Установка для одержання тепла (система обігріву)

Изобретение относится к области теплообмена и теплопередачи, а более конкретно - к устройствам для генерирования пара методом электронагрева, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для выработки тепла. Известен электропарогенератор, представляющий собой вертикальный корпус, верхняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса, нижний и верхний трубопроводы соответственно подвода воды и отвода пара с манометром и электронагреватель, охватывающий верхнюю часть корпуса и патрубок отвода пара [1]. Недостаток прототипа заключается в большом расходе электроэнергии, частом выходе из строя электронагревателя, что не обеспечивает надежной и устойчивой работы электропарогенератора, а также ограниченность его мощности. Задача изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности при упрощении конструкции устройства, повышении его экономичности путем обеспечения изотермичности за счет равномерного объемного распределения выделяемой тепловой энергии в теплопередающем устройстве, что в конечном счете приводит к повышению качества, надежности и устойчивости работы системы. Поставленная задача решается тем, что установка, содержащая парогенератор с электронагревателем и теплоизолированные трубопроводы с манометром, снабжена соединенными между собой теплоизолированными трубопроводами холодильником, конденсатором и отстойником, связанными с парогенератором, корпус которого выполнен из образующей замкнутую полость трубчатых элементов, на боковых поверхностях которых закреплены электронагреватели в виде стальной проволоки с удельным сопротивлением 0,05-0,09 Ом*мм2/м, электроизолированной от корпуса парогенератора. На выходе парогенератора установлены предохранительный клапан, центробежный сепаратор и сигнализатор давления, которые также связаны между собой и с корпусом парогенератора теплоизолированными трубопроводами, а параллельно с сигнализатором давления подсоединен уровнемер. Система теплоизолированных трубопроводов снабжена соединительными и отсечными вентилями, которые обеспечивают герметичность и надежность установки, а в верхней части корпуса парогенератора на отметке номинального уровня установлен компенсатор с помощью зеркала воды, превышающий площадь зеркала воды в парогенераторе в соотношении 1-10, Конструктивные элементы установки, связанные между собой теплоизолированными трубами, образуют замкнутый циркуляционный контур. Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения обеспечивает достижение поставленной задачи. Навитая на трубчатые элементы стальная проволока (электронагреватель), по которой проходит ток промышленной частоты, являясь индуктором, нагревает трубчатые элементы, температура которых лежит в тех же пределах, что и температура стенок парогенератора (130-140°С). Таким образом, постоянно заданный температурный режим не вызывает разрушений как трубчатых элементов, так и электронагревателей, обеспечивая тем самым эксплуатационную надежность установки. Оптимальное распределение выделяемой тепловой энергии в теплопередающем устройстве и изотермичность достигаются за счет выбора проволоки любой марки стали с удельным сопротивлением в пределах r = 0,050,09 Ом ·мм2/м и покрытия нагреваемых поверхностей трубчатых элементов слоем изоляции, что значительно упрощает и удешевляет конструкцию установки для получения тепла. В качестве конденсатора могут быть любые теплонагревательные приборы, устройства, узлы, элементы, то есть установка может быть использована там, где есть потребность в тепле. Набором модулей трубчатых взаимозаменяемых элементов можно создать установку любой мощности по производству тепла. Возможность осуществления изобретения раскрыта на примере обогрева греющей плиты этажного пресса. На чертеже показана схема обогрева плиты. Установка для получения тепла представляет собой замкнутый циркуляционный контур, образованный соединенными между собой теплоизолированными трубопроводами холодильником 1, греющей плитой 2 (конденсатор), отстойником 3 с вентилями 4 и 5 и парогенератором 6, выполненным из трубчатых элементов, образующих замкнутую полость, заполняемую рабочей жидкостью. На боковых поверхностях трубчатых элементов закреплены электронагреватели 7 в виде стальной проволоки любой марки стали с удельным сопротивлением r = 0,05-0,09 Ом*мм2/м, электроизолированной от корпуса парогенератора. Нагреваемые поверхности трубчатых элементов покрыты слоем изоляции 8. Для предотвращения попаданий жидкой фазы в трубопроводы на выходе из парогенератора 6 установлен центробежный сепаратор 9, давление в контуре и парогенераторе 6 контролируется сигнализатором 10 и предохранительным клапаном 11, настроенными на максимальное давление, которое не превышает двухкратного от заданного. Для дозирования заправки парогенератора 6 рабочей жидкостью параллельно с ним подсоединен электроконтактный уровнемер 12. Греющая плита 2 через сильфоны 13 и вентили 14 и 15 с одной стороны сообщается с холодильником 1 и контуром, а с другой стороны через сильфоны 13 и вентиль 16 - с контуром и парогенератором 6. Заправка контура и слив теплоносителя осуществлены через сливной вентиль 17. Поддержание заданного уровня воды в парогенераторе 6 осуществлено через посредство конденсатора 18 с площадью зеркала воды, превосходящей площадь зеркала воды в парогенераторе 6 в соотношении 1-10, установленного в верхней части парогенератора 6 на отметке его номинального уровня. Управление температурным режимом производится с помощью электроконтактных манометров 19 и 20. Слив теплоносителя из холодильника 1 в контур осуществлен через вентиль 21. Перед заправкой контура теплоносителем (дистиллированной водой) собранная система должна быть проверена на герметичность. Для этого предохранительный клапан 11 отсоединяют от системы, место его подключения заглушают, все вентили открывают. Затем обмыливают все стыковые соединения и через сливной вентиль 17 опрессовывают систему давлением воздуха 15 атм, после чего по спаду давления наблюдают в течение 24 часов через посредство электроконтактного (технологического) манометра 20. После проверки герметичности и перед заправкой контура теплоносителем вентили 4, 5,17 закрывают, а вентили 14,15,16, 21 -открывают, предохранительный клапан 11 снова подсоединяют к системе. Теплоноситель подается из холодильника 1 через вентиль 21 в замкнутую полость контура, включается питание электроконтактного уровнемера 12. По достижении заданного уровня заправки парогенератора 6 зажигается индикаторная лампочка на пульте управления (на чертеже не показано), поле чего вентиль 21 закрывается, а вода подается до заполнения конденсатора 1 до заданного уровня. Система готова к работе. Работает система следующим образом. В исходном состоянии отсечные вентили 16 и 15 открыты. Подается напряжение на электронагреватели 7, ток, проходя по стальной проволоке, создает переменное магнитное поле. В сечении трубчатых элементов парогенератора 6, перпендикулярных вектору магнитного поля, индуцируется ток, который разогревает материал труб, т.е. происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Некоторая часть тепла передается к стенкам труб и за счет омического сопротивления проволоки. Тепло от разогретых стенок труб передается рабочей жидкости, которая закипает. Образовавшийся в парогенераторе 6 пар начинает истекать в замкнутый контур через отводящий патрубок, попадая через вентиль 16 и сильфоны 13 в полость греющей плиты 2, нагревая ее до заданной температуры. Кипение жидкости в парогенераторе 6 сопровождается ростом давления в замкнутом контуре. По достижении давления 1,4-1,5 атм, контролируемого электроконтактным манометром 19, открывается вентиль 14 и через него осуществляется дренаж парогаза через холодильник 1 в атмосферу. Дренаж производится до тех пор, пока в холодильнике 1 не начнется интенсивный процесс конденсации пара, что фиксируется появлением характерного треска в холодильнике 1, свидетельствующего о схлопывании паровых пузырей в объеме жидкости. После этого дренажный вентиль 14 закрывается и давление в системе доводится до уровня рабочего 6-7 атм. Система готова к функционированию, как только на манометре 19 обозначится цифра рабочего давления (6-7 атм). После первого запуска системы в работу в прессовой плите 2 и в коленах отводящих от плиты конденсат сильфонов 13 скапливается значительное количество теплоносителя, поэтому после первого запуска необходимо произвести дозаправку по описанной выше схеме. Как только давление в системе превысит максимальное - 10 атм - срабатывает предохранительный клапан 11, открывается вентиль 14 и происходит дренаж парогаза через холодильник 1 в атмосферу, а настроенный также на давление 10 атм сигнализатор давления 10 отключает парогенератор от системы электропитания.