НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а более конкретно к устройствам для нагрева теплоносящей жидкости, в основном воды, для отопления и горячего водоснабжения отдельных зданий как в городах, так и сельской местности.
Известен проточный нагреватель текучей среды содержащий кожух, внутри которого установлен трубчатый корпус и ленточный нагреватель, расположенный на наружной стороне корпуса изолированно от нагреваемой среды. При этом на корпус нанесено демпфирующее покрытие, поверх которого нанесено электроизоляционное покрытие. (См. патент RU 2269211 С2).
Недостатками известного нагревателя являются необходимость создания дополнительного демпфирующего покрытия и повышенная инерционность, обусловленная используемыми материалами.
Наиболее близким является нагреватель текучей среды, содержащий защитный кожух, расположенный внутри него трубчатый корпус, поверх которого расположен нагревательный элемент.(См. патент RU 68658 U1).
Устройство, выбранное в качестве прототипа, компактно, позволяет осуществить нагрев любых текучих сред, мощность нагревательного элемента варьируется в широких пределах (0,5-20 кВт), но при этом обладает рядом недостатков. При повышении напряжения выше номинального значения мощность нагревателя увеличивается сверхмерно, что ведет к локальному перегреву на отдельных участках нагревателя. В результате чего происходит локальное закипание текучей среды у стенки, на локальных участках, что приводит к уменьшению теплосъема с этих участков, перегреву участка нагревательного элемента и выходу его из строя. При этом, при усиленном закипании, возникает повышенный уровень шумов, разносимых по системе отопления по всем обогреваемым помещениям, что ведет к дискомфорту.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение теплопередачи от трубчатого корпуса к протекающей по нему текучей среде (теплоносящей жидкости), исключение паразитных (посторонних) шумов в системе отопления, улучшение эксплуатационных характеристик и расширение диапазона мощностей изделий одной и той же конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном нагревателе текучей среды, содержащем защитный кожух, расположенный внутри него трубчатый корпус, поверх которого расположен нагревательный элемент, согласно полезной модели
трубчатый корпус выполнен с развитой внутренней поверхностью, например оребренной.
Выполнение трубчатого корпуса с развитой, т.е. увеличенной, внутренней поверхностью позволяет значительно (в разы) снизить удельные тепловые потоки на границе внутренняя поверхность трубчатого корпуса - текучая среда, исключить локальное закипание текучей среды (в основном воды), перегрев нагревателя и появление паразитных шумов.
Трубчатый корпус желательно выполнять из нержавеющей стали, для обеспечения сохранности внутренней поверхности в процессе эксплуатации.
Развитая внутренняя поверхность может быть получена путем создания продольных ребер, прямых или винтообразных, в результате механической обработки внутренней поверхности трубчатого корпуса.
Также развитая внутренняя поверхность может быть получена путем создания макрорельефа, например, химическим фрезерованием внутренней поверхности трубчатого корпуса.
Также возможно получение развитой внутренней поверхности путем плотной посадки витой пружины сжатия в трубчатом корпусе.
Таким образом путей получения развитой, чаще всего оребренной, поверхности достаточно и создание ее не представляет сложности.
Предложенный нагреватель текучей среды поясняется чертежами.
Фиг.1 - Общий вид нагревателя текучей среды со снятым защитным кожухом и без защитного покрытия;
Фиг.2 - Поперечное сечение нагревателя (увеличено);
Фиг.3 - Вид развернутого участка развитой внутренней поверхности с Фиг.2;
Фиг.4 - Вид развернутого участка развитой внутренней поверхности трубчатого корпуса с макрорельефом (без защитных слоев и нагревателя);
Фиг.5 - Вид сбоку по сечению А-А развернутого участка развитой внутренней поверхности трубчатого корпуса с макрорельефом с Фиг.4;
Нагреватель текучей среды (см. Фиг.1) содержит трубчатый корпус 1, выполненный из толстостенной трубы из нержавеющей стали, с резьбовыми входным патрубком 2 и выходным патрубком 3 и с кольцами 4. Внутренняя поверхность трубчатого корпуса 1 (см. Фиг.2 и Фиг.3) выполнена развитой с ребрами 5 или (см. Фиг.4 и Фиг.5) с макрорельефом, например, в виде ромбиков 6, расположенных в шахматном порядке на ней. На трубчатый корпус 1 нанесено изолирующее покрытие 7, на котором расположен нагревательный элемент 8 с контактными площадками 9 и тоководами 10. 11 - защитное покрытие нагревательного элемента 8. 12-защитный кожух с нанесенной теплоизоляцией 13. При этом защитный кожух 12 крепится на корпусе 1 на кольцах 4.
Собранный нагреватель текучей среды встраивают в систему циркуляционного водяного отопления в удобном для монтажа месте при помощи резьбовых патрубков 2 и 3. Систему отопления
заполняют любым жидким теплоносителем и подсоединяют тоководы 10 к внешней электрической цепи. Охлажденный жидкий теплоноситель от радиаторов отопления (не показано) через входной патрубок 2 поступает в трубчатый корпус 1, где нагревается через развитую внутреннюю поверхность, например с ребрами 5. Нагретый жидкий теплоноситель через выходной патрубок 3 поступает к радиаторам отопления. Цикл повторяется.
Наличие в описанной конструкции нагревателя текучей среды развитой внутренней поверхности, у трубчатого корпуса позволяет, увеличить мощность нагревателя по сравнению с прототипом и исключить создание паровоздушного слоя на границе внутренняя поверхность трубчатого корпуса - текучая среда (при использовании в качестве текучей среды жидкости), исключить перегорание нагревательного элемента, появление посторонних, паразитных шумов, т.е. повысить эксплуатационные характеристики нагревателя.