АВТОНОМНЫЙ ЭЛЕКРОРАДИАТОР

Полезная модель (ПМ) относится к области теплотехники, а именно к обогревающим устройствам, работающим на основе электронагрева жидкостного теплоносителя, и может найти применение для основного или дополнительного обогрева сравнительно небольших жилых и промышленных помещений, а также различных сооружений в фермерских хозяйствах, особенно в регионах, в которых преобладают отрицательные температуры.
Известен автономный электрорадиатор, работающий за счет электронагрева минерального масла [RU патент на ПМ №97808; МПК F24D 13/00 (2006.1); опубл. 20.09.2010. Бюл. №26]. Этот электрорадиатор содержит корпус, состоящий из пустотелых секций с проходными отверстиями, встроенным в этот корпус блоком электронагревательных элементов и заполненный теплоносителем аварийный термовыключатель и соединительный электропровод, причем каждое из проходных отверстий секции снабжено наружным коническим и внутренним цилиндрическим выступами, сопрягаемыми с соответствующими выступами соседней секции при их взаимном смыкании.
Основным недостатком известного электрорадиатора является сложность его конструкции, с чем связана и сложность изготовления, так как проходные отверстия пустотелых секций необходимо выполнять с внутренними цилиндрическими и наружными коническими выступами, а когда при сборке конические выступы проходных отверстий одной секции вставлены в цилиндрические выступы проходных отверстий последующей секции, сквозь свободный конический выступ секции выполняют герметичную электросварку. С этим недостатком связана и сравнительно высокая стоимость электрорадиатора.
7
Наибольшее число общих существенных признаков с предложенным нами решением имеет выбранный за прототип конвективный секционный электрорадиатор для стационарной установки [патент на ПМ RU №42628; МПК F42D 10/00, F42D 13/00; опубл. 10.12.2004], который включает в себя радиаторные секции, заполненные теплопроводной средой, трубчатый электронагревательный элемент с терморегулятором, расположенный в нижней части радиаторной секции, отдельную радиаторную секцию и емкость для обеспечения заданного уровня теплопроводной среды в электрорадиаторе, при этом отдельная радиаторная секция соединена с радиаторными секциями посредством переходных патрубков, трубчатый электронагревательный элемент установлен в нижней части отдельной радиаторной секции, емкость для обеспечения заданного уровня воды в электрорадиаторе установлена выше радиаторных секций и соединена трубой с крайней радиаторной секцией, а в качестве теплопроводной среды использована вода.
Одним из основных недостатков электорадиатора-прототипа является сложность его конструкции, так как его полый обогреватель выполнен ив виде нескольких соединенных радиаторных секций. Кроме того, этот электрорадиатор предназначен для работы при плюсовых температурах, а емкость этого обогревателя, служащая для обеспечения заданного уровня жидкостного теплоносителя, и соединяющая емкость с радиаторными секциями труба тепло в окружающую среду практически не передают.
Основным техническим результатом предложенного устройства является упрощение конструкции, так как, например, полый обогреватель выполнен не в виде нескольких соединенных секций, как в прототипе, а в виде трубчатой дуги, а также надежная и эффективная работа электорадиатора не только при положительных, но и при отрицательных температурах окружающей среды.
Указанный технический результат достигается тем, что в автономном электорадиаторе, включающем в себя заполненный жидкостным теплоносителем полый обогреватель, к которому присоединена отдельная греющая камера с установленным в ней электронагревательным элементом, и размещенный над полым обогревателем расширительный бачок, снабженный сбросным клапаном и соединенный опорной трубой с внутренней полостью полого обогревателя в его верхней части, согласно предложенному решению, полый обогреватель выполнен в виде трубчатой дуги, к концам которой присоединена греющая камера, а к этой камере или к верхней концевой части трубчатой дуги прикреплена дополнительная труба, соединенная с расширительным бачком, причем дополнительная труба, расширительный бачок и опорная труба образуют дополнительный контур циркуляции жидкостного теплоносителя.
Целесообразно полый обогреватель выполнять с листовыми или П-образными пластинами оребрения и со съемными передней и задней панелями, а расширительный бачок размещать над центральной частью полого обогревателя.
Целесообразно также в качестве жидкостного теплоносителя использовать тосол или другую жидкость, не замерзающую в условиях эксплуатации электорадиатора.
Кроме того, целесообразно в качестве сбросного клапана применять кран Маевского.
Целесообразно также автономный электорадиатор выполнять с опорными ножками.
Примеры конкретного выполнения. На фиг.1 представлен автономный электорадиатор, дополнительная труба которого прикреплена одним концом к греющей камере, а на фиг.2 - к верхней концевой части трубчатой дуги. На фиг.3 приведена фотография автономного электорадиатора, конструкция которого приведена на фиг.2. Автономный электорадиатор содержит (фиг.1 и фиг.2) полый обогреватель 1, выполненный в виде трубчатой дуги, к концам которой присоединена отдельная греющая камера 2 с установленным в ней электронагревательным элементом 3. Греющая камера 2 выполнена со сливным отверстием с заглушкой 4. Над центральной частью полого обогревателя 1 размещен расширительный бачок 5, в одном торце которого закреплена дополнительная труба 6, подсоединенная к отдельной греющей камере 2 (фиг.1) или к верхней концевой части трубчатой дуги полого обогревателя 1 (фиг.2). К другому торцу расширительного бачка 5 прикреплена опорная труба 7, соединяющая внутренние полости расширительного бачка 5 и полого обогревателя 1. Расширительный бачок 5 снабжен сбросным клапаном 8, в качестве которого применен кран Маевского. Дополнительная труба 6, расширительный бачок 5 и опорная труба 7 образуют дополнительный верхний циркуляционный контур. Для оребрения 9 полого обогревателя 1 применяют листовые или П-образные пластины. Практически же при изготовлении электрорадиаторов предложенной конструкции используют серийно выпускаемые и широко применяемые в системах проточного водяного отопления однорядные конвекторы «Аккорд» [http://sanitarywork.ru/text/razdel-ii-tsentralnoe-otoplenie/58-nagrevatelnie-pribori, рис.105а], которые представляют собой уже оребренные полые обогреватели, имеющие форму трубчатой дуги. Для экранирования нагретого воздуха устройство снабжено съемными передней (на фиг. не показана) и задней 10 панелями. Для улучшения циркуляции воздуха под автономным электорадиатором он снабжен опорными ножками 11. При изготовлении отдельной греющей камеры 2 и расширительного бачка 5 в качестве их корпусов используют отрезки труб, к которым электросваркой прикрепляют торцевые детали. В реальных условиях с помощью электросварки присоединяют концы полого обогревателя 1 к отдельной греющей камере 2, и этим же способом приваривают соответственно (фиг.1 и фиг.2) концы опорной 7 и дополнительной 6 труб. Таким образом, при наличии однорядного конвектора «Аккорд» практически достаточно электросварочного аппарата, чтобы изготовить основную часть предложенного электорадиатора. Мощность применяемых электронагревательных элементов 3 составляет 250-500 Вт. Вес автономного электорадиатора, заполненного жидкостным теплоносителем, составляет около 20 кг.
Работа предложенного устройства заключается в следующем. Через отверстие для крепления сбросного клапана 8 автономный электорадиатор заполняют тосолом-45 (до 1,5 л) и ввинчивают клапан 8 (кран Маевского). Для надежной работы автономного электорадиатора в него заливают тосола столько, чтобы верхний горизонтальный уровень тосола был примерно на середине расширительного бачка 5. Если электрорадиатор предназначен для работы только в условиях плюсовых температур, то в качестве жидкостного теплоносителя может быть использована вода. Обязательным условием заливки тосола или другого жидкостного теплоносителя является гарантированное покрытие электронагревательного элемента 3 (ТЭНа - трубчатого электронагревателя). Затем электронагревательный элемент 3 через стационарную розетку включают в электрическую сеть переменного напряжения 220 В. Жидкостный теплоноситель нагревается. За счет меньшей плотности нагретого теплоносителя он поднимается вверх, и происходит его циркуляция через отдельную греющую камеру 2 во всех трубчатых элементах: в полом обогревателе 1, дополнительной трубе 6, расширительном бачке 5, опорной трубе 7. При избыточном давлении паров теплоносителя и газовой фазы срабатывает кран Маевского 8. Вследствие передачи тепла жидкостным теплоносителем всем элементам электрорадиатора, через которые он циркулирует, и пластинам оребрения 9 происходит нагрев окружающего воздуха, и в результате естественной конвекции воздушный тепловой поток, направленный съемными передней и задней 10 панелями, поступает в обогреваемое помещение.
Таким образом, предложенный автономный электорадиатор прост по конструкции, при изготовлении не требует точных и сложных работ, прост при обслуживанию, надежен и эффективен при эксплуатации, что обеспечивается оригинальным решением с образованием дополнительного верхнего циркуляционного контура последовательно соединенными дополнительной трубой 6, расширительным бачком 5 и опорной трубой 7. Так как давление жидкостного теплоносителя в предложенном устройстве значительно ниже, чем в системах проточного отопления, то срок его безаварийной работы может составить несколько десятилетий (кроме ТЭНов) даже при меньших толщинах его основных элементов. Причем при меньших толщинах снижается вес электрорадиатора (вместо 20 кг менее 15 кг). Опытные образцы автономного электорадиатора надежно работают в условиях сурового сибирского климата уже в течение нескольких месяцев.