RU2382289C1 - Нагревательный блок - Google Patents
Нагревательный блок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2382289C1 RU2382289C1 RU2008143448/06A RU2008143448A RU2382289C1 RU 2382289 C1 RU2382289 C1 RU 2382289C1 RU 2008143448/06 A RU2008143448/06 A RU 2008143448/06A RU 2008143448 A RU2008143448 A RU 2008143448A RU 2382289 C1 RU2382289 C1 RU 2382289C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- gap
- heating elements
- closed
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к бытовым электроприборам, в частности к проточным электронагревателям, и может быть применено для быстрого нагрева теплоносителя. Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритных размеров, повышение эффективности теплообмена, обеспечение быстрого нагрева теплоносителя в теплообменнике. Заявленный технический результат достигается за счет использования нагревательного блока, содержащего теплообменник с нагревательными элементами, подводящим и отводящим патрубками для теплоносителя, теплоизоляцию, охватывающую теплообменник, который выполнен в виде замкнутой емкости с датчиком температуры, при этом нагревательные элементы расположены с зазором относительно друг друга и смещены относительно вертикальной оси симметрии замкнутой емкости в разные стороны. В замкнутой емкости установлено, по меньшей мере, два нагревательных элемента, расположенных с зазорами относительно внутренних поверхностей стенок замкнутой емкости, при этом размеры зазоров выбраны как c≤a≤b, где c - зазор между нижним нагревательным элементом и внутренней поверхностью нижней стенки замкнутой емкости, b - зазор между верхним нагревательным элементом и внутренней поверхностью верхней стенки замкнутой емкости, a - зазор между нагревательными элементами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к бытовым электроприборам, в частности к проточным электронагревателям, и может быть применено для быстрого нагрева теплоносителя и использоваться как в отопительных системах, так и любых системах, связанных с нагревом теплоносителя.
Из уровня техники известны различные виды электроводонагревателей.
Так, из описания к авторскому свидетельству СССР №1682729, МПК F24H 1/00, опубл. 07.10.1991 известен электроводонагреватель, содержащий корпус, емкость с расположенным в ней нагревателем и подводящим и отводящим патрубками для воды.
Недостатком этого электроводонагревателя является продолжительное время нагревания воды, так как емкость должна быть полностью заполнена независимо от количества потребления воды в данный момент. Если нагретая вода не будет полностью использована, то для последующего подогрева нужно дополнительно заливать емкость и подогревать уже один или несколько раз разогретую воду, на что расходуется дополнительная электроэнергия.
Также из описания к патенту РФ №2269066, МПК F24H 1/20 (2006.01), опубл. 27.01.2006 известен проточный электронагреватель, который содержит корпус, входной и выходной патрубки. В корпусе параллельно его вертикальной оси установлен электронагревательный модуль, состоящий из кожуха, выполненного в виде замкнутой емкости, содержащей сообщающиеся полости. Емкость закреплена в корпусе посредством быстроразъемного соединения. Полости разделены перегородкой, в верхней части которой выполнено отверстие. В каждой из полостей установлены электронагревательные элементы. Одна из полостей связана с входным патрубком, другая - с выходным. Устройство содержит также реле давления, термовыключатель, закрепленные на кожухе, клеммы электропитания, светосигнальную арматуру. Входной и выходной концы каждого электронагревательного элемента герметично связаны с кожухом посредством, например, пайки.
Недостатком известного нагревателя является его сложная конструкция и низкий кпд нагрева жидкости.
Наиболее близким аналогом к заявленному решению является нагревательный блок, содержащий корпус с установленным внутри него теплообменником, нагревательными элементами и подводящим и отводящим патрубками для воды, при этом электронагреватель снабжен теплоизоляцией, расположенной внутри корпуса и охватывающей теплообменник, который выполнен в виде замкнутой емкости с датчиком температуры, внутри которой установлены нагревательные элементы, расположенные со смещением относительно вертикальной оси симметрии замкнутой емкости и в шахматном порядке с зазором относительно друг друга, причем нагревательные элементы прилегают к внутренним поверхностям стенок замкнутой емкости (заявка РФ №93057495, МПК F24H 1/00, опубл. 27.10.1995).
Недостатком известного электроводонагревателя является образование застойных зон в местах прилегания нагревательных элементов к стенкам замкнутой емкости, а также кипение в прилежащих к застойным зонах, что ведет к снижению интенсивности и увеличению времени нагрева жидкости.
Техническим результатом патентуемого решения является уменьшение габаритных размеров, повышение эффективности теплообмена, обеспечение быстрого нагрева теплоносителя в теплообменнике. Также техническим результатом является увеличение кпд нагревательного блока, что приведет к снижению энергопотребления.
Заявленный технический результат достигается за счет использования нагревательного блока, содержащего теплообменник с нагревательными элементами и подводящим и отводящим патрубками, при этом нагревательный блок снабжен теплоизоляцией, охватывающей теплообменник, который выполнен в виде замкнутой емкости с датчиком температуры, внутри которой установлены нагревательные элементы, которые смещены относительно вертикальной оси симметрии замкнутой емкости и расположены с зазором относительно друг друга. Согласно патентуемому решению в емкости расположены, по меньшей мере, два нагревательных элемента, расположенных с зазорами относительно внутренних поверхностей стенок замкнутой емкости, при этом размеры зазоров выбраны как c≤a≤b, где c - зазор между нижним нагревательным элементом и внутренней поверхностью нижней стенки замкнутой емкости, b - зазор между верхним нагревательным элементом и внутренней поверхностью верхней стенки замкнутой емкости, a - зазор между нагревательными элементами.
За счет выполнения зазоров между нагревательными элементами и всеми стенками замкнутой емкости и благодаря расположению нагревательных элементов образуется криволинейный путь движения теплоносителя, приводящий к турбулентности потока, равномерно обтекающего каждый нагревательный элемент, за счет чего исключается образование застойных зон и скопление пузырьков воздуха в этих зонах, а также в них не возникает кипения. В результате увеличивается площадь контакта и, следовательно, возрастает интенсивность нагрева.
Если зазоры между внутренней поверхностью боковой стенки и внешними поверхностями нагревательных элементов отсутствуют и зазоры между нагревательными элементами выбраны таким образом, что в этих зонах возникает пленочное кипение, приток жидкости к поверхности нагревательных элементов затрудняется и, как следствие, будет наблюдаться резкое снижение теплоотдачи и снижение кпд электронагревателя. В связи с этим размеры зазоров между внутренними поверхностями стенок и внешними поверхностями нагревательных элементов должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать турбулентное течение жидкости на всем протяжении ее движения в замкнутой емкости. Как было выявлено в результате проведенных исследований, это условие соблюдается, если соотношение размеров зазоров выбраны как c≤a≤b, где c - зазор между нижним нагревательным элементом и внутренней поверхностью нижней стенки замкнутой емкости, b - зазор между верхним нагревательным элементом и внутренней поверхностью верхней стенки замкнутой емкости, a - зазор между двумя нагревательными элементами.
При соблюдении неравенства c≤a≤b обеспечивается оптимальное перемешивание и выравнивание температур по всему объему замкнутой емкости.
В частности, размеры зазоров между внутренними поверхностями стенок и внешними поверхностями нагревательных элементов могут быть выбраны из следующего соотношения a:b:c=(2÷6):(6÷12):(0,5÷6), а наименьший зазор Δ между внутренней поверхностью боковой стенки замкнутой емкости и внешней поверхностью ближайшего к ней нагревательного элемента может быть выбран равным 0,5÷6,0 мм и зависит от вязкости циркулирующей жидкости и скорости ее протекания через нагреватель - чем больше вязкость, тем больше должен быть зазор, что обеспечит оптимальное значение гидравлического сопротивления нагревательного блока.
Нагревательный элемент может быть выполнен в виде корпуса с расположенным внутри него источником ИК-излучения. При этом на внутреннюю поверхность корпуса нагревательного элемента наносят покрытие, обеспечивающее высокий коэффициент поглощения тепловой энергии.
Далее решение поясняется со ссылками на чертежи.
На фиг.1 изображен нагревательный блок в разрезе;
на фиг.2 - нагревательный блок, вид сбоку.
Нагревательный блок содержит теплообменник 1, выполненный в виде замкнутой емкости 2 с подводящим 3 и отводящим 4 патрубками для теплоносителя.
Внутри емкости 2 теплообменника 1 установлены в один ряд три нагревательных элемента 5, расположенные со смещением относительно вертикальной оси симметрии замкнутой емкости 2 в разные стороны с зазором «а» между внешними поверхностями двух ближайших нагревательных элементов, при этом нагревательный элемент 5 расположен относительно ближайшей внутренней стенки замкнутой емкости 2 с оптимальным зазором Δ. Между внешней поверхностью верхнего нагревательного элемента 5 и внутренней поверхностью верхней стенки замкнутой емкости 2 образован зазор «b», а между внешней поверхностью нижнего нагревательного элемента 5 и внутренней поверхностью нижней стенки замкнутой емкости - зазор «c».
На наружной верхней поверхности емкости 2 установлен датчик температуры 6, а вся емкость 2 закрыта теплоизоляцией 7.
Внутри корпуса каждого нагревательного элемента 5 размещен источник ИК-излучения 8, при этом на внутреннюю поверхность корпуса нагревательного элемента нанесено покрытие, обеспечивающее высокий коэффициент поглощения излучения тепловой энергии. Таким покрытием может служить, например, зачернение.
Подводящий и отводящий патрубки 3 и 4 выполнены в виде полусгонов или полубочонков.
Работа патентуемого нагревательного блока осуществляется следующим образом. Жестко соединяют подводящий патрубок 3 с источником подачи тепллоносителя через сантехническую арматуру, при этом отводящий патрубок 4 подсоединяют, например, к отопительной системе. После заполнения емкости 2 теплоносителем включают нагревательные элементы 5 с источниками ИК-излучения 8.
Температура теплоносителя, вытекающего из отводящего патрубка 4, регулируется изменением потока, причем, чем меньше расход, тем выше температура. Кроме этого для предотвращения закипания и образования пара внутри емкости 2 теплообменника, что может произойти вследствие ослабления или отсутствия напора в системе, на теплообменнике установлен датчик температуры 6, который связан с автоматическим выключателем электроэнергии (не показан).
Нагрев теплоносителя в емкости 2 теплообменника осуществляется за счет сложного движения теплоносителя, омывающего нагревательные элементы 5. Зазоры «а», «b» и «с» между нагревательными элементами 5 и стенками замкнутой емкости 2 обеспечивают протекание тонкого слоя теплоносителя между нагревательными элементами, нагретыми до высокой температуры, и практически мгновенное его нагревание.
Таким образом, предлагаемый нагревательный блок, применяемый, например, в замкнутых системах отопления с использованием одного конвектора, при суммарной емкости системы 1,2 л, позволяет менее чем за 30 минут, при мощности 0,7 кВт нагреть конвектор до температуры 80°С и удерживать эту температуру при потребляемой мощности не более 0,5 кВт.
Claims (3)
1. Нагревательный блок, содержащий теплообменник с нагревательными элементами, подводящим и отводящим патрубками для теплоносителя, теплоизоляцию, охватывающую теплообменник, который выполнен в виде замкнутой емкости с датчиком температуры, при этом нагревательные элементы расположены с зазором относительно друг друга и смещены относительно вертикальной оси симметрии замкнутой емкости в разные стороны, отличающийся тем, что в замкнутой емкости установлены, по меньшей мере, два нагревательных элемента, расположенных с зазорами относительно внутренних поверхностей стенок замкнутой емкости, при этом размеры зазоров выбраны как c≤a≤b, где c - зазор между нижним нагревательным элементом и внутренней поверхностью нижней стенки замкнутой емкости, b - зазор между верхним нагревательным элементом и внутренней поверхностью верхней стенки замкнутой емкости, a - зазор между нагревательными элементами.
2. Нагревательный блок по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент представляет собой корпус с расположенным внутри него источником ИК-излучения.
3. Нагревательный блок по п.2, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность корпуса нагревательного элемента нанесено покрытие, обеспечивающее высокий коэффициент поглощения тепловой энергии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143448/06A RU2382289C1 (ru) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Нагревательный блок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143448/06A RU2382289C1 (ru) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Нагревательный блок |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2382289C1 true RU2382289C1 (ru) | 2010-02-20 |
Family
ID=42127137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008143448/06A RU2382289C1 (ru) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Нагревательный блок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2382289C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU208535U1 (ru) * | 2021-09-27 | 2021-12-23 | Сергей Витальевич Максимов | Электрокотел |
-
2008
- 2008-11-05 RU RU2008143448/06A patent/RU2382289C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU208535U1 (ru) * | 2021-09-27 | 2021-12-23 | Сергей Витальевич Максимов | Электрокотел |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109506505B (zh) | 一种距离优化设计的热管 | |
KR20160113523A (ko) | 온수기의 이중 순환 제어장치 | |
CN109506504B (zh) | 一种上下管箱热管 | |
US20130312426A1 (en) | Drinking dispenser and thermoelectric heat pump apparatus thereof | |
RU2382289C1 (ru) | Нагревательный блок | |
CN104214932B (zh) | 水冷预热式加热体 | |
US6198073B1 (en) | Device for de-fogging bathroom mirrors | |
CN107318180A (zh) | 一种采用导热板加热流体的电加热器 | |
CN202158645U (zh) | 即热式液体加热器 | |
KR20160117966A (ko) | 보일러 | |
CN207304952U (zh) | 一种采用导热板加热流体的电加热器 | |
KR100690278B1 (ko) | 이중관 구조를 갖는 온수 및 난방 겸용 보일러 | |
ATE391271T1 (de) | Elektrischer durchlauferhitzer | |
KR102164933B1 (ko) | 마이크로파 유전가열용 붕규산유리 관로를 갖는 유전발열기 | |
CN208365804U (zh) | 一种用半导体发热片的液体加热器 | |
CN110326974B (zh) | 一种电磁加热装置及饮水机 | |
KR20090007510U (ko) | 내부 유로 구조를 갖는 스팀 발생 장치 | |
WO2013019094A1 (ru) | Способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления | |
CN210745588U (zh) | 具有加热元件的暖气 | |
JPS5986851A (ja) | 熱交換器 | |
CN201259325Y (zh) | 电热水器的多腔式加热器 | |
CN203349480U (zh) | 即热式电热水器 | |
CN208567103U (zh) | 一种相变储能磁能热水器 | |
CN209801756U (zh) | 一种流体加热装置及电热水器 | |
CN107049102A (zh) | 一种淋浴房 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101106 |