ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 1995 года по МПК F22B1/30 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах местного отопления небольших зданий, например жилых домов.

Известен электродный водогрейный котел, содержащий цилиндрический корпус с размещенным в нем электродом, электрически и механически соединенным с крышкой, причем корпус изолируется от крышки специальным изолятором, состоящим из набора изоляционных и металлических колец [1].

Недостатком известного водонагревателя является невозможность плавного регулирования потребляемой мощности и его использования в системах отопления с естественной циркуляцией воды из-за расширения жидкости при ее нагреве.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электродный водогрейный котел для системы отопления, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и днищем, снабженным защитным кожухом, жестко закрепленный в днище корпуса соосно с последним цилиндрический электрод и охватывающий его диэлектрический экран с приводом осевого перемещения экрана [2].

Недостаток этого котла заключается в трудности использования его в системах отопления с естественной циркуляцией воды вследствие сложности конструкции и значительных гидравлических сопротивлений внутри котла, а также низкой надежности из-за невозможности компенсировать увеличение объема воды при ее нагреве. Эти недостатки делают невозможным применение электродных водогрейных котлов для отопления жилых домов, например дачных.

Целью изобретения является обеспечение возможности работы котла при эксплуатации в системах с естественной циркуляцией воды.

Цель достигается тем, что электрод установлен в корпусе коаксиально, корпус и электрод электрически соединены соответственно с нулем и фазой питающей сети, а расстояние от входного патрубка до торца корпуса выбрано из соотношения
h = где W_тр - объем трубопроводов системы отопления;
W_нп - объем нагревательных приборов системы отопления;
t_max - максимальная расчетная температура воды в системе;
t_нач - начальная температура воды;
α - коэффициент объемного расширения воды;
D_к - внутренний диаметр корпуса котла, а также тем, что длина экрана выбрана не менее длины электрода, днище корпуса выполнено съемным из диэлектрического материала.

На чертеже изображена схема предлагаемого водогрейного котла. Котел содержит цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, цилиндрический электрод 4, выполненный из медесодержащего сплава и жестко закрепленный в днище 5 корпуса, установленный коаксиально последнему диэлектрический экран 6, высота которого выбрана не менее длины электрода 4, охватывающий электрод 4, привод 7 для осевого перемещения экрана 6. Корпус 1 через болт 8 заземления присоединяется к нулевому проводу питающей сети, а к электроду 4 присоединяется фазный провод. Крышка 10 установлена с противоположной днищу 5 стороны, через отверстие в крышке проходит привод 7, который фиксируется вместе с крышкой стопором 11.

На наружной стороне днища 5 установлен защитный кожух 12, прикрепленный к фланцу корпуса 1 болтами 13.

Электродный водогрейный котел работает следующим образом.

Котел патрубками 2 и 3 присоединяют к трубопроводам систем отопления. Вывинтив стопор 11, снимают крышку 10 вместе с приводом 7 и через горловину корпуса 1 заливают воду до уровня верха выходного патрубка 3. Подают напряжение на электрод 4 и устанавливают экран 6 в верхнее положение. При этом благодаря возникновению электрического тока в слое воды между электродом 4 и заземленным корпусом 1 выделяется тепловая энергия, которая нагревает воду.

Нагретая в корпусе котла вода поднимается к выходному патрубку 3 и по трубопроводу попадает в отопительные приборы (не показаны). Охладившись в приборах, вода поступает во входной патрубок 2 котла, где вновь нагревается. Опуская экран 6, перекрывают активную поверхность электрода 4, тем самым регулируя мощность от нулевого значения до максимального. После полного прогрева воды в системе до необходимой температуры фиксируют экран, закрепив привод 7 с помощью стопора 11.

Так как при нагреве воды происходит увеличение ее объема, то излишек воды вытесняется под крышку 10 котла в дополнительный объем, определяемый высотой h. При этом газы, растворенные в воде, также скапливаются под крышкой и постепенно удаляются через отверстие 9 крышки 10. Для осмотра и ремонта электрода и внутренней поверхности корпуса снимают защитный кожух и днище, предварительно вывернув винты 13.

Предложенное устройство позволяет повысить надежность и электробезопасность путем снижения гидравлического сопротивления внутри котла, создания дополнительного объема, компенсирующего увеличение объема нагретой воды, упрощения конструкции, а также путем защиты токоведущих частей от случайного прикосновения во время эксплуатации.

Предложенное устройство в отличие от известных водогрейных устройств позволяет просто, эффективно и экологически чисто отапливать небольшие индивидуальные строения.

Использование: для отопления небольших зданий, например индивидуальных жилых домов. Сущность изобретения: котел содержит цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, цилиндрический электрод, выполненный из медесодержащего сплава и жестко закрепленный в днище корпуса, диэлектрический экран, высота которого выбрана не менее длины электрода, привод для осевого перемещения экрана. Корпус через болт заземления присоединяется к нулевому проводу сети, а к электроду присоединяется фазный провод. В верхней части корпуса над входным патрубком выполнен объем, высота которого рассчитывается по формуле. Днище корпуса выполнено съемным и из диэлектрического материала, а на наружной стороне днища установлен защитный кожух. Опуская экран, перекрывают активную поверхность электрода, тем самым регулируя прогрев воды в системе. Излишек нагретой воды вытесняется под крышку котла в дополнительный объем, определяемый высотой h. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

1. ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ для системы отопления, содержащий зануленный цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и днищем, снабженным защитным кожухом, жестко закрепленный в днище корпуса соосно с последним цилиндрический фазный электрод и охватывающий его диэлектрический экран, снабженный приводом осевого перемещения, отличающийся тем, что расстояние от входного патрубка до торца корпуса составляет величину, определяемую по формуле

где W_тр - объем трубопроводов системы отопления;
W_нп - объем нагревательных приборов системы отопления;
Т_max - максимальная расчетная температура воды в системе отопления;
Т_нач - начальная температура воды;
α - коэффициент объемного расширения воды;
D_к - внутренний диаметр корпуса котла. 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что длина экрана составляет величину не менее длины электрода. 3. Котел по п.1, отличающийся тем, что днище корпуса выполнено съемным и из диэлектрического материала.