Электродный водонагреватель

Авторы патента:

Гришин П.П.

Ключников В.В.

Черепов Л.Н.

F24h2/20 – с погруженными нагревательными элементами, например электрическими или трубчатыми камерами сгорания

 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в системах отопления и получения горячей воды. Электродный водонагреватель содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками, систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз, и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, а также заслонки из диэлектрика, одним концом прикрепленные к валу и при повороте последнего перекрывающие пространство между внешним и частями внутреннего цилиндров, а подводящий и отводящий патрубки выполнены из изоляционного материала и имеют заданную длину. Такое выполнение водонагревателя позволяет получить широкий диапазон регулирования мощности нагрева и значительно повысить безопасность его использования. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в системах отопления и получения горячей воды.

Известен электронагреватель жидкости электродного типа, содержащий электропроводный заземленный корпус с нижним и верхним соответственно подводящим и отводящим патрубками, в полости которого расположены электрод и вокруг него электропроводящая обечайка с образованием центральной камеры, подключенной к отводящей трубке, перегородку, установленную горизонтально между корпусом и обечайкой, выполненной с отверстиями с образованием герметичной периферийной камеры, при этом подводящий патрубок выполнен индивидуальным для каждой камеры ( см. патент России 1838729, по кл. F 24 H 1/20, заявл. 12.07.90 ).

Регулирование мощности при нагреве воды указанным электронагревателем возможно только путем его включения и выключения, что усложняет конструкцию. Наличие электропроводного корпуса снижает безопасность пользования электронагревателем.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту (прототипом) является электродный водонагреватель, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз, и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, причем часть цилиндров выполнена поворотными.

Регулирование мощности нагрева воды осуществляется поворотом цилиндров ( см. заявку на изобретение России 93010909/06, по кл. F 24 Н 1/20, заявл. 01.03.93 ).

Известный электродный водонагреватель не позволяет обеспечить регулирование мощности в широком диапазоне, а именно, от значений тока, близких к нулю. Ток утечки по теплоносителю будет как между максимально удаленными электродами, так и между электродами и токопроводящими подводящим и отводящим трубопроводами нагревательной системы. Это снижает и безопасность эксплуатации водонагревателя.

Заявляемым изобретением решается задача создания такого электродного водонагревателя, который позволил бы обеспечить регулирование мощности в широком диапазоне и повысил бы его безопасность в процессе эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в известном электродном водонагревателе, содержащем корпус с подводящим и отводящим патрубками, систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз, и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, согласно изобретению электродный водонагреватель дополнительно содержит по числу фаз заслонки из диэлектрика, одним концом прикрепленные к валу и при повороте последнего перекрывающие пространство между внешним цилиндром и частями внутреннего цилиндра, а подводящий и отводящий патрубки выполнены из изоляционного материала.

Подводящий и отводящий патрубки имеют длину, определяемую по формуле L = US/Ir, где L – длина патрубка, м; U – напряжение питания, В; S – площадь сечения патрубка, м²; I – допустимый ток утечки, А; r – удельное сопротивление теплоносителя, Ом м.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с известными показал, что предложенная совокупность признаков является новой, имеет изобретательский уровень и промышленно применима.

На фиг. 1 изображен общий вид электродного водонагревателя; На фиг. 2 – то же, разрез по А – А.

Электродный водонагреватель содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками из изоляционного материала. В корпусе 1 размещены электроды, выполненные в виде коаксиальных внешнего 4 и внутреннего 5 цилиндров. Внутренний 5 цилиндр разделен по образующей на части по числу фаз ( на чертеже внутренний 5 цилиндр разделен на три части ). В полости внутреннего 5 цилиндра установлен вал 6, а электродный водонагреватель дополнительно содержит по числу фаз заслонки 7 из диэлектрика ( на чертеже их три ), одним концом прикрепленные к валу 6 и при повороте последнего перекрывающие пространство между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндра. Для поворота вала 6 на его конце, с внешней стороны, корпуса 1 закреплена ручка 8.

Длина подводящего 2 и отводящего 3 патрубков определяется по формуле L= US/Ir где L – длина патрубка, м;
U – напряжение питания, В;
I – допустимый ток утечки, А;
S – площадь сечения патрубка, м²;
r – удельное сопротивление теплоносителя, Ом м.

Работает электродный водонагреватель следующим образом.

Теплоноситель, в частности вода, через подводящий 2 патрубок поступает внутрь корпуса 1 и заполняет пространство между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндров. Вода нагревается проходящим через него током в зазоре между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндров и уходит через отводящий 3 патрубок в систему водо- или теплоснабжения ( на чертеже не показано ).

Регулирование мощности нагрева осуществляют изменением положения заслонок 7 в пространстве между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндров путем поворота вала 6 ручкой 8.

Максимальная мощность нагрева обеспечивается при выведенных из пространства между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндров заслонках 7. При полностью введенных заслонках 7 ток между электродами практически отсутствует. Кроме того, выполнение подводящего 2 и отводящего 3 патрубков из изоляционного материала исключает утечку тока между электродами и этими патрубками при любом положении заслонок 7, так как длина патрубков 1 и 2 обеспечивает необходимое сопротивление по воде.

Таким образом, заслонки из диэлектрика, вводимые в пространство между электродами, и патрубки из изоляционного материала позволяют получить широкий диапазон регулирования мощности нагрева, а именно от нуля до максимума. Кроме того, подключение электродного водонагревателя в систему водоснабжения или отопления через патрубки из изоляционного материала, длина которых обеспечивает необходимое сопротивление по воде, значительно повышает безопасность его использования.

Формула изобретения

1. Электродный водонагреватель, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками и систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз, и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по числу фаз заслонки из диэлектрика, одним концом прикрепленные к валу и при повороте последнего перекрывающие пространство между внешним и частями внутреннего цилиндра, а подводящий и отводящий патрубки выполнены из изоляционного материала.

2. Электродный водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что подводящий и отводящий патрубки имеют длину, определяемую по формуле
L = US/Ir,
где L – длина патрубка, м;
U – напряжение питания, В;
I – допустимый ток утечки, А;
S – площадь сечения патрубка, м²;
r – удельное сопротивление теплоносителя, Омм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

 

Похожие патенты:

Комплект водонагревателя бытового // 2176765

Изобретение относится к бытовым приборам, используется в водонагревательной технике и может быть использовано, в частности, для получения горячей воды для бытовых нужд, в домашних условиях, на даче и подачи ее на потребление, например в душ, в ванну, на кухонную мойку

Электроводонагреватель // 2172900

Изобретение относится к электронагреву воды, непрерывно поступающей из водопроводной сети, и может быть использовано в приборах для нагрева воды, например, на бытовые нужды

Электрод для электродного водогрейного котла // 2168876

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электронагревательным приборам электродного типа, и может быть использовано в саморегулируемых нагревателях для автономного горячего водоснабжения и водяного отопления помещений различного назначения, коттеджей, служебных и жилых помещений и т

Электрод для электродного нагревателя жидкости // 2168875

Электродный нагреватель жидкости // 2168874

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электронагревательным приборам электродного типа, и может быть использовано для автономного отопления и горячего водоснабжения объектов, не имеющих централизованного теплоснабжения, например коттеджей, производственных и служебных помещений, теплиц и т. п., а также в термостатах и подогревателях жидкости

Электрод для электродного нагревателя жидкости // 2168873

Нагреватель воды электрический // 2165053

Изобретение относится к водоснабжению, в частности к конструкции трехфазных электрических нагревателей, и может быть использовано для нагрева воды

Способ защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами // 2162573

Изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться в бытовых и промышленных электроводонагревателях

Нагреватель текучей среды // 2156411

Электродный нагреватель // 2156410

Изобретение относится к технике прямого преобразования электрической энергии в тепловую, а именно к электродным нагревателям жидкости, и может быть использовано для разработки и изготовления различных электронагревательных приборов

Бытовой универсальный котел // 2182285

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к универсальным нагревателям, и может быть использовано для разработки и изготовления различных нагревательных приборов

Нагревательное устройство // 2184910

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к нагревательным приборам, преобразующим электрическую энергию в тепловую, и может быть использовано для обогрева помещений локальными отопительными системами, заполненными жидкими теплоносителями

Электронагреватель // 2187048

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения

Электродный магнитогидродинамический водонагреватель // 2187764

Электроводонагреватель // 2187765

Изобретение относится к технике получения горячей воды для технологических нужд и может быть использовано для горячего водоснабжения коттеджей или отдельных квартир многоэтажных домов

Теплоаккумуляционный электронагреватель жидкости // 2188362

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах нагрева жидкости, горячего водоснабжения и отопления

Электродный нагреватель жидкости // 2189541

Изобретение относится к технике прямого преобразования электрической энергии в тепловую, а именно к электродным нагревателям жидкости, и может быть использовано для изготовления различных электронагревательных приборов

Электродный нагреватель жидкости // 2189542

Электроводонагреватель // 2190166

Изобретение относится к технике получения горячей воды для технологических нужд и может быть использовано для горячего водоснабжения коттеджей или отдельных квартир многоэтажных домов

Индукционный электроводонагреватель // 2191326

Изобретение относится к технике получения горячей воды для технологических нужд и может быть использовано для горячего водоснабжения в коттеджах и отдельных квартирах многоэтажных домов

ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ.

Патент № RU 48036 МПК F24h2/20 | Биржа патентов

Реферат

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована в водогрейных системах, а также в системах местного отопления небольших зданий, например индивидуальных жилых домов. Электродный водонагреватель содержит корпус с входным и выходным патрубками, в цилиндрических полостях которого установлены фазные электроды. Новым в электродном водонагревателе является то, что корпус выполнен цельнометаллическим, цилиндрические полости в корпусе образованы сквозными отверстиями, а фазные электроды в сквозных отверстиях корпуса закреплены по концам с помощью пробок резьбовым соединением и изолированы от корпуса посредством втулок из диэлектрического материала. Это позволяет упростить конструкцию электродного водонагревателя и снизить его габариты. Кроме того, увеличение производительности водонагревателя данной конструкции не требует значительного увеличения его габаритов.

Формула изобретения

Электродный водонагреватель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в цилиндрических полостях которого установлены фазные электроды, отличающийся тем, что корпус выполнен цельнометаллическим, цилиндрические полости в корпусе образованы сквозными отверстиями, а фазные электроды в сквозных отверстиях корпуса закреплены по концам с помощью пробок резьбовым соединением и изолированы от корпуса посредством втулок из диэлектрического материала.

Описание

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована в водогрейных системах, а также в системах местного отопления небольших зданий, например индивидуальных жилых домов.

Известен электродный водонагреватель, содержащий цилиндрический корпус с подводящим и отводящим патрубками и систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, причем электродный водонагреватель дополнительно содержит заслонки из диэлектрика, перекрывающие пространство между электродами (см. описание изобретения к патенту РФ №2178126, заявл.03.12.99, опубл.10.01.2002, по кл. F 24 Н 1/20).

Известный электродный водонагреватель имеет сложную конструкцию и значительные габариты. Кроме того, для увеличения производительности электродного водонагревателя данной конструкции потребуется увеличение рабочей поверхности электродов, что также приведет к увеличению габаритов.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков (прототипом) является электродный водонагреватель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в цилиндрических полостях которого установлены фазные электроды, причем корпус выполнен полым, цилиндрические полости образованы дополнительными перфорированными трубчатыми электродами, гидравлически связанными с общим коллектором подвода теплоносителя (см. свидетельство на полезную модель №14644, заявл.08.02.2000, опубл.10.08.2000, по кл. F 24 Н 1/20).)

Наличие расположенных в полом корпусе дополнительных перфорированных трубчатых электродов, гидравлически связанных с общим коллектором подвода теплоносителя значительно усложняет конструкцию электродного водонагревателя и увеличивает его габариты. Кроме того, данный электродный водонагреватель имеет низкую производительность, для увеличения которой потребуется значительно увеличить рабочую поверхность электродов, за счет увеличения его габаритов.

Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в том, чтобы значительно упростить конструкцию электродного водонагревателя и снизить его габариты.

oasis-open.org/tables/exchange/1.0″ xmlns:ns3=”http://www.w3.org/1998/Math/MathML3″ com:pnumber=”7″>Поставленная задача решается тем, что в электродном водонагревателе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, в цилиндрических полостях которого установлены фазные электроды, согласно полезной модели, корпус выполнен цельнометаллическим, цилиндрические полости в корпусе образованы сквозными отверстиями, а фазные электроды в сквозных отверстиях корпуса закреплены по концам с помощью пробок резьбовым соединением и изолированы от корпуса посредством втулок из диэлектрического материала.

Выполнение корпуса цельнометаллическим, выполнение цилиндрических полостей в корпусе в виде сквозных отверстий, закрепление фазных электродов в сквозных отверстиях корпуса по концам с помощью пробок резьбовым соединением и расположение между корпусом и фазными электродами втулок из диэлектрического материала являются существенными признаками, отличающими заявляемую полезную модель от ее ближайшего аналога.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображен электродный водонагреватель.

Электродный водонагреватель содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. Корпус 1 выполнен цельнометаллическим и имеет ряд цилиндрических полостей 4, выполненных в виде сквозных отверстий. В цилиндрических полостях 4 коаксиально расположены фазные электроды 5, а концы фазных электродов 5 в цельнометаллическом корпусе 1 закреплены с помощью металлических пробок 6 резьбовым соединением. Фазные электроды 5 изолированы от корпуса 1 посредством втулок 7 из диэлектрического материала. Цилиндрические полости 4 по краям гидравлически соединены между собой впускным 8 и выпускным 9 каналами, связанными с соответствующими входным 2 и выходным 3 патрубками.

Электродный водонагреватель работает следующим образом.

Теплоноситель, в частности вода, через входной 2 патрубок по впускному 8 каналу одновременно поступает во все цилиндрические полости 4, выполненные в виде сквозных отверстий в корпусе 1 и заполняет кольцевое пространство, образованное поверхностями цилиндрических полостей 4 и фазными электродами 5. На изолированные от корпуса 1 посредством втулок 7 из диэлектрического материала, фазные электроды подают электрический ток, который проходя через заполненное водой кольцевое пространство нагревает ее. Нагретая до заданной температуры вода по выпускному каналу 9 через выходной патрубок поступает в систему водо – или теплоснабжения (на чертеже не показана). Производительность электродного водонагревателя устанавливается количеством цилиндрических полостей 4, выполненных в виде сквозных отверстий в цельнометаллическом корпусе 1, с установленными в них фазными электродами 5.

Заявляемая полезная модель позволяет упростить конструкцию электродного водонагревателя и снизить его габариты. Кроме того,

увеличение производительности водонагревателя данной конструкции не требует значительного увеличения его габаритов.

Водогрейный котел с погружными электродами HV

Серия CEJW

Высоковольтный водогрейный котел с погружными электродами

ACME ENGINEERING PRODUCTS предлагает водогрейные котлы на основе проверенной конструкции для строительных комплексов, коммерческих структур и легкой промышленности. Этот котел может быть подключен непосредственно к распределительной сети высокого напряжения.

​

Любое напряжение до 20 кВ, 3 фазы, 3 провода и осевая линия с заземлением.

• Диапазон мощностей: от 2500 до 68 000 кВт

• Напряжение источника питания: от 4160 до 25000 В

• Максимальная рабочая температура для стандартных моделей: 180 °C (360 °F)

• Рабочее давление: от 3 до 14,5 бар (от 50 до 200 фунтов на кв. дюйм)

• Силовые вводы (токопроводящие) собраны и сертифицированы для 42000 В и 16 бар (230 фунтов на кв. дюйм) для любого рабочего напряжения

• Быстрое реагирование: от 0 до 100 % емкости в:
  Горячее состояние: 1 минута
  Из холодного в горячее состояние: от 15 до 25 минут (в зависимости от размера)

• Экономичен даже для мощностей от 2 до 6 МВт

• Простое управление

• Может быть добавлен к существующим системам и подходит для дополнительных водохранилищ

• Возможность воспользоваться низкими тарифами на электроэнергию в непиковые периоды и колебаниями спроса

Эти электродные котлы имеют неограниченные возможности применения везде, где существует потребность в технологическом обогреве или обогреве помещений. Неполный список возможных применений включает:

​

• Офисно-квартирный дом

• Больницы, школы, гостиницы

• Предприятия пищевой промышленности

• Швейные и текстильные предприятия

• Промышленные предприятия

• Пластиковые и химические заводы

• Добыча полезных ископаемых

• Электростанции для централизованного теплоснабжения

• Производство автомобилей

Котлы CEJW практически 100% электроэнергии преобразуют в тепло. Автоматический контроль нагрузки и температуры обеспечивает бесступенчатое управление в диапазоне мощности от 10 до 100 %.

​

• Экономичная установка

• Снижение эксплуатационных расходов

• Безопасная работа

• Минимальное обслуживание

• Экологически чистый

На все наши котлы с погружными электродами распространяется гарантия в течение одного года эксплуатации или 18 месяцев после отгрузки на дефекты изготовления и материалов.

Гарантия ограничивается заменой дефектных деталей только при их возврате на завод по предоплате. Копия гарантии предоставляется по запросу.

• Сосуд под давлением, конструкция ASME (раздел I или IV), требуется свидетельство о регистрации сосуда под давлением со штампом CRN/U или CE/PED

• Силовые вводы в сборе протестированы и сертифицированы для давления 16 бар (230 фунтов на кв. дюйм) и 42 кВ

• Привод котла и система управления мощностью

• Большой люк DN 500 (20 дюймов)

• Оболочка из листового металла и теплоизоляция из керамического волокна толщиной 100 мм (4 дюйма)

• Каркас безопасности вокруг высоковольтных соединений

• Предохранительный клапан(ы)

• Клапан ручного слива (начального наполнения)

• Автоматический воздухоотводчик

Преимущества и преимущества графитовых электродов для повышения производительности водонагревателя

Горячая вода для бытовых нужд, как она есть, для душа с хорошей температурой в зимнее время года, для приготовления пищи и промышленных процессов, среди прочего, иногда ее нельзя было рассматривать как эффективную из-за ухудшения качества воды. баки, трубы и компоненты водонагревателей . Этот износ графитированных электродов

в котлах

является нормальным явлением, поскольку каждое устройство и система имеет определенный срок службы. Важно попытаться отсрочить эти повреждения, обеспечив хорошее техническое обслуживание устройств, компонентов и труб, чтобы обеспечить быстрый нагрев воды.

В этом смысле, когда достигается неизбежная неэффективность котельных систем, возможно, пора подумать о наиболее подходящих заменах, даже с возможностью обновления системы отопления, для обеспечения производственных операций и т.п. Даже для обеспечения горячей санитарной водой на предприятии или в самом доме.

Например, графитовые электроды из-за их высокой электропроводности широко используются в сталелитейной промышленности, хотя они также могут применяться в коммерческих и промышленных целях водонагреватели . Это могут быть пластины, листы или бруски. Их требования варьируются от их использования в качестве графитовых анодов или катодов, топливных элементов или процессов электролиза для химических процессов растворения тел и веществ.

Эти элементы, несомненно, имеют множество промышленных применений. Их также можно использовать на бытовом уровне. Недаром их уже много используют в бойлерах, для гораздо более быстрого нагрева воды, и с экономией, которая может достигать до 40% и более, по крайней мере по сравнению с использованием более обычных нагревательных приборов. Происходит это потому, что они работают аналогично резистору, при этом имеют очень быстрое повышение температуры в воде, при этом с наименьшими затратами энергии. Кроме того, если Wi-Fi и

Графитовые электроды

К этому добавляется технология Bluetooth, тогда управление и автоматизация позволят добиться более существенной экономии.

Другие механизмы для повышения производительности водонагревателя

Электрические котлы имеют наименьшие сложности при установке и обычно очень практичны для обычного дома со средней семьей из четырех человек; для нагрева воды в промышленных объемах могут быть лучше другие котельные установки. С другой стороны, газовые устройства используются чаще всего, но возможно, что многие люди заменяют их более безопасными устройствами; ведь пользоваться газом опасно. Трубопроводные системы отопления — хорошая идея, но она требует тщательного планирования и отличного исполнения, особенно при работе с крупными комплексами, такими как промышленные склады; для этого надо учитывать расстояния и выходы воды, чтобы она вышла как можно скорее.

Есть устройства, баки которых небольшие, до 2 литров, но моментально повышают температуру жидкости. Некоторые из этих устройств используют технологию обнаружения потока, которая с помощью датчика почти мгновенно нагревает воду. Когда жидкость не обнаружена, система отключается, что приводит к удовлетворительной экономии энергии.

Графит в котле

Очевидно, что такой механизм для домов или квартир, где не требуется много горячей воды.

Расширяя технологический прогресс в этом вопросе, возможно, что существуют прототипы рециркуляции воды, поступающей из тех же душевых трапов, моек для стирки и других, однако это также будет слишком дорогая технология для коммерческого или бытового применения.