается теплообменником, который нагревается и его тепло переходит теплопередачей и конвекцией в жидкостную среду, которой обеспечивают циркуляцию в осевом направлении модуля по внешней поверхности теплообменника.Modulo and boiler, due to the fact that they transmit heat, mainly infrared radiation of the short-wave and / or medium-wave ranges, in the radial direction to the heat exchanger, which is used additionally, placing around the emitter, all the infrared radiation energy freely passes through the quartz tube and is completely absorbed a heat exchanger that heats up and its heat passes through heat transfer and convection into a liquid medium, which is provided with circulation in the axial direction of the module on the outer surface of the heat exchanger.
Благодаря тому, что модуль дополнительно снабжен теплообменником, который охватывает по всей длине излучатель, выполнен относительно него герметичным и установлен с зазором относительно корпуса, происходит более быстрый нагрев воды, улучшаются условия эксплуатации и монтажа (излучатель легко извлекать из теплообменника и корпуса) и даже можно использовать в качестве проточного электроводонагревателя.Due to the fact that the module is additionally equipped with a heat exchanger, which covers the entire length of the radiator, is hermetically sealed against it and installed with a gap relative to the housing, faster heating of the water occurs, operating and installation conditions are improved (the radiator is easy to remove from the heat exchanger and the housing) and even use as instantaneous water heater.
Инфракрасный излучатель может быть выполнен в виде кварцевой трубки, в которой расположена спираль, дополнительно снабженная каркасом в виде полосы или трубки, причем каркас выполнен из прозрачного для инфракрасного излучения материала, что позволяет подводить напряжение с одного конца модуля, повысить его надежность и возможность использовать в вертикальном положении, что значительно расширяет сферу применения.The infrared emitter can be made in the form of a quartz tube, in which a spiral is located, additionally equipped with a frame in the form of a strip or a tube, the frame made of a material transparent to infrared radiation, which allows you to supply voltage from one end of the module, increase its reliability and the ability to use upright position, which greatly expands the scope.
Теплообменник может быть выполнен в виде цилиндра, внешняя поверхность которого выполнена с ребрами жесткости и/или с цилиндрическими или со спиралевидными канавками, что значительно увеличивает его поверхность, а значит и теплосъем.The heat exchanger can be made in the form of a cylinder, the outer surface of which is made with stiffeners and / or with cylindrical or spiral grooves, which significantly increases its surface, and hence heat removal.
Корпус дополнительно может быть снабжен теплоизоляцией и внешним экраном, что исключает тепловые потери.The housing can additionally be equipped with thermal insulation and an external screen, which eliminates heat loss.
Предлагаемое изобретение схематично представлено на фиг.1, 2. На фиг.1 показан схематично модуль для нагрева, где 1 - инфракрасный излучатель, 2 - корпус в виде трубы, 3 - теплообменник, 4 - жидкостная среда.The invention is shown schematically in FIGS. 1, 2. FIG. 1 shows a schematic diagram of a module for heating, where 1 is an infrared emitter, 2 is a pipe body, 3 is a heat exchanger, 4 is a liquid medium.
На фиг.2 дана блок-схема подключения электрического котла к системе отопления, где 1 - система горячего водоснабжения, 2 - насос циркуляционный, 3 - однонаправленный механический клапан, 4 - сливной кран, 5 - электромагнитный клапан, 6 - расширительный бак, 7 - электронный блок контроля, управления, питания и группа безопасности (подрывной клапан, манометр, воздушный клапан), 8 - модули для нагрева воды, 9 - радиаторы отопления.Figure 2 shows a block diagram of the connection of an electric boiler to the heating system, where 1 is a hot water supply system, 2 is a circulation pump, 3 is a unidirectional mechanical valve, 4 is a drain valve, 5 is an electromagnetic valve, 6 is an expansion tank, 7 is electronic control unit, control, power and safety group (disruptive valve, pressure gauge, air valve), 8 - modules for heating water, 9 - heating radiators.
Модуль для электрического нагрева жидкостных сред, включающий, корпус 2, нагревательный элемент 1. Модуль (корпус в виде трубы) 2 (см. фиг.1) дополнительно снабжен теплообменником 3, нагревательный элемент выполнен в виде инфракрасного излучателя 1, расположенного в центре модуля (корпуса в виде трубы) 2, который выполнен коаксиальным, при этом теплообменник 3 охватывает по всей длине излучатель 1, выполнен относительно него герметичным и установлен с зазором относительно корпуса (трубы) 2 для циркуляции жидкостной среды.A module for electric heating of liquid media, including, a
Электрический котел (см. фиг.2) для отопления и нагрева жидкостных сред, включающий, по крайней мере, один нагревательный блок 8, систему труб, клапанов 3 и соединительных элементов, циркуляционный насос 2, электронный блок 7 контроля, управления, индикации и питания, цифровые датчики температуры воды на выходе системы и кожух. В котле нагревательный блок 8 выполнен, по крайней мере, из одного или двух соединенных модулей 8, каждый из которых (см. фиг.1) выполнен коаксиальным в виде трубы 2, по оси которой установлен инфракрасный кварцевый излучатель 1, и дополнительно снабжен теплообменником 3, который охватывает по всей длине излучатель 1.An electric boiler (see figure 2) for heating and heating liquid media, including at least one
Котел может работать в двух режимах: в режиме подогревания воды в контуре системы отопления и в режиме подогревания воды в контуре горячего водоснабжения.The boiler can operate in two modes: in the mode of heating water in the circuit of the heating system and in the mode of heating water in the circuit of hot water supply.
Режим подогревания воды в контуре системы отопления заключается в следующем. В момент начала работы котла в данном режиме электронный блок 7 управления открывает электромагнитный клапан 5 на выходе нагретой воды из котла в систему отопления.The mode of heating water in the circuit of the heating system is as follows. When the boiler starts operating in this mode, the electronic control unit 7 opens the
Одновременно включаются насос 2 в режиме пониженных оборотов и модули 8 для нагрева воды на полную потребляемую мощность.At the same time, the
Данные цифрового датчика температуры воды на выходе системы (на фигуре условно не показан) поступают в электронный блок 7управления, который обеспечивает автоматизированный контроль за температурой и управлением мощностью модулей 8 для нагрева и насосом 2 для обеспечения оптимального режима нагревания и установления заданной оператором температуры воды на выходе котла.The data of the digital sensor of the water temperature at the system outlet (not shown conditionally in the figure) is supplied to the electronic control unit 7, which provides automated temperature control and power control of the
По мере прогревания теплоносителя и установления заданной оператором температуры воды на выходе котла, расходуемая модулями 8 мощность уменьшается, а при понижении температуры окружающей среды и соответственно понижении температуры теплоносителя расходуемая модулями 8 мощность увеличивается автоматически. Таким образом в рабочем режиме номинальная потребляемая мощность на нагревание воды значительно меньше максимальной для модулей 8, поэтому обеспечивается режим энергосбережения.As the coolant warms up and the operator sets the water temperature at the boiler outlet, the power consumed by the
Следует отметить возможности электронной системы управления: предварительная установка пользователем, автоматический контроль и управление температурой теплоносителя, управление оборотами насоса 2 и применение специальных режимов работы котла в различных условиях помещения, возможность дистанционного управления котлом посредством специального интерфейса и применение таймеров.It should be noted the capabilities of the electronic control system: user pre-installation, automatic monitoring and control of the coolant temperature, control of the
Режим подогревания воды в контуре горячего водоснабжения заключается в следующем. При переходе в данный режим сигнал с реле протока (на фигуре условно не показан) поступает в электронный блок 7 управления, который закрывает электромагнитный клапан 5 на выходе нагретой воды из котла в систему отопления.The mode of heating water in the hot water circuit is as follows. When switching to this mode, the signal from the flow switch (not shown conditionally in the figure) enters the electronic control unit 7, which closes the
Модули 8 для нагрева включаются на полную потребляемую мощность.
Данные цифрового датчика температуры воды на выходе системы (на фигуре условно не показан) поступают в электронный блока 7 управления, который обеспечивает автоматизированный контроль за температурой теплоносителя и управление модулями 8 для нагрева для обеспечения оптимального режима нагревания и установления заданной оператором температуры воды в системе горячего водоснабжения.The data of a digital sensor of the water temperature at the system outlet (not shown conditionally in the figure) enters the electronic control unit 7, which provides automated control of the coolant temperature and control of the
После отключения режима подачи горячей воды и подачи соответствующего сигнала с реле протока (на фигуре условно не показан) электронный блок 7 управления автоматически переходит в режим предустановленный пользователем: с включенной системой отопления (открывает электромагнитный клапан 5 системы отопления и запускает насос 2).After turning off the hot water supply mode and supplying the corresponding signal from the flow switch (not shown conventionally in the figure), the electronic control unit 7 automatically switches to the preset mode by the user: with the heating system on (opens the
Описание и принцип работы модуля 8 для нагрева (см. фиг.1). Каждый нагревательный модуль имеет трубчатый металлический теплообменник 3, внутри которого размещен инфракрасный излучатель 1, выполненный в виде трубки из кварцевого стекла и спирали, разработанной на основе новейших технологий. Инфракрасный излучатель 1 генерирует инфракрасное излучение, преимущественно, коротковолнового и средневолнового диапазона.Description and principle of operation of
Теплоноситель (вода) 4 поступает из отопительной системы во входное отверстие теплообменника 3 модуля для нагрева. При подаче напряжения питания инфракрасный излучатель генерирует инфракрасное излучение со своей поверхности (450-600°C) и нагревает окружающую среду: кварцевую трубку, воздух в зазорах, теплообменник.The heat carrier (water) 4 enters from the heating system into the inlet of the heat exchanger 3 of the module for heating. When the supply voltage is applied, the infrared emitter generates infrared radiation from its surface (450-600 ° C) and heats the environment: a quartz tube, air in the gaps, a heat exchanger.
Теплообменник 3 в результате воздействия на него мощного инфракрасного излучения и частично процессов теплопередачи конвекцией разогревается и нагревает теплоноситель (воду) 4, который циркулирует вдоль оси модуля по разветвленной поверхности теплообменника 3. Нагретый теплоноситель 4 из выходного отверстия теплообменника 3 поступает в отопительную систему.The heat exchanger 3 as a result of exposure to powerful infrared radiation and partially heat transfer processes by convection heats up and heats the heat carrier (water) 4, which circulates along the axis of the module along the branched surface of the heat exchanger 3. The
Применяемый электронный блок 7 управления и регулирования температуры, выполненный на современном микроконтроллере, с полупроводниковой силовой коммутацией, оптоэлектронной развязкой и системой защитного отключения для предупреждения поражения электрическим током, позволяет надежно и безопасно эксплуатировать модули 8 для нагрева теплоносителя (воды) полностью в автономном режиме. Регулировка мощности модулей 8 позволяет работать в экономичном режиме, снизив энергопотребление и нагрузку на электрическую сеть. К блоку 7 возможно подключение систем телеуправления для удаленных объектов отопления и водонагревания.The used electronic control and temperature control unit 7, made on a modern microcontroller, with semiconductor power switching, optoelectronic isolation and a protective shutdown system to prevent electric shock, allows reliable and safe operation of
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119715/06U RU137093U1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | ELECTRIC BOILER FOR HEATING AND HEATING OF LIQUID MEDIA AND A MODULE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119715/06U RU137093U1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | ELECTRIC BOILER FOR HEATING AND HEATING OF LIQUID MEDIA AND A MODULE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU137093U1 true RU137093U1 (en) | 2014-01-27 |
Family
ID=49957254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013119715/06U RU137093U1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | ELECTRIC BOILER FOR HEATING AND HEATING OF LIQUID MEDIA AND A MODULE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU137093U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641419C2 (en) * | 2016-06-09 | 2018-01-17 | Денис Владимирович Дубков | Electrooptical heating element of hot water boiler |
| RU208535U1 (en) * | 2021-09-27 | 2021-12-23 | Сергей Витальевич Максимов | Electric boiler |
-
2013
- 2013-04-26 RU RU2013119715/06U patent/RU137093U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641419C2 (en) * | 2016-06-09 | 2018-01-17 | Денис Владимирович Дубков | Electrooptical heating element of hot water boiler |
| RU208535U1 (en) * | 2021-09-27 | 2021-12-23 | Сергей Витальевич Максимов | Electric boiler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180313578A1 (en) | Control systems for renewable hot water heating systems | |
| US9002185B2 (en) | PV water heating system | |
| US8977117B2 (en) | Renewable energy hot water heating elements | |
| US20130266295A1 (en) | Hybrid Gas-Electric Hot Water Heater | |
| RU137093U1 (en) | ELECTRIC BOILER FOR HEATING AND HEATING OF LIQUID MEDIA AND A MODULE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| KR101515880B1 (en) | Electric boiler heat exchanger | |
| KR20190081497A (en) | Electrodes for electric boiler and electric boiler comprising it | |
| RU137092U1 (en) | MODULE FOR ELECTRIC HEATING OF LIQUID MEDIA (OPTIONS) | |
| KR101468724B1 (en) | Electric heating boiler system at the moment | |
| CN1719150A (en) | Microwave water heater | |
| UA83494U (en) | Electric boiler for heating and for heating liquid media | |
| CN207661962U (en) | Electromagnet water heater | |
| CN105994124B (en) | It is a kind of built-in from water power-off thermostat, temperature control method and from water power-off sensor | |
| CN209763466U (en) | Electromagnetic heating device and heating equipment with same | |
| CN104864584A (en) | Electromagnetic induction heating normal-pressure hot water boiler | |
| CN210641091U (en) | Heating device | |
| CN105698386A (en) | Water and electricity isolated type electric water heater | |
| KR101515879B1 (en) | Electric boiler heater | |
| RU2444863C1 (en) | Explosion-proof electric heater with inbuilt electronic control system | |
| CN105910085A (en) | Ultra high temperature steam generator | |
| GB2265445A (en) | Water heater | |
| CN108826658A (en) | The instantaneously heated type heater and its heating means of full water body safety ground | |
| CN220567342U (en) | Electrothermal circulating equipment and electrothermal circulating heating device | |
| EA201992864A1 (en) | BLOCK OF TUBULAR ELECTRIC HEATERS OF EQUIPMENT | |
| RU2095945C1 (en) | Electrode heater of liquids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140427 |