ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ Российский патент 1997 года по МПК F24H1/20 F24D13/04 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для подогревания теплоносителя в системах отопления помещений.

Известна установка для подогрева воды [1] содержащая циркуляционный насос, корпус с теплоизоляцией, в котором образована камера разрежения с размещенным в ней емкостным водоподогревателем, имеющим змеевик, соединенный с теплообменником, горелки с трубопроводом и клапаном, датчики в камере разрежения для предупреждения вскипания воды, электрически связанные с приводом циркуляционного насоса и клапаном трубопровода горелки.

Недостатком известной установки является отсутствие в электрической схеме устройства, задающего режимом работы установки в течение суток, что снижает ее экономичность. Кроме того, использование газа в качестве источника тепла требует специальных мер пожаровзрывобезопасности и сужает круг возможных потребителей данной установки, так как газовые сети не являются повсеместными.

Наиболее близким к заявленному находится прототип [2] содержащий цилиндрический корпус с боковыми подводящими и отводящими патрубками для нагреваемой среды и съемный фланец с закрепленными на нем погруженными в нагреваемую среду несколькими электронагревательными элементами (ТЭН).

Недостатком известного электроводоподогревателя является отсутствие направленности движения (холодного) теплоносителя из подводящего патрубка непосредственно на поверхность ТЭН, что в условиях естественной циркуляции ухудшает условия теплообмена и увеличивает время прогревания отопительной системы. Кроме того, рассматриваемый электроводоподогреватель не оснащен устройством автоматического управления. В целом, все это снижает экономичность работы электроводоподогревателя.

Цель изобретения повышение экономичности работы электронагревателя.

Поставленная цель достигается тем, что подводящий патрубок установлен на нижнем фланце корпуса и соосно ему, причем часть патрубка расположена внутри корпуса и имеет проход для теплоносителя, выполненный в виде П-образных радиальных пазов с установленными на торце этой части патрубка обтекателем в виде конуса, образующая которого находится внутри пазов, вершина обращена навстречу входящему потоку теплоносителя, а электронагреватель оснащен первичными преобразователями температуры воды и воздуха в помещении и шкафом управления, содержащим программное реле времени электрически связанное с пускателем электронагревателя.

На фиг. 1 жирными линиями показан электронагреватель отопительный и шкаф управления, тонкими линиями его схема отопления (слева) и схема электрического подключения (справа); на фиг. 2 подводящий патрубок электроногревателя.

Электронагреватель отопительный (далее электронагреватель) состоит из корпуса 1 (фиг. 1), нескольких ТЭН 2, установленных по примеру корпуса 1 электронагревателя, подводящего 3 и отводящего 4 патрубков, первичного преобразователя (датчика) температуры теплоносителя 5, датчика температуры воздуха 6 в помещении, шкафа управления 7.

Подводящий патрубок 3 установлен на нижнем фланце корпуса 1 электронагревателя и соосно ему. Часть подводящего патрубка 3, расположенная внутри корпуса 1 имеет П-образные радиальные пазы для прохода теплоносителя. На торце этой части патрубка 3 установлен обтекатель 8 (фиг. 2, выполненный в виде конуса, образующая которого находится внутри пазов, при этом вершина конуса обращена навстречу входящему потоку теплоносителя. Наличие обтекателя 8 и такое его расположение позволяет направить холодный поток теплоносителя непосредственно на горячие ТЭН 2, улучшает теплообмен в электронагревателе и ускоряет прогрев всей системы отопления. При этом за счет повышения температуры на выходе, увеличивается КПД электронагревателя, а значит экономичность его работы. Коническая форма обтекателя 8 технологична в изготовлении и создает минимальное гидравлическое сопротивление потоку теплоносителя. Для исключения повышения гидравлического сопротивления выполняется условие, при котором площадь прохода теплоносителя через П-образные пазы является большей, чем площадь радиального сечения патрубка 3.

Шкаф управления 7 содержит пускатель 9, программное реле времени 10, тумблер SA для включения дневного режима работы. Реле времени 10 имеет два контакта S1 и S2 дневного и ночного режима работы соответственно. BK2 является контактом датчика температуры теплоносителя 5, BK1 контактом датчика температуры воздуха 6 в помещении. Выбор режима включения электронагревателя в течение суток осуществляется за счет уставок реле времени 10 с помощью штифтов на программном диске реле. Периоды работы электронагревателя по программному реле времени определяются отсутствием в это время пиковых нагрузок в электросети, температурой окружающего воздуха снаружи помещения и другими причинами. В теплое время года можно оставить только ночной режим работы, отключив тумблер SA дневного режима работы, без перепрограммирования реле времени. Наличие программного реле времени 10 позволяет потребителю выбрать экономичный для его условий суточный режим включения электронагревателя и реле поддерживает его далее автоматически. Датчик температуры теплоносителя 5 предохраняет систему отопления от вскипания теплоносителя. Датчик 6 обеспечивает поддержание требуемой температуры воздуха в помещении во время работы электронагревателя.

Система отопления содержит также расширительный бачок 11, радиаторы отопления 12.

Электронагреватель отопительный работает следующим образом.

Электропитание подается на шкаф управления 7 включением тумблера "Сеть" (не показан). Ток по цепи управления протекает через контакты S1 и S2 реле времени 10, для дневного режима работы через тумблер SA, далее через контакты BK1 и BK2 датчиков температуры воздуха 6 и теплоносителя 5 на электромагнитную катушку пускателя 9. Пускатель 9 включает силовую часть электропитания на нагрев ТЭН 2. Начинается нагрев теплоносителя и его естественная циркуляция в системе отопления через отводящий патрубок 4, расширительный бачок 11, радиаторы отопления 12 обратно в охлажденном состоянии к подводящему патрубку 3. В части патрубка 3, расположенной внутри корпуса 1, охлажденный теплоноситель протекает через П-образные пазы и направляется коническим обтекателем 8 на нагретые ТЭН 2.

Система отопления прогревается и обогревает помещение до тех пор, пока один из контактов датчиков BK1 или BK2 не разомкнет цепь, либо окажутся разомкнуты оба контакта S1 и S2 программного реле времени 10. В первом случае контакт BK1 разомкнется при достижении заданной температуры воздуха в помещении, контакт BK2 разомкнется при достижении критической температуры теплоносителя. Во втором случае реле времени 10 программно отключит электронагреватель в соответствии с его суточным режимом работы. Дополнительное отключение одного из режимов работы программы реле времени 10 может быть сделано потребителем с помощью тумблера SA.

Электронагреватель отопительный обеспечивает экономичную и безопасную работу системы отопления.

Устройство электронагревателя предоставляет потребителю широкие возможности настроек температурных и временных режимов работы электронагревателя с их автоматической поддержкой.

Использование в теплотехнике, в частности, для подогревания теплоносителя в системах отопления помещений. Сущность изобретения: повышение экономичности электронагревателя, обеспечивается тем, что подводящий патрубок 3 установлен на нижнем фланце корпуса 1 и соосно ему, причем часть патрубка 3 расположена внутри корпуса 1 и имеет проход для теплоносителя, выполненный в виде П-образных радиальных пазов с установленными на торце этой части патрубка 3 обтекателем в виде конуса, образующая которого находится внутри пазов, вершина обращена навстречу входящему потоку теплоносителя, а электронагреватель оснащен первичными преобразователями 5 и 6 температуры воды и воздуха в помещении и шкафом 7 управления, содержащим программное реле 10 времени, электрически связанное с спускателем 9 электронагревателя. Устройство электронагревателя предоставляет потребителю широкие возможности настроек различных температурных и временных режимов его работы с автоматической поддержкой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электронагреватель отопления, содержащий цилиндрический корпус с подводящими и отводящими патрубками, несколько нагревательных элементов для подогрева теплоносителя, отличающийся тем, что подводящий патрубок установлен на нижнем фланце корпуса и соосно с ним, причем часть патрубка расположена внутри корпуса и имеет проход для теплоносителя, выполненный в виде П-образных радиальных пазов с установленными на торце этой части патрубка обтекателем в виде конуса, образующая которого находится внутри пазов, а вершина обращена навстречу входящему потоку теплоносителя. 2. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что оснащен первичными преобразователями температуры теплоносителя и воздуха в помещении и шкафом управления, содержащим программное реле времени, электрически связанное с пускателем электронагревателя.