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.
Кроме того, полезная модель может использоваться в системах нагрева различных текучих сред, в том числе и воздуха.
Известно устройство для нагрева проточной жидкости (электродный водонагреватель), содержащее защитный кожух, цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и расположенный внутри него фазный электрод с тоководами. (См. ПМ RU 36493 U1).
Недостатком известного устройства является необходимость использовать при работе специально подготовленную электропроводящую жидкость, от качества которой зависит его работа.
Наиболее близким техническим решением является нагреватель текучей среды, содержащий защитный кожух, расположенный внутри него трубчатый корпус, поверх которого расположен
нагревательный элемент. (См. ПМ RU 68658 U1). При этом трубчатый корпус выполнен из нержавеющей стали. А нагревательный элемент выполнен в виде металлокерамического резистора, нанесенного на стеклокерамический слой на корпусе и защищенного стеклокерамическим слоем, нанесенным на него.
Устройство осуществляет нагрев любых текучих сред - не только электропроводящих, но при этом обладает существенным недостатком. При повышении мощности устройства (заявленный предел варьирования 0,5-20 кВт), велика вероятность перегрева отдельных участков нагревателя при превышении номинального значения напряжения в питающей сети. При этом происходит локальное закипание текучей среды (а это, в основном, жидкий теплоноситель) с образованием паро-газовой прослойки между внутренней стенкой корпуса и омывающей его текучей средой, что ведет к локальному перегоранию нагревателя. Также при усиленном нагреве возникает повышенный уровень посторонних, паразитных, шумов, разносимых по всей системе отопления, что приводит к дискомфорту.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик при повышении мощности устройства, снижение его габаритов.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном нагревателе, содержащем защитный кожух, расположенный внутри него трубчатый корпус, поверх которого расположен нагревательный элемент, согласно полезной модели, в трубчатом корпусе на входе расположен завихритель потока текучей среды,
например, в виде винтообразно закрученной, относительно продольной оси, не менее чем одной, пластины.
Наличие завихрителя потока текучей среды на входе трубчатого корпуса позволяет исключить локальный перегрев как внутренней поверхности корпуса, так и нагревательного элемента, за счет предупреждения создания паро-газовой смеси на границе внутренняя поверхность корпуса - текучая среда, обеспечивая более равномерный нагрев всего потока текучей среды.
При этом завихритель потока текучей среды может быть выполнен как в виде винтообразно закрученной, относительно продольной оси, не менее чем одной, пластины, так и в виде винтообразных ребер, расположенных вдоль внутренней поверхности трубчатого корпуса. Что расширяет конструктивные возможности полезной модели.
Предпочтительно выполнение завихрителя или из нержавеющей стали, или из термостойкой пластмассы. В этом случае предупреждается коррозия завихрителя в процессе эксплуатации и сохранение его геометрии.
Также предпочтительно и выполнение трубчатого корпуса из нержавеющей стали.
На Фиг.1 дан общий вид нагревателя, с разрезом по защитному кожуху и с частичным выровом корпуса, без защитного слоя.
На Фиг.2 схематично изображено поперечное сечение нагревателя.
2
Нагреватель текучей среды (см. Фиг.1) содержит защитный кожух 1, внутри которого расположен трубчатый корпус 2 с резьбовыми патрубками, входным 3 и выходным 4. 5 - изолирующий слой, в виде стеклокерамического покрытия, нанесенного на корпус 2. 6 - нагревательный элемент, с контактными площадками 7, выполненный в виде резистивного слоя, поверх которого нанесен защитный слой 8 (см. Фиг.2) из стеклокерамики. Все нанесенные на корпус 2 слои (изолирующее стеклокерамическое покрытие 5, резистивный слой 6 и стеклосодержащий защитный слой 8) образованы с использованием широкоизвестной высокопроизводительной толстопленочной технологии, включающей последовательность операций нанесения, преимущественно методом трафаретной печати, и последующего вжигания комплекта композиционных паст. Это определяет относительно невысокую стоимость и хорошую воспроизводимость параметров нагревателя, с обеспечением высокой удельной мощности (до 50 Вт/см). 9 - завихритель в виде винтообразно закрученной вокруг продольной оси пластины из нержавеющей стали. Стрелками (см. Фиг.2) условно показан закрученный поток текучей среды.
Собранный нагреватель текучей среды встраивают в систему водяного отопления, преимущественно с принудительной циркуляцией, в удобном для монтажа месте при помощи резьбовых патрубков 3 и 4, расположенных на концах трубчатого корпуса 2. Систему отопления заполняют жидким теплоносителем и подсоединяют к внешней электрической цепи, используя тоководы
(не показано), которые подсоединены к контактным площадкам 7. Холодный жидкий теплоноситель нагревается в трубчатом корпусе 2 и подается в систему отопления, где охлаждается в радиаторах (отапливает помещение) и снова подается в корпус 2. При этом поток текучей среды, встречаясь с завихрителем 9, закручивается и омывает всю поверхность внутренней стенки трубчатого корпуса 2 по спирали. Что улучшает теплосъем с нее, повышает эксплуатационные характеристики и позволяет, при сохранении мощности нагревателя, снизить его габариты.