Спосіб підвищення віддачі потужності нагрівально-спонукаючим пристроєм опалювальним приладам

1 Спосіб підвищення віддачі потужності нагрівально-спонукаючим пристроєм опалювальним приладам, що включаює нагрівально-спонукаючий пристрій, корпус якого виконаний у вигляді склянки, в дно якої встановлений внутрішній електрод, закритий з торцевого боку, ємність якого з'єднана з одного боку ПІДВІДНИМ патрубком, а ВІДВІДНИМ - з міжелектродною порожниною, вхід і вихід якої з'єднується з нагрівальними приладами, який відрізняється тим, що теплоносій від нагрівальноспонукаючого пристрою до опалювальних приладів подається через пневмозатвор Винахід відноситься до систем опалення, зокрема - водяних, житлових або технічних приміщень та споруд, багато поверхових чи одноповерхових, індивідуальних та громадських Системи опалення, зокрема водяні, ВІДОМІ [1,2,3,4,5] Характерним для системи водяного опалення є те, що вони включають в себе основне та допоміжне обладнання До першої групи відносяться 1) різні по принципу дії і конструкції нагрівальні пристрої (котли та ін ), 2) отоплюючі прилади (батареї, регістри та інше), 3) теплоносій (вода та ІНШІ рідини) Другу групу представляють - трубопроводи для гарячої та холодної води (теплоносій), запірна арматура (вентилі, закрутки та інше), розшарувальні, повітревідводячі ємності та інше Аналіз схем монтажа обладнання показав, що вся їх багатогранність направлена в основному на ефективний відбір МІЦНОСТІ підвідної до нагрівальних пристроїв і в подальшій передачі її від них у вигляді теплової енергії до нагрівальних приладів видається під відповідальність власника патенту ПРИСТРОЄМ 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що вхідний і вихідний отвори пневмозатвора мають загальну вісь і розташовуються на рівні верхньої ВІДМІТКИ в опалювальних приладах 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що висота роздільної перегородки пневмозатвора задається з врахуванням теплового розширення теплоносія і одиничної продуктивності нагрівальноспонукаючого пристрою і повинна бути рівною або не більше 1/10t, де t - товщина шару теплоносія, що перетікає через розподільчу перегородку 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що при об'ємі камери пневмозатвора, більшого чим об'єм теплоносія, що перетікає, який виконує функцію розширювального бачка 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що розміщення з'єднання вихідного патрубка нагрівально-спонукаючого пристрою з вхідним отвором опалювального приладу нижче їм аналогічним в вертикальній площині спонукання теплоносія забезпечується сифоном Із [1,2,3,4,5] видно, що складання ефективних умов відбирання МІЦНОСТІ ВІД нагрівальних пристроїв і передачі її при цьому до отоплюючих приладів робилось різними засобами Прикладом першим є збудження теплоносія - природний (конвективний), механічний Кожний із них має свої особливості Так, при конвективному спонуканні теплоносія, головною умовою ефективної віддачі МІЦНОСТІ нагрівальним пристроєм отоплюючому приладу є рівень їхнього положення в вертикальній ПЛОЩИНІ При механічному спонуканні теплоносія ця умова не є головною В даному випадку теплоносій спонукається за допомогою доповнюючого засобу в схемі опалення - насоси До другої групи умов забезпечуючих ефективну віддачу МІЦНОСТІ нагрівальним приладом перетворюючи її при цьому для них в теплову, є спосіб з'єднання останніх паралельне під'єднання їх до двох труб, мається і послідовне - до однієї труби Необхідно додати ще схеми і характер течи теплоносія в отоплюючих О 00 со (О ю приладах На сьогодні ВІДОМІ ОТОПЛЮЮЧІ прилади, в яких теплоносій тече паралельними (багаточисельними) цівками Є прилади, в яких теплоносій переміщується однією цівкою (ЛІНІЙНО) Ще ВІДОМІ отоплюючі прилади, в яких теплоносій переміщується як паралельно, послідовно і одночасно Слід додати наявність нагрівальних пристроїв працюючих при різних тисках (низькі і високі), прямих і непрямих (побічних) нагрівань теплоносія і т ш Недоліком відомих рішень є низька ефективність перетворення підведеної до нагрівального пристрою потужності (електричної, теплової та інших) В теплову Наприклад, при природному спонуканні теплоносія (конвективний теплообмін) Ця ефективність (ККД) знаходиться в межах 13% Для нагрівальних пристроїв, в яких теплоносій (вода та її сполуки) є одночасно і робочим тільки (електрокотли) спонукаємим механічно цей коефіцієнт вище - до 70% В нагрівальних пристроях останньої групи, але конструктивно забезпечуючих нагрів теплоносія і його переміщення (нагрівальноспонукаючий пристрій) Цей коефіцієнт - ККД більше 70% і досягає 90% Необхідно додати, що в цілому найбільше ВІДОМІ ВОДЯНІ системи (котельні гіганти та малі котельні та інше) є дуже громіздкими металоємними, енергоємними і таке інше Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним в якості прототипа є авторське свідоцтво №1712646 АІ F0N 17/01, F24H 1/20 (Електронагрівач охолоджуючої рідини) В даному технічному рішенні покращення умов передачі МІЦНОСТІ теплоносію забезпечується шляхом виконання корпуса нагрівального пристрою (ЗОВНІШНІЙ електрод) у вигляді склянки, в дно якої встановлений внутрішній електрод закритий з торцевої сторони Його порожнина сполучена з другої торцевої сторони ПІДВІДНИМ патрубком, в ВІДВІДНИЙ патрубок сполучений з міжелектродною порожниною При цьому внутрішній електрод встановлений в дні склянки з можливістю осьового зміщення При цьому кожний із цих патрубків з'єднувався з ВІДПОВІДНИМ патрубком на отоплюючих приладах (радіатор, блок циліндрів) маючих різний гідравлічний рівень - вхідний нижче вихідного Одним із основних недоліків даного технічного рішення є те, що вихідний патрубок знаходиться значно нижче верхньої ВІДМІТКИ теплоносія в отоплюючих приладах, що потребує додаткових затрат від нагрівального пристрою на подолання гідравлічного опору, викликаною вказаною різною різницею Крім цього, утворившись на глибині у вихідного патрубка бульки пару при їх переміщенні приводять до вибуху руху теплоносія, а при їх хлопанні - к авітацюнному руйнуванню поверхні нагріваючого пристрою, отоплюючих приборів та інше Основною задачею передбаченого винаходу є - усунення вище приведених недоліків Вирішення поставленої задачі полягає в тому, що в відомому технічному рішенні, включаючому нагрівальноспонукаючий пристрій 1, корпус якого виконаний у вигляді склянки, в дні якої встановлений внутрішній електрод закритий з торцевої його сторони, а 56380 його порожнина з відкритої сторони є ПІДВІДНИМ патрубком для теплоносія від отоплюючого приладу згідно винаходу, теплоносій від нагрівальноспонукаючого пристрою до отоплюючого приладу подається через пневмозатвір 2, вхідний і вихідний отвори якого розташовуються на ВІДМІТЦІ верхнього рівня теплоносія в отоплюючих приладах, а висота його розподільчої перегородки 4 залежить від продуктивності нагрівальноспонукаючого пристрою і коефіцієнта теплового розширення теплоносія, а також від розміщення з'єднань вихідного патрубка отоплюючого приладу і вхідного нагрівальноспонукаючого пристрою і його вихідного з вхідним в опалювальному приладі в межах верхньої і нижньої ВІДМІТОК теплоносія в ньому (див на фіг показана схема переміщення теплоносія в системі водяного опалення) Порівняння даного технічного рішення з приведеним в прототипі дозволяє встановити ВІДПОВІДНІСТЬ їх критерію "новизна" При вивченні багатьох відомих рішень в області удосконалення конструкції і схем в системах водяного опалення (аналоги) не виявлено конструктивних рішень і схем з'єднання нагрівальних пристроїв з отоплюючими приладами в яких би передбачалась передача теплоносія нагрівальноспонукаючим пристроєм отоплювальним приладам через пневмозатвір Все викладене забезпечує запропонованому технічному рішенню ВІДПОВІДНІСТЬ "суттєві ознаки" Суттєві ознаки впливають на досягнення бажаного успіху наступним чином величина потужності затрачена насосом залежить в основному від гідравлічного опору, обумовленого конструктивними особливостями самого насоса і транспортними магістралями (труби, отоплюючі прилади, запірна арматура та інше), по яких переміщується теплоносій і різниці гідравлічних рівнів (всмоктуючий і нагнітаючий патрубки) З цього слідує, що при зменшенні величини опору течи рідини (теплоносій) на виході з нагрівального пристрою і при цьому ж здійснюється перетікання и в опалювальний прилад поліпшуються умови роботи (менше затрат МІЦНОСТІ) нагрівального пристрою Ця умова найбільш повно забезпечується пневмозатвором, висота розподільчої перегородки якого дозволяє керувати відбором МІЦНОСТІ ВІД нагрівального пристрою (чим більша її висота тим більше затрат енергії на подолання її, а із зменшенням її - навпаки, тобто пряма залежність) Спосіб підвищення потужності нагрівальноспонукаючим пристроєм отоплюю чому приладу здійснюється наступним чином Попередньо, перед подачею електроструму до нагрівальноспонукаючого пристрою його всмоктуючий патрубок розташовується на одному рівні з вихідним патрубком отоплюючого приладу і з'єднується (по відношенню до гідростатичного рівня теплоносія в останньому - вони, якомога нище) Вихідний патрубок нагрівального пристрою розташовується також на одному рівні (верхня відмітка рівня теплоносія в опалювальній системі) з вхідним патрубком отоплюю чого приладу При необхідності обоє вигинаються так, щоб зріз кожного з них був на верхній ВІДМІТЦІ теплоносія отоплюю чого приладу Тільки ПІСЛЯ виконання цих операцій в їхню систему мон 56380 ючого пристрою не збільшується (вона знаходиться в межах 99,5%), але в даному випадку відзначено що пневмозатвір починає виконувати функції розширювального бачка Експерименти виконані на отоплюючих приладах, в яких теплоносій переміщувався послідовно (одноструйно) дозволили виявити умови для ефективного відбору МІЦНОСТІ від нагрівальноспонукаючого пристрою і передачі її до отоплюючих приладів також з високим коефіцієнтом ефективності (99,0%) Наприклад, шляхом розташування в вертикальній площині вихідного патрубка нагрівальноспонукаючого пристрою і вхідного патрубка отоплюючого приладу Експериментально встановлено, що висота В ході експериментів установлено, що при їх перегородки повинна задаватись з врахуванням з'єднанні на рівні (по вертикальній площині) нижче величини об'єму теплоносія (особливо його склачим з'єднання вихідного патрубка отоплюючого дової товщини), перетікаємого через неї за одне приладу з вхідним отвором нагрівальноспонукаюкачання нагрівальноспонукаючим пристроєм При чого пристрою (але при цьому вище перелічені цьому встановлено, що між величинами висот пез'єднання не повинні виходити за межі нижнього і регородки і товщини шару теплоносія перекачуюверхнього рівнів теплоносія в опалювальних причого через неї (одне качіння нагрівальноспонукаюборах) ефективність віддачі МІЦНОСТІ збільшується чого пристрою) існує прямо пропорційна При цьому необхідно ВІДМІТИТИ, що група вказаних залежність з'єднань (патрубків) не повинна виходити за межі нижнього і верхнього рівня теплоносія в опалюваВеличина ж висоти перегородки знаходиться в льних приладах прямій залежності від продуктивності нагрівальноспонукаючого пристрою (особливо від одиничної Ефективність віддачі МІЦНОСТІ нагрівальноспопорції теплоносія) Експериментально встановленукаючим пристроєм забезпечується за рахунок но, що висота перегородки в пневмозатворі по сифонної перекачки рідини (теплоносій) Експеривеличині повинна бути рівною і не більше 1/10t (де менти виконувались на діючих системах водяного t - товщина шару теплоносія перетікаючого через опалення Висловлене свідчить про те, що запророзподільчу перегородку - визначається експерипоноване технічне рішення відповідає критерію ментальне) При цьому величину об'ємного роз"практична корисність" ширення теплоносія при його нагріві враховувати необхідно і обов'язково Об'єм же камери пневмоЛітература зватвору чинить від'ємний негативний вплив на 1 ИФ Личак "Квартирное водяное отопление віддачу МІЦНОСТІ нагрівальноспонукаючим прималоэтажных зданий" М-Л 1950 г строєм до отоплюючого приладу тільки в тому ви2 П Н Каменев, В П Богословский и др "Отопадку, коли його величина буде менше величини пление и вентиляция" Часть первая "Отопление" об'єму перетікаю чого через пневмозатвір за одне Издательство литературы по строительству М , його качання Необхідно ВІДМІТИТИ, ЩО ЗІ зменшен1965 г, 380 стр ням різниці величини вказаних вище об'ємів ефек3 Котел водогрейный электродного типа КВЭ тивність роботи нагрівальноспонукаючого при4,5/220 Руководство по эксплуатации ЗАО "Знастрою погіршується (вона зменшується, спадає) ние-9", М , 1999 г 6 стр Експериментально встановлено, що об'єм пневмо4 Авторское свидетельство СССР № 1712646 камери повинен бути не менше 1,1 Vt, де Vt - веАІ F 02 N 17/06, F 24 Н 1/20 Год 1992 Б И № 2 личина об'єму теплоносія за одне качання нагрі(прототип) вальноспонукаючого пристрою з його камери 5 Теплогенератори - Україна, Украінськочеське підприємство "Дніпро-Арт" Україна, 322610 Крім цього, експериментально встановлено, м Дніпроджержинськ, Дніпропетровська обл що за межами цієї величини об'єм камери пневмовул Черняхівского, 65а, кв 23, тел (05692) 45357 затвору ефективність роботи нагрівальноспонукатується пневмозатвір Після виконання вказаних вище умов до нагрівальноспонукаючого пристрою підводиться електроенергія Експериментальна перевірка проводилась на отоплюючих приладах з паралельним переміщенням в них теплоносія і послідовним Пневмозатвір встановлювався суворо з врахуванням вище викладених вимог В ході ДОСЛІДІВ здійснювалось змінювання висоти розділюючої перегородки в пневмозатворі і величина об'єму його камери Встановлено, що зміна величини кожного з вказаних складових пневмозатворів істотно впливають на ефективність віддачі МІЦНОСТІ нагрівальноспонукаючим пристроєм отоплюючим приладам 56380 Фіг. Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24