Электронагреватель текучей среды — SU 1746907 (original) (raw)
(55 1 о.з 2 ИЕ ИЗОБРЕТЕН ОПИСА ПАТЕНТУ(57) Исп ственно ло, или Сущи ос ный труб льзовджидко при ь изоб чатый жух, станов ам. Ор ых пла предел инуюренин,нным(54 СР ТЕКУЧ ЕИ состоящий из кожуха с впускным и выпуск- Б ным патрубками, размещенной внутри него трубчатой перегородки с оребрением, в котором укреплен пакет труб с электронагревательными элементами. Оребрение содержит отверстия для прохода теплоносителя, Концы трубы выведены через ситчатое дно кожуха наружу.аейОднако в известном обогревателе ин- стенсивный теплообмен возможен лишь за счет и ринудител ьной циркуляции теплоносителя.Целью изобретения является повышение интенсивности теплообмена при есте- О ственной циркуляции теплоносителя.Сущность изобретения заключается в том, что оребрение, размещенное между трубчатой перегородкой и нагревателем, ( ) выполнено в виде кольцевых пластин, установленных на расстоянии(0,6 - 0,8) диаметра нагревательного элемента, в которых с чередованием диаметральнопротивоположно выполнены отверстия, площадь каждого из которых составляет 0,1-0.15 площади кольца. Пространство между кожухом и трубчатой перегородкой разделено тносится к электронагререды, преимущественно т быть использовано для телей, таких как вода или при отоплении помещеИзобретение вателям текучей жидкостей, и мож нагрева теплонос масло, в частност ний. Известен на) ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ греватель текучеи среды, содержащий трубчатый кожух с входным и выходным каналами и трубчатый нагревательный элемент с турбулизирующим оребрением на наружной поверхности, установленный в трубчатом кожухе соосно с ним.Однако даже устройство обладает недостаточно высокой интенсивностью тепло- обмена, что вызвано движением теплоносителя вдоль оси трубчатого нагревательного элемента. Кроме того, значительная площадь наружной поверхности кожуха приводит к утечке тепловой энергии теплоносителя в окружающее пространство и к уменьшению температуры на выходе устройства.Наиболее близким к предлагае ляется мембранный обогреватель грева проточных газов и жид ние: для нагрева преимущетей, таких как вода или масотоплении помещений. ретения; содержит оребреннагревательный элемент, кочатую перегородку, коаксиально этим элеменвыполнено в виде кольцевсе элементы выполнены с соотношениями размеров.дополнительными продольными перегородками на четыре полости, две из которых соединены с патрубками входа и выхода. При этом отношение диаметра кожуха к диаметру нагревательного элемента составляет (1,5. - 2), а отношение диаметра трубчатой перегородки к сумме диаметров кожуха и нагревательного элемента равно (0,44- 0,56),На фиг.1 показана конструкция нагревателя текучей среды; на фиг.2 и 3 - направление движения теплоносителя в продольном и поперечном сечениях устройства соответственно,Нагреватель (фиг.1) содержит трубчатый кожух 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, выполненными, например, в виде резьбовых штуцеров. Внутри кожуха 1 соосно с ним установлен трубчатый нагревательный элемент 4, в котором размещены термонагреватели 5, например, кварцевого типа, Между кожухом 1 и нагревательным элементом 4 соосно с ним установлена трубчатая перегородка 6. Между кожухом 1 и трубчатой перегородкой б вдоль их образующих установлены продольные перегород.ки 7, которые разделяют пространство между кожухом 1 и трубчатой перегородкой 6 на полости А, Б, В и Г.Нагревательный элемент 4 снабжен турбулизирующим оребрением, выполненным в виде набора плоских кольцевых пластин 8, установленных между нагревательным элементом 4 и трубчатой перегородкой б с образованием кольцевых полостей 9. Во всех кольцевых перегородках 8 и в концевых частях трубчатой перегородки выполнены чередующиеся через одно между собой диаметрально противоположные сквозные отверстия 10 для прохождения теплоносителя. Плоские днища 11 и 12 заглушают торцовые части изделия,Устройство работает следующим образом,Нагреватель устанавливают в систему теплоснабжения, которую заполняют жидким теплоносителем, и подают электрическое напряжение на нагреватели 5, При этом происходит нагрев наружной поверхности нагревательного элемента 4. Холодный теплоноситель с температурой Твх (фиг.2 и 3) поступает через входной канал 2 в нижнюю продольную полость Г, откуда через одно из отверстий на концевой части трубчатой перегородки 6 он попадает в первую кольцевую полость 9 (самая правая на фиг.2), В этой полости теплоноситель разделяется на два потока, которые, обтекая нагревательный элемент 4 справа и слева соответственно, снова соединяются между45 50 55 10 15 20 25 30 35 40 собой на части этой кольцевой полости, При этом теплоноситель нагревается на температуру Л Т 1,Затем теплоноситель из первой кольцевой полости 9 перетекает во вторую через отверстия 10 в кольцевой пластине 8 между этими полостями, расположенное в верхней части устройства, и, обтекая с двух сторон нагревательный элемент 4, переходит из верхней части второй кольцевой полости в нижнюю, где приобретает дополнительное приращение температуры Ь Т 2.Из нижней части второй кольцевой полости теплоноситель перетекает в третью кольцевую полость и так далее. При перетекании из полости в полость теплоноситель активно турбулизируется, Из последней кольцевой полости 9 теплоноситель попадает в продольную полость Б, откуда через выходной канал 3 поступает на вход устройства и может быть использован в отопительных радиаторах.Продольные полости А и В заполнены воздухом и служат для предотвращения утечки тепла от нагревательного элемента 4 и кольцевых полостей в окружающую среду.При прохождении через и кольцевых полостей теплоноситель приобретает температуру Твых.Твых Твх + ЛТ 1+ ЛТ 2 +,+ ЬТП.При условии, что температура нагревательного элемента значительно выше, чем Твых, можно приближенно считать, чтоЬТ 1=ЬТг= Т =Л Т.Таким образомТвых = Твх+ и ЛТДля достижения практически любых температур на выходе (Твых) можно использовать типовую конструкцию нагревателя, варьируя и кольцевых полостей 9, при этом приблизительная оценка выходной температуры может быть произведена без сложных теплотехнических расчетов,Формула изобретения Электронагреватель текучей среды,.содержащий кожух с патрубками входа и выхода текучей среды, внутри которого коаксиально установлены трубчатая перегородка и трубча ый нагревательный элемент, поверхность которого снабжена оребрением с образованием между перегородкой и нагревателем по всей длине спирального канала для прохода нагревательной среды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения интенсивности теплообмена, укаэанное оребрение выполнено в виде кольцевых пластин, установленных друг от друга на расстоянии (0,6-0,8)ОН, в которых,чередуясь диаметральнопротивоположно, выполнены отверстия, площадь каждого из которых составляет 0,1 - 0,15 площади кольца, пространство между кожухом и трубчатой перегородкой разделено 5 дополнительными продольными перегородками на четыре полости, две из которыхсоединены с указанными патрубками входаи выхода, при этом ДК/ДН = 1,5-2, ДТ/ДК+ .ДН = 0,44-0,56, где ДН - диаметр нагревательного элемента; ДК - диаметр кожуха;ДТ - диаметр трубчатой перегородки,. Составитель А.Обух Редактор И.Дербак Техред М.Моргентал Корректочакова каз 2407 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1