RU2079793C1

RU2079793C1 - Electric system for heating and hot water supply

Info

Publication number: RU2079793C1
Application number: RU93025778A
Authority: RU
Inventors: И.А. Родичкин; А.Я. Родичкин; В.П. Аптуков
Original assignee: Малое предприятие "Дуга"
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1997-05-20

Abstract

FIELD: water heating and supply. SUBSTANCE: water heater 1 is made in the form of tank 9 filled with electrolyte 10. Heating tube 11 (cathode) fed with water passes through electrolyte 10. Tube 11 is placed inside tubular current conducting housing 13 with shielding outer surface, and is used as anode. Coil 12 is placed in the bottom of tank 9. Water heated in tube 11 comes through pipelines 4, 5, 6 to consumers 22, 23, and heaters 21. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области отопления горячего водоснабжения и может быть использовано, например, в садоводческих домиках, банях, саунах. The invention relates to the field of heating of hot water and can be used, for example, in horticultural houses, baths, saunas.

Известна электрическая система отопления и горячего водоснабжения, содержащая устройство нагрева воды в виде резервуара и трубопровода подачи холодной и отвода горячей воды к узлам потребления (а.с. СССР N 909473, кл. F 24 H 1/20, опубл. 1982). Known electric heating system and hot water supply, containing a device for heating water in the form of a reservoir and a cold supply pipe and the drainage of hot water to the nodes of consumption (AS USSR N 909473, CL F 24 H 1/20, publ. 1982).

Недостатками известной системы является сложность конструкции и невысокая эффективность использования. The disadvantages of the known system is the design complexity and low efficiency of use.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности использования. The objective of the invention is to simplify the design and increase efficiency.

Эта задача достигается тем, что в электрической системе отопления и горячего водоснабжения, содержащей устройство нагрева воды в виде резервуара и трубопроводы подачи холодной воды и отвода горячей воды, резервуар устройства нагрева воды выполнен из диэлектрического материала и заполнен электролитом, через который пропущена нагревательная труба, соединенная с трубопроводами подачи холодной воды и отвода горячей. При этом труба размещена с зазором внутри токопроводящего трубчатого кожуха. Наружная поверхность кожуха экранирована диэлектрическим материалом, а полость внутри трубчатого кожуха выполнена сообщающейся с основным резервуаром. К трубчатому кожуху, являющемуся анодом, подключены электрические контакты подачи положительного потенциала электрического тока, а к нагревательной трубе, являющейся катодом, подключен отрицательный потенциал электрического тока. Трубопровод подачи подачи холодной воды, проходящей через нижнюю часть резервуара, выполнен в виде змеевика. This task is achieved by the fact that in an electric heating and hot water supply system containing a water heating device in the form of a reservoir and pipelines for supplying cold water and draining hot water, the reservoir of the water heating device is made of dielectric material and filled with an electrolyte through which a heating pipe connected with pipelines for supplying cold water and drain hot. In this case, the pipe is placed with a gap inside the conductive tubular casing. The outer surface of the casing is shielded by dielectric material, and the cavity inside the tubular casing is made in communication with the main reservoir. To the tubular casing, which is the anode, are connected electrical contacts for supplying a positive electric current potential, and to the heating pipe, which is the cathode, a negative electric current potential is connected. The cold water supply pipeline passing through the lower part of the tank is made in the form of a coil.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенной электрической системы отопления и горячего водоснабжения; на фиг. 2 устройство нагрева; на фиг. 3 то же, вид сбоку. In FIG. 1 shows a General view of the proposed electric heating system and hot water supply; in FIG. 2 heating device; in FIG. 3 same side view.

Электрическая система отопления и горячего водоснабжения содержит устройство для нагрева воды 1 и систему трубопроводов 2, 3, 4, 5, 6, 7 подачи холодной воды, охлажденной и отвода горячей воды к потребителям. Система снабжена расширительным бачком 8. The electric heating and hot water supply system includes a device for heating water 1 and a piping system 2, 3, 4, 5, 6, 7 of cold water supply, chilled water and hot water outlet to consumers. The system is equipped with an expansion tank 8.

Устройство для нагрева воды выполнено в виде резервуара 9 из диэлектрического материала, заполненного электролитом 10, например, раствором кальцинированной соды, плотностью 1,17 1,19 г/см³. Через резервуар 9 пропущена нагревательная труба 11, соединенная с трубопроводом 2 подачи холодной воды и трубопроводом 3 подачи возвратной воды через змеевик 12, размещенный в нижней части резервуара 9 и служащий для охлаждения электролита 10 и подогрева поступающей из трубопроводов 2, 3 воды. Труба 11 размещена с зазором внутри токопроводящего трубчатого кожуха 13. Наружная поверхность кожуха 13 экранирована диэлектрическим материалом 14. Величина зазора составляет 20 30 мм для обеспечения надежности работы (предотвращения коротких замыканий между анодом и катодом). Полость 15 внутри трубчатого кожуха выполнена сообщающейся с основным резервуаром 16 за счет выполнения отверстий или прорезей 17 в трубчатом кожухе 13 и к нему подключены электрические контакты 18 подачи положительного потенциала электрического тока. Нагревательная труба 11 является катодом, к ней подключен электрический контакт 19 подачи отрицательного потенциала.A device for heating water is made in the form of a reservoir 9 of a dielectric material filled with an electrolyte 10, for example, a solution of soda ash, with a density of 1.17 1.19 g / cm ³ . A heating pipe 11 is passed through the tank 9, connected to the cold water supply pipe 2 and the return water supply pipe 3 through a coil 12 located in the lower part of the tank 9 and used to cool the electrolyte 10 and heat the water coming from the pipelines 2, 3. The pipe 11 is placed with a gap inside the conductive tubular casing 13. The outer surface of the casing 13 is shielded by dielectric material 14. The gap is 20 30 mm to ensure reliable operation (to prevent short circuits between the anode and cathode). The cavity 15 inside the tubular casing is made in communication with the main reservoir 16 by making holes or slots 17 in the tubular casing 13 and electrical contacts 18 for supplying a positive electric current potential are connected to it. The heating pipe 11 is a cathode, an electrical contact 19 for supplying a negative potential is connected to it.

Система работает следующим образом. Холодная вода из магистрального водопровода 2 или другого напорного источника воды поступает в змеевик 12, частично здесь нагревается за счет охлаждения электролита 10 и поступает в нагревательную трубу 11, где нагревается до необходимой температуры. Нагрев трубы 11 производится за счет образования электролитной плазмы в пространстве около катода (трубы 11). При включении электрического тока высокого напряжения в первый момент через электролит 10 проходит ток большой силы и в результате электролиза на катоде (трубе 11) происходит обильное выделение пузырьков водорода. Выделившиеся пузырьки водорода создают местное разобщение электролита и электрода. В следующий период соприкосновения электролита с трубой 11 (катодом) прохождение тока происходит только по отдельным мостиком 20 (фиг. 2, 3). Это приводит к мгновенному нагреву прилегающего к катоду (трубе 11) слоя электролита 10 и образованию вокруг его паровой рубашки. Пузырьки водорода служат центрами образования пара и способствуют образованию паровой оболочки. Упругостью выделяющегося газа паров электролит оттесняется от катода (трубы 11), сила тока снижается. Паровая рубашка конденсируется окружающей ее массой электролита, в результате чего происходит новое контактирование электролита с катодом, возрастание силы тока и цикл импульсов повторяется. The system operates as follows. Cold water from the main water supply 2 or other pressurized water source enters the coil 12, is partially heated here by cooling the electrolyte 10 and enters the heating pipe 11, where it is heated to the required temperature. The heating of the pipe 11 is due to the formation of electrolyte plasma in the space near the cathode (pipe 11). When a high-voltage electric current is turned on at the first moment, a large current flows through the electrolyte 10 and, as a result of electrolysis, abundant hydrogen bubbles are generated at the cathode (tube 11). The released hydrogen bubbles create local separation of the electrolyte and the electrode. In the next period of contact of the electrolyte with the pipe 11 (cathode), the current flows only through a separate bridge 20 (Fig. 2, 3). This leads to instantaneous heating of the electrolyte layer 10 adjacent to the cathode (tube 11) and the formation of a steam jacket around it. Hydrogen bubbles serve as centers of vapor formation and contribute to the formation of a vapor shell. By the elasticity of the vapor gas released, the electrolyte is pushed away from the cathode (pipe 11), the current strength decreases. The steam jacket is condensed by the surrounding mass of electrolyte, as a result of which there is a new contact of the electrolyte with the cathode, the increase in current strength and the pulse cycle is repeated.

Скорость нагрева катода 150 200^oC в секунду.The heating rate of the cathode 150 200 ^o C per second.

Нагретая в трубе 11 вода за счет естественной циркуляции поднимается по стоку трубопроводу отвода горячей воды 4 в расширительный бачок 8 и далее в распределительную систему: трубопровод 5 подачи горячей воды в нагревательные приборы 21 системы отопления и трубопровод 6 подачи горячей воды в систему водоснабжения к узлам потребления 22, 23. The water heated in the pipe 11 due to natural circulation rises through the drain of the hot water discharge pipe 4 to the expansion tank 8 and then to the distribution system: the hot water supply pipe 5 to the heating devices 21 of the heating system and the hot water supply pipe 6 to the water supply system to the consumption nodes 22, 23.

Сброс излишков воды из расширительного бачка 8 производят по трубопроводу 7. The excess water is discharged from the expansion tank 8 by pipeline 7.

Выполнение электрического устройства нагрева воды в виде резервуара, заполненного электролитом, и подводом холодной воды в нагревательную трубу, размещенную внутри электролита и являющуюся катодом, позволяет упростить систему отопления и горячего водоснабжения, обеспечить высокую температуру нагрева воды в трубе, вплоть до получения сухого пара, который может быть использован в банях и саунах. The implementation of the electric device for heating water in the form of a tank filled with electrolyte, and supplying cold water to a heating pipe located inside the electrolyte and which is the cathode, allows to simplify the heating system and hot water supply, to provide a high temperature for heating water in the pipe, up to obtaining dry steam, which can be used in baths and saunas.

Эта система автономна, не зависит от тепловых сетей, что позволяет сократить протяженность трубопровода. Не требует использования насосов. This system is autonomous, independent of heating networks, which reduces the length of the pipeline. It does not require the use of pumps.

Установка змеевика в нижней части резервуара с электролитом и подача воды в нагревательную трубу с предварительным пропуском через змеевик позволяет производить охлаждение электролита и подогрев этой воды, что повышает КПД установки. Installing a coil in the lower part of the tank with electrolyte and supplying water to the heating pipe with a preliminary pass through the coil allows cooling of the electrolyte and heating of this water, which increases the efficiency of the installation.

Эта система обладает более широкими возможностями и может быть использована для получения как горячей воды, так и пара (вплоть до сухого). Она более динамична, нагрев производится за короткий период ее действия (за 5 7 секунд можно получать сухой пар). This system has more capabilities and can be used to produce both hot water and steam (up to dry). It is more dynamic, heating is carried out in a short period of its action (in 5 7 seconds you can get dry steam).

Система экологически чистая (отсутствует загрязняющие атмосферу выбросы). The system is environmentally friendly (there are no air polluting emissions).

Claims

1. An electric heating and hot water supply system, comprising a device for heating water in the form of a tank and pipelines for supplying cold and for removing hot water to consumption units, characterized in that the tank of the water heating device is made of dielectric material and is filled with electrolyte through which the heating pipe is passed, connected to pipelines for supplying cold water and hot outlet, while the pipe is placed with a gap inside the conductive tubular casing, the outer surface of which is shielded ana dielectric material, the cavity within the tubular housing is arranged in communication with the main reservoir and the tubular casing, an anode connected to the electrical contacts supplying a positive potential of the electric current to a heating pipe, which cathode is connected to negative potential of the electric current.

2. The system according to claim 1, characterized in that the cold water supply pipe passing through the lower part of the tank is made in the form of a coil.