RU2455579C2 - Method for obtaining heat energy from electrical energy, and cooter-petrov device for its implementation - Google Patents

Method for obtaining heat energy from electrical energy, and cooter-petrov device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2455579C2
RU2455579C2 RU2010138849/06A RU2010138849A RU2455579C2 RU 2455579 C2 RU2455579 C2 RU 2455579C2 RU 2010138849/06 A RU2010138849/06 A RU 2010138849/06A RU 2010138849 A RU2010138849 A RU 2010138849A RU 2455579 C2 RU2455579 C2 RU 2455579C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
heating element
energy
ceramic
electric heating
Prior art date
Application number
RU2010138849/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010138849A (en
Inventor
Рифат Хатыпович Хайруллин (RU)
Рифат Хатыпович Хайруллин
Сергей Иванович Петров (UA)
Сергей Иванович Петров
Сергей Николаевич Щегловатый (RU)
Сергей Николаевич Щегловатый
Сохраб Ашрафович Азизов (RU)
Сохраб Ашрафович Азизов
Николай Александрович Останин (RU)
Николай Александрович Останин
Анас Мухаметшакирович Абдулхаиров (RU)
Анас Мухаметшакирович Абдулхаиров
Original Assignee
Рифат Хатыпович Хайруллин
Сергей Иванович Петров
Сергей Николаевич Щегловатый
Сохраб Ашрафович Азизов
Николай Александрович Останин
Анас Мухаметшакирович Абдулхаиров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рифат Хатыпович Хайруллин, Сергей Иванович Петров, Сергей Николаевич Щегловатый, Сохраб Ашрафович Азизов, Николай Александрович Останин, Анас Мухаметшакирович Абдулхаиров filed Critical Рифат Хатыпович Хайруллин
Priority to RU2010138849/06A priority Critical patent/RU2455579C2/en
Publication of RU2010138849A publication Critical patent/RU2010138849A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2455579C2 publication Critical patent/RU2455579C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: electric heating element is heated to 700°C during 3-5 sec; then, heat energy is transferred from carbon thread to ceramic heating pipe during 5-10 minutes; after that, heat and IR-radiation is generated; the obtained heat is transmitted to heated water; after that, when the temperature of 65°C is reached, supply of electric energy to the unit is switched off during 68-75 minutes; then, water is cooled during 1.5 hours to 40°C; after that, the unit is switched on again and this cycle is repeated again till the unit is disconnected from electrical network. In the device for obtaining heat energy from electrical energy the electric heating element consists of ceramic heating pipe with hydrophobic protective layer, and ceramic heating pipe consists of carbon thread with protective hydrophobic coating and zero water absorption, solid ceramic cylinder with a hole for enlarging the heat exchange surface and heating element laying channel.
EFFECT: power consumption economy with simultaneous sufficient enhancement of the action of structure-forming effect on homogeneous liquid medium.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и теплообменной технике, а именно к классу электронагревательных приборов для нагрева жидкой среды в бытовых и промышленных аппаратах и оборудовании различного назначения, и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения бытовых и промышленных помещений и в оборудовании различного назначения, содержащих агрессивную среду, например антифриз, тосол.The invention relates to a power system and heat exchange equipment, and in particular to a class of electric heaters for heating a liquid medium in household and industrial apparatus and equipment for various purposes, and can be used for heating and hot water supply of domestic and industrial premises and in equipment for various purposes containing an aggressive environment , for example antifreeze, antifreeze.

Устройство представляет собой керамико-углеродный тепловой энергосберегающий резонатор (КУТЭР) ПЕТРОВА.The device is a ceramic-carbon thermal energy-saving resonator (KUTER) PETROV.

Преимущественной сферой использования в настоящее время является эксплуатация изделия для нагрева воды в бойлерах, отопительных котлах, гидроаккумуляторах тепла для бытового горячего водоснабжения и отопления помещений.The preferred area of use at present is the operation of a product for heating water in boilers, heating boilers, heat accumulators for domestic hot water supply and space heating.

Известен стандартный нихромовый ТЭН для бойлера мощностью 1,5-2 кВт, обеспечивающий нагрев исключительно за счет джоулевой теплоты и имеющий КПД свыше 90%, снижающийся до 70-80% в процессе эксплуатации ТЭНа (ГОСТ 13268-88).Known standard nichrome heater for a boiler with a power of 1.5-2 kW, providing heating exclusively due to Joule heat and having an efficiency of over 90%, decreasing to 70-80% during operation of a heater (GOST 13268-88).

Все применяемые мероприятия по энергосбережению при использовании ТЭНов позволяют достичь экономии не более чем на 10% за счет улучшения качества теплоизоляции и использования других материалов.All applicable energy saving measures when using heating elements allow achieving savings of no more than 10% by improving the quality of thermal insulation and the use of other materials.

Известен нагревательный элемент аппарата ЛЭТ «Солнечное сияние», выпускаемый ООО «Latest Energy Technologies» (республика Кыргызстан»), представляющий собой инфракрасный генератор WaSER LET. Такой генератор производит инфракрасное излучение в диапазоне частот 8,6-9,0 мкм благодаря особой внутренней структуре рабочего тела трубчатого керамического блока. Работа WaSER LET основана на способе усиления инфракрасного излучения под воздействием углеродного ИК-излучения соответствующего диапазона при помощи каолиновой керамики-монокристалла - монокристалл каолиновой керамики с химическими элементами, создающими активные примеси. Монокристалл каолиновой керамики способен под воздействием углеродного ИК-излучения подвергаться инфракрасной накачке, порождая монохроматическое инфракрасное излучение. WaSER LET электробезопасен, пожаробезопасен, безвреден для человека и долговечен в эксплуатации (патент KG №547, 2001).The known heating element of the LET apparatus “Sunshine” manufactured by Latest Energy Technologies LLC (Republic of Kyrgyzstan), which is an WaSER LET infrared generator. Such a generator produces infrared radiation in the frequency range of 8.6-9.0 μm due to the special internal structure of the working fluid of the tubular ceramic block. WaSER LET work is based on a method of amplifying infrared radiation under the influence of carbon infrared radiation of the corresponding range using kaolin ceramic-single crystal - a kaolin ceramic single crystal with chemical elements that create active impurities. A single crystal of kaolin ceramics is capable of undergoing infrared pumping under the influence of carbon infrared radiation, generating monochromatic infrared radiation. WaSER LET is electrically safe, fireproof, harmless to humans and durable in use (patent KG No. 547, 2001).

Однако WaSER LET (и приборы на его основе) предназначен исключительно для создания целебного микроклимата и обогрева воздуха помещений с одновременным обеспечением низкого энергопотребления. При этом задача нагревания бытового теплоносителя - воды не решалась, поэтому недостатками известного способа получения тепловой энергии из электрической являются невозможность регулирования электропотребления и использования его для горячего водоснабжения бытовых потребителей.However, WaSER LET (and devices based on it) is intended solely for creating a healing microclimate and heating of indoor air with simultaneous low energy consumption. At the same time, the problem of heating a household coolant - water was not solved, therefore, the disadvantages of the known method of obtaining thermal energy from electric energy are the inability to regulate power consumption and use it for hot water supply to household consumers.

Наиболее близким к предлагаемым объектам являются способ и устройство для получения тепловой энергии из электрической. Способ получения тепловой энергии из электрической включает передачу энергии электростатическим аппаратом с помощью однородного электрического поля при постоянной величине тока в нагрузке, создавая температуру, достаточную для осуществления резистивного нагрева, при этом в качестве теплоносителя используют жидкость, причем регулирование температуры и задание разности потенциалов на входе электростатического аппарата осуществляют путем подбора емкости электростатического аппарата при фиксированной теплосъемной поверхности термостатов. В устройство для получения тепловой энергии из электрической введен электростатический аппарат, содержащий набор конденсаторов переменного тока со схемой соединения, обеспечивающей индивидуальный заряд каждого конденсатора и одновременный суммарный разряд на одну нагрузку, размещенную в термостате. Внутренняя камера (зона теплообразования) и внешняя камера (зона теплосъема) герметично изолированы друг от друга. Входное и выходное отверстия внешней камеры либо замкнуты между собой вне устройства с образованием единой замкнутой системы циркуляции теплоносителя, либо разомкнуты с применением проточной системы (патент РФ №2201556, 2001).Closest to the proposed facilities are a method and apparatus for generating thermal energy from electrical energy. A method of generating thermal energy from electric energy involves transferring energy by an electrostatic apparatus using a uniform electric field at a constant current level in the load, creating a temperature sufficient to effect resistive heating, using liquid as a heat carrier, moreover, temperature control and setting the potential difference at the electrostatic input the apparatus is carried out by selecting the capacity of the electrostatic apparatus with a fixed heat-removing surface MOD. An electrostatic apparatus containing a set of AC capacitors with a connection circuit providing an individual charge of each capacitor and a simultaneous total discharge per load placed in the thermostat is introduced into the device for receiving thermal energy from electric energy. The inner chamber (heat-generating zone) and the outer chamber (heat-removal zone) are hermetically isolated from each other. The inlet and outlet openings of the external chamber are either closed to each other outside the device with the formation of a single closed circulation system for the coolant, or open using a flow system (RF patent No. 2201556, 2001).

Недостатком указанных способа и устройства является невозможность их применения в других жидкостных средах, кроме воды.The disadvantage of these methods and devices is the impossibility of their use in other liquid media, except for water.

Задачей изобретения является создание способа превращения электрической энергии в тепловую и излучающую и устройство для его осуществления, позволяющее экономить потребление электроэнергии в 2,0-2,5 раза с одновременным существенным усилением действия структурирующего эффекта на однородную жидкую среду и расширение области использования.The objective of the invention is to provide a method for converting electrical energy into heat and radiating and a device for its implementation, which allows to save electricity consumption by 2.0-2.5 times while significantly enhancing the effect of the structuring effect on a homogeneous liquid medium and expanding the field of use.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения тепловой энергии из электрической, включающем размещение резистивного электронагревательного элемента в окружение теплоаккумулирующего вещества, в качестве которого используют керамический материал, изолированного вместе с электронагревательным элементом в своем объеме от окружающего пространства теплосъемной поверхностью с образованием термостата, размещение полученного одного или более термостатов в окружающее обогреваемое пространство, подвод к электронагревательному элементу электрической энергии, нагрев электронагревательного элемента, регулирование температуры и задание разности потенциалов на входе электростатического аппарата и омывание теплосъемной поверхности устройства жидкой средой, передачу энергии электростатическим аппаратом, создание температуры, достаточной для осуществления резистивного нагрева, и нагрев жидкой среды до необходимой температуры, при нагреве электронагревательный элемент накапливает и излучает тепловую энергию в течение 5-10 минут, после чего начинает генерировать тепловое и ИК излучение, которое связано со свойствами монокристаллического состава керамического материала, передача тепла к нагреваемой воде осуществляется посредством теплопередачи в слоях, прилегающих к керамическому материалу, и далее тепловой поток, прошедший контактный слой, на молекулярном уровне передается молекулам жидкой среды, при достижении температуры, заданной терморегулятором, отключают подачу электроэнергии на аппарат.This object is achieved in that in a method for generating thermal energy from electrical energy, comprising placing a resistive electric heating element in an environment of a heat-accumulating substance, which is used as a ceramic material, insulated together with an electric heating element in its volume from the surrounding space with a heat-removing surface to form a thermostat, the placement of the obtained one or more thermostats into the surrounding heated space, supply to an electric heater electric energy element, heating the electric heating element, controlling the temperature and setting the potential difference at the inlet of the electrostatic apparatus and washing the heat-removing surface of the device with a liquid medium, transferring energy to the electrostatic apparatus, creating a temperature sufficient to effect resistive heating, and heating the liquid medium to the required temperature, at When heated, the electric heating element accumulates and radiates thermal energy for 5-10 minutes, after which the generator begins heat and infrared radiation, which is associated with the properties of the single-crystal composition of the ceramic material, heat is transferred to the heated water through heat transfer in the layers adjacent to the ceramic material, and then the heat flux passing through the contact layer is transferred to the molecules of the liquid medium at the molecular level when temperature set by the thermostat, turn off the power supply to the device.

Также поставленная задача достигается тем, что в устройстве для получения тепловой энергии из электрической, содержащем по меньшей мере один резистивный электронагревательный элемент, подключенный к источнику питания, и теплоаккумулирующее вещество, в качестве которого используют керамический материал, изолированное от внеобъемного пространства, электронагревательный элемент состоит из керамической нагревательной трубы с гидрофобным защитным слоем, а керамическая нагревательная труба состоит из углеродной нити с защитным гидрофобным покрытием и нулевым водопоглощением, монолитного керамического цилиндра с отверстием для увеличения поверхности теплообмена и канала для укладки нагревательного элемента.The task is also achieved by the fact that in a device for generating thermal energy from electrical energy, containing at least one resistive electric heating element connected to a power source, and a heat storage substance, which is used as a ceramic material isolated from extra-voluminous space, the electric heating element consists of a ceramic heating pipe with a hydrophobic protective layer, and a ceramic heating pipe consists of a carbon filament with a protective hydrophobic coating and zero water absorption, a monolithic ceramic cylinder with a hole to increase the heat exchange surface and the channel for laying the heating element.

Фактическое отличие прибора КУТЭР ПЕТРОВА от прототипа, кроме конструктивных особенностей, заключается в использовании для достижения конечного результата - подогрева воды (или другой жидкостной среды) до необходимой температуры (с одновременным снижением энергозатрат в 2-2,5 раза) структурирующего объемного эффекта, связанного с резонансным откликом молекул воды на монохроматическое инфракрасное излучение с определенной длиной волны с участием гетерогенного структурирования на поверхности керамической основы прибора. При этом наблюдается фактическое выделение дополнительного тепла за счет конденсационных межмолекулярных взаимодействий (эффект появления микрокластеров) с сохранением приобретенной структуры в течение 1,0-1,5 часов после полного выключения прибора. Такое выделение тепла, составляющее более 3/4 от тепловой энергии, полученной за счет электросети, обеспечивает появление высокого фактического КПД.The actual difference of the KUTER PETROVA device from the prototype, in addition to the design features, is to use a structural volumetric effect associated with the structural effect of water (or other liquid medium) to the required temperature (with a simultaneous decrease in energy consumption by 2-2.5 times) resonant response of water molecules to monochromatic infrared radiation with a specific wavelength with the participation of heterogeneous structuring on the surface of the ceramic base of the device. At the same time, the actual evolution of additional heat due to condensation intermolecular interactions (the effect of the appearance of microclusters) is observed with preservation of the acquired structure for 1.0-1.5 hours after the device is completely turned off. Such heat emission is more than 3/4 of the thermal energy received due to electrical, provides the actual appearance of high efficiency.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении предлагаемых объектов изобретения, является:The technical result achieved by the implementation of the proposed objects of the invention is:

- обеспечение экономии электроэнергии в 2-2,5 раза по сравнению с существующими аналогами;- ensuring energy savings of 2-2.5 times in comparison with existing analogues;

- взрывобезопасность;- explosion safety;

- безвредность для организма человека;- harmless to the human body;

- отсутствие необходимости постоянного техобслуживания;- lack of need for constant maintenance;

- использование устройства КУТЭР ПЕТРОВА в других жидкостных средах, кроме воды (в агрессивных средах: тосол, масло, антифриз);- use of the KUTER PETROVA device in other liquid environments, except water (in hostile environments: antifreeze, oil, antifreeze);

- увеличение срока службы (не менее 7 лет).- increase in service life (not less than 7 years).

Также преимуществом заявленных объектов является то, что устройство изготовлено из экологически безопасного и чистого материала.Another advantage of the claimed objects is that the device is made of environmentally friendly and clean material.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого устройства.Figure 1 shows a General view of the proposed device.

На фиг.2 показана схема керамической нагревательной трубки.Figure 2 shows a diagram of a ceramic heating tube.

На фиг.3 приведен разрез керамической нагревательной трубки.Figure 3 shows a section of a ceramic heating tube.

Нагревательный прибор КУТЭР ПЕТРОВА состоит из керамической нагревательной трубы 1 с гидрофобным защитным слоем, терморегулятора 2 в металлическом чехле, металлического фланца 3 с отверстием для крепления, электронного блока 4, выходных контактов 5 от нагревательного элемента и контактов электропитания 6.The KUTER PETROVA heating device consists of a ceramic heating pipe 1 with a hydrophobic protective layer, a temperature regulator 2 in a metal case, a metal flange 3 with a mounting hole, an electronic unit 4, output contacts 5 from the heating element and power contacts 6.

Керамическая нагревательная труба 1 состоит из нагревательного элемента - углеродной нити 7 - с защитным гидрофобным покрытием 8 с нулевым водопоглощением, монолитного цилиндра 9 из керамики с отверстием 10 для увеличения поверхности теплообмена, канала 11 для укладки нагревательного элемента, выводы 13 которого заделаны специальным термостойким герметизатором 12.Ceramic heating pipe 1 consists of a heating element - carbon filament 7 - with a hydrophobic protective coating 8 with zero water absorption, a monolithic ceramic cylinder 9 with an opening 10 to increase the heat exchange surface, a channel 11 for laying the heating element, the terminals 13 of which are sealed with a special heat-resistant sealant 12 .

На фиг.3 представлен разрез керамической нагревательной трубы 1, по которому видно, что углеродная токопроводящая нить 7 находится в теле высокотеплоемкого диэлектрического наполнителя 14, в свою очередь наполнитель находится в защитной среде 15, созданной на основе нанотехнологий, все вместе заключено в керамический корпус монолитного цилиндра 9, поверхность которого обработана защитным гидрофобным покрытием 8 с нулевым водопоглощением.Figure 3 presents a section of a ceramic heating pipe 1, which shows that the carbon conductive thread 7 is located in the body of a highly heat-absorbing dielectric filler 14, in turn, the filler is in a protective medium 15 created on the basis of nanotechnology, all together enclosed in a ceramic monolithic body cylinder 9, the surface of which is treated with a protective hydrophobic coating 8 with zero water absorption.

Нагревательный элемент КУТЭР ПЕТРОВА состоит из цельного керамико-углеродного блока, который при прохождении электрического тока через токопроводящую часть резонатора выделяет тепло, за счет которого осуществляется нагрев воды.The KUTER PETROVA heating element consists of a solid ceramic-carbon block, which, when an electric current passes through the conductive part of the resonator, generates heat, due to which the water is heated.

В качестве нагревательного элемента используется композитный материал на основе углерода, расположенный в керамической трубе специальной конструкции. Теплообмен осуществляется методом теплопередачи от композиционного материала к стенке керамической трубы, а далее к нагреваемой воде. Этот процесс происходит как и у обычного ТЭНа. Однако тепловой поток у предлагаемого устройства, выполненного из композиционного материала, состоит из двух составляющих: Q1 - теплопередача; Q2 - тепловое инфракрасное излучение. Коэффициент способности излучать тепловой поток у композиционного материала, используемого в предлагаемом устройстве, составляет 0,96-0,97; а этот же коэффициент у нихромовых материалов 0,1-0,08, что в среднем меньше в 11-12 раз. Эффект теплоотдачи усиливается за счет инфракрасного излучения материала в диапазоне 8,6-9,0 мкм. Поэтому при подведении одних и тех же токов к этим проводникам суммарный тепловой поток у углеродного композиционного материала в 3,5-4 раза выше, чем у нихромовых материалов. Среднее значение для тепловых приборов (50% тепла), выделяемое нагреваемым проводником теплопередачей, - это дополнительное тепло, получаемое от излучения, и если брать десятикратную разницу в способности излучать тепло, предлагаемое устройство потребляет в 5,5 раза меньше электроэнергии, чем любые нихромовые, что подтверждено практическими испытаниями.A carbon-based composite material located in a ceramic pipe of a special design is used as a heating element. Heat transfer is carried out by the method of heat transfer from the composite material to the wall of the ceramic pipe, and then to the heated water. This process occurs as in a conventional heating element. However, the heat flux of the proposed device, made of composite material, consists of two components: Q1 - heat transfer; Q2 - thermal infrared radiation. The coefficient of ability to radiate heat flux from the composite material used in the proposed device is 0.96-0.97; and the same coefficient for nichrome materials is 0.1-0.08, which is on average 11-12 times less. The heat transfer effect is enhanced by infrared radiation of the material in the range of 8.6-9.0 microns. Therefore, when applying the same currents to these conductors, the total heat flux of the carbon composite material is 3.5–4 times higher than that of nichrome materials. The average value for thermal devices (50% of heat) emitted by the heated heat transfer conductor is the additional heat received from the radiation, and if we take a ten-fold difference in the ability to emit heat, the proposed device consumes 5.5 times less electricity than any nichrome ones, as confirmed by practical tests.

Излучение в заданном диапазоне достигается путем подбора физико-химического состава компонентов (керамики и углеродных спиралей) с одинаковыми длинами волн собственных внутренних колебаний и использования по такому же принципу защитных покрытий и всех материалов, используемых в изготовлении.Radiation in a given range is achieved by selecting the physicochemical composition of components (ceramics and carbon spirals) with the same wavelengths of their own internal vibrations and using protective coatings and all materials used in the manufacture according to the same principle.

Поверхность предлагаемого резонатора не проводит электрический ток и не проводит воду.The surface of the proposed resonator does not conduct electric current and does not conduct water.

В нагревательные элементы по специальной технологии вмонтирован цельный блок и находится в защитной среде, что обеспечивает длительную эксплуатацию и надежность работы.An integral unit is mounted in the heating elements using special technology and is located in a protective environment, which ensures long-term operation and reliable operation.

Керамический КУТЭР ПЕТРОВА герметично закреплен к металлическому фланцу, который установлен в «бойлер», «котел». Система обеспечивается защитой и автоматикой.Ceramic KUTER PETROVA is hermetically fixed to the metal flange, which is installed in the "boiler", "boiler". The system is provided with protection and automation.

Технические характеристики устройства приведены в таблице 1.Technical characteristics of the device are given in table 1.

Таблица 1Table 1 1one КорпусBody КерамикаCeramics 22 НапряжениеVoltage 220-230 В220-230 V 33 Рабочий токWorking current 2-3,5 А2-3.5 A 4four Сопротивление нагревательных элементовResistance of heating elements 55 Потребляемая мощностьPower consumption 500-750 Вт500-750 W 66 Производимый тепловой потокHeat flow produced 600-1500 Ккл/ч600-1500 Ccl / h 77 ВесThe weight 6 кг6 kg 88 Размеры присоединенных фланцевDimensions of flanges attached 0=65 мм, 1_=360-520 мм0 = 65 mm, 1_ = 360-520 mm 99 ИсполнениеExecution пожаро- и взрывобезопасноеfire and explosion proof 1010 Режим работыMode of operation непрерывныйcontinuous 11eleven Средний срок службыAverage life 7 лет7 years

Кроме того, при работе прибора КУТЭР ПЕТРОВА, вследствие использования диэлектрических материалов, отсутствуют потери энергии на электромагнитные наводки (токи Фуко). При одних и тех же затратах электроэнергии, по сравнению с ТЭНами, данный аппарат излучает энергию в узком диапазоне инфракрасного спектра, чего у стандартных нагревателей не наблюдается. Наличие и характер излучения и обусловливает его рекордную экономичность и теплоэффективность.In addition, during the operation of the KUTER PETROVA device, due to the use of dielectric materials, there are no energy losses due to electromagnetic interference (Foucault currents). At the same energy costs, compared to heating elements, this unit emits energy in a narrow range of the infrared spectrum, which is not observed with standard heaters. The presence and nature of radiation determines its record economy and heat efficiency.

Все материалы, используемые при производстве КУТЭР ПЕТРОВА, являются экологически чистыми, и расчетные температурные и электротехнические режимы не позволяют получать вредные для человека эффекты от излучения.All materials used in the production of KUTER PETROV are environmentally friendly, and the calculated temperature and electrical regimes do not allow to obtain effects harmful to humans from radiation.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

При включении аппарата КУТЭР ПЕТРОВА в электрическую сеть нагревательный элемент из углеродной нити 7 нагревается до температуры 700°С почти моментально (3-5 с), далее происходит передача тепловой энергии от углеродной нити к керамической нагревательной трубе 1, та в свою очередь, имея определенную теплоемкость, накапливает и излучает тепловую энергию в течение 5-10 минут, после чего начинает генерировать тепловое и ИК излучение, которое связано со свойствами монокристаллического состава керамической трубы 1. Данное тепловое и ИК излучение передают тепло к нагреваемой воде посредством теплопередачи в слоях, прилегающих к керамической трубе, и далее тепловой поток, прошедший контактный слой, на молекулярном уровне передается молекулам воды, при достижении водой температуры, заданной терморегулятором в металлическом чехле 2, последний отключает подачу электроэнергии на аппарат. Далее в силу инерционных свойств керамической трубы 1 происходит медленное остывание (генерация теплового и ИК излучения) в течение 1,5 часов. При остывании воды до температуры 40°С автоматически происходит включение аппарата КУТЭР ПЕТРОВА. И эта цикличность повторяется, пока аппарат не будет выключен из электрической сети. Из описанного выше видно, что этот процесс способствует сбережению электроэнергии.When the KUTER PETROVA apparatus is turned on in the electric network, the carbon fiber heating element 7 heats up to a temperature of 700 ° С almost instantly (3-5 s), then heat energy is transferred from the carbon fiber to the ceramic heating pipe 1, which, in turn, has a certain heat capacity, accumulates and radiates thermal energy for 5-10 minutes, after which it begins to generate thermal and IR radiation, which is associated with the properties of the single crystal composition of ceramic pipe 1. This thermal and IR radiation p Reda heat to the heated water by means of heat in the layers adjacent to the ceramic tube, and further the heat flow past the contact layer, on a molecular level is transferred water molecules, when the temperature of water set by a temperature controller in a metal sheath 2, the latter cuts off the supply of electricity to the machine. Further, due to the inertial properties of the ceramic pipe 1, slow cooling (generation of thermal and IR radiation) occurs for 1.5 hours. When the water cools to a temperature of 40 ° C, the KUTER PETROVA apparatus is automatically turned on. And this cycle is repeated until the device is turned off from the electrical network. It can be seen from the above that this process contributes to energy conservation.

Энергосберегающий аппарат КУТЭР ПЕТРОВА был испытан в производственных условиях.The energy-saving device KUTER PETROV was tested in production conditions.

В качестве испытываемого прибора взят стандартный бойлер 30 л производства болгарской компании «Diplomat» с ТЭНом мощностью 1,5 кВт, в котором проводилось измерение температуры воды в процессе ее нагрева и фиксация температурно-временной зависимости.As the device under test, we took a standard 30 liter boiler manufactured by the Bulgarian company Diplomat with a 1.5 kW heating element in which the temperature of the water was measured during its heating and the temperature-time dependence was recorded.

В соответствии с паспортными данными на тридцатилитровый бойлер «Diplomat» с установленным ТЭНом 1,5 кВт нагрев воды до 65°С происходит за 75 минут. Таким образом, расход электроэнергии при нагревании воды ТЭНом до 65°С составит:In accordance with the passport data for a thirty-liter Diplomat boiler with a 1.5 kW heater installed, water heating to 65 ° C takes 75 minutes. Thus, the energy consumption when heating the water with a heating element up to 65 ° C will be:

Е(кВт·ч)=W/(кBt)×Т(ч)=1,5 кВт×(75/60)ч=1,875 кВт·ч,E (kWh) = W / (kBt) × T (h) = 1.5 kW × (75/60) h = 1.875 kWh

где Е - потребленная нагревателем энергия, кВт·ч,where E is the energy consumed by the heater, kW · h,

W - мощность нагревателя, кВтW - heater power, kW

Т - время подогрева воды до конечной температуры, ч. Процедура измерения проводилась на указанном бойлере, но с установленным устройством КУТЭР ПЕТРОВА мощностью 648 Вт. Параметры полученной модифицированной системы следующие.T is the time of heating the water to the final temperature, h. The measurement procedure was carried out on the indicated boiler, but with the installed KUTER PETROVA device with a capacity of 648 watts. The parameters of the resulting modified system are as follows.

1. Объем воды 30 л.1. The volume of water is 30 l.

2. Температура воды 12°С.2. Water temperature 12 ° C.

3. Температура воздуха в помещении 22°С.3. The air temperature in the room is 22 ° C.

4. Мощность 648 Вт.4. Power is 648 watts.

5. Питание 220 В.5. Power supply 220 V.

Таблица 2table 2 Температурно-временная зависимость для модифицированного бойлераTemperature-time dependence for a modified boiler Интервал, минутInterval minutes 00 55 1010 15fifteen 20twenty 30thirty 4040 50fifty 6060 6868 7070 7575 Температура, °СTemperature ° C 1212 20twenty 2828 3232 3636 4242 50fifty 5757 6161 6565 6666 7575

При нагревании до 65°С устройством КУТЭР ПЕТРОВА, происходящем за 68 минут, расход электроэнергии составит:When heated to 65 ° C, the KUTER PETROVA device, which takes place in 68 minutes, consumes electricity:

Е(кВт·ч)=W(кBt)×Т(ч)=0,648 кВт×(68/60)ч=0,734 кВт·ч,E (kWh) = W (kBt) × T (h) = 0.648 kW × (68/60) h = 0.734 kWh

что составляет в (1,875 кВт·ч /0,734 кВт·ч)=2,54 раза меньшую величину.which is in (1.875 kWh / 0.734 kWh) = 2.54 times smaller value.

Следовательно, происходит экономия электроэнергии в 2,5 раза.Therefore, energy savings of 2.5 times.

Claims (2)

1. Способ получения тепловой энергии из электрической, включающий размещение резистивного электронагревательного элемента в окружение теплоаккумулирующего вещества, в качестве которого используют керамический материал, изолированного вместе с электронагревательным элементом в своем объеме от окружающего пространства теплосъемной поверхностью с образованием термостата, размещение полученного одного или более термостатов в окружающее обогреваемое пространство, подвод к электронагревательному элементу электрической энергии, нагрев электронагревательного элемента, регулирование температуры и задание разности потенциалов на входе электростатического аппарата и смывание теплосъемной поверхности устройства жидкой средой, передачу энергии электростатическим аппаратом, создание температуры, достаточной для осуществления резистивного нагрева, и нагрев жидкой среды до необходимой температуры, отличающийся тем, что нагревают электронагревательный элемент до температуры 700°С в течении 3-5 с, далее передают тепловую энергию от углеродистой нити к керамической нагревательной трубе в течении 5-10 мин, после чего генерируют тепловое и инфракрасное излучение, передают полученное тепло к нагреваемой воде, далее при достижении температуры 65°С в течении 68-75 мин отключают подачу электроэнергии на аппарат, затем остужают воду в течении 1,5 ч до температуры 40°С, после чего снова включают аппарат и повторяют этот цикл до выключения аппарата из электрической сети.1. A method of producing thermal energy from electrical energy, comprising placing a resistive electric heating element in the environment of a heat-accumulating substance, which is used as a ceramic material, insulated together with an electric heating element in its volume from the surrounding space with a heat-removing surface to form a thermostat, placing the obtained one or more thermostats in surrounding heated space, supply to electric heating element of electric energy, heating ev electric heating element, temperature control and setting the potential difference at the inlet of the electrostatic apparatus and flushing the heat-removing surface of the device with a liquid medium, transferring energy to the electrostatic apparatus, creating a temperature sufficient to carry out resistive heating, and heating the liquid medium to the required temperature, characterized in that they heat the electric heating element to a temperature of 700 ° C for 3-5 s, then transfer thermal energy from the carbon filament to ceramic heat pipe for 5-10 minutes, after which heat and infrared radiation are generated, the received heat is transferred to the heated water, then when the temperature reaches 65 ° C for 68-75 minutes, the power supply to the device is turned off, then the water is cooled for 1, 5 hours to a temperature of 40 ° C, after which the device is turned on again and this cycle is repeated until the device is turned off from the mains. 2. Устройство для получения тепловой энергии из электрической, содержащее по меньшей мере один резистивный электронагревательный элемент, подключенный к источнику питания, и теплоаккумулирующее вещество, в качестве которого используют керамический материал, изолированное от внеобъемного пространства, отличающееся тем, что электронагревательный элемент состоит из керамической нагревательной трубы с гидрофобным защитным слоем, а керамическая нагревательная труба состоит из углеродной нити с защитным гидрофобным покрытием и нулевым водопоглощением, монолитного керамического цилиндра с отверстием для увеличения поверхности теплообмена и канала для укладки нагревательного элемента. 2. A device for generating thermal energy from electrical energy, containing at least one resistive electric heating element connected to a power source, and a heat storage substance, which is used as a ceramic material isolated from extra-large space, characterized in that the electric heating element consists of a ceramic heating element pipes with a hydrophobic protective layer, and the ceramic heating pipe consists of a carbon thread with a protective hydrophobic coating and zero odopogloscheniem, monolithic ceramic cylinder with a hole to increase the heat exchange surface and a channel for stacking the heating element.
RU2010138849/06A 2010-09-21 2010-09-21 Method for obtaining heat energy from electrical energy, and cooter-petrov device for its implementation RU2455579C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010138849/06A RU2455579C2 (en) 2010-09-21 2010-09-21 Method for obtaining heat energy from electrical energy, and cooter-petrov device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010138849/06A RU2455579C2 (en) 2010-09-21 2010-09-21 Method for obtaining heat energy from electrical energy, and cooter-petrov device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010138849A RU2010138849A (en) 2012-03-27
RU2455579C2 true RU2455579C2 (en) 2012-07-10

Family

ID=46030551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010138849/06A RU2455579C2 (en) 2010-09-21 2010-09-21 Method for obtaining heat energy from electrical energy, and cooter-petrov device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2455579C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568376C2 (en) * 2014-03-14 2015-11-20 Виктор Борисович Селезнев Method of obtaining of heat energy from electric one and device for its implementation
WO2017014714A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Костянтын Мыколайовыч ОЛИФИРЭНКО Infrared heating device
RU194690U1 (en) * 2019-07-16 2019-12-19 Алексей Петрович Сальников Electric heater

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5039845A (en) * 1986-03-24 1991-08-13 Ensci, Inc. Resistance heating element and methods for resistance heating
SU1721408A1 (en) * 1990-01-03 1992-03-23 Bobylev Yurij O Air heating device
RU2074520C1 (en) * 1995-03-24 1997-02-27 Алексей Андреевич Арешкин Electric heater and resistive layer material for this heater
RU2151346C1 (en) * 1998-10-16 2000-06-20 ЗАО "Росинноватика" Method and device for producing heat from electrical energy
RU2201556C2 (en) * 2001-06-05 2003-03-27 Карзаков Владимир Степанович Method and device for producing heat from electrical energy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5039845A (en) * 1986-03-24 1991-08-13 Ensci, Inc. Resistance heating element and methods for resistance heating
SU1721408A1 (en) * 1990-01-03 1992-03-23 Bobylev Yurij O Air heating device
RU2074520C1 (en) * 1995-03-24 1997-02-27 Алексей Андреевич Арешкин Electric heater and resistive layer material for this heater
RU2151346C1 (en) * 1998-10-16 2000-06-20 ЗАО "Росинноватика" Method and device for producing heat from electrical energy
RU2201556C2 (en) * 2001-06-05 2003-03-27 Карзаков Владимир Степанович Method and device for producing heat from electrical energy

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568376C2 (en) * 2014-03-14 2015-11-20 Виктор Борисович Селезнев Method of obtaining of heat energy from electric one and device for its implementation
WO2017014714A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Костянтын Мыколайовыч ОЛИФИРЭНКО Infrared heating device
RU194690U1 (en) * 2019-07-16 2019-12-19 Алексей Петрович Сальников Electric heater

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010138849A (en) 2012-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2455579C2 (en) Method for obtaining heat energy from electrical energy, and cooter-petrov device for its implementation
JP2004526932A (en) Building heating system
CN109442360A (en) A kind of long-range solar steam generator
CN109827162A (en) A kind of new-type heat pipe structure solar steam generator
CN207427503U (en) A kind of intelligent electromagnetic heating rod
RU2442935C1 (en) Method of liquid heating in the vertical static tank with flat bottom the hight of which is over the bottom size
CN208075344U (en) A kind of radiator and magnetic energy water heater of IGBT module
KR20180108944A (en) An electric boiler using heating tube coated with transparent thin film heating element
KR200190758Y1 (en) Heating apparatus using dielectric heating of heat-transfer oil
CN201636967U (en) Far-infrared radiation convection heater
KR101406285B1 (en) Dielectric Heating Apparatus and Dielectric Heating Method of using the same
CA2932367C (en) Heating element powered by alternating current and heat generator accomplished by the heating element
RU137092U1 (en) MODULE FOR ELECTRIC HEATING OF LIQUID MEDIA (OPTIONS)
CN209763466U (en) Electromagnetic heating device and heating equipment with same
CN101504164B (en) Superconducting hyperacoustic frequency electric heater
CN108645640B (en) Heating plate device and heat dissipation test system
CN2775536Y (en) Electric medium hot water circulating device
CN208434135U (en) Heating plate device and heat dissipation test system
RU2568376C2 (en) Method of obtaining of heat energy from electric one and device for its implementation
US8567386B2 (en) Self-powered air circulating device for use in connection with a radiant heat oven
RU2356187C1 (en) Device for microwave heating of liquid dielectric mediums in reservoirs
RU2126605C1 (en) Device for heat generation using electric current which runs through micrometer extra- flat conductors
KR20160000752A (en) Using Microwave Heating Boiler
UA109562U (en) INFRARED RADIATOR
CN108826658A (en) The instantaneously heated type heater and its heating means of full water body safety ground

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130922