Спосіб і пристрій для одержання теплової енергії з електричної

 

Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до прямого перетворення електричної енергії в теплову, і може знайти застосування в системах теплонагрева та опалення.

Відомий спосіб отримання теплової енергії з електричної (є прототипом), що полягає в подачі холодної рідини в корпус електродної нагрівальної установки, її нагріванню і відведення споживача шляхом створення і підтримки горіння низькотемпературної плазми, що забезпечує задану температуру рідини (UA 2355953, 20.05.2009).

Недоліком даного способу є необхідність підготовки електроопору робочої води при експлуатації установок, а також зміна структури води та її іонізація.

Відомо пристрій для одержання теплової енергії з електричної, що містить корпус, з підвідним і відвідним патрубками, електродну систему (UA №2189541, 20.09.2002).

Пристрій здійснює нагрів води і містить порожнистий корпус з патрубками підведення і відведення рідини, відповідно приєднують до циркуляційної системі. Корпус виконує функцію нульового електрода. Всередині корпусу, співвісно йому, встановлений фазний електрод. Між корпусом і фазним електродом встановлений проміжних�етения відносяться складна конструкція проміжного електрода, що представляє собою по суті позистор з декількома шарами, що включають в свій склад титанат барію і хімічно обкладена нікель, і відповідно ускладнена схема регулювання температури нагріву рідини.

Відомо з патенту PB №2151967, F24H, 1/20, 2000, винахід, що відноситься до галузі енергетики, яке може бути використано в системах опалення будівель. Згідно винаходу рідину нагрівають в корпусі електродного нагрівача, між співвісно встановленими в корпусі фазним і нульовим електродами, в зазорі між якими знаходиться електроізоляційний матеріал, виконаний у вигляді пружини, один кінець якої закріплений нерухомо, а другий забезпечений приводом. Таке виконання дозволяє регулювати потужність нагрівача шляхом стиснення і розтягування пружини.

До недоліків відомого винаходу відносяться обмежені можливості з регулювання потужності установки, зумовлені невеликою різницею між максимальною і мінімальною величиною межвіткового простору використовуваної пружини. Крім того, наявність спеціального приводу для розтягування пружини ускладнює конструкцію нагрівача.

Відомо пристрій для перетворення електричної енергії в теплову, ви� патрубками, електродну систему (UA №2355953, 20.05.2009), - винахід, призначене для прямого перетворення електричної енергії в теплову.

Даний винахід прийнято в якості найближчого аналога.

У цьому винаході нагрівання рідини здійснюється подачею напруги на ізольовані фазні електроди, встановлені в корпусі, підключеному до нейтралі у вигляді окремих груп кількох електродів, рівномірно розташованих за обсягом, і підключаються по групах в залежності від електричної провідності води та заданої температури.

Розглянуті винаходи і аналог мають ряд недоліків, властивих електродним нагрівачів прямого нагріву, в тому числі:

- стрибкоподібна зміна температури води при зміні витрат;

- необхідність підготовки електроопору робочої води при експлуатації установок;

- різка зміна споживання електроенергії при зміні температур води.

Технічним завданням, на вирішення якої спрямовано заявлений винахід, є розробка економічного способу перетворення електричної енергії в теплову, а також простий за конструкцією і розмірами установки, що дозволяє автоматично здійснювати регулювання ри рідини, тобто з істотним поліпшенням технічних показників електродних установок прямого нагріву.

У цьому ж полягає і технічний результат, для досягнення якого призначено даний винахід. Досягнення зазначеного результату забезпечується наступним чином.

Запропоновано спосіб одержання теплової енергії з електричної, що полягає в подачі холодної рідини в корпус електродної нагрівальної установки, її нагріванню і відведення споживача шляхом створення і підтримки горіння низькотемпературної плазми, що забезпечує задану температуру рідини, що відрізняється тим, що горіння плазми виробляють в замкнутому непроточном обсязі рідини проміжного теплообмінника, а нагрівання рідини ведуть за рахунок омивання стінок теплообмінника при пропусканні її через внутрішню циркуляційну систему, при цьому температуру рідини в теплообміннику регулюють шляхом зміни перетворювачем струму з широтно-імпульсною модуляцією.

Запропоновано пристрій для перетворення електричної енергії в теплову, виконане у вигляді електродної нагрівальної установки, що містить корпус з підвідним і відвідним патрубками, електродну систему, яка допо�ками і стінками корпусу внутрішню циркуляційну систему, при цьому електродна система розміщена в рідині замкнутого теплообмінника. Електродна система включає окремий ізольований електрод і стінки корпусу. Внутрішня циркуляційна система виконана у вигляді розміщених у корпусі двох замкнутих порожнин, з'єднаних один з одним за допомогою дифузора.

Принципова схема розробленої електродної нагрівальної установки для реалізації способу перетворення електричної енергії в теплову представлена на малюнку 1.

Згідно винаходу установка містить корпус 1, має переважно циліндричну форму, патрубки підведення 2 і відведення рідини 3, сполучені із зовнішнім циркуляційною системою. У корпусі розміщені електродний теплообмінник 4, що включає електрод 5 з ізоляторами 6, і металеві стінки 7, 8 з днищами 9, 10, герметично з'єднані з кришкою 11.

Внутрішня циркуляційна система містить обсяг попереднього I і остаточного II нагріву, сполучених дифузором 12, по яких циркулює рідина з зовнішньої системи попереднього обмивання стінки 7 і 8 корпусу електродного теплообменика. Температура рідини теплообмінника вимірюється датчиком температури 13, підключеним до перетворювача �укладено до заземленого корпусу пристрою. Корпус може бути зроблений з будь-якого металу. Підведення зовнішньої рідини проводять через трубчастий роздільник 15, містить вхідний патрубок 2 і живлять мікроотвори 16.

Електродна нагрівальна установка, реалізуючи заявлений спосіб перетворення електричної енергії в теплову, працює наступним чином.

У корпус електродного теплообмінника заливається рідина із заданою електропровідністю, і його електроди підключаються до джерела живлення, а через патрубки 2,3 подається рідина з зовнішньої циркуляційної системи. В залежності від робочої температури зовнішньої рідини встановлюється режим роботи установки, що дозволяє отримати необхідну температуру нагріву, наприклад в межах від 60 до 90°C, шляхом автоматичної зміни середнього струму від перетворювача з широтно-імпульсною модуляцією.

Таким чином рідина зовнішнього контуру нагрівається без електродного впливу, що дозволяє використовувати электронагревательную установку не тільки для нагрівання води, але і різних рідин.

1. Спосіб отримання теплової енергії з електричної, що полягає в подачі холодної рідини в корпус електродної нагрівальної установки, її нагріванню і відведення потре� рідини, відрізняється тим, що горіння плазми виробляють в замкнутому непроточном обсязі рідини проміжного теплообмінника, а нагрівання рідини ведуть за рахунок омивання стінок теплообмінника при пропусканні її через внутрішню циркуляційну систему, при цьому температуру рідини в теплообміннику регулюють шляхом зміни перетворювачем струму з широтно-імпульсною модуляцією.

2. Пристрій для перетворення електричної енергії в теплову, виконане у вигляді електродної нагрівальної установки, що містить корпус, з підвідним і відвідним патрубками, електродну систему, що відрізняється тим, що додатково містить замкнутий теплообмінник з рідиною, розміщений всередині корпусу і утворює своїми стінками і стінками корпусу внутрішню циркуляційну систему, при цьому електродна система розміщена в рідині замкнутого теплообмінника.

3. Пристрій п. 2, відмінне тим, що електродна система включає окремий ізольований електрод і стінки корпусу.

4. Пристрій п. 2, відмінне тим, що внутрішня циркуляційна система виконана у вигляді розміщених у корпусі двох замкнутих порожнин, з'єднаних один з одним за допомогою дифузора.



 

Схожі патенти:

Коаксіальний нагрівач

Винахід відноситься до засобів для отримання низькотемпературного теплоносія і обробки повітря в електромагнітному полі. Винаходом вирішується завдання підвищення коефіцієнта корисної дії коаксіального нагрівача. Для рішення поставленої задачі в коаксіальному нагрівачі, що складається з співвісно розташованих зовнішньої та внутрішньої труб, які на одному кінці элсктроизолировани один від одного, а на іншому кінці мають електричний контакт між собою, внутрішня труба має перфорацію у торці, причому електричний контакт між трубами здійснюється за допомогою кільця з перфорацією, і у зовнішній трубі на відстані 0,2-0,5 діаметра зовнішньої труби від кільця виконана перфорація. 1 іл.

Теплоелектричними генератор для індивідуального енергопостачання

Винахід відноситься до теплоэлектроэнергетике і може бути використано для отримання теплової та електричної енергії в індивідуальних будинках і квартирах. Суть винаходу в тому, що теплоелектричними генератор для індивідуального енергопостачання містить підключені один до одного зовнішній і внутрішній короби, перекриті з торців кришками і днищами, утворюють первинний і вторинний контури, у внутрішньому коробі розташована топка з газоходом, в якому розташовані газовий колектор і пластинчастий теплообмінник, стінки і кришка зовнішнього короби покриті декоративним коробом і декоративною кришкою з утворенням між ними щілин, стінки зовнішнього і внутрішнього коробів, кришок, днищ і вертикальних перегородок, що стикаються з водою, що нагрівається, виконані з пазами, в які вставлені ребра, що представляють собою теплоэлектрические секції, складаються з послідовно з'єднаних термоемісійних перетворювачів, кінці яких з'єднані між собою контактними спаями, розташованих уздовж довжини ребер в зонах нагріву і охолодження, вільні кінці з клемами кожної теплоэлектрической секції приєднані до колекторів з однойменними зарядами, сполученим з струмів

Електроводонагрівач

Винахід відноситься до теплоенергетиці і може бути використане в электроводонагревателях. Суть винаходу в тому, що електроводонагрівач включає внутрішній бак, в якому міститься камера накопичення води, і сполучну муфту, одним кінцем приєднану до внутрішнього баку а іншим кінцем з'єднану з вузлом подачі і зливу води, що служать для подачі води в камеру накопичення води і зливу води з камери накопичення води. При такому виконанні вода більш легко і зручно відводиться з камери накопичення, запобігає відкладення забруднень у внутрішньому баку і полегшується обслуговування водонагрівача, що вимагає зливу води. Водонагрівач має більш високі ефективність нагріву і термін служби. 9 з.п. ф-ли, 6 іл.

Пристрій для генерування теплової і електричної енергії

Винахід відноситься до області теплотехніки, а саме до генераторів теплової та електричної енергії. Винахід може бути використано для нагріву рідкого теплоносія з системою циркуляції нагрівається середовища. Пристрій для генерування теплової та електричної енергії включає зовнішній механічний зворотно-поступальний привід, магнітну систему з кільцевим зазором, в якому присутня однорідне магнітне поле, і струмопровідну обмотку (котушку), що переміщається в однорідному магнітному полі кільцевого зазору, що проходить через обмотку електричним струмом, нагрівається при зворотно-поступальним переміщенні її в однорідному магнітному полі кільцевого зазору магнітної системи за рахунок проходження через неї електричного струму. Нагрівається обмотка виконана зі струмопровідного труби у вигляді спіралі, усередині якої циркулює теплоносій. Нагрівається обмотка може бути виконана короткозамкненої для забезпечення максимального зняття теплової енергії або з розривом, до якого підключена корисне навантаження, вона живиться електричним струмом, що проходить через обмотку і навантаження. Винахід дозволяє використовувати тепло, що виділяється при проходженні струму в про

Електрична водонагрівальна система

Винахід відноситься до електричних приладів, в яких нагрівається вода. Електрична водонагрівальна система з обмеженим утворенням накипу містить ємність для прийому води, що обмежує внутрішній накопичувальне простір для води, що нагрівається. Воду, яка зберігається в згаданому внутрішньому накопичувальному просторі, можна нагрівати за допомогою електричного нагрівального елемента, присутнього в цьому внутрішньому накопичувальному просторі. Крім того, передбачені анодний елемент і катодний елемент, з'єднані або виконані з можливістю з'єднання з джерелом живлення постійного струму для створення різниці потенціалів між катодним елементом і анодним елементом. Катодний елемент знаходиться у внутрішньому накопичувальному просторі поруч з нагрівальним елементом. При такому виконанні зменшується кількість відкладення накипу на частинах електричної водонагрівальної системи. Запропонована водонагрівальна система може бути встановлена в чайниках, кавоварках, прасках і в мийних машинах. 6 н. і 9 з.п. ф-ли, 5 іл.

Вбудований нагрівальний пристрій водонагрівача з тепловим акумулятором

Винахід відноситься до теплоенергетиці і може бути використане в водонагрівачах для комунально-побутового водопостачання. Суть винаходу в тому, що додатковий нагрівальний пристрій для нагріву води в баці (1) водонагрівача з тепловим акумулятором, розрахована на розміщення всередині згаданого бака, яке включається при кожному акті споживання води і нагріває воду всередині зазначеного додаткового пристрою і має камеру, впускний патрубок, ведучий в згадану камеру, випускний патрубок, що виходить із згаданої камери, електричний опір, помещающееся межах згаданої камери і регулюється датчиком витрати в той час, коли необхідна вода. Крім того, пропонується водонагрівач з тепловим акумулятором, що містить накопичувальний бак, нагрівальні пристрої для нагріву накопиченої води в згаданому баку, пристрій регулювання температури води, накопиченої в згаданому баку, і згадане додаткове нагрівальне. При такому виконанні підвищується ефективність нагріву води. 2 н. і 6 з.п. ф-ли, 3 іл.

Рівноважний локально-термодинамічний проникний тепловий випромінювач з вирівняним розподілом потенціалів у просторі

Заявляемое технічне рішення відноситься до області електронагрівальних приладів, призначених для підігріву і випаровування води у видатковому режимі і у складі замкнених водяних і пароводяних контурів. Суть винаходу полягає в тому, що рівноважний локально-термодинамічний проникний тепловий випромінювач з вирівняним розподілом потенціалів у просторі, що містить перфоровані електроди, які встановлені на рівній відстані з утворенням наскрізних каналів і розташовані по електричним фазам по черзі, має отвір електрода, виконане у вигляді округлого отвору. Таке виконання дозволить вирівнювати розподіл потенціалів у просторі. 11 іл.

Конструкція водонагрівача

Винахід відноситься до конструкції водонагрівальної системи, призначеної для забезпечення гарячою водою в побутових (домашніх) умовах. Технічний результат, на вирішення якої спрямовано даний винахід, складається в розробці такого технічного рішення, яке навіть у випадку частого або тільки невеликого забору гарячої води виключає ефект запізнювання, водночас створюючи умови для сприятливого витрати енергії, вимагає невеликих початкових капіталовкладень і може виконувати свої функції навіть у відсутність подачі великої кількості енергії. Технічний результат досягається в водонагрівальної системи з газовим водонагрівальним пристроєм, який підключено до впускної труби для холодної води і до випускної труби для гарячої води. Система додатково містить електричний водонагрівач накопичувального типу, вбудований по послідовній схемі у випускну трубу для гарячої води і з термостатом. Електричний водонагрівач може бути встановлений всередині газового водогрійного пристрою або зовні його. Накопичувальна ємність електричного водонагрівача може мати накопичувальний об'єм менше 20 л. Електричний водонаиспользовать тепло, виділяється, але невикористовуване вказаним пристроєм. Електричний водонагрівач, встановлений всередині газового водогрійного пристрою, може бути забезпечений теплопровідним елементом, введеним в зону горіння вказаного пристрою. Накопичувальна ємність електричного водонагрівача може бути покрита теплоізоляційним матеріалом. Винахід засноване на усвідомленні можливості поєднати переваги газових водонагрівачів з перевагами електричних водонагрівачів, оснащених невеликою ємністю, і забезпечити, за рахунок такої комбінації, умови для оптимального режиму роботи і практично незмінні загальні габарити системи. 6 з.п. ф-ли, 2 іл.

Спосіб нагріву рідкого теплоносія і пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до теплоенергетики, а саме до способів і пристроїв для нагрівання рідкого теплоносія

Спосіб нагріву рідини (варіанти) та пристрій для нагрівання рідини (варіанти)

Винахід відноситься до енергетики і може використовуватися в электроводонагревателях для нагріву води
Up!