Двухконтурный электрический котел

Заявленная полезная модель относится к области котлостроения и может быть использована при изготовлении электрических котлов. Техническая задача, решаемая полезной моделью - повышение интенсивности теплообмена и улучшение массогабаритных показателей. Указанная задача решается тем, что в корпусе установлены две продольные перегородки, расположенные с зазорами по отношению к трубным доскам, составляющим 0,15-0,25 внешнего диаметра корпуса котла, и образующие три полости, причем в центральной располагаются электрические нагреватели, а в двух боковых - теплообменные трубки, скомпонованные в два параллельных пучка.

Заявленная полезная модель относится к области котлостроения и может быть использована при изготовлении электрических котлов.

Известна конструкция электрокотла Стрела [http://www.strela.punkt.ru/site.xp/051050052.html Котлы электрические отопительные на 380 В], состоящего из моноблока, в который входят: корпус котла с установленными на нем трубчатыми электрическими нагревателями.

Недостатком данной конструкции является то, что в область нагревателей поступает водопроводная вода, вследствие чего становится неизбежным образование на них накипи и выход из строя. Это приводит к значительному увеличению затрат на эксплуатацию и ремонт котла.

Известна конструкция электрокотла ЭВАН [http://www.termomehanika.ru/products Электрокотел класс Профессионал], который имеет одну емкость нагрева и несколько фланцев для установки электрических трубчатых нагревателей - от 2 до 8 в зависимости от мощности. Данный котел дает возможность управления мощностью путем ее ступенчатого регулирования. Благодаря возможности работы на частичных нагрузках данный котел имеет лучшие эксплуатационные показатели, однако из-за того, что он также имеет единственный контур циркуляции, в нем так же невозможно избежать контакта нагревателей с водопроводной водой, что приводит к образованию накипи и выходу нагревателей из строя.

Наиболее близким к представленному техническому решению является электрический водогрейный двухконтурный котел Гейзер [http://www.findpatent.ru/patent/212/2123644.html Электрический водогрейный двухконтурный котел].

В данном котле имеется корпус с крышкой и основанием, размещенные внутри корпуса электрические нагреватели, промежуточный химически инертный теплоноситель и теплообменные секции замкнутого контура нагреваемой воды, дополнительный соединительный патрубок, соединяющий входной и выходной патрубки в контуре промежуточного теплоносителя, а в контуре нагреваемой воды между крышкой и корпусом котла и между основанием и корпусом котла дополнительно предусмотрены две теплообменные камеры, соединенные между собой по воде упомянутыми теплообменными секциями и подсоединенные соответственно к выходному и входному патрубкам контура нагреваемой воды, при этом внутри теплообменных камер предусмотрены трубки, направленные вдоль корпуса котла, обеспечивающие замкнутый контур промежуточного теплоносителя.

Описанное техническое решение также имеет недостатки. Во-первых, в этом котле применена прямоточная схема циркуляции теплоносителей, что не позволяет добиться высокой тепловой эффективности. Во-вторых, опускной патрубок, находящийся снаружи корпуса увеличивает габаритные размеры, массу и создает дополнительное сопротивление во внутреннем контуре циркуляции котла. Конструкция теплообменного аппарата не позволяет заменить электрический нагревающий элемент, в случае выхода из строя, без полного демонтажа котла.

Техническая задача, решаемая полезной моделью - повышение интенсивности теплообмена и улучшение массогабаритных показателей.

Указанная задача решается тем, что в двухконтурном электрическом котле, содержащем цилиндрический корпус, трубчатые электрические нагреватели, теплообменные трубки для движения рабочей жидкости наружного контура, закрепленные в трубных досках. В корпусе установлены две продольные перегородки, расположенные с зазорами по отношению к трубным доскам, составляющим 0,15-0,25 внешнего диаметра корпуса котла, и образующие три полости, причем в центральной располагаются электрические нагреватели, а в двух боковых - теплообменные трубки, скомпонованные в два параллельных пучка.

Установка двух продольных перегородок с зазором h, по отношению к трубным доскам, обеспечивает создание трех полостей, в которых образуется внутренний контур циркуляции с подъемным участком в центральной полости и опускными участками в боковых полостях при минимальных габаритах котла. Размер h=(0,15-0,25)D создает условия движения жидкости внутреннего контура с наименьшими гидравлическими потерями. Это обеспечивает высокую скорость циркуляции и высокую теплоотдачу на поверхностях теплообмена.

Конструкция котла показана на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 приняты следующие обозначения: 1 - корпус, 2 - нагревательный блок, 3 - трубчатый электрический нагреватель, 4 - продольная перегородка, 5 - входной патрубок, 6 - нижняя трубная доска, 7 - теплообменная трубка, 8 - верхняя трубная доска, 9 - выходной патрубок.

Электрический котел работает следующим образом. Дистиллированная вода внутреннего контура нагревается от групп трубчатых электрических нагревателей 3, установленных в нагревательном блоке 2, расположенном на корпусе 1. Нагретая вода, обладая меньшей плотностью, по закону Архимеда поднимается вдоль корпуса 1 котла в центральной полости и, через зазор h между перегородками 4 и верхней трубной доской 8, попадает в межтрубное пространство трубок 7, расположенных в боковых полостях. Отдавая тепло трубкам 7 и охлаждаясь, вода опускается вдоль корпуса 1 в боковых полостях и выходит через зазор h между перегородками 4 и нижней трубной доской 6, возвращается в центральную полость нагрева, завершая цикл циркуляции. Нагреваемая вода наружного контура через входной патрубок 5 попадает во входной коллектор, а затем движется вверх по параллельным пучкам теплообменных трубок 7, нагреваясь от внутреннего контура, и проходит в выходной коллектор. Далее вода выходит через выходной патрубок 9 и направляется к потребителям.

Таким образом, заявленное техническое решение способствует улучшению массогабаритных показателей двухконтурного электрического котла на 5-10% и увеличения коэффициентов теплоотдачи на поверхностях теплообмена на 4-8%.

Двухконтурный электрический котел, содержащий цилиндрический корпус, трубчатые электрические нагреватели, теплообменные трубки для движения рабочей жидкости наружного контура, закрепленные в трубных досках, отличающийся тем, что в корпусе установлены две продольные перегородки, расположенные с зазорами по отношению к трубным доскам, составляющим 0,15-0,25 внешнего диаметра корпуса котла, и образующие три полости, причем в центральной располагаются электрические нагреватели, а в двух боковых - теплообменные трубки, скомпонованные в два параллельных пучка.

РИСУНКИ