Электронагреватель

Авторы патента:

F24H1/20 - с погруженными нагревательными элементами, например электрическими или трубчатыми камерами сгорания

Владельцы патента RU 2412403:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) (RU)

Электронагреватель предназначен для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения, а также для нагрева гальванических ванн в производстве деталей приборо- и машиностроения. Электронагреватель содержит установленные с зазором многопластинчатые электроды, выполненные из графита, соединенные токовводами и погруженные в нагреваемую среду, в качестве которой используют воду, имеющую удельную электропроводность от 1·10^-5 См·см^-1 до 6·10^-2 См·см^-1. В результате снижаются эксплуатационные расходы и повышается эффективность работы электронагревателя за счет снижения расхода электроэнергии. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения, а также для нагрева гальванических ванн в производстве деталей приборо- и машиностроения.

Известен электронагреватель для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения, содержащий многопластинчатые электроды, выполненные из разнородных материалов - нержавеющей стали и титанового сплава (патент РФ №2187048, МКИ 7 F24H 1/20). В качестве нагреваемой среды используют водный раствор нитрата натрия и аммония лимоннокислого трехзамещенного. Недостатками этого электронагревателя являются: дорогостоящий материал электродов; сложный состав нагреваемой среды; недостаточная эффективность; сложность эксплуатации.

Известен электронагреватель для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения, содержащий многопластинчатые электроды, выполненные из графита (патент РФ №2279016, МПК F24H 1/20). В качестве нагреваемой среды используют водный раствор морской соли при концентрации 50-80 г/л. Такой раствор имеет удельную электропроводность от 7·10^-2 См·см^-1 до 13·10^-2 См·см^-1. Недостатками этого электронагревателя являются: недостаточная эффективность преобразования электрической энергии (0,85 Вт·ч/л·°C), использование расходного материала (морской соли).

Задачей изобретения является повышение эффективности работы электронагревателя и снижение эксплуатационных расходов за счет устранения расходных материалов.

Поставленная задача решается тем, что в электронагревателе, содержащем установленные с зазором многопластинчатые графитовые электроды, соединенные токовводом и погруженные в нагреваемую среду, согласно изобретению в качестве нагреваемой среды используют воду, имеющую удельную электропроводность 1·10^-5 См·см^-1-6·10^-2 См·см^-1.

Вода может быть взята практически из любого естественного источника (наземные водоемы, реки, артезианские или колодезные скважины и т.д.) или из водопровода.

На чертеже представлен заявляемый электронагреватель в поперечном разрезе. Электронагреватель состоит из двух токовводов 1, пакета многопластинчатых электродов из графита 2, корпуса 3. Электроды погружают в нагреваемую среду 4, представляющую собой воду, имеющую удельную электропроводность от 1·10^-5 См·см^-1 до 6·10^-2 См·см^-1.

Устройство работает следующим образом. На токовводы 1 подают переменное напряжение промышленной частоты. В результате непосредственно через нагреваемую среду потечет ток между электродами 2 с выделением тепла как в нагреваемой среде, так и на поверхности графитовых электродов.

При использовании в предлагаемом электронагревателе воды, имеющей удельную электропроводность ниже 1·10^-5 См·см^-1 или выше 6·10^-2 См·см^-1, происходит увеличение удельных энергозатрат.

Предполагаемый механизм повышенной эффективности электронагревателя основывается на неравнозначности тепловых эффектов химических реакций образования окислов углерода в анодный полупериод и восстановления окислов в катодный полупериод электрического тока. При электропроводности более 6·10^-2 См·см^-1 возрастает роль электрохимических реакций, которые идут с поглощением тепла. При электропроводности менее 1·10^-5 См·см^-1 уменьшается количество реакций, идущих с поглощением тепла. Газообразования на поверхности электродов во время нагрева не обнаружено.

Результаты экспериментальной проверки предложенного устройства представлены в таблице.

Сравниваемые устройства	Объем, л	Потребляемая мощность, кВт	Время нагрева, мин	Изменение температуры, °C	Удельные энергозатраты, Вт·ч/л·°C
Устройство по прототипу	3,5	2,7	4	60	0,85
Предлагаемое устройство	3,5	0,95	4	60	0,3

Анализ результатов экспериментальной проверки показывает, что использование заявленного электронагревателя повышает эффективность преобразования электрической энергии в тепловую. Для работы предложенного устройства не требуется применять расходный материал (морскую соль).

Электронагреватель, содержащий установленные с зазором многопластинчатые электроды, соединенные токовводами и погруженные в нагреваемую среду, отличающийся тем, что в качестве нагреваемой среды используют воду, имеющую удельную электропроводность 1·10^-5См·см^-1-6·10^-2 См·см^-1.

Похожие патенты:

Нагреватель-теплообменник // 2398161

Изобретение относится к области теплотехники и гидродинамики, а именно к подогревателям жидкости, и может быть использовано при проектировании котлов бойлеров, титанов, бытовых нагревательных приборов.

Конвекционный нагревательный прибор // 2392547

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в бытовых электронагревательных приборах, водонагревателях для промышленных целей, а также в отопительных системах частных жилых домов.

Устройство для отопления и горячего водоснабжения одноэтажных зданий // 2382950

Изобретение относится к области энергетики и, в частности, к установкам отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. .

Электрический водонагреватель // 2382292

Изобретение относится к электробытовым нагревательным приборам и может быть использовано для нагрева воды в бытовых условиях. .

Водонагревательная установка // 2382291

Изобретение относится к энергетике, а именно к комбинированным устройствам для горячего водоснабжения с использованием солнечной и ветровой энергии. .

Водонагреватель // 2382290

Изобретение относится к отопительным системам, работающим на принципе нагрева текучей среды, и касается конструкции электрического водонагревателя, предназначенного для обеспечения товарным теплом индивидуального, коттеджного или многоэтажного жилищного фонда, подвижных составов, железнодорожных вагонов и иного специального оборудования, а также на объектах сельского хозяйства, крестьянско-фермерского хозяйства.

Нагревательный блок // 2382289

Изобретение относится к бытовым электроприборам, в частности к проточным электронагревателям, и может быть применено для быстрого нагрева теплоносителя. .

Электроводонагреватель // 2382288

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для обеспечения горячей водой бытовых и промышленных объектов, имеющих водопровод холодной воды.

Реактор для получения тепловой энергии // 2379595

Изобретение относится к устройствам для получения тепловой энергии и может использоваться в различных тепловых системах объектов промышленного и бытового назначения.

Электроводонагреватель // 2371640

Накопительный водонагреватель, фланец накопительного водонагревателя и способ контроля образования накипи в водонагревателе // 2419028

Изобретение относится к устройствам и способам обнаружения образования накипи в водонагревателе

Способ нагрева и нагнетания токопроводящей жидкости, устройство для его осуществления и теплогенерирующая установка // 2419039

Изобретение относится к способам и техническим средствам нагрева и нагнетания токопроводящих жидкостей (ТПЖ) и может быть использовано в энергетике, в устройствах, предназначенных для перекачки и нагнетания ТПЖ в системах отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений, в различных производственных процессах, машинах и установках

Электронагреватель текучей среды // 2431085

Изобретение относится к теплоэнергетике и теплообменной технике, в частности к электронагревателям текучих сред, и предназначено для проточного или циркуляционного подогрева воды и маловязких жидкостей

Электрический накопительный водонагреватель с двойной катодной защитой // 2451882

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в электрических накопительных водонагревателях

Способ нагрева жидкости (варианты) и устройство для нагрева жидкости (варианты) // 2453776

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в электроводонагревателях для нагрева воды

Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления // 2465521

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам и устройствам для нагревания жидкого теплоносителя

Конструкция водонагревателя // 2496061

Изобретение относится к конструкции водонагревательной системы, предназначенной для обеспечения горячей водой в бытовых (домашних) условиях. Технический результат, на решение которого направлено настоящее изобретение, состоит в разработке такого технического решения, которое даже в случае частого или только небольшого забора горячей воды исключает эффект запаздывания, в то же время создавая условия для благоприятного расхода энергии, требует небольших исходных капиталовложений и может выполнять свои функции даже в отсутствие подачи большого количества энергии. Технический результат достигается в водонагревательной системе с газовым водонагревательным устройством, которое подключено к впускной трубе для холодной воды и к выпускной трубе для горячей воды. Система дополнительно содержит электрический водонагреватель накопительного типа, встроенный по последовательной схеме в выпускную трубу для горячей воды и снабженный термостатом. Электрический водонагреватель может быть установлен внутри газового водонагревательного устройства или снаружи его. Накопительная емкость электрического водонагревателя может иметь накопительный объем менее 20 л. Электрический водонагреватель может быть установлен внутри газового водонагревательного устройства с возможностью поглощать и использовать тепло, выделяемое, но неиспользуемое указанным устройством. Электрический водонагреватель, установленный внутри газового водонагревательного устройства, может быть снабжен теплопроводным элементом, введенным в зону горения указанного устройства. Накопительная емкость электрического водонагревателя может быть покрыта теплоизоляционным материалом. Изобретение основано на осознании возможности скомбинировать преимущества газовых водонагревателей с преимуществами электрических водонагревателей, оснащенных небольшой емкостью, и обеспечить, за счет такой комбинации, условия для оптимального режима работы и практически неизменные общие габариты системы. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Равновесный локально-термодинамический проницаемый тепловой излучатель с выровненным распределением потенциалов в пространстве // 2496062

Заявляемое техническое решение относится к области электронагревательных приборов, предназначенных для подогрева и испарения воды в расходном режиме и в составе замкнутых водяных и пароводяных контуров. Суть изобретения заключается в том, что равновесный локально-термодинамический проницаемый тепловой излучатель с выровненным распределением потенциалов в пространстве, содержащий перфорированные электроды, которые установлены на равном расстоянии с образованием сквозных каналов и расположены по электрическим фазам поочередно, имеет отверстие электрода, выполненное в виде округлого отверстия. Такое выполнение позволит выравнивать распределение потенциалов в пространстве. 11 ил.

Встроенное нагревательное устройство водонагревателя с тепловым аккумулятором // 2519115

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водонагревателях для коммунально-бытового водоснабжения. Сущность изобретения в том, что дополнительное нагревательное устройство для нагрева воды в баке (1) водонагревателя с тепловым аккумулятором, рассчитанное на размещение внутри упомянутого бака, которое включается при каждом акте потребления воды и нагревает только воду внутри указанного дополнительного устройства и имеет камеру, впускной патрубок, ведущий в упомянутую камеру, выпускной патрубок, выходящий из упомянутой камеры, электрическое сопротивление, помещающееся внутри упомянутой камеры и регулируемое датчиком расхода в то время, когда необходима вода. Кроме того, предлагается водонагреватель с тепловым аккумулятором, содержащий накопительный бак, нагревательные устройства для нагрева накопленной воды в упомянутом баке, устройство регулирования температуры воды, накопленной в упомянутом баке, и упомянутое дополнительное нагревательное. При таком выполнении повышается эффективность нагрева воды. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Электрическая водонагревательная система // 2520783

Изобретение относится к электрическим приборам, в которых нагревается вода. Электрическая водонагревательная система с ограниченным отложением накипи содержит емкость для приема воды, ограничивающую внутреннее накопительное пространство для нагреваемой воды. Воду, хранимую в упомянутом внутреннем накопительном пространстве, можно нагревать посредством электрического нагревательного элемента, присутствующего в этом внутреннем накопительном пространстве. Кроме того, предусмотрены анодный элемент и катодный элемент, соединенные или выполненные с возможностью соединения с источником питания постоянного тока для создания разности потенциалов между катодным элементом и анодным элементом. Катодный элемент находится во внутреннем накопительном пространстве рядом с нагревательным элементом. При таком выполнении уменьшается количество отложение накипи на частях электрической водонагревательной системы. Предложенная водонагревательная система может быть установлена в чайниках, кофеварках, утюгах и в моечных машинах. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.