RU162987U1

RU162987U1 - COMPACT ELECTRIC HEATING HEAT AND ACCUMULATION DEVICE

Info

Publication number: RU162987U1
Application number: RU2015153416/06U
Authority: RU
Inventors: Станислав Семенович Трунов; Сергей Андреевич Растимешин; Степан Николаевич Дудин
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2016-07-10

Abstract

Компактный электроотопительный теплоаккумуляционный прибор, содержащий теплоизолированный корпус, с входным отверстием внизу и выходным отверстием, с регулируемой воздушной заслонкой в зависимости от температуры воздуха в отапливаемом помещении, вверху, в котором установлен теплоаккумулирующий сердечник, с основными электронагревательными элементами, отличающийся тем, что в сердечнике установлены дополнительные электронагревательные элементы, при этом сердечник выполнен из чугуна.A compact electric heating heat storage device containing a thermally insulated body, with an inlet at the bottom and an outlet, with an adjustable air damper depending on the temperature of the air in the heated room, at the top in which the heat storage core is installed, with the main electric heating elements, characterized in that the core is installed additional electric heating elements, while the core is made of cast iron.

Description

Полезная модель относится к области электрооборудования для отопления помещений сельскохозяйственного назначения.The utility model relates to the field of electrical equipment for heating agricultural premises.

При наличии льготного тарифа (например, ночного тарифа) на электроэнергию, эффективны теплоаккумулирующие электроотопительные приборы, которые подключают к сети только в часы «провалов» суточных графиков нагрузок питающих электрических сетей. За время подключения к электрической сети тепловой аккумулятор, входящий в конструкцию электроотопительного прибора, выполненный, как правило, из керамики (магнезита) заряжается, а в часы максимальной нагрузки в энергосистеме - разряжается и отдает накопленное тепло в обслуживаемое помещение.In the presence of a preferential tariff (for example, a night tariff) for electricity, heat-accumulating electric heating devices are effective, which are connected to the network only during the hours of “failures” of daily load schedules of the supplying electric networks. During the connection to the electric network, the heat accumulator, which is part of the design of the electric heating device, made, as a rule, of ceramics (magnesite) is charged, and at maximum hours in the power system it is discharged and transfers the accumulated heat to the serviced room.

Известны экспериментальные разработки электрических теплоаккумуляторов сельскохозяйственного назначения, выполненные из жароупорного бетона с магнезитовой крошкой (ГНУ ВИЭСХ) и магнезитовых кирпичей (ВНИИЭТО) (см. книгу Каган Н.Б., Кауфман В.Г., Пронько М.Г. «Электротермическое оборудование для сельскохозяйственного производства» М.: Энергия, 1980). Однако эти образцы выполнены для подогрева приточного холодного воздуха в системах вентиляции и обеспечения микроклимата коровников, свинарников, обладают большой мощностью и воздухопроизводительностью.Known experimental development of agricultural electric heat accumulators made of refractory concrete with magnesite chips (GNU VIESH) and magnesite bricks (VNIIETO) (see the book Kagan NB, Kaufman VG, Pronko MG “Electrothermal equipment for agricultural production "M .: Energy, 1980). However, these samples are designed to heat the supply of cold air in ventilation systems and ensure the microclimate of cowsheds, pigsties, have great power and air capacity.

Электроотопительные приборы с аккумуляцией тепла выпускаются ведущими европейскими производителями: AEG, Stiebel Eltron, Technotherm, Dimplex, Roos, Vaillant и др. В России - предприятие «Тагил-Технотерм» (Екатеринбург) производит установки типа ТН - (патент на полезную модель №36491 от 29 ноября 2001). Эти установки предназначены для бытовых помещений и не могут эксплуатироваться в сельскохозяйственных помещениях с явно выраженной агрессивной средой.Heat-storage electric heating appliances are manufactured by leading European manufacturers: AEG, Stiebel Eltron, Technotherm, Dimplex, Roos, Vaillant, and others. In Russia, Tagil-Technoterm (Yekaterinburg) manufactures TH-type units (patent for utility model No. 36491 from November 29, 2001). These installations are intended for domestic premises and cannot be operated in agricultural premises with a pronounced aggressive environment.

Наиболее близким, к предлагаемой полезной модели является электроотопительный прибор с аккумуляцией тепла, у которого «разрядка» теплового аккумулятора статическая, а теплоотдача - регулируемая, содержащий защитный теплоизоляционный корпус, в котором имеются два отверстия: внизу входное и вверху выходное с воздушной заслонкой, с помощью которой осуществляется автоматическое или ручное регулирование потока нагреваемого воздуха и соответственно теплоотдачи прибора, так же имеется сердечник с основными электронагревательными элементами и электроконвектор с дополнительными электронагревательными элементами, корпус которого объединен с корпусом теплоаккумуляционного прибор (патент РФ №151036 от 20.08 2014).Closest to the proposed utility model is an electric heating device with heat accumulation, in which the “discharge” of the heat accumulator is static, and the heat transfer is adjustable, containing a protective heat-insulating casing, in which there are two openings: an inlet bottom and an outlet with an air damper at the top, using which automatically or manually controls the flow of heated air and, accordingly, the heat transfer of the device, there is also a core with the main electric heating element and an electric convector with additional electric heating elements, the housing of which is combined with the housing of the heat storage device (RF patent No. 151036 from 08.20 2014).

Теплоотдача осуществляется за счет устройства в массиве сердечника теплоаккумулятора, выполненного из керамики (магнезита), вертикальных каналов через которые проходит нагреваемый воздух.Heat transfer is carried out due to the device in the array of the heat accumulator core made of ceramic (magnesite), vertical channels through which heated air passes.

Недостатками известного отопительного прибора является то, что во время зарядки теплоаккумулятора от него необходимо осуществлять одновременно отбор тепла для отопления помещения. Поэтому в электроотопительном приборе помещают либо дополнительные электронагревательные элементы, работающие на обогрев помещения во время зарядки теплового аккумулятора, при этом соответствующее количество тепла, снимаемого с теплоаккумулятора, регулируется воздушной заслонкой; либо, как это сделано в упомянутом выше электроотопительном приборе, эти электронагреватели размещаются в отдельном корпусе (электроконвекторе) и объединяются с теплоаккумуляционным прибором в единое электроотопительное устройство.The disadvantages of the known heating device is that while charging the heat accumulator from it, it is necessary to simultaneously take heat for heating the room. Therefore, in an electric heating device, either additional electric heating elements are placed that work to heat the room while charging the heat accumulator, while the corresponding amount of heat removed from the heat accumulator is regulated by an air damper; or, as is done in the aforementioned electric heating device, these electric heaters are placed in a separate housing (electric convector) and are combined with a heat storage device into a single electric heating device.

Опыт проектирования подобных электроотопительных приборов показывает, что такое объединение увеличивает габаритные размеры электроотопительного прибора (в основном увеличивается ширина на 20-30% Каган Н.Б., Кауфман В.Г., Пронько М.Г. «Электротермическое оборудование для сельскохозяйственного производства» М.: Энергия, 1980).The experience of designing such electric heating devices shows that such a combination increases the overall dimensions of the electric heating device (mainly the width increases by 20-30% Kagan NB, Kaufman VG, Pronko MG “Electrothermal equipment for agricultural production” M .: Energy, 1980).

Кроме того, применение керамики (магнезита) в качестве теплоаккумулятора, также влечет увеличение габаритных размеров прибора, вследствие невысокой объемной теплоаккумулирующей способности керамики, в частности магнезита.In addition, the use of ceramics (magnesite) as a heat accumulator also entails an increase in the overall dimensions of the device, due to the low volumetric heat storage capacity of ceramics, in particular magnesite.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание компактного электроотопительного теплоаккумуляционного прибора за счет применения более энергоемкого материала для теплоаккумулятора и отказа от прямоточного электронагревателя.The objective of the proposed utility model is the creation of a compact electroheating heat storage device through the use of more energy-intensive material for a heat storage device and the rejection of a direct-flow electric heater.

В результате использования предлагаемой полезной модели электроотопительный прибор можно использовать в течение всего времени суток, так как во время зарядки теплоаккумулятора одновременно с основными электронагревательными элементами, будут работать дополнительные электронагревательные элементы, установленные в сердечнике, выполненном из чугуна и отапливать помещение. Уменьшение габаритов повышает потребительские характеристики прибора и снижает материалоемкость конструкции электроотопительного прибора, а также снижаются эксплуатационные издержки.As a result of using the proposed utility model, an electric heating device can be used throughout the day, since during charging of the heat accumulator simultaneously with the main electric heating elements, additional electric heating elements installed in a core made of cast iron and heating the room will work. The reduction in size increases the consumer characteristics of the device and reduces the material consumption of the design of the electric heating device, as well as operating costs.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом компактном электроотопительном теплоаккумуляционном приборе, содержащем теплоизолированный корпус, с входным отверстием внизу и выходным отверстием, с регулируемой воздушной заслонкой в зависимости от температуры воздуха в отапливаемом помещении, вверху, в котором установлен теплоаккумулирующий сердечник, с основными электронагревательными элементами, в сердечник установлены дополнительные электронагревательные элементы, при этом сердечник выполнен из чугуна.The above technical result is achieved in that in the proposed compact electroheating heat storage device containing a thermally insulated body, with an inlet at the bottom and an outlet, with an adjustable air damper depending on the temperature of the air in the heated room, at the top, in which the heat storage core is installed, with the main electric heating elements, additional electric heating elements are installed in the core, while the core is made of cast iron on.

В предлагаемом электроотопительном приборе сердечник теплоаккумулятора выполнен из чугуна, объемная таплоаккумулирующая способность (Дж/м³) которого в 1,6 раза больше, чем у керамики. При этом удельная теплоемкость и максимальная температура нагрева чугуна и керамики близки, следовательно, при равном количестве накопленной энергии сердечник из чугуна будет иметь меньший объем, чем из керамики. Существенное уменьшение ширины прибора может быть достигнуто также за счет того, что в приборе нет дополнительного электроконвектора, поскольку дополнительные электронагревательные элементы помещены в теплоаккумулирующем сердечнике.In the proposed electroheating device, the heat storage core is made of cast iron, the volumetric accumulating capacity (J / m ³ ) of which is 1.6 times greater than that of ceramics. In this case, the specific heat and maximum heating temperature of cast iron and ceramics are close, therefore, with an equal amount of stored energy, the core of cast iron will have a smaller volume than that of ceramic. A significant reduction in the width of the device can also be achieved due to the fact that the device does not have an additional electric convector, since additional electric heating elements are placed in the heat-accumulating core.

Прибор имеет металлический корпус с теплоизоляцией, внутри которого расположен, теплоаккумуляционный сердечник с основными и дополнительными электронагревательными элементами, имеется также входное отверстие внизу и выходное отверстие с регулируемой воздушной заслонкой, в зависимости от температуры воздуха в отапливаемом помещении, вверху.The device has a metal case with thermal insulation, inside which is located, a heat storage core with main and additional electric heating elements, there is also an inlet at the bottom and an outlet with an adjustable air damper, depending on the temperature in the heated room, at the top.

Все это образует электроконвектор аккумуляционного типа. Прибор имеет хорошую аэродинамику, поскольку центр нагрева (h) расположен ниже центра охлаждения (Н). Это важно, поскольку улучшается тяга, что способствует лучшему обдуву теплоаккумулятора и электронагревательных элементов.All this forms an accumulator type electric convector. The device has good aerodynamics, since the heating center (h) is located below the cooling center (H). This is important because traction is improved, which contributes to better blowing of the heat accumulator and electric heating elements.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен разрез компактного электроотопительного теплоаккумуляционного прибора.The essence of the proposed utility model is illustrated by the drawing, which shows a section of a compact electroheating heat storage device.

Компактный электроотопительный теплоаккумуляционный прибор содержит металлический корпус 1, внутри которого размещена полость 2, при этом полость 2 покрыта слоем теплоизоляции 3, а внутри полости находится теплоаккумулирующий сердечник 4, высота которого h не превышает половины высоты корпуса прибора Н (h≤1/2H), для циркуляции воздуха в полости 2 внизу имеется входное отверстие 5 и вверху выходное отверстие 6 с регулируемой воздушной заслонкой 7. Регулирование теплоотдачи прибора осуществляется заслонкой 7, с помощью изменения проходного сечения выходного отверстия 6. В теплоаккумулирующем сердечнике расположены основные электронагревательные элементы 8 и дополнительные электронагревательные элементы 9.A compact electroheating heat storage device contains a metal housing 1, inside which a cavity 2 is placed, while the cavity 2 is covered with a thermal insulation layer 3, and inside the cavity there is a heat storage core 4, the height of which h does not exceed half the height of the device’s body H (h≤1 / 2H), for air circulation in the cavity 2, there is an inlet 5 at the bottom and an outlet 6 at the top with an adjustable air damper 7. The heat transfer of the device is regulated by the damper 7, by changing the passage section outlet 6. In the heat storage core are located the main electric heating elements 8 and additional electric heating elements 9.

Работает электроотопительный прибор с аккумуляцией тепла следующим образом.Works electric heating device with heat storage as follows.

В период действия льготного тарифа на электроэнергию, включаются электронагревательные элементы 8 и 9. Электронагревательные элементы 8 нагревают сердечник 4, осуществляя аккумулирование тепловой энергии, а электронагревательные элементы 9 обогревают помещение. При этом воздушная заслонка 7 прикрыта, пропуская объем воздушного потока через выходное отверстие 6, соответствующий расчетному значению теплового потока, создаваемого дополнительными электронагревательными элементами 9. Когда ночной тариф заканчивается, электронагреватели 8 и 9 отключаются от питающей сети и теплоаккумулирующий сердечник начинает подогревать воздух, проходящий через полость 2. Воздушная заслонка 7 при этом занимает положение, соответствующее расчетному значению теплового потока от теплоаккумуляционного сердечника, проходя значения от минимального открытия до максимального, в зависимости от того, как будет остывать тепловой аккумулятор.During the preferential period of electricity tariffs, electric heating elements 8 and 9 are turned on. Electric heating elements 8 heat the core 4 by accumulating thermal energy, and electric heating elements 9 heat the room. At the same time, the air damper 7 is covered, passing the volume of air flow through the outlet 6, corresponding to the calculated value of the heat flux created by the additional electric heating elements 9. When the night tariff ends, the electric heaters 8 and 9 are disconnected from the mains and the heat storage core begins to heat the air passing through cavity 2. The air damper 7 at the same time occupies a position corresponding to the calculated value of the heat flux from the heat storage core, passing values from minimum opening to maximum, depending on how the heat accumulator will cool.

В процессе остывания (разрядки) аккумуляционного сердечника воздушная заслонка 7 автоматически или вручную приоткрываться и в помещение подается большее количество менее горячего воздуха, нагретого тепловым аккумулятором.In the process of cooling (discharging) of the storage core, the air damper 7 opens automatically or manually and a larger amount of less hot air heated by the heat accumulator is supplied to the room.

В таком режиме электроотопительный прибор будет работать до начала следующего цикла зарядки теплоаккумуляционного сердечника, т.е. когда начнет действовать льготный тариф на электроэнергию.In this mode, the electric heating device will work until the start of the next charge cycle of the heat storage core, i.e. when the preferential tariff for electricity begins to operate.

Claims

A compact electric heating heat storage device containing a thermally insulated body, with an inlet at the bottom and an outlet, with an adjustable air damper depending on the temperature of the air in the heated room, at the top in which the heat storage core is installed, with the main electric heating elements, characterized in that the core is installed additional electric heating elements, while the core is made of cast iron.