Устройство для электродного нагрева жидкости Российский патент 2024 года по МПК F24H1/20 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к прямому преобразованию электрической энергии в тепловую, и может найти применение в системах нагрева жидкости и отопления.

Известен способ и устройство получения тепловой энергии из электрической заключающийся в подаче холодной жидкости в корпус электродной нагревательной установки, ее нагреву и отводу потребителю путем создания и поддержания горения низкотемпературной плазмы, обеспечивающей заданную температуру жидкости [RU №2355953 С1, 20.05 2009].

Основным недостатком данного устройства нагрева является размещение электродов в нагреваемой жидкости, что требует дополнительных мер по обеспечению защиты от поражения электрическим током через жидкость, а также изменяет физические свойства жидкости в результате ее ионизации.

В предлагаемом изобретении устройство нагрева содержит в одном корпусе два отдельных электрически не связанных объема жидкости. Объем жидкости с электродным нагревом и рабочий безэлектродный объем жидкости имеющий общую стенку в виде теплообменника с жидкостью электродного нагрева и внутреннюю циркуляционную систему подачи жидкости.

Наиболее близким по технической сущности прототипом является устройство для преобразования электрической энергии в тепловую выполненное в виде электродной нагревательной установки, содержащей корпус с жидкостью снабженный подводящими и отводящими патрубками, электродную систему, размещенную в отдельном теплообменнике внутри корпуса и образующем своими стенками и стенками корпуса внутреннюю циркуляционную систему теплообмена [RU №2557141 C1, 20.07.2015 Б.И.].

В прототипе устранены основные недостатки электродных нагревателей прямого нагрева, такие как возможность поражения электрическим током и его воздействия на физические свойства жидкости, но выполнение устройства конструктивно сложное и ограничивает использование предложенного устройства для широкого применения.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение установки нагрева жидкости, позволяющей эффективно производить электродный нагрев жидкости без прямого воздействия электродного процесса на нагреваемую жидкость.

Техническая сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что уменьшение в установке количества деталей ведет к повышению надежности его работы.

Настоящая задача решается тем, что в устройстве электродного нагрева жидкости, содержащем внешний корпус с рабочей емкостью с жидкостью, снабженной подводящим и отводящим патрубками и размещенным внутри рабочей емкости корпус теплообменника с замкнутой электродной емкостью с жидкостью, образующий своими стенками и стенками внешнего корпуса внутреннюю циркуляционную систему, электродную систему нагрева состоящую из фазового и нулевого электродов, часть внутренней циркуляционной системы выполнена в виде трубчатого змеевика, охватывающего корпус теплообменника, фазный электрод выполнен в виде цилиндрической емкости с отверстиями и размещен в жидкости внутри корпуса теплообменника, а нулевой в виде корпуса теплообменника, подводящий патрубок соединен с цилиндрической емкостью фазного электрода и через трубчатый змеевик с рабочей емкостью, при этом корпус теплообменника и трубчатый змеевик выполнены из меди или ее сплавов.

На фиг. 1 - общий вид водонагревателя

Согласно изображению, устройство содержит внешний корпус с рабочей емкостью 1 с жидкостью, имеющей предпочтительно цилиндрическую форму, подводящий 2 и отводящий 3 патрубки жидкости, соединенные соответственно с цилиндрической замкнутой емкостью фазного электрода и с рабочей емкостью корпуса 1 нагревательной установки. Электродная система содержит фазный электрод 4 в виде цилиндрической емкости с отверстиями 5, размещенный в жидкости внутреннего корпуса 6 выполняющего функцию замкнутого теплообменника и являющегося нулевым электродом системы электродного нагрева. Внутренняя циркуляционная система теплообмена выполнена в виде трубчатого змеевика 7 охватывающего внутренний корпус 6 теплообменника. Температура нагреваемой жидкости в рабочей емкости 1 внешнего корпуса измеряется термодатчиком 8, который задает режим подачи электропитания, регулятору электропитания 9 подключенному к сети переменного тока 10 и электродам 4 и 6 водонагревателя роль которых играют цилиндрическая емкость с отверстиями и внутренний корпус замкнутого теплообменника. Подача жидкости в устройство для преобразования электрической энергии в тепловую регулируется вентилями 11, 12, 13, а для защиты от перегрева установлен клапан давления 14. Электродная система и система электропитания монтируются на съемной изоляционной крышке 15, которая в свою очередь, крепится к корпусу на болтовом соединении 16 обеспечивая ее герметичность.

Устройство для преобразования электрической энергии в тепловую работает следующим образом. Подводящий патрубок подсоединяют к системе водоснабжения, открывают вентиль 11, а затем вентиль 12 заполняют рабочую емкость системы электронного нагрева. После заполнения замкнутого пространства внутренней рабочей емкости 1 системы электродного нагрева установку подключают к сети переменного тока 10, регистрируют температуру нагрева термодатчиком 8, который задает режим подачи электропитания регулятору электропитания 9 и начинается нагрев воды во внутреннем электродном корпусе 6 играющем роль замкнутого теплообменника. Нагретая в теплообменнике жидкость передает свое тепло стенкам внутреннего корпуса 6, которые в свою очередь нагревают воду в рабочей емкости 1 образованной в межстеночном пространстве внешнего корпуса установки и внутреннего корпуса замкнутого теплообменника. Питающая вода проходящая по трубчатому змеевику 7 дополнительно нагревается от жидкости в рабочей емкости внешнего корпуса и подается на отопление. Нагретая вода, находящаяся во внутренней системе электродного нагрева, может быть использована для разовых потребностей после открытия вентиля 13 на патрубке 3. В случае увеличения давления водяных паров в системе электронного нагрева срабатывает клапан давления 14.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к прямому преобразованию электрической энергии в тепловую, и может найти применение в системах нагрева жидкости и отопления. Устройство содержит внешний корпус с рабочей емкостью с жидкостью, снабженной подводящим и отводящим патрубками и размещенным внутри нее корпусом теплообменника с замкнутой электродной емкостью с жидкостью, электродную систему нагрева, состоящую из фазового и нулевого электродов размещенных в жидкости замкнутого теплообменника, образующего своими стенками и стенками внутреннего корпуса внутреннюю циркуляционную систему. Внутренняя циркуляционная система выполнена в виде трубчатого змеевика, охватывающего корпус теплообменника. Фазный электрод выполнен в виде цилиндрической емкости с отверстиями и размещен в жидкости внутри корпуса теплообменника, а нулевой в виде корпуса теплообменника. Подводящий патрубок соединен с электродной цилиндрической емкостью и через трубчатый змеевик с рабочей емкостью. Корпус теплообменника и трубчатый змеевик выполнены из меди или ее сплавов. 1 ил.

Устройство электродного нагрева жидкости, содержащее внешний корпус с рабочей емкостью с жидкостью, снабженный подводящим и отводящим патрубками, и размещенный внутри рабочей емкости корпус теплообменника с замкнутой электродной емкостью с жидкостью, образующий своими стенками и стенками внешнего корпуса внутреннюю циркуляционную систему, электродную систему нагрева, состоящую из фазного и нулевого электродов, отличающееся тем, что часть внутренней циркуляционной системы выполнена в виде трубчатого змеевика, охватывающего корпус теплообменника, фазный электрод выполнен в виде цилиндрической емкости с отверстиями и размещен в жидкости внутри корпуса теплообменника, а нулевой в виде корпуса теплообменника, подводящий патрубок соединен с цилиндрической емкостью фазного электрода и через трубчатый змеевик с рабочей емкостью, при этом корпус теплообменника и трубчатый змеевик выполнены из меди или ее сплавов.