RU2184910C1

RU2184910C1 - Heater

Info

Publication number: RU2184910C1
Application number: RU2001104822A
Authority: RU
Inventors: А.М. Каиров
Original assignee: ОАО "Телемеханика"
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-07-10

Abstract

FIELD: heat power industry. SUBSTANCE: invention is related to heating facilities transforming electric energy to thermal energy. It can be used to heat up rooms by local heating systems filled with liquid heat transfer agents. Proposed heater includes body with tubular element, main and two additional phase electrodes installed in turn inside body and uniaxially to it. Each electrode has tubular element which diameter differs from diameter of other tubular elements. When installed in body it forms together with tubular element of body circular clearance of specified value which makes it feasible to vary heat power of heater simply and efficiently. EFFECT: capability to vary heat power of heater simply and efficiently. 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к нагревательным приборам, преобразующим электрическую энергию в тепловую с целью, в частности, обогрева помещений локальными отопительными системами, заполненными жидкими теплоносителями. The invention relates to a power system, and in particular to heating devices that convert electrical energy into heat for the purpose, in particular, of heating rooms with local heating systems filled with liquid heat carriers.

Известны электрические водонагреватели, содержащие водопроводящие и отводящие трубы, корпус П-образной формы, в каждом из вертикальных элементов которого соосно размещена выполненная из диэлектрика труба, имеющая во внутренней полости фазный и нулевой электроды с механизмом для перемещения последнего, а его диэлектрические трубы гидравлически соединены между собой при помощи перемычки, расположенной соосно в горизонтальном элементе корпуса [1] . Known are electric water heaters containing water supply and outlet pipes, a U-shaped body, in each of the vertical elements of which a pipe made of a dielectric is coaxially placed, having a phase and zero electrodes in the internal cavity with a mechanism for moving the latter, and its dielectric pipes are hydraulically connected between by means of a jumper located coaxially in the horizontal element of the housing [1].

Указанные водонагреватели сложны по конструкции и технологии изготовления, имеют хрупкие наружные трубы в вертикальных элементах корпуса, невысокий коэффициент полезного действия за счет наличия развитой поверхности нетеплоизолированного горизонтального элемента корпуса и из-за значительных габаритов практически неприемлемы, в частности, в отопительных системах жилых помещений. These water heaters are complex in design and manufacturing technology, have fragile outer pipes in the vertical elements of the housing, a low coefficient of efficiency due to the presence of a developed surface of a non-heat-insulated horizontal housing element, and due to their significant dimensions, are practically unacceptable, in particular, in heating systems of residential premises.

Наиболее близким по технической сути к предложенному изобретению является нагревательное устройство, включающее герметичный корпус, заполненный водой, внутри которого расположен стержневой элемент с перемещающимися вдоль его оси экранирующим элементом из диэлектрика, подвешенного к поплавку, а для регулирования тепловой мощности устройства, на корпусе установлен винт со скобой [2]. The closest in technical essence to the proposed invention is a heating device comprising a sealed housing filled with water, inside of which there is a rod element with a shielding element made of dielectric suspended from the float moving along its axis, and to regulate the thermal power of the device, a screw with bracket [2].

Однако и это нагревательное устройство имеет практически все те же недостатки, что и описанное выше. However, this heating device has almost all the same disadvantages as described above.

Цель изобретения - создание высокоэффективного, компактного, простого по конструкции и технологии изготовления, надежного и долговечного в эксплуатации нагревательного устройства. The purpose of the invention is the creation of a highly efficient, compact, simple in design and manufacturing technology, reliable and durable heating device in operation.

Поставленная цель достигается тем, что компактная конструкция устройства обеспечивает его установку непосредственно в теплообменник, например в стандартную чугунную батарею отопления, а на трубчатом элементе его корпуса количество отверстий для циркуляции навеваемой устройством жидкости как минимум кратно двум и суммарная площадь их прохода превышает площадь кольцевого зазора между внутренним диаметром трубчатого элемента корпуса и наружным диаметром также трубчатого элемента стержневого фазового электрода не менее чем на 5%, последовательное же уменьшение площади этого зазора сначала на 25% и затем еще на 25% за счет увеличения наружного диаметра сменного стержневого фазного электрода обеспечивает увеличение первоначальной мощности устройства соответственно в два и в три раза, при этом толщина стенок обоих трубчатых элементов равна, а длина этого элемента корпуса не менее чем в 1,5 раза больше такого же элемента стержневого электрода. This goal is achieved by the fact that the compact design of the device ensures its installation directly in the heat exchanger, for example, in a standard cast-iron heating battery, and on the tubular element of its housing the number of holes for circulation of the liquid wound by the device is at least a multiple of two and the total area of their passage exceeds the area of the annular gap between the inner diameter of the tubular element of the housing and the outer diameter of the tubular element of the rod phase electrode is not less than 5%, last A satisfactory decrease in the area of this gap, first by 25% and then by another 25% due to an increase in the outer diameter of the replaceable rod phase electrode, provides an increase in the initial power of the device by two and three times, respectively, while the wall thickness of both tubular elements is equal, and the length of this a housing element is not less than 1.5 times larger than the same element of the rod electrode.

На фиг. 1 схематично изображено нагревательное устройство в разрезе с видом по стрелке А. In FIG. 1 schematically shows a heating device in section with a view along arrow A.

На фиг.2 изображена схема отопительной системы с применением предложенного устройства. Figure 2 shows a diagram of a heating system using the proposed device.

Нагревательное устройство, изображенное на фиг.1, состоит из корпуса 1 с трубчатым элементом, на котором выполнены отверстия для циркуляции нагреваемой жидкости, сменного стержневого фазного электрода 2, также с трубчатым элементом, уплотнительной прокладки 3, термостойких диэлектрических втулок 4, изолирующих корпус 1 от стержневого электрода 2, защитного кожуха 5, термодатчика (не показан), клеммы 6 для заземления устройства во время эксплуатации, дистанционной втулки 7 и нулевой клеммы 8. The heating device shown in figure 1, consists of a housing 1 with a tubular element, on which holes are made for the circulation of the heated fluid, a removable rod phase electrode 2, also with a tubular element, a gasket 3, heat-resistant dielectric bushings 4, insulating the housing 1 from a rod electrode 2, a protective casing 5, a temperature sensor (not shown), terminal 6 for grounding the device during operation, the remote bush 7 and the zero terminal 8.

Локальная отопительная система с применением предложенного нагревательного устройства 9 собирается и работает следующим образом, пример с применением стандартных чугунных отопительных батарей 10, 11 и 12. A local heating system using the proposed heating device 9 is assembled and operates as follows, an example using standard cast iron heating batteries 10, 11 and 12.

При необходимости работы только одной батареи 10 в устройство 9 устанавливается стержневой электрод 2 с наименьшим наружным диаметром dн трубчатого элемента. If it is necessary to operate only one battery 10, a rod electrode 2 with the smallest outer diameter dн of the tubular element is installed in the device 9.

Площадь кольцевого зазора между стержневым электродом 2 и корпусом 1 определяется по известной формуле

В нижней части батареи 10 устанавливается нагревательное устройство 9 и вентиль слива жидкости 18, а в верхней части батареи - расширительный бачок 17. Устройство 9 заземляют проводом 16 от клеммы 6, фазовый провод 14 прикрепляют к контакту хвостовой части стержневого электрода 2 и к пульту управления 13 нагревателя 9, нулевой провод 15 прикрепляют к клемме 8 корпуса нагревателя 9 и к пульту управления 13. После окончания сборки системы ее через пульт управления 13 подключают к электропроводке напряжением 220 В, предварительно установив пульт управления 13 на необходимый диапазон поддержания температуры в батарее 10, например +65.....75^oС.The area of the annular gap between the rod electrode 2 and the housing 1 is determined by the known formula

In the lower part of the battery 10, a heating device 9 and a liquid drain valve 18 are installed, and in the upper part of the battery is an expansion tank 17. The device 9 is grounded with a wire 16 from terminal 6, the phase wire 14 is attached to the contact of the tail of the rod electrode 2 and to the control panel 13 heater 9, the neutral wire 15 is attached to the terminal 8 of the housing of the heater 9 and to the control panel 13. After the assembly of the system through the control panel 13, it is connected to the electrical wiring voltage of 220 V, after installing the control panel 13 to maintain the desired temperature range of the battery 10, for example 65 ..... 75 ^o C.

При прохождении электрического тока через слой жидкости, находящейся в зазоре между корпусом нагревателя 1 и стержневым электродом 2, она нагревается до заданной температуры. With the passage of electric current through a layer of liquid located in the gap between the housing of the heater 1 and the rod electrode 2, it is heated to a predetermined temperature.

Термодатчик нагревателя и провод его соединения с пультом управления 13 условно не показаны. The temperature sensor of the heater and the wire of its connection with the control panel 13 are not conventionally shown.

При необходимости подключения второй батареи 11 в нагревательное устройство 9 устанавливают соответствующий дополнительный стержневой электрод 2 с зазором, площадь которого уменьшена на 25% по сравнению с предыдущим, и вновь собирают систему в порядке, описанном выше. Аналогично проводятся работы при необходимости подключения к системе отопления третьей батареи 12, снова уменьшив площадь зазора на 25%. If it is necessary to connect the second battery 11 to the heating device 9, a corresponding additional rod electrode 2 is installed with a gap, the area of which is reduced by 25% compared to the previous one, and the system is reassembled in the manner described above. Similarly, work is carried out if it is necessary to connect a third battery 12 to the heating system, again reducing the gap area by 25%.

Изготовление, эксплуатация и испытания локальных отопительных систем с применением опытной партии предложенных нагревательных устройств полностью подтвердили достижение цели, поставленной в изобретении, при этом коэффициент полезного действия нагревателя достигает 92-98%. The manufacture, operation and testing of local heating systems using an experimental batch of the proposed heating devices fully confirmed the achievement of the goal set in the invention, while the efficiency of the heater reaches 92-98%.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 260030, 1975 г.Sources of information
1. USSR copyright certificate 260030, 1975

2. Авторское свидетельство СССР 502182, 1976 г. [ПРОТОТИП]. 2. USSR author's certificate 502182, 1976 [PROTOTYPE].

Claims

A heating device consisting of a housing with a tubular element, including a protective casing and a temperature sensor, a main phase rod electrode located coaxially with it and insulating heat-resistant dielectric bushings, characterized in that on the tubular element of the housing there are a number of holes for the circulation of the fluid heated by the device, such as a minimum of two, the device is equipped with two additional electrodes, and each electrode, including the main one, contains a tubular element, the diameter of which is different is drawn from the diameter of other tubular elements and is alternately mounted in the housing with the formation of an annular gap with a tubular housing element, which decreases when the electrode is changed by 25%, while the total area of the said holes exceeds the area of the said annular gap by at least 5%, the wall thickness of the tubular elements electrodes and casing are equal, and the length of the tubular element of the casing is not less than 1.5 times the length of the tubular element of the electrode.