ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕР

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к конструкции калориферов, работающих на электрической энергии.
Известный калорифер (Свидетельство на ПМ RU №39691. Сушильная установка/ В.В. Стулов, Ю.Г. Кабалдин, М.В. Коркин, С.В. Циганок. Опубл. 10.08.2004) состоит из секций вертикально расположенных оребренных труб, нагревательных блоков с электронагревателями, количество секций 3-7, оребренные трубы в секциях расположены со смещением по ходу воздуха с образованием шахматного расположения в электрокалорифере, электронагреватели снабжены автоматическими переключателями мощности, система автоматического управления работой электрокалорифера.
Недостаток известного калорифера заключается в недостаточной надежности его работы и дополнительных неучтенных затратах на его обслуживание.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого электрокалорифера, заключается в: 1. Повышении надежности работы и срока службы электрокалорифера. 2. Повышении эффективности преобразования электрической энергии в тепловую.
Заявляемый электрокалорифер характеризуется следующими существенными признаками.
Ограничительные признаки: электрокалорифер состоит из секций вертикально расположенных оребренных труб; нагревательные блоки с электронагревателями; количество набираемых секций 3-7; оребренные трубы в секциях расположены со смещением по ходу воздуха с образованием шахматного расположения в электрокалорифере; электронагреватели снабжены автоматическими переключателями мощности; вентилятор с электродвигателем; кожух; система автоматического управления работой электрокалорифера.
Отличительные признаки: в нагревательном блоке и в коллекторе секции расположены термопары; электромагнитный клапан в коллекторе секции; индукционный нагреватель блока секции с теплоносителем; заглушка; обратный клапан и электромагнитный клапан с трубопроводом, присоединенные внизу нагревательного блока; бак с теплоносителем; электрический насос; датчик уровня теплоносителя в нагревательном блоке и в баке; термопары в нагревательном блоке и в коллекторе секции, электромагнитные клапаны, индукционный нагреватель блока, электрический насос, датчики уровня теплоносителя в нагревательном блоке и в баке, подключенные в систему автоматического управления работой электрокалорифера.
Причинно - следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого электрокалорифера и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Расположение в коллекторе секции электромагнитного клапана позволяет автоматически удалять из секции неконденсирующийся газ.
Изготовление индукционного нагревателя блока секции повышает эффективность преобразования электрической энергии в тепловую и повышает эффективность и надежность работы электрокалорифера в целом.
Выполнение внизу нагревательного блока заглушки позволяет производить слив теплоносителя в случае ремонта секции, а также выполнять закачивание теплоносителя в секцию.
Наличие электромагнитного клапана с трубопроводом, установленным внизу нагревательного блока, позволяет закачивать в конкретную секцию калорифера теплоноситель в случае его утечки и перед началом работы. Наличие трубопровода с обратным клапаном, установленным внизу нагревательного блока, позволяет в одностороннем направлении закачивать электрическим насосом теплоноситель.
Наличие бака с теплоносителем обеспечивает возможность заполнения теплоносителем нагревательных блоков секций электрокалорифера перед началом работы, а также в случае утечки теплоносителя из секции.
Наличие электрического насоса позволяет закачивать теплоноситель из бака при подготовке электрокалорифера к работе.
Наличие датчика уровня теплоносителя в нагревательном блоке и в баке позволяет получать сигнал и передавать его в систему автоматического управления работой калорифера перед его включением.
Наличие термопар в нагревательном блоке и в коллекторе секции позволяет получать сигнал о температуре теплоносителя и передавать его в систему автоматического управления работой калорифера, что особенно необходимо в период исследования работы опытного электрокалорифера.
Подключение электромагнитных клапанов, индукционного нагревателя блока и электронагревателей, датчиков уровня теплоносителя в нагревательном блоке и в баке, электрического насоса, термопар в нагревательном блоке и в коллекторе секции, электродвигателя вентилятора в систему автоматического управления работой электрокалорифера повышает надежность работы и срок его эксплуатации.
На фиг.1 приведен внешний вид электрокалорифера, на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1.
Заявляемый электрокалорифер на фиг.1 и 2 состоит из вентилятора 1 с электродвигателем, кожуха 2 с установленными в нем секциями вертикально расположенных оребренных труб 3, закрепленных в нагревательном блоке 4 с электронагревателями 5 и индукционными нагревателями 6, коллектором 7 с электромагнитным клапаном 8, заглушек 9, трубопровода 10 с обратным клапаном 11 и 12, электромагнитных клапанов 13, электрического насоса 14, бака 15 с теплоносителем, датчиков уровня 16, 17 и термопар 18-21. Предварительно в бак 15 с датчиком уровня 16 заливается теплоноситель, который при помощи электрического насоса 14 через обратный клапан 12 поочередно подается в нагревательные блоки 4 секций при открытых электромагнитных клапанах 8 и 13. После заполнения нагревательного блока первой секции теплоносителем, контролируемого по показанию датчика уровня 17, приступают к заполнению теплоносителем остальных нагревательных блоков секций. После заполнения блока секции теплоносителем электромагнитный клапан 13 закрывается. После этого включается электрический нагреватель 5, что приводит к нагреву теплоносителя в блоке 4 с образованием пара, который внутри вертикально расположенных оребренных труб 3 передается в коллектор 7. Одновременно с разогревом теплоносителя периодически открываются электромагнитные клапаны 8 для удаления из секций неконденсирующихся газов. После достижения заданной температуры паров теплоносителя, контролируемой по показаниям термопар 20 и 21, системой автоматического управления работой электрокалорифера включается электродвигатель привода вентилятора 1, что приводит к вынужденной конвекции воздуха под кожухом 2 в межтрубном пространстве оребренных труб 3. В результате контакта с поверхностью оребренных труб 3 воздух нагревается, а температура его фиксируется по показаниям термопар 18 и 19. Температура воздуха на выходе из электрокалорифера регулируется автоматическими переключателями мощности электронагревателей 5. При перегорании электрических нагревателей 5 включаются более эффективные индукционные нагреватели 6. В случае утечки теплоносителя из секции, что контролируется по показаниям термопар 20, 21 и датчика уровня теплоносителя 17, системой автоматического управления работой электрокалорифера производится автоматическая подача теплоносителя электрическим насосом 14 из бака 15 по трубопроводу 10 через открытый электромагнитный клапан 13 в нагревательный блок 4. При этом электронагреватели 5 и электродвигатель вентилятора 1 отключаются. Очистка нагревательных блоков 4 от возможных загрязнений осуществляется через заглушки 9. При транспортировке электрокалорифера пережимается, перерезается и заваривается трубопровод 10 между обратным клапаном 11 и электромагнитным клапаном 13.
Расположение оребренных труб в секциях со смещением по ходу воздуха с образованием шахматного расположения в калорифере позволяет организовать высокоэффективный теплообмен оребренных труб с воздухом по сравнению с коридорным расположением оребренных труб в секциях электрокалорифера.
1
2
3
4
5
6
7
При количестве секций в калорифере 3-7 оребренные трубы в секциях принимают следующие значения рабочих температур по ходу воздуха. При 3 секциях: в 1-й секции - t=50-60°С, во 2-й секции - t=100-105°С, в 3-й секции - t=155-160°С. При 4-х секциях: в 4 - й секции - t=205-210°С. При 5 секциях: в 5-й секции - t=260-265°С. При 6 секциях: в 6-й секции - t=310-315°С. При 7 секциях: в 7 - й секции - t=365-370°С.