RU2279016C1

RU2279016C1 - Electric heating apparatus

Info

Publication number: RU2279016C1
Application number: RU2005103779/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Стрюк (RU); Александр Иванович Стрюк; Иван Яковлевич Шестаков (RU); Иван Яковлевич Шестаков; Александр Александрович Фадеев (RU); Александр Александрович Фадеев
Original assignee: Сибирский государственный аэрокосмический университет им. акад. М.Ф. Решетнева
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2006-06-27

Abstract

FIELD: heat power engineering, possibly heating of residence buildings, industrial rooms and providing hot water supply.

SUBSTANCE: electric heater includes mounted with gap multi-plate graphite electrodes connected by means of electric current leads and submerged into heated fluid. Solution of marine salt with concentration 50 -80 g/l is used as marine salt. System for enhancing efficiency of heating is based on non-identical heat effects of chemical reactions of generating carbon oxides during anode half-wave and on reduction of oxides during cathode half-wave of electric current. Gas generation on electrode surface at heating was not appeared.

EFFECT: enhanced efficiency of electric heating due to lowered energy consumption, simplified design of apparatus.

1 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения.The invention relates to heat engineering and can be used for heating residential and industrial premises and hot water.

Известен электронагреватель для систем отопления и горячего водоснабжения, содержащий расположенные в корпусе электроды в виде многопластинчатого пакета (а.с. СССР №165255. Электронагреватель. Крохин С.В., Кропис Г.П.). Недостатком этого электронагревателя является использование электрического нагрева низкой эффективности, удельные энергозатраты при этом составляют 1,8-2 Вт·ч/л·°С.Known electric heater for heating systems and hot water supply, containing electrodes located in the housing in the form of a multi-plate package (AS USSR No. 165255. Electric heater. Krokhin SV, Kropis GP). The disadvantage of this electric heater is the use of electric heating of low efficiency, the specific energy consumption in this case is 1.8-2 W · h / l · ° C.

Известен электронагреватель, состоящий из двух коаксиальных электродов, установленных на некотором расстоянии друг от друга и погруженных в нагреваемую среду, причем наружный электрод выполнен в виде цилиндрической спирали, установленной равноудаленно вокруг центрального электрода на заданном расстоянии. Внутренний электрод выполнен в виде отдельных пластин (патент РФ №2059941, МКИ 6 F 24 Н 1/20. Электронагреватель. Опубл. 10.05.1966, Бюллетень №13, с.4).Known electric heater, consisting of two coaxial electrodes installed at a certain distance from each other and immersed in a heated medium, and the outer electrode is made in the form of a cylindrical spiral mounted equidistant around the central electrode at a given distance. The inner electrode is made in the form of separate plates (RF patent No. 2059941, MKI 6 F 24 H 1/20. Electric heater. Publish. 05/10/1966, Bulletin No. 13, p.4).

Недостатком этого электронагревателя является сложность конструкции и недостаточная эффективность, удельные энергозатраты при этом составляют 1,2-1,6Вт·ч/л·°С.The disadvantage of this electric heater is the design complexity and lack of efficiency, the specific energy consumption in this case is 1.2-1.6 W · h / l · ° C.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы электронагревателя путем снижения расхода электроэнергии и упрощение конструкции.The objective of the invention is to increase the efficiency of the electric heater by reducing energy consumption and simplifying the design.

Поставленная задача решается тем, что в электронагревателе, содержащем установленные с зазором многопластинчатые электроды, соединенные токовводом и погруженные в нагреваемую среду, согласно изобретению, электроды выполнены из графита, а в качестве нагреваемой среды используют водный раствор морской соли при концентрации 50-80 г/л.The problem is solved in that in an electric heater containing multi-plate electrodes installed with a gap, connected by a current lead and immersed in a heated medium, according to the invention, the electrodes are made of graphite, and an aqueous solution of sea salt at a concentration of 50-80 g / l is used as a heated medium .

На чертеже представлен заявляемый электронагреватель в поперечном разрезе.The drawing shows the inventive electric heater in cross section.

Электронагреватель состоит из двух токовводов 1, пакета многопластинчатых электродов из графита 2, корпуса 3. Электроды погружают в нагреваемую среду 4, представляющую собой водный раствор морской соли концентрацией 50-80 г/л.The electric heater consists of two current leads 1, a package of multi-plate electrodes made of graphite 2, housing 3. The electrodes are immersed in a heated medium 4, which is an aqueous solution of sea salt with a concentration of 50-80 g / l.

Устройство работает следующим образом. На токовводы 1 подают переменное напряжение промышленной частоты. В результате непосредственно через нагреваемую среду потечет ток между электродами 2 с выделением тепла как в нагреваемой среде, так и на поверхности графитовых электродов.The device operates as follows. Current leads 1 are supplied with alternating voltage of industrial frequency. As a result, a current will flow directly through the heated medium between the electrodes 2 with the release of heat both in the heated medium and on the surface of graphite electrodes.

Предполагаемый механизм повышенной эффективности электронагрева основывается на неравнозначности тепловых эффектов химических реакций образования окислов углерода в анодный полупериод и восстановления окислов в катодный полупериод электрического тока. Газообразования на поверхности электродов во время нагрева не обнаружено.The proposed mechanism of increased efficiency of electric heating is based on the unevenness of the thermal effects of chemical reactions of the formation of carbon oxides in the anode half cycle and the reduction of oxides in the cathode half cycle of the electric current. Gas formation on the surface of the electrodes during heating was not detected.

Экспериментально установлено, что использование водного раствора морской соли концентрацией выше или ниже указанной приводит к снижению эффективности преобразования электрической энергии в тепловую.It has been experimentally established that the use of an aqueous solution of sea salt with a concentration higher or lower than that indicated leads to a decrease in the efficiency of conversion of electrical energy into heat.

Результаты экспериментальной проверки предложенного устройства с электродами из графита, представленные в таблице, показывают, что его использование повышает эффективность электронагрева за счет снижения удельного количества электричества в 1,5-2 раза.The results of an experimental verification of the proposed device with graphite electrodes, presented in the table, show that its use increases the efficiency of electric heating by reducing the specific amount of electricity by 1.5-2 times.

Сравниваемые
устройства Compare
devices Объем, л.Volume, l Потребляемая мощность, кВт.Power consumption, kW. Время нагрева, мин.Heating time, min Изменение температуры, ΔТ, °СTemperature change, ΔТ, ° С Удельные энергозатраты, Вт·ч/л·°СSpecific energy consumption, W · h / l · ° С Устройство по
прототипуDevice by
prototype 3,53,5 4,54,5 4four 6060 1,421.42 Предлагаемое
устройствоProposed
device 3,53,5 2,72.7 4four 6060 0,850.85

Claims

An electric heater containing multi-plate electrodes installed with a gap, connected by current leads and immersed in a heated medium, characterized in that the multi-plate electrodes are made of graphite, and an aqueous solution of sea salt at a concentration of 50-80 g / l is used as a heated medium.