Электроводонагреватель трансформаторного типа

Предложенный электроводонагреватель трансформаторного типа предназначен для нагрева воды быстродействующим способом. Устройство содержит трехфазный пространственный магнитопровод из электротехнической стали с уложенной на его стержнях первичной обмоткой из обмоточного провода. В качестве нагревательного элемента использована короткозамкнутая трехфазная вторичная обмотка из немагнитных электропроводящих секторов. Отличие устройства от ранее известных заключается в том, что стержневой магнитопровод имеет призматическую форму, а вторичные обмотки каждой фазы выполнены в виде труб охватывающих стержни магнинопровода и соединяющих торцевые части емкостей для нагреваемой жидкости, имеющих форму объемных секторов, разделенных между собой диэлектриком. Вся конструкция вторичной обмотки образует полую герметичную камеру, для каждой фазы, в которой циркулирует нагреваемая жидкость. Камера каждой фазы отделена диэлектриком. В каждой камере имеются патрубки для входа и выхода нагреваемой жидкости. Материал и размерные соотношения вторичной обмотки определяются требуемым уровнем температуры нагреваемой воды. Полезная модель повышает эффективность нагрева.

Полезная модель относится к электроводонагревателям и предназначено для горячего водоснабжения жилых домов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Уровень полезной модели известен из устройства, содержащего встроенный трансформатор с шихтованным сердечником, первичную обмотку, подключенную к сети, и вторичную короткозамкнутую, которая имеет произвольную форму и выполнена из ферромагнитного листового материала с электропроводящим покрытием (патент №2007895, Н05В 6/10, опубл. 15.02.94).

Недостатком данного прибора является сложность изготовления вторичной обмотки, особенно ее электропроводящего покрытия, что ведет к удорожанию устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий пространственный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой, стержни которого расположены в одной плоскости под углом 120° относительно друг друга, и вторичную обмотку, выполненную в виде трубок, которые накоротко замкнуты на нижних концах дисками и расположены между стержнями магнитопровода, при этом вся конструкция охвачена корпусной оболочкой создающей герметичную камеру, а каждая фаза вторичной обмотки состоит из двух прямых трубок разного диаметра и высоты, расположенных

концетрически одна внутри другой с зазором, верхние концы трубок соединены между собой, нижний конец трубки меньшего диаметра соединен с нижним диском, а нижний конец трубки большего диаметра соединен с верхним диском (патент №2153779, опубл. 2000 г.).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность нагрева жидкости, а так же сложность в изготовлении вторичной обмотки.

Заявляемая полезная модель направлена на усовершенствование электроводонагревателя повышенной электробезопасности. Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении эффективности нагрева.

Это достигается за счет увеличения площади теплоотдачи нагревательного элемента при минимальном расходе активных материалов и минимальных габаритах.

Указанный технический результат достигается электроводонагревателем трансформаторного типа, содержащим пространственный трехфазный магнитопровод с уложенной на его стержнях первичной и короткозамкнутой вторичной обмотками, при этом стержневой магнитопровод имеет призматическую форму, а вторичные обмотки каждой фазы выполнены в виде труб охватывающих стержни магнинопровода и соединяющих торцевые части емкостей для нагреваемой жидкости, имеющих форму объемных секторов, разделенных между собой диэлектриком.

На чертеже показан электроводонагреватель трансформаторного типа на стержнях трехфазного магнитопровода 1 расположена первичная обмотка 2.

Нагревательным элементом служит короткозамкнутая вторичная обмотка 3. Вся конструкция вторичной обмотки образует полую герметичную камеру, в которой циркулирует нагреваемая жидкость. Каждая часть фазы отделена друг от друга диэлектриком 4. В каждой камере имеются патрубки для входа и выхода нагреваемой жидкости.

В качестве нагревательного элемента используется короткозамкнутая трехфазная одновитковая вторичная обмотка, состоящая из трех равных частей, разделенных диэлектриком, внутри каждой части расположен магнитопровод с первичной обмоткой. Материал и размерные соотношения вторичной обмотки определяются требуемым уровнем температуры нагреваемой воды.

В предлагаемом электроводонагревателе конструкция вторичной обмотки имеет следующие особенности. Она имеет в каждой фазе один коротко-замкнутый виток, что необходимо для обеспечения требуемой безопасности при эксплуатации электроводонагревателя, электродвижущая сила фазы трехфазной одновитковой вторичной обмотки не должна превышать величину 2-4 В. Кроме того, использование одного короткозамкнутого витка позволяет обеспечить минимальную индуктивность рассеяния, следовательно, максимально возможную величину коэффициента мощности устройства, что приводит к улучшению его энергетических показателей. С другой стороны, короткозамкнутый виток обладает достаточно большой поверхностью соприкосновения с нагреваемой средой, что обеспечивает требуемую удельную поверхностную мощность, а, следовательно, исключает образование накипи

на внутренней поверхности объемных секторов. Такая конструкция обеспечивает максимально возможное активное сопротивление вторичной обмотки, что необходимо для достижения заданной мощности при минимальном токе.

Устройство работает следующим образом. При подключении первичной обмотки к трехфазной сети по ней протекает переменный ток, создающий изменяющийся во времени магнитный поток системы устройства. Этот магнитный поток индуцирует во вторичной обмотке электродвижущую силу, под действием которой в баках протекает трехфазный переменный ток. При протекании тока во вторичной обмотке выделяется тепло, передаваемое нагреваемой жидкости. Для снижения нежелательного теплового потока с наружной поверхности баков их можно покрыть теплоизоляционным материалом. Вследствие того, что площадь греющих элементов значительно увеличена, повышается эффективность нагрева воды с меньшим образованием накипи, а, значит, и более длительным сроком службы электроводонагревателя без обслуживания. Это объясняется тем, что одним из факторов, влияющих на интенсивность процесса образования накипи, является удельная поверхностная мощность, т.е. мощность на единицу греющей поверхности, а наличие диэлектрического слоя между частями обусловливает наличие электрической емкости между фазами вторичной обмотки, что приводит к компенсации индуктивного рассеивания вторичной обмотки.

Электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий пространственный трехфазный магнитопровод с уложенной на его стержнях первичной и короткозамкнутой вторичной обмотками, отличающийся тем, что стержневой магнитопровод имеет призматическую форму, а вторичные обмотки каждой фазы выполнены в виде труб, охватывающих стержни магнинопровода и соединяющих торцевые части емкостей для нагреваемой жидкости, имеющих форму объемных секторов, разделенных между собой диэлектриком.