ЭЛЕКТРОДНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ
ELECTRODE LIQUID HEATER

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам электродного нагрева жидких сред и касается вопроса создания таких устройств.
Известен электродный нагреватель жидкости, состоящий из корпуса с нагреваемой жидкостью и ряда нагревательных элементов, которые выполнены в виде коаксиальных цилиндрических металлических электродов и имеют тоководы, причем один из них выполнен сплошным. Межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секций горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а в каждой секции в наружном электроде выполнены сквозные отверстия (Патент РФ №2127029, Н05В 3/60, 3/04, от 27.02.1999 г.)
Известен также электродный нагреватель жидкости, состоящий из корпуса с нагреваемой жидкостью и ряда нагревательных элементов, каждый из которых выполнен в виде коаксиальных цилиндрических металлических электродов, один из которых выполнен сплошных и имеющим тоководы. Межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секций горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а в каждой секции в наружном электроде сделаны отверстия, причем внутри корпуса нагревателя размещен полый цилиндр, открытый с верхнего конца и герметично прикрепленный своим основанием ко дну корпуса нагревателя с зазором между своим верхним торцом и крышкой корпуса нагревателя.
Нагревательные элементы погружены вовнутрь цилиндра. Полость цилиндра в нижней части сообщена трубой подачи жидкого теплоносителя, а выход нагретого теплоносителя расположен также в нижней части корпуса нагревателя (Патент RU 2402180 С1 МПК Н05В 3/00 (2006.01) от 23.11.2009) - прототип.
Однако в известном электродном нагревателе жидкости изменение подаваемой электрической мощности для нагрева единиц объема поступающей жидкости обеспечивается автономной системой автоматики (термореле) или иным оборудованием, что уменьшает надежность регулирования энергопотребления и надежность работы электродного нагревателя.
Задачей предлагаемого изобретения является создание надежного электродного нагревателя жидкости за счет применения принципа отрицательной обратной связи, т.е. чем выше температура теплоносителя на входе в нагреватель, тем меньше энергопотребление.
Это достигается тем, что у электродного нагревателя жидкости, состоящего из корпуса с нагреваемой жидкостью и ряда нагревательных элементов, каждый из которых выполнен в виде коаксиальных цилиндрических металлических электродов, один из которых выполнен сплошным, имеющим тоководы, причем межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секций горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а в каждой секции в наружном электроде выполнены сквозные отверстия, из которых вырывается пар нагретого теплоносителя и поступает в полость цилиндра, затем в зазор между верхним торцом и крышкой корпуса нагревателя опускается в нижнюю часть корпуса в трубопровод выхода из нагревателя, по изобретению труба входа жидкого теплоносителя в электродный нагреватель соединена с трубой выхода теплоносителя из нагревателя, причем на трубе соединяющей входную и выходную трубы нагревателя установлен кран с блоком управления для подачи горячего теплоносителя на вход в электродный нагреватель.
Соединение трубы входа жидкого теплоносителя в нагреватель и установкой на трубе крана с блоком управления позволяет уменьшить или увеличить потребление энергии нагревателем и повысить его надежность и оперативность работы для нагревания теплоносителя до необходимых параметров.
Сущность изобретения поясняется рисунком, где представлен общий вид электронного нагревателя жидкости.
Электродный нагреватель жидкости состоит из корпуса 1 с нагреваемым жидким теплоносителем 2, ряда нагревательных элементов 3 и полого цилиндра 4, открытого с верхнего своего конца, и который прикреплен герметично своим основанием ко дну 5 корпуса 1 нагревателя и установлен с зазором между своим верхним открытым торцом 6 и верхней крышкой 7 корпуса нагревателя. В полость цилиндра погружены закрепленные на крышке 7 нагревательные элементы 3, выполненные в виде коаксиальных металлических электродов, разделенных на ряд секций 8 водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками (на рисунке не показаны). Причем в наружном электроде каждой секции 8 имеются сквозные отверстия внизу 9 и вверху 10. В нижней части полости цилиндра 4 через дно 5 корпуса 1 введена труба 11 для подачи подлежащего нагреванию теплоносителя. Выход нагретой жидкости из нагревателя предусмотрен через трубу 12, расположенную в нижней части корпуса 1. Труба 11 подачи теплоносителя в нагреватель и труба 12 выхода теплоносителя соединены трубой 14, на которой установлен кран 13 с блоком управления.
Устройство работает следующим образом.
Жидкий теплоноситель поступает по трубе 11 в корпус 1 нагревателя, заполняя полость цилиндра 4, нагревательные элементы 3 и их секции 8 через отверстия 9 и 10. При включении нагревательных элементов 3 жидкий теплоноситель 2 в секциях 8 нагревается до состояния пара и через отверстия 10 вырывается в жидкое пространство вокруг нагревательных элементов 3, перемешивая слои жидкого теплоносителя и увеличивая их теплообмен. По мере выхода пара через отверстия 10 секции 8 снова заполняются жидким теплоносителем через отверстия 9. Нагретый таким образом жидкий теплоноситель, выливаясь из цилиндра 4 через его верхний торец 5, попадает в пространство между корпусом 1 нагревателя и стенками цилиндра 4, и выходит через трубу 12 нагревателя. При этом трубы 11 и 12 (входа и выхода из нагревателя) соединены между собой трубой 14, на которой установлен кран 13 с блоком управления. Частично, открывая и закрывая кран 13, мы подаем горячий теплоноситель на вход в нагреватель, что приводит к уменьшению или увеличению плотности теплоносителя, так как в нем образуются воздушные пузырьки, которые уменьшают или увеличивают электропроводность, и в результате чего для нагревания одного и того же объема жидкого теплоносителя до необходимой температуры расходуется меньше или больше электроэнергии, чем это требуется по прототипу.
Таким образом, достигается возможность сокращения времени и снижение или повышение энергопотребления для нагревания жидкого теплоносителя, а также повышается надежность электродного нагревателя, что выгодно отличает его от прототипа.