УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

Полезная модель относится к отопительным системам и предназначена для обогрева помещений различного типа, автономных полевых стоянок, кабин и салонов транспортных и передвижных средств.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для отопления помещений (патент РФ №48032 на полезную модель «Устройство для отопления помещений», МПК F 24 D 3/08, F 24 D 13/04), содержащее корпус с теплообменной камерой, заполненной теплоносителем, который перемещается в магистрали под воздействием давления, создаваемого, например, насосом, нагревательный элемент электродного типа, закрепленный через диэлектрическую вставку изолированно в одной точке к корпусу так, что каждый из электродов непосредственно соединен с соответствующей фазой источника переменного тока, и блок управления режимом нагрева, выбранное в качестве прототипа.
Недостатком устройства-прототипа является недостаточная интенсивность нагрева из-за неодинакового расстояния между осью электрода и внутренней поверхностью корпуса, а также неравномерность нагрузки (тока) на каждой из фаз, подключенных к электродам (в случае использования 3-х фазного электропитания).
Магистрали могут быть изготовлены из пластмассовых труб, которые являются диэлектриками и не могут пропускать электрический ток по своей поверхности. В этом случае электрическое соединение необходимо делать между корпусом и теплообменной камерой (радиатором), изготовленным из металла, с помощью токопроводов, поскольку неравномерная нагрузка на фазах, как показали испытания,
вызывает перекос фаз и появление на «нулевом» проводе переменного напряжения, что недопустимо по требованиям техники безопасности.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение интенсивности нагрева за счет создания оптимального градиента электрического поля и создания необходимых условий для вихревого движения теплоносителя (воды) в корпусе нагревателя.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Заявляемое устройство для отопления помещений содержит так же, как и прототип, корпус с теплообменной камерой, заполненной теплоносителем, который перемещается в магистрали под воздействием давления, создаваемого, например, насосом, нагревательный элемент электродного типа, закрепленный через диэлектрическую вставку изолированно в одной точке к корпусу так, что каждый из электродов непосредственно соединен с соответствующей фазой источника переменного тока, и блок управления режимом нагрева.
В отличие от прототипа в устройстве для отопления корпус снабжен устройством закручивания потока теплоносителя, выполненным, например, в виде улитки, и устройством торможения потока теплоносителя, выполненным, например, в виде крыльчатки. При этом внутри корпуса установлен второй корпус, внутренняя поверхность которого равномерно удалена от оси электрода, причем в нижней части второго корпуса имеется хотя бы одно отверстие для циркуляции потока теплоносителя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где:
на фиг.1 показан общий вид устройства;
на фиг.2 раскрыта конструкция нагревательного элемента;
на фиг.3 показан вид сбоку устройства закручивания потока теплоносителя;
на фиг.4 показан вид сбоку устройства торможения потока теплоносителя.
Предлагаемое устройство для отопления помещений (фиг.1) содержит корпус 1 нагревательного элемента с теплообменной камерой 2, заполненной теплоносителем, магистраль 3, датчик 4 температуры воды, являющейся теплоносителем, установленный в магистрали прямой воды и подсоединенный к блоку 5 управления режимом нагрева, и насос 6.
Корпус 1 нагревательного элемента снабжен устройством 7 закручивания потока теплоносителя, выполненным, например, в виде улитки, и устройством 8 торможения потока теплоносителя, выполненным, например, в виде в виде крыльчатки. К блоку управления 5 подведены три фазных провода А, В, С от 3-х фазного источника питания переменного тока 50 Гц.
Нагревательный элемент электродного типа 10 (фиг.2) закреплен через диэлектрическую вставку 9 изолированно в одной точке к корпусу 1 так, что каждый из электродов 10 непосредственно соединен с соответствующей фазой источника переменного тока.
Внутри корпуса 1 установлен второй корпус 11, внутренняя поверхность которого находится на одинаковом удалении от оси электрода 10. В нижней части второго корпуса 11 имеется хотя бы одно отверстие 12 для циркуляции потока теплоносителя 13.
Подключение электросети осуществляют к клемме 14 «нулевой провод» и клемме 15 электрода 10 «фазовый провод».
На фиг.3 показан вид сбоку Б устройства 7 закручивания потока теплоносителя, содержащего патрубок 16 улитки.
На фиг.4 показан вид сбоку Д устройства 8 торможения потока теплоносителя, содержащего лопасть торможения 17 крыльчатки.
В качестве датчика 4 температуры воды и блока 5 управления режимом нагрева используются серийно выпускаемые изделия, имеющие регистрацию как средства измерения. Например, датчик температуры -
ТСО15-50М. В3 20/0,5 или ТСО45-50М. В3.120; блок управления - ТРМ101 или 2ТРМО (см. каталог фирмы Российской производственной компании ОВЕН «Контрольно-измерительные приборы», Москва).
Устройство работает следующим образом.
При включении насоса 6 циркуляционного типа вода, которая является теплоносителем 13, под давлением начинает перемещаться по магистрали 3. После этого подается электропитание (переменное линейное напряжение 220 В 50 Гц) на блок 5 управления режимом нагрева, на лицевой панели которого устанавливается температура воды на выходе нагревательного элемента в магистрали 3, при которой автоматически произойдет отключение электропитания с электродов 10.
Информация о температуре воды с датчика 4 поступает на блок 5 управления режимом нагрева, где она сравнивается с температурой воды, установленной на лицевой панели блока 5 управления режимом нагрева. При достижении температуры воды до установленной, например, 80°С, произойдет отключение электропитания с электродов 10. Насос продолжает работать. Когда температура воды станет на 10°С меньше установленной, например, станет 70°С, датчик 4 даст команду в блок 5 управления режимом нагрева на включение электропитания к электродам 10.
Далее процесс повторяется.
В предлагаемом устройстве для отопления помещений, как показали испытания, коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую энергию составляет 6-7. Такие показатели говорят о том, что в предлагаемом устройстве вода сама является источником дополнительной энергии. Поток воды через вход магистрали 3 проходит патрубок 16 и падая под углом к поверхности устройства 7 закручивания потока, имея кинетическую энергию, полученную от насоса 6, закручивается в турбулентный поток. Попадая в корпус 1, и встречая такие препятствия
как второй корпус 11 и электроды 10, внутри корпуса 1 создаются вихревые потоки, создающие дополнительный приток внешней энергии.
+
-
Одновременно в результате действия напряжения, приложенного к электродам 10 и корпусу 1, в электрическом поле ионы водорода Н, находящиеся в воде, перемещаются к катоду, а ионы гидроксильной группы ОН перемещаются к аноду. Электроды и корпус в результате переменного электрического поля постоянно меняют полярность с частотой 50 Гц, т.е., если на электродах «+», то на корпусе «-», а если на электродах «-», то на корпусе «+».
-
Если, в результате постоянно меняющегося направления движения с частотой 50 Гц, гидроксильная группа ОН столкнется с молекулой водорода, то выбив из нее один атом водорода, с другим она может образовать стабильную (устойчивую) молекулу водяного пара. Благодаря этому уменьшается в воде содержание водорода и кислорода, но одновременно образуется пар (Ю.П.Соснин, Е.Н.Бухарин Отопление и горячее водоснабжение. М., Стройиздат, 1991, с.145).
Дополнительная энергия из внутренней энергии воды накапливается в микропузырях, при этом температура паровоздушной смеси в пузырях может достигать 600°С (проспект фирмы «Инновационная Компания «Фисоник-Фисенко», 190068, Россия, Санкт-Петербург, наб.кан. Грибоедова, 82).
Пар, находящийся в пузырях, формируется между электродами 10 и вторым корпусом 11. Попадая в турбулентный поток, где температура воды ниже точки кипения, пузырьки охлопываются (конденсируются). В результате чего и высвобождаются основная энергия для мгновенного нагревания воды.
Кроме того, учитывая, что поток теплоносителя турбулентный с вихревым движением, часть уже нагретой воды может длительное время находиться в корпусе 1, которая также передает тепловую энергию за счет перемешивания с вновь поступающей обратной водой, т.е. вода поступает
в пространство между электродами 10 и вторым корпусом 11 уже дополнительно подогретой.
Турбулентный поток теплоносителя 13 поступает далее в устройство 8 торможения потока теплоносителя, где, попадая на крыльчатку, выполненную из лопастей торможения 17, превращается в ламинарный поток и беспрепятственно с минимальным сопротивлением поступает на выход в магистраль 3 прямой воды.
Энергия закрученной воды, как показали испытания, обеспечивает равенство потоков, проходящих через пространство между электродами 10 и вторым корпусом 11. Это равенство потоков создает условия для равенства токов по 3-м фазам, т.е. нагрузка на фазах становится одинаковой, перекоса фаз нагревательный элемент не создает, и обеспечиваются требования по технике безопасности.
Таким образом, технический результат от использования предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в повышении интенсивности нагрева за счет создания оптимального градиента электрического поля и создания необходимых условий для вихревого движения теплоносителя (воды) в корпусе нагревателя.