ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕР КОНДИЦИОНЕРА

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к конструкции электрокалориферов.
Известен калорифер (Свидетельство на ПМ RU №39691. Сушильная установка / В.В. Стулов, Ю.Г. Кабалдин, М.В. Коркин, C.B. Циганок. Опубл. 10.08.2004), выполненный по принципу тепловой трубы - замкнутого испарительно-конденсационного контура, набирается из секций вертикально расположенных оребренных труб, установленных в коллекторе со встроенными электронагревателями, количество набираемых секций 3-7, уровень рабочих температур оребренных труб секций возрастает по ходу воздуха на Δt=50-70°C, оребренные трубы в секциях расположены со смещением по ходу воздуха с образованием шахматного расположения в калорифере, электронагреватели снабжены автоматическими переключателями мощности.
Недостаток известного калорифера заключается в сравнительно большой трудоемкости его изготовления из набираемых секций и недостаточной плотности тепловыделения на поверхности электронагревателей, что в итоге существенно увеличивает общий вес конструкции.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого электрокалорифера, заключается в: 1. Повышении эффективности тепловой работы электрокалорифера и кондиционера. 2. Уменьшении массы конструкции и трудоемкости ее изготовления. 3. Повышении эффективности управления работой электрокалорифера.
Заявляемый электрокалорифер характеризуется следующими существенными признаками.
Ограничительные признаки: электрокалорифер выполнен по принципу работы тепловой трубы - замкнутого испарительно-конденсационного контура; электрокалорифер состоит из вертикально расположенных оребренных труб с электронагревателями; оребренные трубы расположены со смещением по ходу воздуха с образованием шахматного расположения в электрокалорифере; электронагреватели снабжены автоматическими переключателями мощности.
2
Отличительные признаки: плотность тепловыделения на поверхности электронагревателей q=25-55 Вт/см; термопары в нагревательном блоке и в коллекторе.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого электрокалорифера и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
2
Уменьшение плотности тепловыделения на поверхности электронагревателя q<25 Вт/см нецелесообразно ограничивает количество тепла выделяемого и отводимого воздухом в электрокалорифере.
2
Увеличение плотности тепловыделения на поверхности электронагревателя q>55 Вт/см приводит к нецелесообразному увеличению трудоемкости изготовления электронагревателей, их цены, уменьшению надежности работы электронагревателей.
Наличие термопар в нагревательном блоке и в паровом коллекторе электрокалорифера, подключенных в систему автоматического управления работой, позволяет контролировать температуру пара теплоносителя в момент включения электрокалорифера и во время его работы, что позволяет сделать оценку эффективности передачи тепла.
На фиг. 1 приведен внешний вид электрокалорифера, на фиг. 2 - сечение A-A по фиг. 1.
Заявляемый электрокалорифер на фиг. 1 и 2 состоит из парового коллектора 1, труб 2 с оребрениями 3, нагревательного блока 4 с электронагревателями 5, термопар 6-8, кожуха 9, вентилятора 10. Предварительно перед включением вентилятора 10 производится заливка теплоносителя в нагревательный блок 4.
Работа электрокалорифера осуществляется следующим образом. После включения электронагревателей 5 происходит разогрев теплоносителя до заданной температуры с последующим его испарением и кипением. Образующийся пар поднимается по трубам 2 в верхнюю часть к паровому коллектору 1 с их разогревом до заданной температуры. После достижения заданной температуры пара теплоносителя, фиксируемой по показаниям термопар 6 и 7, включается электродвигатель вентилятора 10 с подачей воздуха в пространство между трубами 2 с оребрениями 3, ограниченное кожухом 9. Образующийся при этом конденсат стекает по внутренней поверхности труб 2 в нагревательный блок 4. Регулировкой подводимой к электронагревателям 5 электрической мощности устанавливают температуру нагреваемого воздуха, фиксируемую по показаниям термопары 8.
2
2
При плотности тепловыделения q = 25Вт/см, общей длине электронагревателя l=0,4м, диаметре электронагревателя d = 15мм, поверхности тепловыделения электронагревателя F = 188,4см, количество выделяемого электронагревателем тепла (тепловой поток)
т
т
о
т
т
в
в
2
о
о
2
Q = qF =4710Вт. При наличии двух электронагревателей Q = 9420Вт. В этом случае будет достаточно всего трех рядов оребренных труб. То есть одним радом отводится тепла  Q = 3140Вт. При количестве оребренных труб в одном ряду n = 10 шт., одной оребренной трубой отводится Q/10 = 314 Вт тепла. Пример оребренной трубы: l= 1м, диаметр d = 0,03м, диаметр оребрения d= 0,045м, площадь поверхности теплообмена оребренной трубы F= 0,27м. При средней температуре наружной поверхности трубы t= 150С, средней температуре обдуваемого воздуха t = 20С, необходимый коэффициент теплоотдачи воздуха α= 9,7Вт/(мК) обеспечивается при скорости воздуха ω < 2м/с.
2
2
2
2
При q = 55 Вт/см, двух электронагревателях с общей поверхностью тепловыделения F = 376,8 см, количество выделяемого в электрокалорифере тепла Q = 20724Вт. В этом случае будет достаточно пяти рядов оребренных труб. То есть одним рядом отводится Q = 4145 Вт. При тех же параметрах оребренных труб и их 10 шт. в ряду, эффективный теплообмен в электрокалорифере обеспечивается при скорости воздуха ω = 3-4 м/с. При q = 25-55 Вт/смактивизируются процессы кипения теплоносителя в нагревательном блоке и конденсации теплоносителя внутри вертикально расположенных оребренных труб по сравнению с  q = 9-11 Вт/см,проявляющееся в увеличении коэффициентов теплоотдачи при кипении и конденсации теплоносителя. Это позволяет при одном и том же значении отводимого от электрокалорифера тепла, уменьшить площадь внутренней поверхности оребренных труб, то есть позволяет уменьшить диаметр труб или вместо 10 труб в ряду использовать 9 оребренных труб. В результате уменьшается масса электрокалорифера и трудоемкость его изготовления.