Электродный нагреватель жидкости Российский патент 2003 года по МПК F24H1/20 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для обеспечения горячей водой пастеризаторов молока и другого оборудования молочных заводов.

Известен электронагреватель жидкости по а.с. № 687320, кл. F 24 Н 1/20, F 22 В 1/30. Он содержит снабженный нижним и верхним соответственно подводящим и отводящим патрубками вертикальный заземленный электропроводный корпус с установленным в нем электродом, размещенной вокруг последнего обечайкой из электропроводного материала и плотно соединенной со стенкой корпуса выше отводящего и ниже подводящего патрубков с образованием центральной герметичной камеры, заполненной промежуточным теплоносителем и сообщенной с компенсационным бачком.

Центральная герметичная камера снабжена отводящей трубой с вентилем. Недостаток данного нагревателя состоит в том, что нет возможности регулировать температуру настройки нагревателя.

Этот недостаток устранен в электродном нагревателе жидкости по а.с. № 914890, кл. F 24 H 1/20 (прототип).

Он содержит заполненный нагреваемой средой корпус с герметичной нагревательной камерой, частично заполненной промежуточным теплоносителем с образованием жидкостного и парового объемов, первый из которых снабжен электродами и сообщен с компенсационной емкостью. Компенсационная емкость выполнена в виде сильфона, снабженного регулировочной пружиной, или в виде бачка, установленного с возможностью вертикального перемещения.

Недостаток этого нагревателя в случае выполнения компенсационной емкости в виде сильфона, снабженного регулировочной пружиной, состоит в сложности конструкции, особенно при большой мощности нагревателя, когда компенсационная емкость должна быть большого объема, а в случае выполнения компенсационной емкости в виде бачка, установленного с возможностью вертикального перемещения, недостатком нагревателя является его неустойчивая работа в переходных режимах. При прекращении или резком уменьшении расхода нагреваемой среды в центральной камере возрастает давление пара промежуточного теплоносителя, который вытесняет часть теплоносителя по трубопроводу в компенсационный бачок, преодолевая давление столба жидкости в трубопроводе и атмосферное давление. Поскольку в центральной камере температура промежуточного теплоносителя выше температуры его кипения при атмосферном давлении, то, попадая из центральной камеры в трубопровод и компенсационный бачок, перегретый промежуточный теплоноситель вскипает, при этом резко уменьшается удельный вес жидкости в трубопроводе и компенсационном бачке, нарушается равновесие между давлением пара в центральной камере и давлением столба жидкости в трубопроводе и компенсационном бачке, вследствие чего из центральной камеры промежуточный теплоноситель будет вытесняться еще интенсивнее до полного его перетекания в компенсационный бачок. Излишки пара выйдут из центральной камеры через трубопровод и компенсационный бачок в атмосферу, и равновесие между давлением пара в центральной камере и давлением столба жидкости восстановится, но кратковременно, т.к. пар в центральной камере начнет конденсироваться, давление в камере упадет, теплоноситель будет перетекать из компенсационного бачка в центральную камеру, усиливая конденсацию пара, т.к. температура теплоносителя стала ниже температуры пара, т.е. ускоряя процесс перетекания теплоносителя из бачка в центральную камеру до ее заполнения. Так как для нагрева большого количества промежуточного теплоносителя, поступившего в центральную камеру, необходимо какое-то время, то в результате температура нагреваемой среды будет иметь провал.

Еще одним недостатком нагревателя является испарение промежуточного теплоносителя в атмосферу из компенсационного бачка, что требует дополнительных эксплуатационных затрат,

Целью данного изобретения является повышение стабильности работы нагревателя в переходных режимах и уменьшение эксплуатационных затрат.

Указанная цель достигается тем, что в электродном нагревателе жидкости, содержащем корпус с теплообменником и герметичной нагревательной камерой, заполненной промежуточным теплоносителем, снабженной электродами и сообщенной с компенсационной емкостью, между нагревательной камерой и компенсационной емкостью введена дополнительная емкость, расположенная ниже нагревательной камеры, объем которой больше объема нагревательной камеры, а компенсационная емкость сообщена с атмосферой через конденсатор пара.

Введение дополнительной емкости между нагревательной камерой и компенсационной емкостью, расположенной ниже нагревательной камеры, объем которой больше объема нагревательной камеры, исключает попадание перегретого промежуточного теплоносителя из нагревательной камеры в компенсационную емкость, т.е. предотвращает вскипание теплоносителя в компенсационной емкости и повышает стабильность работы нагревателя в переходных режимах, а сообщение компенсационной емкости с атмосферой через конденсатор пара уменьшает испарение промежуточного теплоносителя в атмосферу, снижая эксплуатационные расходы.

На чертеже изображен предлагаемый электродный нагреватель жидкости. Он содержит корпус 1 с теплообменником 2 и герметичной нагревательной камерой 3, заполненной промежуточным теплоносителем, снабженной электродами 4 и сообщенной с компенсационной емкостью 5. Между нагревательной камерой 3 и компенсационной емкостью 5 введена дополнительная емкость 6, расположенная ниже нагревательной камеры, объем которой больше объема нагревательной камеры 3. Компенсационная емкость 5 сообщена с атмосферой через конденсатор пара 7.

Нагреватель работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на электроды 4 проходящий между электродами через промежуточный теплоноситель электрический ток выделяет тепло, которое через стенки теплообменника 2 передается нагреваемой среде, проходящей через него. Если количество тепла, потребляемого нагреваемой средой, меньше, чем количество тепла, выделяемого электрическим током, то в камере 3 повышается температура промежуточного теплоносителя, возрастает давление его пара, который вытесняет часть теплоносителя в дополнительную емкость 6, а из нее - в компенсационную емкость 5. При снижении уровня жидкости между электродами 4 уменьшается их рабочая поверхность и, соответственно, снижается потребляемая мощность. При определенном уровне теплоносителя наступает равновесие потребляемой и отдаваемой мощности и нагреватель работает в режиме поддержания заданной температуры. При прекращении расхода нагреваемой среды через теплообменник 2 в нагревательной камере 3 резко возрастает давление пара промежуточного теплоносителя, который вытесняет весь теплоноситель из межэлектродного зазора нагревательной камеры 3 в дополнительную емкость 6, а из нее в компенсационную емкость 5. При этом не происходит вскипания теплоносителя в компенсационной емкости, т.к. туда поступает холодный теплоноситель, а перегретый остается в дополнительной емкости 6, не нарушается равновесие между давлением пара в нагревательной камере 3 и давлением столба жидкости в компенсационной емкости 5, не происходит прорыва пара из нагревательной камеры 3 в атмосферу, т.е. нагреватель работает устойчиво.

В переходных режимах работы нагревателя воздух из компенсационной емкости 5 то вытесняется промежуточным теплоносителем в атмосферу, то поступает вновь, при этом часть теплоносителя улетучивается. При прохождении увлажненного воздуха через конденсатор пара часть паров теплоносителя конденсируется на его поверхности и стекает в компенсационную емкость 5.

Период между дозаправками нагревателя увеличивается, следовательно, уменьшаются эксплуатационные расходы.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для обеспечения горячей водой пастеризаторов молока и другого оборудования молочных заводов. Задача изобретения - повышение стабильности работы нагревателя в переходных режимах и уменьшение эксплуатационных затрат. Поставленная задача решается тем, что в электродном нагревателе жидкости, содержащем корпус с теплообменником и герметичной нагревательной камерой, заполненной промежуточным теплоносителем, снабженной электродами и сообщенной с компенсационной емкостью, между нагревательной камерой и компенсационной емкостью имеется дополнительная емкость, расположенная ниже нагревательной камеры, объем которой больше объема нагревательной камеры. Компенсационная емкость сообщена с атмосферой через конденсатор пара. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электродный нагреватель жидкости, содержащий корпус с теплообменником и герметичной нагревательной камерой, заполненной промежуточным теплоносителем, снабженной электродами и сообщенной с компенсационной емкостью, отличающийся тем, что между нагревательной камерой и компенсационной емкостью введена дополнительная емкость, расположенная ниже нагревательной камеры, объем которой больше объема нагревательной камеры.2. Электродный нагреватель жидкости по п.1, отличающийся тем, что компенсационная емкость сообщена с атмосферой через конденсатор пара.