Автономная котельная установка парового отопления

 

Использование: в бытовых отопительных системах, преимущественно для отопления дачных домов и небольших теплиц. Сущность изобретения: автономная котельная установка парового отопления содержит питательный бак с водой, снабженный регулятора уровня 5, нагревательный прибор и парогенератор, выполненный в виде трубчатого испарителя 3, снабженного с внутренней стороны электродами 4, включенными в электрическую сеть. При этом испаритель установлен внутри питательного бака и имеет в нижней части отверстие для поступления воды, а в верхней части отверстие для выхода пара, нагревательный прибор 6, конструктивно совмещенный с парогенератором выполнен из материала повышенной теплоемкости и имеет внутри каналы 7 для протекания теплоносителя, при этом верхний канал 7 соединен с верхней частью парогенератора, а нижний канал соединен с питательным баком. 1 ил.

Изобретение относится к бытовым отопительным системам и может быть использовано для отопления индивидуальных жилых домов, гаражей и т.п.

Преимущественное использование- отопление дачных домов и небольших теплиц.

Известны различные котельные установки, в том числе использующие электродный котел. Например, известная электродная котельная установка содержит питательный бак, насос, электродный котел и блок управления. Другая известная котельная установка содержит питательный бак, снабженный регулятором уровня, герметичный электродный котел, расширительный бак, питательный трубопровод и пароотводящую трубку с запорным вентилем.

Известен парогенератор, в основу работы которого положен принцип действия электродного котла.

Наиболее близким по своему техническому решению является система парового отопления низкого давления с верхним распределением пара, взятая за прототип, которая содержит котел для получения пара (парогенератор), соединенный через магистральный паропровод с верхней частью нагревательных приборов и конденсатопровод, включенный между нижней частью нагревательных приборов и котлом.

Недостатками системы являются сложность в обслуживании паровых котлов, высокая температура поверхности нагревательных приборов, трудность регулирования температуры отапливаемых помещений, большие потери тепла в трубопроводах.

Достигаемым техническим результатом изобретения является упрощение конструкции при одновременном повышении эффективности автономной котельной установки парового отопления.

Это достигается тем, что в автономной котельной установке парового отопления, содержащей питательный бак с водой, снабженный регулятором уровня, парогенератор, соединенный с питательным баком, и нагревательный прибор, подключенный между парогенератором и питательным баком, парогенератор выполнен вы виде трубчатого испарителя, снабженного с внутренней стороны электродами, включенными в электрическую сеть и установленного внутри питательного бака, при этом испаритель имеет в нижней части отверстие для поступления воды, а в верхней части отверстие для выхода пара, а нагревательный прибор, конструктивно совмещенный с парогенератором, выполнен из материала повышенной теплоемкости и имеет внутри каналы для протекания теплоносителя, при этом верхний канал соединен с верхней частью парогенератора, а нижний канал с питательным баком.

Сущность изобретения заключается в том, что нагревание и испарение воды осуществляется в сосуде малого объема трубчатом испарителе за счет протекания электрического тока между электродами испарителя через полный объем воды, заключенный в испарителе, что повышает скорость парообразования.

Изменение уровня воды в питательном баке приводит к изменению объема испаряемой воды в испарителе, что изменяет скорость парообразования и, как следствие, позволяет регулировать температуру нагрева стенок нагревательного прибора.

Выполнение нагревательного прибора из материала высокой теплоемкости позволяет использовать преимущество регенеративных теплообменников: высокотемпературный теплоноситель (пар), двигаясь с высокой скоростью по каналам нагревательного прибора нагревает конструкцию, которая обогревает помещение как конвективным способом, так и излучением не только во время работы, но и после выключения котельной установки.

Совмещение в единой конструкции котельной установки и нагревательного прибора позволяет избежать потерь тепла в трубопроводах, что повышает эффективность паровой отопительной системы.

Отличительными признаками изобретения являются введение трубчатого испарителя, снабженного с внутренней стороны электродами и установленного внутри питательного бака; введение конструктивно совмещенного с парогенератором нагревательного прибора, выполненного из материала повышенной теплоемкости и имеющего внутри каналы для протекания теплоносителя.

Эти признаки известны из литературы, но по отношению к прототипу они являются новыми и позволяют проявить новые свойства, а именно упростить конструкцию при одновременном повышении эффективности автономной котельной установки парового отопления.

На чертеже схематически показана конструкция автономной котельной установки.

Автономная котельная установка парового отопления представляет собой питательный бак 1, который заполняется водой 2 на высоту, определяемую регулятором 5 уровня. Внутри питательного бака 1 установлен трубчатый испаритель 3, который выполняется из изоляционного материала, например из керамики в виде трубки круглого, прямоугольного или любого иного сечения. С внутренней стороны трубчатый испаритель 3 имеет электроды 4, которые включаются в электрическую сеть. Трубчатый испаритель 3 имеет в нижней части отверстие для поступления воды 2 из питательного бака 1, а в верхней части отверстие для выхода пара. Нагревательный прибор 6 выполняется из материала повышенной теплоемкости, например из керамики, и имеет внутри каналы 7 для протекания теплоносителя. Нагревательный прибор 6 устанавливается на трубчатый испаритель 3 таким образом, что верхнее отверстие испарителя 3 соединяется с верхним каналом нагревательного прибора 6. При этом выходное отверстие нижнего канала нагревательного прибора 6 соединяется с верхней частью питательного бака 1. Каналы 7 нагревательного прибора 6 образуют замкнутый путь движения теплоносителя: отверстие для выхода пара из трубчатого испарителя 3 верхний канал промежуточные каналы нижний канал нагревательного прибора 6 вода 2 питательного бака 1-нижнее отверстие для поступления воды 2 в испаритель 3.

Автономная котельная установка работает следующим образом.

Регулятором уровня 5 устанавливается необходимый уровень воды 2 в питательном баке 1, определяемый требуемой температурой отопления помещения. Питательный бак 1 заполняется водой 2 до установленного уровня. Вследствие свойства сообщающихся сосудов вода 2 заполняет трубчатый испаритель 3 до уровня, установленного регулятором 5.

При включении электродов 4 в электрическую сеть через весь объем воды, заключенный между электродами 4 внутри трубчатого испарителя 3 протекает электрический ток, вследствие чего вода нагревается и вскипает, образуя пар. Скорость парообразования определяется величиной ионной проводимости воды и активной площадью электродов.

Пар через верхнее отверстие трубчатого испарителя 3 поступает в каналы 7 нагревательного прибора 6, где конденсируясь, отдает стенкам прибора 6 теплоту парообразования. Образовавшийся конденсат стекает из нижнего канала нагревательного прибора 6 в питательный бак 1.

Процесс парообразования и протекания теплоносителя по каналам нагревательного прибора идет непрерывно, пока электроды 4 включены в электрическую сеть и питательный бак 1 наполнен водой 2.

Нагревательный прибор 6 отдает теплоту в окружающее пространство как конвективным способом, так и излучением, причем излучением почти в два раза выше, чем радиаторы отопления 4, что повышает эффективность отопительной системы.

Регулятор уровня 5 позволяет изменять уровень воды 2 в питательном баке 1, а следовательно, и объем испаряемой воды в трубчатом испарителе 3. Последнее обстоятельство приводит к изменению скорости парообразования и в конечном счете к повышению или понижению температуры отапливаемого помещения.

Предлагаемая система парового отопления является полностью автономной. Она практически не требует обслуживания. В случае полного испарения или утечки воды из питательного бака электрическая цепь оказывается разомкнутой, установка автоматически выключается из работы. Заполнение питательного бака водой производится в начале эксплуатации. В дальнейшем требуется только компенсировать потери воды за счет непредусмотренных утечек пара.

Установка безопасна, поскольку теплоносителем является низкотемпературный пар и температура стенок нагревательного прибора не превышает 100^оС.

Формула изобретения

АВТОНОМНАЯ КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ПАРОВОГО ОТОПЛЕНИЯ, содержащая питательный бак, заполненный водой и снабженный регулятором уровня, парогенератор, соединенный с питательным баком, и нагревательный прибор с каналами для протекания теплоносителя, подключенный между парогенератором и питательным баком, отличающаяся тем, что парогенератор установлен внутри питательного бака и выполнен в виде трубчатого испарителя, снабженного с внутренней стороны электродами, включенными в электрическую сеть, и отверстиями в нижней части для поступления воды, а в верхней части для выхода пара, каналы нагревательного прибора размещены один над другим, при этом верхний канал подключен к отверстию для выхода пара испарителя, а нижний соединен с питательным баком.

РИСУНКИ

Рисунок 1