ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F24D13/04 

Изобретение относится к области отопления горячего водоснабжения и может быть использовано, например, в садоводческих домиках, банях, саунах.

Известна электрическая система отопления и горячего водоснабжения, содержащая устройство нагрева воды в виде резервуара и трубопровода подачи холодной и отвода горячей воды к узлам потребления (а.с. СССР N 909473, кл. F 24 H 1/20, опубл. 1982).

Недостатками известной системы является сложность конструкции и невысокая эффективность использования.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности использования.

Эта задача достигается тем, что в электрической системе отопления и горячего водоснабжения, содержащей устройство нагрева воды в виде резервуара и трубопроводы подачи холодной воды и отвода горячей воды, резервуар устройства нагрева воды выполнен из диэлектрического материала и заполнен электролитом, через который пропущена нагревательная труба, соединенная с трубопроводами подачи холодной воды и отвода горячей. При этом труба размещена с зазором внутри токопроводящего трубчатого кожуха. Наружная поверхность кожуха экранирована диэлектрическим материалом, а полость внутри трубчатого кожуха выполнена сообщающейся с основным резервуаром. К трубчатому кожуху, являющемуся анодом, подключены электрические контакты подачи положительного потенциала электрического тока, а к нагревательной трубе, являющейся катодом, подключен отрицательный потенциал электрического тока. Трубопровод подачи подачи холодной воды, проходящей через нижнюю часть резервуара, выполнен в виде змеевика.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенной электрической системы отопления и горячего водоснабжения; на фиг. 2 устройство нагрева; на фиг. 3 то же, вид сбоку.

Электрическая система отопления и горячего водоснабжения содержит устройство для нагрева воды 1 и систему трубопроводов 2, 3, 4, 5, 6, 7 подачи холодной воды, охлажденной и отвода горячей воды к потребителям. Система снабжена расширительным бачком 8.

Устройство для нагрева воды выполнено в виде резервуара 9 из диэлектрического материала, заполненного электролитом 10, например, раствором кальцинированной соды, плотностью 1,17 1,19 г/см³. Через резервуар 9 пропущена нагревательная труба 11, соединенная с трубопроводом 2 подачи холодной воды и трубопроводом 3 подачи возвратной воды через змеевик 12, размещенный в нижней части резервуара 9 и служащий для охлаждения электролита 10 и подогрева поступающей из трубопроводов 2, 3 воды. Труба 11 размещена с зазором внутри токопроводящего трубчатого кожуха 13. Наружная поверхность кожуха 13 экранирована диэлектрическим материалом 14. Величина зазора составляет 20 30 мм для обеспечения надежности работы (предотвращения коротких замыканий между анодом и катодом). Полость 15 внутри трубчатого кожуха выполнена сообщающейся с основным резервуаром 16 за счет выполнения отверстий или прорезей 17 в трубчатом кожухе 13 и к нему подключены электрические контакты 18 подачи положительного потенциала электрического тока. Нагревательная труба 11 является катодом, к ней подключен электрический контакт 19 подачи отрицательного потенциала.

Система работает следующим образом. Холодная вода из магистрального водопровода 2 или другого напорного источника воды поступает в змеевик 12, частично здесь нагревается за счет охлаждения электролита 10 и поступает в нагревательную трубу 11, где нагревается до необходимой температуры. Нагрев трубы 11 производится за счет образования электролитной плазмы в пространстве около катода (трубы 11). При включении электрического тока высокого напряжения в первый момент через электролит 10 проходит ток большой силы и в результате электролиза на катоде (трубе 11) происходит обильное выделение пузырьков водорода. Выделившиеся пузырьки водорода создают местное разобщение электролита и электрода. В следующий период соприкосновения электролита с трубой 11 (катодом) прохождение тока происходит только по отдельным мостиком 20 (фиг. 2, 3). Это приводит к мгновенному нагреву прилегающего к катоду (трубе 11) слоя электролита 10 и образованию вокруг его паровой рубашки. Пузырьки водорода служат центрами образования пара и способствуют образованию паровой оболочки. Упругостью выделяющегося газа паров электролит оттесняется от катода (трубы 11), сила тока снижается. Паровая рубашка конденсируется окружающей ее массой электролита, в результате чего происходит новое контактирование электролита с катодом, возрастание силы тока и цикл импульсов повторяется.

Скорость нагрева катода 150 200^oC в секунду.

Нагретая в трубе 11 вода за счет естественной циркуляции поднимается по стоку трубопроводу отвода горячей воды 4 в расширительный бачок 8 и далее в распределительную систему: трубопровод 5 подачи горячей воды в нагревательные приборы 21 системы отопления и трубопровод 6 подачи горячей воды в систему водоснабжения к узлам потребления 22, 23.

Сброс излишков воды из расширительного бачка 8 производят по трубопроводу 7.

Выполнение электрического устройства нагрева воды в виде резервуара, заполненного электролитом, и подводом холодной воды в нагревательную трубу, размещенную внутри электролита и являющуюся катодом, позволяет упростить систему отопления и горячего водоснабжения, обеспечить высокую температуру нагрева воды в трубе, вплоть до получения сухого пара, который может быть использован в банях и саунах.

Эта система автономна, не зависит от тепловых сетей, что позволяет сократить протяженность трубопровода. Не требует использования насосов.

Установка змеевика в нижней части резервуара с электролитом и подача воды в нагревательную трубу с предварительным пропуском через змеевик позволяет производить охлаждение электролита и подогрев этой воды, что повышает КПД установки.

Эта система обладает более широкими возможностями и может быть использована для получения как горячей воды, так и пара (вплоть до сухого). Она более динамична, нагрев производится за короткий период ее действия (за 5 7 секунд можно получать сухой пар).

Система экологически чистая (отсутствует загрязняющие атмосферу выбросы).

Использование: в системе отопления и горячего водоснабжения. Сущность изобретения: устройство для нагрева воды 1 в этой системе выполнено в виде резервуара 9, заполненного электролитом 10. Через электролит 10 пропущена нагревательная трубка 11 (катод) с подводом в нее воды. Труба 11 размещена внутри трубчатого токопроводящего кожуха 13 с экранированной наружной поверхностью и являющегося анодом. В нижней части резервуара 9 размещен змеевик 12. Нагретая в трубе 11 вода по трубопроводам 4, 5, 6 подается к объектам потребления 22, 23 и нагревательным приборам 21. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электрическая система отопления и горячего водоснабжения, содержащая устройство нагрева воды в виде резервуара и трубопроводы подачи холодной и отвода горячей воды к узлам потребления, отличающаяся тем, что резервуар устройства нагрева воды выполнен из диэлектрического материала и заполнен электролитом, через который пропущена нагревательная труба, соединенная с трубопроводами подачи холодной воды и отвода горячей, при этом труба размещена с зазором внутри токопроводящего трубчатого кожуха, наружная поверхность которого экранирована диэлектрическим материалом, полость внутри трубчатого кожуха выполнена сообщающейся с основным резервуаром, а к трубчатому кожуху, являющемуся анодом, подключены электрические контакты подачи положительного потенциала электрического тока, к нагревательной трубе, являющейся катодом, подключен отрицательный потенциал электрического тока. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что трубопровод подачи холодной воды, проходящей через нижнюю часть резервуара, выполнен в виде змеевика.