ТРЕХФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, в частности к средствам подогрева теплоносителя с применением электродов и может найти применение в различных системах отопления.
Известен электродный подогреватель см. свидетельство на полезную модель №3074 «Электродный водоподогреватель» М. кл. F 24 Н 1/20, содержащий герметичный корпус, фазный электрод, размещенный в среде теплоносителя, патрубки подвода и отвода теплоносителя.
К недостаткам известного водоподогревателя можно отнести неравномерный износ фазного электрода в зоне отвода теплоносителя. Это объясняется локальным перегревом теплоносителя в этой зоне, повышенной проводимостью теплоносителя и как следствие быстрый износ электродов водоподогревателя.
Известно более совершенное устройство см. свидетельство на полезную модель №8784 «Электродное нагревательное устройство» М. кл. F 24 Н 1/20, в котором для теплоносителя выполнен дополнительный обводной канал, а корпус нагревательного устройства снабжен ребрами жесткости.
Указанное устройство имеет сложную и малоэффективную конструкцию.
Известен электродный водоподогреватель - прототип - см. свидетельство на полезную модель №14643 от 14.03.2000 года М. кл. 7 F 24 Н 1/00, содержащий герметичный корпус, коаксиально установленные в нем фазный и трубный электроды, патрубки подвода и отвода жидкости, изолятор и клеммник токоввода, при этом фазный электрод выполнен в форме стержня переменного сечения. Стержень фазного электрода выполнен в форме усеченного конуса, причем диаметр стержня в зоне патрубка подвода теплоносителя выполнен, например, равным 16 мм, а в зоне отвода теплоносителя равным 14 мм. стержень фазного электрода выполнен из металла, например нержавеющей стали, или графита.
Теплоноситель, проходя между электродами нагревается и поднимаясь в дальнейшем поступает в магистраль.
К недостаткам известной конструкции можно отнести быстрый износ фазного электрода и вследствие этого сниженная эффективность работы водоподогревателя.
Технической задачей настоящей полезной модели является устранение недостатков прототипа, в частности повышение эффективности и надежности работы водоподогревателя, а также повышение износостойкости центрального фазного электрода.
Поставленная задача достигается тем, что в корпусе водоподогревателя смонтировано три трубных электрода, по крайней мере, каждый из них выполнен с двумя окнами, расположенными напротив патрубка подвода теплоносителя и перфорационными отверстиями для входа теплоносителя, расположенными в рабочей зоне электродов, при этом электроды смонтированы в полости корпуса водоподогревателя на равном расстоянии друг от друга с зазором между трубными электродами и корпусом водоподогревателя, внутри каждого трубного электрода смонтирован фазный электрод, при этом, фазный электрод каждой пары через изолятор, находящийся на нижней его части, отделен от трубного электрода и корпуса
водоподогревателя, каждый фазный электрод водоподогревателя снабжен клеммами для питания, а корпус водоподогревателя снабжен клеммой для рабочего нуля, патрубок отвода теплоносителя выполнен сужающимся.
Патрубок подвода теплоносителя смонтирован на боковой поверхности в нижней части корпуса водоподогревателя и связан с его полостью.
Патрубок отвода теплоносителя смонтирован в верхней части корпуса водоподогревателя.
Изолятор каждого фазного электрода снабжен уплотнением, установленным в кольцевой канавке с возможностью герметичного контакта с внутренней поверхностью трубного электрода.
Перфорационные отверстия выполнены по всей длине каждого трубного электрода.
Каждая пара - трубный и фазный - электроды смонтированы в корпусе водоподогревателя герметично и параллельно друг другу при помощи основания корпуса водоподогревателя в нижней части и при помощи держателя в верхней части.
Признаки того, что в корпусе водоподогревателя смонтировано три трубных электрода, по крайней мере, каждый из них выполнен с двумя окнами, расположенными напротив патрубка подвода теплоносителя и перфорационными отверстиями для входа теплоносителя, расположенными в рабочей зоне электродов, при этом электроды смонтированы в полости корпуса водоподогревателя на равном расстоянии друг от друга с зазором между трубными электродами и корпусом водоподогревателя, внутри каждого трубного электрода смонтирован фазный электрод, при этом, фазный электрод каждой пары через изолятор, находящийся на нижней его части, отделен от трубного электрода и корпуса водоподогревателя, каждый фазный электрод водоподогревателя снабжен клеммами для питания, а корпус водоподогревателя снабжен клеммой для рабочего нуля, патрубок отвода теплоносителя выполнен сужающимся - являются признаками
существенными, промышленно выполнимыми, направленными на достижение поставленной полезной моделью технической задачи.
Признаки того, что патрубок подвода теплоносителя смонтирован на боковой поверхности в нижней части корпуса водоподогревателя и связан с его полостью, патрубок отвода теплоносителя смонтирован в верхней части корпуса водоподогревателя, изолятор каждого фазного электрода снабжен уплотнением, установленным в кольцевой канавке с возможностью герметичного контакта с внутренней поверхностью трубного электрода, перфорационные отверстия выполнены по всей длине каждого трубного электрода, каждая пара - трубный и фазный - электроды смонтированы в корпусе водоподогревателя герметично и параллельно друг другу при помощи основания корпуса водоподогревателя в нижней части и при помощи держателя в верхней части - являются признаками дополнительными, раскрывающими конкретное выполнение основных признаков полезной модели, способствуют достижению поставленной полезной моделью технической задачи. Так, параллельность трубных электродов относительно корпуса водоподогревателя при помощи держателя и основания, размещение электродов на равном расстоянии друг от друга с зазором между трубным электродом и корпусом водоподогревателя, а также поступление теплоносителя через перфорационные отверстия трубного электрода обеспечивает равномерное поступление теплоносителя к каждому фазному электроду и соответственно способствуют равномерному износу электродов.
На фиг1 схематично представлен предлагаемый трехфазный электродный водоподогреватель.
Водоподогреватель состоит, например, из цилиндрического корпуса 1 с размещенными в его полости трубными электродами 2, фазными электродами 3 с изоляторами 4 и уплотнениями 5. Перфорационные отверстия 6 каждого трубного электрода 2 выполнены по всей длине
цилиндрической части трубного электрода 2. Патрубок 7 подвода теплоносителя смонтирован на боковой цилиндрической стороне в нижней части корпуса 1 водоподогревателя и связан с его полостью. Патрубок 8 отвода теплоносителя смонтирован в верхней части корпуса 1 и связан с полостями трубных электродов. Каждый фазный электрод 2 снабжен клеммами 9, корпус снабжен клеммой рабочего нуля 10.
Предлагаемый водоподогреватель работает следующим образом:
Исходное положение. Перед началом работы водоподогревателя его корпус соединен с рабочим нулем, а фазные электроды подсоединены к фазам питания.
При включении питания, электрический ток одновременно начинает проходить через теплоноситель, расположенный в рабочей зоне между каждым трубным 2 и каждым фазным 3 электродами. При прохождении электрического тока между электродами происходит нагревание теплоносителя. Теплоноситель, по мере прохождения по высоте между каждой парой электродов, постепенно нагревается до определенной температуры и поднимается как более легкий вверх и далее в магистраль, а в рабочую зону электродов по патрубку 7 подвода теплоносителя поступает предназначенный для подогрева теплоноситель. Так, если теплоноситель через патрубок 7 подвода теплоносителя поступил с температурой, например, в 45 градусов, то по мере подъема теплоносителя вверх, например на 30-40 мм, его температура поднимается на 4-8 градусов в зависимости от заданной конечной температуры теплоносителя. Далее при подъеме еще на 30-40 мм температура поднимается еще на 4-8 градусов и т.д. Для того, чтобы не было перегрева фазного электрода в перфорационные отверстия 6 по всей длине поступает теплоноситель с меньшей температурой чем теплоноситель, находящийся в полости цилиндрического зазора между каждым трубным и каждым фазным электродами. Предлагаемый водоподогреватель, по отношению к отопительным приборам одной системы размещают,
преимущественно, ниже отопительных приборов, т.к. при этом возрастает циркуляционный напор теплоносителя (для отопительных систем с естественной циркуляцией).
В настоящее время автором изготовлена опытная партия предлагаемых водоподогревателей. Несколько водоподогревателей было передано для проведения комплексных испытаний в производственных и жилых помещениях. Предварительные данные испытаний показали хорошие стабильные результаты.
Автором принято решение по организации производства предлагаемых водоподогревателей.