ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, в частности к автономным малогабаритным средствам, обеспечивающим нагрев теплоносителя.
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 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 №16541 от 21.08.2000 года М. кл. 7 F 24
Н 1/20, содержащий герметичный корпус, коаксиально установленные в нем фазный и трубный электроды, размещенные в среде электролита-теплоносителя, патрубки подвода и отвода теплоносителя и клеммник токоввода, при этом в качестве электролита-теплоносителя использован водный раствор йодита калия и металлического йода при следующем соотношении ингредиентов, мас.%
Йодит калия
25-30
Металлический йод
1
Дистиллированная вода
до 100
2
3
Трубный элемент выполнен проточным, его стенка снабжена сквозными отверстиями, соединяющими внутреннее пространство трубы с коллектором подвода теплоносителя, а оси отверстий трубы направлены нормально продольной оси электрода. Отверстия в стенке трубного электрода выполнены разного диаметра. Теплоноситель, проходя между электродами нагревается и поднимается вверх. В процессе нагрева теплоносителя и прохождения электрического тока через электроды положительные ионы-катионы перемещаются к катоду, а отрицательные ионы-анионы к аноду. В предложенном растворе теплоносителя при прохождении электрического тока в толще теплоносителя происходит постоянный процесс обеднения и восстановление обедненной производными йода элементами, (йодид-анионов J- и молекулярного йода J., трийодид-анион J.), в результате чего концентрация введенных в теплоноситель составляющих сохраняется постоянной в течение длительного времени.
К недостаткам известной конструкции водоподогревателя можно отнести то, что фазный электрод, установленный с различными расстояниями от внутренней поверхности трубного электрода подвергается более интенсивному износу, а известный состав теплоносителя недостаточно эффективен при его использования в отопительных системах, проработавших
некоторое время и имеющих на стенках труб и котлов накипь, что снижает продолжительность и эффективность работы водоподогревателя.
Технической задачей настоящей полезной модели является устранение недостатков прототипа, в частности повышение эффективности, надежности и продолжительности работы водоподогревателя и повышение технологических возможностей состава по предотвращению накипи на внутренних стенках труб и приборов отопительной системы.
Поставленная полезной моделью задача достигается тем, что фазный электрод смонтирован на равном расстоянии от внутренних стенок трубного электрода, а водный раствор йодита калия и металлического йода в технологическом растворе выполнен в следующем соотношении, в мас.%
Йодит калия
15-30
Металлический йод
0,5-1
Вода
до 100
Равное расстояние фазного электрода от внутренних стенок трубного электрода обеспечивается за счет фиксатора положения фазного электрода, выполненного в виде крестовины, по крайней мере, с тремя упорами.
Признаки того, что фазный электрод смонтирован на равном расстоянии от внутренних стенок трубного электрода, а водный раствор йодита калия и металлического йода в технологическом растворе выполнен в следующем соотношении, в мас.%
Йодит калия
15-30
Металлический йод
0,5-1
Вода
до 100
- являются признаками существенными, промышленно выполнимыми и направленными на достижение поставленной полезной моделью задачи. При этом продлевается срок службы фазного электрода за счет его равномерного износа, а на внутренних поверхностях труб и приборов отопительной системы контактирующих с теплоносителем не образуется накипи.
Признаки монтажа фазного электрода от внутренних стенок трубного электрода обеспечивающих равное расстояние за счет фиксатора положения фазного электрода, выполненного в виде крестовины, по крайней мере, с тремя упорами - являются признаками дополнительными, разъясняющими основные и направлены на достижение поставленной полезной моделью технической задачи.
На фиг.1 схематично представлен предлагаемый водоподогреватель. Водоподогреватель состоит из корпуса 1 выполненного преимущественно цилиндрическим с трубным электродом 2 и фазным электродом 3 с изолятором 4 и уплотнениями 5. Перфорационные отверстия 6 выполнены на цилиндрической поверхности по высоте трубного электрода 2, причем отверстия в нижней части трубного электрода по диаметру меньше, чем в верхней части трубного электрода и по диаметру выполнены от 1 до 10 мм. Для обеспечения заданного объема теплоносителя, поступающего в рабочую зону по высоте электродов, количество отверстий можно увеличить, сохранив их диаметр. Диаметр верхних перфорационных отверстий 6 (или их количество по высоте) выбирается в зависимости от мощности и производительности водоподогревателя. Нагрев теплоносителя происходит в рабочей зоне трубного и фазного электродов. Патрубок подвода 7 теплоносителя смонтирован на боковой цилиндрической стороне корпуса 1 водоподогревателя, преимущественно в нижней части корпуса 1 водоподогревателя напротив окон 8 трубного электрода и связан с его полостью. Патрубок 9 отвода теплоносителя смонтирован в верхней части корпуса 1 и связан с полостью трубного электрода. Фазный электрод 3 снабжен клеммой 10, корпус 1 снабжен клеммой 11 рабочего нуля. Фиксатор 12 с тремя, по крайней мере, упорами 13, смонтирован в верхней части фазного электрода, и обеспечивает надежное положение фазного электрода в полости трубного электрода. Изолятор 4 между трубным электродом 2 и
фазным электродом 3 в верхней части размещен на уровне первого нижнего перфорационного отверстия 6.
Предлагаемый электродный водоподогреватель работает следующим образом:
Исходное положение. Корпус водоподогревателя соединен с рабочим нулем, а фазный электрод подсоединен к фазе питания. Теплоноситель имеет заданный состав ингредиентов.
При включении питания, электрический ток начинает проходить через теплоноситель, расположенный в рабочей зоне между трубным 2 и фазным 3 электродами. При прохождении электрического тока между электродами происходит нагревание теплоносителя. Теплоноситель, по мере прохождения по высоте в кольцевой зазор между электродами 2, 3, постепенно нагревается до определенной температуры и, как более легкий, поднимается вверх и далее поступает в магистраль, а в рабочую зону электродов по патрубку 7 подвода теплоносителя через окна 8 трубного электрода 2 поступает, предназначенный для подогрева теплоноситель. При этом, образующиеся в электролите заряды, воздействуя и заряжая электроны йодита калия и металлического йода нейтрализуют поступающие соли и восстанавливаются, чем обеспечивается высокая продолжительность работы водоподогревателя. Для того, чтобы не было интенсивного износа фазного электрода, его устанавливают строго на одинаковом расстоянии от внутренних стенок трубного электрода. Одинаковое расстояние в нижней части электродов обеспечивается за счет изолятора 4, а в верхней при помощи дополнительного средства - фиксатора 13, выполненного, по крайней мере, с тремя упорами 14, и устанавливаемого на верхнюю часть фазного электрода.
По мере подъема подогретого теплоносителя, в него, через перфорационные отверстия 6 трубного 2 электрода (поскольку диаметр, или количество перфорационных отверстий по высоте трубного 2 электрода увеличивается) добавляется возрастающее количество свежего, с более
низкой температурой, теплоносителя. Это приводит к выравниванию температуры теплоносителя в рабочей зоне электродов, чем предотвращается местный перегрев теплоносителя, а соответственно предотвращается повышенная проводимость теплоносителя и износ электродов. Уплотнение 5 на изоляторе 4 обеспечивает герметичность водоподогревателя.
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). Для отопительных систем с принудительной циркуляцией теплоносителя размещение водоподогревателя может быть выполнено на любом уровне по отношению к другим приборам и элементам отопительной системы.
В настоящее время автором изготовлена опытная партия предлагаемых электродных водоподогревателей. Несколько водоподогревателей было передано для проведения комплексных испытаний в производственных и жилых помещениях. Предварительные данные испытаний показали хорошие стабильные результаты. После опытной эксплуатации предлагаемого электродного водоподогревателя в течение 6 месяцев, на стенках труб и внутренних поверхностях отопительных приборов накипи не было.
Автором принято решение по организации производства предлагаемых водоподогревателей.