ВОДОГРЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к отопительным системам с применением электронагрева жидких теплоносителей и электротехнике, а именно к устройствам для электродного нагрева жидкостей, и может найти применение в системах конвективного и принудительного циркуляционного отопления преимущественно объектов, не имеющих централизованного теплоснабжения, например частных домов, производственных и служебных помещений, теплиц и т.п.
Известно устройство для нагрева проточной жидкости (водонагреватель электродный), встроенное непосредственно в трубопровод системы циркуляционного водяного отопления, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с разъемными входным и выходным патрубками защитным кожухом и двумя тоководами, съемное днище и закрепленный на днище и электрически изолированный от корпуса центральный фазный стержневой электрод с фазовым тоководом с расположением нулевого токовода в верхней части корпуса котла для компактности (см. RU №45015, F24D 13/04, 29.10.2004).
Недостатком известного устройства является то, что центральный фазный стержневой электрод занимает значительный объем и уменьшает активный гидродинамический просвет котла, что приводит к увеличению гидродинамического сопротивления, снижению скорости нагрева теплоносителя и увеличению расходов на энергозатраты.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности работы устройства для нагрева проточной жидкости в отопительных системах.
Технический результат, получаемый при использовании устройства, выражается в уменьшении гидродинамического сопротивления котла без существенного усложнения конструкции, а также повышении скорости нагрева теплоносителя и снижении расходов на энергозатраты.
Для решения поставленной задачи водогрейный электродный котел, включающий вертикальный корпус с входным и выходным патрубками, защитным кожухом и двумя тоководами, жестко соединенными с наружной стенкой вертикального корпуса один над другим перпендикулярно его боковой стенки, съемное днище, выполненное с возможностью резьбового соединения с нижней частью корпуса, и закрепленный на днище и электрически изолированный от корпуса центральный фазный стержневой электрод с фазовым тоководом, отличается тем, что фазный стержневой электрод выполнен в виде фазного трубчатого электрода, во внутренней полости которого соосно размещен дополнительный стрежневой электрод, закрепленный механически нижним концом в полости фазного электрода через цилиндрический изолятор и зануленный с вертикальным корпусом посредством металлической крестовины в кольце, служащей одновременно центрирующим и закрепительным элементом. При этом трубчатый фазный электрод выполнен с циркуляционный отверстием или перфорацией из отверстий, расположенных по кругу в нижней части трубы с общей площадью не менее площади просвета между фазным трубчатым и стрежневым электродами.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, повышение скорости нагрева теплоносителя и снижение расходов на энергозатраты.
Заявленное устройство иллюстрируется чертежом, где на фигуре схематически показан его вид сбоку в поперечном разрезе.
На чертеже показаны вертикальный корпус (1) с входным (2) и выходным (3) патрубками, двумя тоководами (4, 5), съемное днище (6) и закрепленный на днище и электрически изолированный от корпуса центральный фазный трубчатый электрод (7), соединенный электрически с фазовым тоководом (4). Резьбовое соединение съемного днища с нижней частью корпуса может быть обеспечено резьбовым цилиндрическим элементом (8) выполненным с внутренней резьбой и сочленяется с наружной резьбой на нижней части корпуса. В нижней части фазного трубчатого электрода имеется входное для рабочей жидкости отверстие или перфорация из мелких отверстий расположенных по кругу с общей площадью не менее площади просвета между фазным и стрежневым электродами. Фазный токовод оснащен защитной крышкой (9). В верхней части корпуса жестко закреплены клеммы нулевого токовода (5) и заземления (10) и защищены изолирующим кожухом (11). Соосно полому фазному электроду (7) размещается стрежневой электрод (12), электрически соединенный с корпусом с помощью металлической крестовины в кольце (13), который одновременно служит центрирующим механическим крепежом. Металлическая крестовина в кольце закреплена в специальной расточке выходного патрубка (3) котла с помощью специальной муфты (14). С нижней стороны стрежневой электрод механически крепится с нижним концом полости электрода через цилиндрический изолятор (15).
Заявленное устройство работает следующим образом.
Собранный водонагреватель встраивают, монтируют в систему циркуляционного отопления в нужном месте. Рекомендуется встраивание осуществлять в низкой точке системы. Далее систему отопления заполняют теплоносителем, в качестве которых могут быть использованы, например, вода, специальные низкокоррозионные низкозамерзающие жидкости. В случае использования воды рекомендуется в целях уменьшения коррозионного воздействия прокипятить и довести ее сопротивление до значений 8000-10000 Ом/см, добавляя при этом электролитические присадки.
Охлажденная вода от радиаторов отопления через входной патрубок 2 поступает в корпус котла, где нагревается проходящим через нее током между трубчатым фазным электродом 8, стенками вертикального корпуса 1 и центральным стрежневым электродом 12. Нагретая вода через выходной патрубок 3 поступает к радиаторам отопления.
Увеличение гидродинамически активного просвета котла приводит к уменьшению его гидродинамического сопротивления, что особенно актуально для создания конвективных систем отопления.
Уменьшение электрического сопротивления котла при прочих равных условиях позволяет использовать рабочую жидкость с большим удельным сопротивлением, а значит и с меньшим количеством электролитических присадок, что способствует уменьшению коррозии системы отопления.
Таким образом, водогрейный электродный котел заявленной конструкции позволяет уменьшить гидродинамическое сопротивление котла за счет увеличения гидродинамически активного просвета; увеличить при прочих равных условиях объемную и удельную мощность котла за счет уменьшения электрического сопротивления и увеличения активного объема без существенного увеличения габаритных размеров. В результате в целом повышается эффективность водогрейного котла, обусловленные повышенной скоростью нагрева теплоносителя при относительно небольших энергозатратах на обогрев помещений.