Электрокотел

Полезная модель относится к отопительной технике и может быть использована в электрокотлах, предназначенных для отопления в индивидуальном жилье и в производственных помещениях, а также для нагрева воды для хозяйственных нужд.
Спиральные электронагреватели характеризуются большой плотностью мощности, что делает их незаменимыми там, где необходимы высокая температура и мощность в условиях ограниченного пространства. Слишком высокая допустимая нагрузка препятствует теплоотводу и приводит к аккумуляции тепла, что может привести к критическому перегреву спирального нагревательного элемента. При любых составляющих для виткового нагревателя температура 750°С, не распространяется на корпус, на место подключения и места спая нагревательных элементов.
Например, спиральные тэны в рефлектирующей трубке можно использовать только при температуре не превышающей 600°С, так как при более высокой температуре возникает угроза расплавления паяного соединения. Температура, возникающая в местах подключения, во многом определяет выбор существующих версий подключения.
Известен электрокотел, содержащий корпус теплообменника с подводящими и отводящими воду патрубками, в полости которого смонтирован спиральный нагреватель (RU 352, 16.04.1995). Недостатками данного нагревателя являются большие затраты энергии на осуществление нагрева воды, вызванные низким коэффициентом полезного действия (КПД) нагревательного элемента.
Наиболее близким по своей технической сущности является электрокотел, содержащий цилиндрический корпус с установленной в нем емкостью с выходным и выходным патрубками, для циркулирующего теплоносителя, один нагревательный элемент, расположенный внутри емкости, средство крепления емкости и нагревательного элемента (RU 99119, 10.11.2010). Недостатком данного водонагревателя является то, что нагревательный элемент является металлоемким, имеет большое время нагрева, не обеспечивает требуемый ресурс, что вызвано необходимостью поддержания высоких температур нагрева спирали и также имеет низкий КПД нагревательного элемента.
Задачей решаемой предлагаемой настоящей полезной моделью является ускорение времени нагрева теплоносителя и повышение коэффициента полезного действия электрокотла.
Техническая сущность предлагаемой полезной модели заключается в нагреве теплоносителя с использованием инфракрасного излучения, что позволяет ускорить процесс нагрева воды, сделать его более равномерным и снизить сопротивление воды, проходящей через котел, благодаря соблюдениям ламинарности проходящего через котел потока.
Настоящая задача решается тем, что в электрокотле, содержащем корпус с размещенной в нем емкостью с входным и выходным патрубками, для циркулирующего теплоносителя, нагревательный элемент, крепление нагревательного элемента, емкость образована размещенными одна в другой с зазором двумя квадратными профильными трубами, межтрубное пространство которых ограничено с обоих концов торцевыми стенками, входной и выходной патрубки размещены в торцевых стенках межтрубного пространства, в качестве нагревательного элемента установлен элемент, генерирующий инфракрасное излучение, размещенный в профильной трубе меньшего поперечного сечения с зазором относительно ее внутренних стенок, на концах профильной трубы меньшего поперечного сечения установлены заглушки, выполненные из негорючего материала низкой теплопроводности, и в них закреплен нагревательный элемент, генерирующий инфракрасное излучение.
На фиг. 1 - проточный водонагреватель вид сбоку.
На фиг. 2 - проточный водонагреватель вид спереди.
На фиг. 3 - разрез по А-А.
Электрокотел состоит из корпуса 1, образованного квадратной профильной трубой, внутри которой с зазором размещена квадратная труба меньшего поперечного сечения 2. Межтрубное пространство образует полость 3, ограниченную торцевыми стенками 4 и 5. В торцевых стенках 4 и 5 межтрубного пространства размещены входной 6 и выходной 7 патрубки, для циркулирующего теплоносителя. Внутри профильной трубы меньшего поперечного сечения 2, с зазором относительно ее стенок, размещен нагревательный элемент 8, генерирующий инфракрасное излучение. Нагревательный элемент 8, генерирующий инфракрасное излучение, закреплен в размещенных на концах трубы наименьшего поперечного сечения торцевых заглушках 9 и 10, выполненных из негорючего материала низкой теплопроводности.
Контактные клеммы 11 и 12 нагревательного элемента выведены на внешнюю сторону заглушек 9 и 10. Котел имеет пульт управления, вынесенный за его пределы (на фиг. не показан).
Устройство работает следующим образом. При использовании в качестве нагревательного элемента 8 элемент, генерирующий инфракрасное излучение, значительную часть нагрева обеспечивает инфракрасное излучение, которое греет не столько воду, сколько стенки квадратной профильной трубы 2 корпуса 1. Тепло от стенок передается воде, циркулирующей через полость 3, входной 6 и выходной 7 патрубки. Таким образом, вода греется в месте контакта со стенкой, имеющей при такой конфигурации большую площадь, нежели круглая труба. Это один из факторов, почему в месте контакта с ней нагрев воды получается более быстрым и равномерным. Нагрев котла до необходимой температуры 600-700°С происходит в течение 10-15 секунд.
В качестве источника тепла и инфракрасного излучения в нагревательном элементе используется карбоновая нить, размещенная в вакуумном пространстве, например лампа инфракрасная карбоновая ИКЛ 1,0-5. Контактные клеммы 11 и 12 соединены с источником питания (на фиг. не показан).
В случае выхода из строя инфракрасной лампы ее замена производится разбором заглушек 9 и 10 и их последующей заменой.