RU6491U1

RU6491U1 - UNIVERSAL ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU6491U1
Application number: RU95118486/20U
Authority: RU
Inventors: Н.М. Байтингер
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью - Предприятие "Лайф"
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1998-04-16

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в биту, сфере обслуживания , промышленности, на транспорте и т.д., в частности для нагрева воды.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in bat, services, industry, transport, etc., in particular for heating water.

Известны устройства для нагрева воды с помощью резистивных трубчатых электронагревателей (ТЭНов), подключаемых непосредственно к сети 1.Known devices for heating water using resistive tubular electric heaters (TENOV), connected directly to the network 1.

Однако при их использовании затруднены теплопередача к нагреваемой воде от раскаленного резистора через теплоизоляцию и наружную оболочку ТЭНа и теплообмен между нагреваемой водой и нагревательными элементами из-за относительно малой поверхности последних, что приводит к повешению тепловой инерционности этих устройств.However, when using them, heat transfer to heated water from the hot resistor through thermal insulation and the outer shell of the heating element and heat exchange between the heated water and heating elements are difficult due to the relatively small surface of the latter, which leads to the hanging of the thermal inertia of these devices.

Кроме того , такие электронагреватели имеют низкую электробезопасность из-за вероятности непосредственного контакта нагреваемой воды с греющим резистором, находящимся под напряжением сети, в случае появления трещин в наружной оболочке ТЭНов либо при аварийных режимах, возникающих при работе подобных устройств без воды.In addition, such electric heaters have low electrical safety due to the likelihood of direct contact of the heated water with a heating resistor that is energized in the event of cracks in the outer shell of the heating elements or during emergency conditions arising from the operation of such devices without water.

Более безопасны в применении нагреватели с тепловыделяющими резисторами,размещенными на поверхности полого диэлектрического нагревостойкого элемента, по которому циркулирует нагреваемая вода 2. Однако и в таких устройствах не исключаются аварийные режимы и появление напряжения сети при повреждении полых элементов или работе нагревателей без воды.It is safer to use heaters with heat-generating resistors located on the surface of a hollow dielectric heat-resistant element through which heated water 2 circulates. However, in such devices emergency conditions and the appearance of mains voltage when the hollow elements are damaged or the heaters work without water are not ruled out.

Известны электронагреватели с индуктором, размещенным внутри нагреваемой стальной оболочки. Функцию индуктора в этих устройствах выполняет тороидальная многовитковая катушка, подключаемая к сети переменного тока, которая помещается внутри аналогичной по форме герметичной ферромагнитной стальной оболочки, нагреваемой вихревыми токами при прохождении по ней переменного во времени магнитного потока, создаваемого первичной катушкой. Эти индукционные электронагреватели обладают повышенной электро- и пожаробезопасностыо, так как их нагревательный элемент погружают в нагреваемую воду {стальная оболочка во-первых, не имеет электрической связи с сетью питания и, во-вторых, в рабочем состоянии имеет температуру ниже температуры возгорания большинства окружающих предметов ).Known electric heaters with an inductor located inside a heated steel shell. The function of the inductor in these devices is performed by a toroidal multi-turn coil connected to an alternating current network, which is placed inside a sealed ferromagnetic steel shell of a similar shape, heated by eddy currents when a time-varying magnetic flux generated by the primary coil passes through it. These induction electric heaters have increased electrical and fire safety, as their heating element is immersed in heated water {steel shell, firstly, has no electrical connection to the power network and, secondly, in working condition it has a temperature below the ignition temperature of most surrounding objects )

Однако, эти электронагреватели имеют низкий коэффициент мощности, занимают сравнительно большой объем в резервуаре с нагреваемой водой при малой интенсивности ее циркуляции и при их использовании не исключена возможность проникновения воды в герметичную стальную оболочку в месте сочленения катушки индуктора с проводниками питания, что снижает электробезопасность.However, these electric heaters have a low power factor, occupy a relatively large volume in the tank with heated water at a low intensity of its circulation, and when they are used, the possibility of water penetrating into a sealed steel shell at the junction of the inductor coil with power conductors is not excluded, which reduces electrical safety.

Известен также электроводонагреватель 3, предназначенный для нагрева жидкостей, представляющий собой систему индукционного типа, состоящую из корпуса и теплообменника с входным и выходным патрубками, причем теплообменник выполнен в виде вторичной обмотки трансформатора. При этом связь между первичной и вторичной катушками обеспечиватся через замкнутый шихтованный магнитный сердечник. Нагрев жидкости происходит при подаче тока в первичную катушку, наведении индукционного тока во вторичной катушке.An electric water heater 3 is also known, intended for heating liquids, which is an induction type system consisting of a housing and a heat exchanger with inlet and outlet pipes, the heat exchanger being made in the form of a secondary winding of a transformer. Moreover, the connection between the primary and secondary coils is provided through a closed lined magnetic core. The heating of the liquid occurs when a current is supplied to the primary coil, induction current in the secondary coil.

.w/w.w / w

- 2 - 2

Наиболее близкий по технической сущности к заявляемой полезной иодели является электронагреватель 4,содержащий корпус и теплообменник с по меньшей мере одним входным и выходным патрубками, выполненный в виде вторичой обмотки трансформатора, на сердечнике которого установлена электрически изолированная от него первичная обмотка, подключаемая к источнику питания, при этом вторичная обмотка выполнена в виде замкнутого трубчатого витка из электропроводящего материала и погружена в нагреваемую среду.The closest in technical essence to the claimed useful model is an electric heater 4, comprising a housing and a heat exchanger with at least one inlet and outlet pipes, made in the form of a secondary winding of a transformer, on the core of which a primary winding is connected, electrically isolated from it, connected to a power source, the secondary winding is made in the form of a closed tubular coil of electrically conductive material and immersed in a heated medium.

Анализ приведенного уровня техники в области электронагревателей свидетельствует о целесообразности создания устройств с высоким уровнем электробезопасности, более высокой надежностью, меньшей материалоемкостью и высококй интенсивностью нагрева.Analysis of the prior art in the field of electric heaters indicates the feasibility of creating devices with a high level of electrical safety, higher reliability, lower material consumption and high heating intensity.

Это достигается в предложенном электронагревателе, содержащем преобразователь частоты и теплообменник, выполненный в виде вторичной обмотки трансформатора, на сердечнике которого установлена электрически изолированная от него первичная обмотка, подключаемая к сети, при этом вторичная обмотка выполнена в виде замкнутого трубчатого витка, выполненного из электропроводящего материала, и погружена в нагреваемую среду.This is achieved in the proposed electric heater, comprising a frequency converter and a heat exchanger made in the form of a secondary winding of a transformer, on the core of which a primary winding is connected electrically isolated from it, connected to the network, while the secondary winding is made in the form of a closed tubular coil made of an electrically conductive material, and immersed in a heated environment.

На чертеже представлена схема предложенного электронагревателя, где 1 - преобразователь частоты, 2 - первичная обмотка трансформатора, 3 - сердечник, 4 - вторичная обмотка трансформатора.The drawing shows a diagram of the proposed electric heater, where 1 is the frequency converter, 2 is the primary winding of the transformer, 3 is the core, 4 is the secondary winding of the transformer.

Предлагаемый электронагреватель функционирует следующим образом. Электропитание от источника питания подается на преобразователь частоты 1, на выходе которого частота переменного тока может достигать величин от 10до 150 кГц. С выхода преобразователя напряжение подается на первичную обмотку 2 трансформатора, при этом в высокочастотном ферромагнитном сердечнике 3 возникает переменный во времени магнитный поток, создающий в замкнутом трубчатом электропроводящем витке теплообменника 4 сравнительно большой ток (измеряемый сотнями ампер и более). Под действием этого тока в теплообменнике выделяется тепловая энергия и происходит интенсивный нагрев среды.The proposed electric heater operates as follows. Power supply from the power source is supplied to the frequency converter 1, at the output of which the AC frequency can reach values from 10 to 150 kHz. From the output of the converter, voltage is supplied to the primary winding 2 of the transformer, while in the high-frequency ferromagnetic core 3 a time-varying magnetic flux arises, which creates a relatively large current in a closed tubular conductive coil of heat exchanger 4 (measured in hundreds of amperes or more). Under the influence of this current, heat energy is released in the heat exchanger and intense heating of the medium occurs.

Технический эффект предлагаемого электронагревателя состоит в следующем. За счет применения преобразователя частоты удается значительно уменьшить габариты и массу устройства, а значит и его материалоемкость при высокой электробезопасности, надежности и высокой интенсивности нагрева среды.The technical effect of the proposed electric heater is as follows. Due to the use of a frequency converter, it is possible to significantly reduce the dimensions and weight of the device, and hence its material consumption with high electrical safety, reliability and high intensity of heating of the medium.

5 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 5 REFERENCES

1.Квятковский С.Ф. и др. Битовые нагревательные приборы. М.Энергоатомиздат, 1987,с.72 - 74.1.Kvyatkovsky S.F. and others. Bit heating devices. M. Energoatomizdat, 1987, p. 72 - 74.

2.Заявка ФРГ N 3810736, КЛ. Н 058 3/78, 19892. Application of Germany N 3810736, CL. H 058 3/78, 1989

3.Заявка Великобритании N2105159, кл. Н 018 6/10, 19833. UK application N2105159, CL H 018 6/10, 1983

4.Пат.РФ N 2035843, БИ N 144.Pat.RF N 2035843, BI N 14

Claims

1. An electric heater comprising a heat exchanger with at least one inlet and outlet nozzles, made in the form of a secondary winding of a transformer, on the core of which a primary winding is electrically isolated from it, and the secondary winding is made in the form of a closed tubular coil of electrically conductive material, characterized in that the primary winding of the transformer is connected to the output of the frequency converter, the input of which is connected to a power source.