АККУМУЛЯЦИОННЫЙ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F24H7/00 F28D15/02 

Изобретение относится к отопительной технике и может быть преимущественно использовано для отопления индивидуальных построек сельской местности, где требуется простота и надежность эксплуатации при отсутствии централизованного теплоснабжения.

Известны отопительные радиаторы, работающие с использованием тепловых труб, в которых за счет нагревания одного конца труб, частично заполненных теплоносителем, происходит испарение его при нагревании и образование при испарении пара, поступающего в другой конец трубы. При этом тепло отдается ребрам, закрепленным на этих трубах. Подогрев труб осуществляется с помощью электронагревателей [1] и [2]
Недостатком известных устройств является сложность конструкции за счет размещения электронагревателя внутри герметичных тепловых труб, что приводит также к снижению надежности их работы.

Известен радиатор, содержащий оребренные тепловые трубы, нагреваемые электрическим током. Нагреватель выполнен в виде трансформатора, к первичным обмоткам которого подводится переменный ток, а вторичная обмотка, расположенная на этом же сердечнике, соединена с корпусом тепловых труб[3]
Данному устройству присущи вышеописанные недостатки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является теплообменник-воздухонагреватель, комбинированный с теплоаккумулятором. Воздухонагреватель содержит корпус, выполненный из двух, отделенных друг от друга полостей, в которых установлены герметичные тепловые трубы. Концы труб, заполненных теплоносителем, размещены в полости корпуса, являющегося теплоаккумулятором, через который пропускается горячий газ. Концы труб, в которых происходит конденсация теплоносителя, выполнены оребренными и размещены в другой полости корпуса, в которой происходит подогрев воздуха [4]
Главный недостаток известного устройства большие габариты, а следовательно, большая материалоемкость на единицу мощности, так как требуется отдельная установка для подвода и нагрева воздуха, прогоняемого через теплоаккумулятор. Кроме того, эффективность нагрева на единицу объема невелика, так как в известном устройстве необходима установка большого числа секций ввиду того, что они выполнены из стержневых тепловых труб, имеющих малую поверхность зон испарения, что также приводит к увеличению габаритов воздухонагревателя.

Целью изобретения является снижение материалоемкости и повышение эффективности теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что подогреватель выполнен в виде размещенного в теплоаккумуляционной массе электронагревателя, каждая труба выполнена замкнутой, причем часть каждой трубы, заполненная теплоносителем, установлена ниже ее конденсационной части. Конденсационная часть трубы может быть снабжена патрубком для сбора газовоздушной смеси. Теплоаккумуляционная полость корпуса может быть снабжена терморегулятором.

На фиг. 1 представлен водонагреватель, общий вид; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1.

Воздухонагреватель содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на заполненную теплоаккумуляционной массой полость 3 корпуса 1 и теплоотдающую полость 4 корпуса 1. Тепловые трубы 5 выполнены замкнутыми, например, в виде сплюснутого тора, части труб, размещенные в конденсационной полости корпуса, снабжены ребрами 6 и патрубком 7. Теплоаккумуляционная масса представляет собой материал, способный накапливать в большом количестве тепло, например шамот, магнезит и другие материалы. Теплоаккумулирующая масса разогревается электронагревателем 11 (например, эл.теном). Корпус 1 имеет входное отверстие 8 для холодного воздуха и выходное отверстие 9 для выхода подогретого воздуха. Полость 3 с теплоаккумуляционной массой отделена от остальной части устройства теплоизоляцией 10. Внутри полости 3 в теплоаккумуляционной массе установлен терморегулятор (не показан). В электрощите (не показано) установлено реле времени.

Воздухонагреватель работает следующим образом.

Электронагреватель, размещенный в теплоаккумуляционной массе, включается только в ночное время, в часы провала нагрузки и разогревает массу до ≈ 600^оС, выше которой электронагреватель отключается терморегулятором и подача электроэнергии прекращается. Время включения в ночное время обеспечивается с помощью реле времени. Испарительные концы тепловых труб 5 нагреваются, находящийся в них теплоноситель испаряется и поднимается в верхнюю часть труб 5, размещенных в теплоотдающей полости 4, и, конденсируясь, передает тепло ребрам 6. Холодный воздух, поступая во входное отверстие 8, нагревается, проходя через трубы 5 и ребра 6, и подогретым выходит через отверстия 9 в жилое помещение. При достижении температуры воздуха установленного значения терморегулятор закрывает заслонку, установленную во входном отверстии, и приток горячего воздуха в помещение прекращается. Поскольку теплоаккумуляционная масса разогрета до высокой температуры и способна длительно сохранять тепло, воздухонагреватель может длительно работать без повторного включения электронагревателя. В патрубках 7 скапливается образовавшаяся в процессе эксплуатации газовоздушная смесь. Требуемая температура жилого помещения обеспечивается типом и количеством теплоносителя в трубах независимо от температуры теплоаккумуляционной массы, так как при правильном выборе всех вышеуказанных показателей трубы перенос тепла от тепловой трубы к окружающему воздуху прекращается при достижении требуемой температуры.

Предлагаемый аккумуляционный воздухонагреватель найдет широкое применение в усадебных домах деревень, не обеспеченных централизованным теплоснабжением и имеющих маломощные электросети, не позволяющие в дневное время широко использовать электроэнергию. Изобретение имеет компактную конструкцию в полной заводской готовности, материалоемкость ее примерно в 1,5 раза ниже существующих аналогов, очень проста и экономная в эксплуатации.

Использование: для отопления индивидуальных построек сельской местности. Сущность изобретения: воздухоподогреватель снабжен тепловыми трубами, размещенными конденсационными и испарительными участками соответственно в теплоотдающей и теплоаккумулирующей полостях корпуса, при этом теплоаккумулирующая полость корпуса заполнена теплоаккумулирующей насадкой и снабжена электронагревателем, а каждая тепловая труба выполнена кольцевой и установлена с размещением своего испарительного участка ниже уровня конденсационного участка. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. АККУМУЛЯЦИОННЫЙ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ, содержащий корпус, разделенный перегородкой на теплоаккумуляционную, снабженную подогревателем, и теплоотдающую, снабженную входными и выходными отверстиями для подогреваемого воздуха, полости и частично заполненные теплоносителем тепловые трубы, конденсационные участки которых снабжены оребрением и размещены в теплоотдающей полости, а испарительные в теплоаккумуляционной, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и снижения материалоемкости, каждая тепловая труба выполнена кольцевой и установлена с размещением своего испарительного участка ниже уровня конденсационного участка, при этом в качестве подогревателя использован электронагреватель. 2. Воздухонагреватель по п.1, отличающийся тем, что каждая тепловая труба снабжена патрубком для сбора газовоздушной смеси, установленным на ее конденсационном участке. 3. Воздухонагреватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен терморегулятором, установленным в теплоаккумуляционной полости.