Проточний електронагрівач на сухих тенах

Проточний електронагрівач на сухих ТЕНах, який містить зовнішній корпус та внутрішній корпус-теплообмінник, патрубки для вводу і відводу рідин, який відрізняється тим, що внутрішній корпус-теплообмінник виготовляють із труби, закрученої в спіраль в формі циліндра, в простір якого вмонтовують панель з ТЕНами для води, з'єднаних послідовно по два на фазу, внаслідок чого конвективний спосіб нагріву (ТЕНи в воді), заміняється складним теплообміном - радіаційноконвективним. (19) (21) u200602788 (22) 15.03.2006 (24) 11.01.2010 (46) 11.01.2010, Бюл.№ 1, 2010 р. (72) ЛІНЕНКО ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ (73) ЛІНЕНКО ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ (56) UA 62295, F24H1/00, 15.12.2003 SU 1744373, F24H1/00, 30.06.92 CA 2488898, F24D9/00, 01.12.2005 GB 385916, F23N1/08, 05.01.33 GB 2053429, F24H1/14, 04.02.81 RU 2170394, F24H7/00, 20.09.2000 3 46720 азбезстотекстолітова (стеклотекстолітова) панель - 7 стойки - 8 сітка - 9 Вихідні дані для визначення поверхні дотикання і кількості води в проточному електронагрівачі. Для dy = 15 із [6] табл. 4.8 ст. 67 dн = 21,3 ГОСТ 3262-75 Поверхня дотикання при довжині трубки dy = 15 в електроводонагрівачі становить l = 16м. S1=ndl= 3.14.0.0213.16=7.07м2 nd 2 3.14 0.33 2 S2 0.09м2 4 4 Площа дотикання S=1,07+0,09=1,16м2 Кількість води V1 1 2 nd l 4 3.14 0.15 2 160 4 2.83 л 1 2 3.14 3.3 2 0.5 nd h 4.27 л 4 4 V=2,83+4,27=7,1 л Поверхня дотику ТЕНа = 5кВТ в воді (кондуктивний спосіб теплопередачі) при довжині активної частини l 1м і dн = 13 становитиме S = ndla = 3.14 . 0,0013 . 1 = 0,004м2 Трьох ТЕНів S = 0,004 . 3 = 0,012м2 Застосування сухих ТЕНів в ємкісному електронагрівачі для систем опалення та підігріву рідин (деклараційний патент України 62295 А від 15.12.2003 р. Бюл № 12) і в заявленому проточному електронагрівачі на винахід дає можливість заміни кондуктивного способу тепловіддачі на складний теплообмін - радіаційно-конвективний. Теплообмін випромінюванням установлений законом Стефана Больцмана. В ємкісному так і в проточному електронагрівачі використовуються ТЕНи для води з'єднані по два послідовно на фазу. Таким чином 12 шт. ТЕНів (5кВт кожний) в сумі дають потужність 15кВт. Звідси, що ТЕНи в воді, що сухі ТЕНи виділяють тепла. . Q=15 860=12900ккал. (1кВт = 860ккал), проте поверхня випромінювання збільшилась у 2 рази, а згідно закону Стефана Больцмана [2] ст. 275 потік випромінювання абсолютно чорного тіла пропорційний четвертій степені температури і площині поверхні випромінювання. Заміряна температура на поверхні ТЕНів послідовно з'єднаних по два на одну фазу. Отримані результати: t°=200°-3'20''; t°=300°-4'30"; t° = 400°-5'40"; t°=500°-7'; t°=600°-8'30"; Заміряна температура повітря в тепловій камері прибором ЕВ-3000К t 400° Маючи всі вихідні дані є можливість вирахувати приблизно теплову потужність проточного електронагрівача по формулі: Ф= о (t r - t с)F (20.18) [2] ст. 282 де - коефіцієнт тепловіддачі з обрахуванням теплообміну випромінюванням 2 C); о =( + л)Bт/(м - коефіцієнт тепловіддачі при конвективному теплообміну; л - коефіцієнт теплообміну при випромінюванні; V2 4 Коефіцієнт тепловіддачі обчислюється по формулі: Q F( t c t ж ) [2.2] [1] ст. 35 15 10 3 37 116 ( 400  50  ) , де tc - температура в просторі теплової камери tж - середня температура води Cs , (20,19) [2] ст. 282 л де - температурний коефіцієнт, який залежить тільки від температур tr і tc - коефіцієнт чорноти Cs - постійна випромінювання абсолютно чорного тіла, рівна 5,67Вт /(м2 К4) По малюнку 6-1 [1] ст. 195 Залежність = (tж, tс) tж - температура поверхні ТЕнів tc - температура в просторі теплової камери tж = 600°; tc = 400°; по діаграмі =20 . . 91 л = 0,8 5,67 20 Теплова потужність проточного електронагрівача Ф = (37+91) (400-50)1,16/2 = 128 . 350 - 0,58 26кВт. Точність результатів цих обчислень можливо підтвердити тільки в лабораторних умовах. Практично проведені заміри і получені слідуючі результати. Ємкісний на 90 л. Р = 12кВт 30° 40° 50° 60° 70° 80° 16' 19' 26' 32' 37' 42' Ємкісний на 200 л. Р = 15кВт 30° 40° 50" 60° 70° 80° 15'25" 25' 35' 44' 53' 62' Проточний електронагрівач при постійному витоку води за годину видає 230....250 літрів гарячої води з температурою 60°. Максимальна температура - 95° Працює електронагрівач наступним чином: Підключаються нагрівачі 6. Відкривається кран. Вода через патрубок 5 для вводу рідини подається в теплообмінник 1 і накопичувач-змішувач 2. Нагріта вода через патрубок відводу рідини 3 подається на виробничі потреби. Регулюється температура по термометру, установленому на патрубку відбору рідини 3. В накопичувачу 4 вмонтований датчик-реле ТР-200 для відключення при нагріві води вище 95°. Електронагрівач має низький коефіцієнт споживання електроенергії за рахунок енергії теплового випромінювання. Він безпечний у використанні, зберігає екологію навколишнього середовища. Література: 1. М.А. Мижев. Основи теплопередачі. Изд. 2 М.: Єнергія, 1977 - 344 с. 2. В.А. Кузовлев. Техническая термодинамика и основі теплопередачи. Учебник для техникумов. М.: Высшая школа, 1975 - 330 с. 3. П.А. Филаткин. Электрооборудование животноводческих ферм. М.: Агропромиздат, 1987 - 288 с. 5 46720 4. Справочник по механизации и автоматизации в животноводстве и птицеводстве. Под ред. А.С. Марченко. К.: Урожай, 1990 - 456 с. 5. Электронагревательные установки в сельськохозяйственном производстве. Под общей ред. В.Н. Расстригина М.: Агропромиздат, 1985 - 304 с. Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 6. Справочник по котельным установкам малой производительности. Под ред. К.Ф. Роддатиса. М.: Энергоатомиздат, 1989 - 488 с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601