початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2211413

ПРИСТРІЙ ДЛЯ НАГРІВАННЯ РІДИНИ І ПАРОГЕНЕРАТОР

Ім'я винахідника: Малахов Анатолій Іванович; Малахов Михайло Анатолійович
Ім'я патентовласника: Малахов Анатолій Іванович; Малахов Михайло Анатолійович
Адреса для листування: 198303, Санкт-Петербург, пр. Сутички, 107-1-136, А.І. Малахову
Дата початку дії патенту: 2001.12.29

Винахід призначений для нагрівання рідини і (або) виробництва пара для побутових і виробничих потреб і може бути використано в системах опалення, вентиляції, гарячого водопостачання і в технологічному обладнанні. Для розширення функціональних можливостей і області застосування пристрій для нагрівання рідини, що містить утворюють замкнене циркуляційний контур робочий насос, вихровий теплогенератор і теплообмінник, оснащено заповненим рідиною збудників тиску, який з'єднаний гідравлічно з замкнутим циркуляційним контуром. Для виконання функції парогенератора пристрій оснащений регенератором, одна сторона якого включена в замкнутий циркуляційний контур на ділянці між теплогенератором і теплообмінником, а інша сторона з'єднана гідравлічно через редукційний вентиль з теплогенератором і побудником витрати рідини, який пов'язаний термодинамічно з теплообмінником і з'єднаний гідравлічно з замкнутим циркуляційним контуром . Використання винаходу дозволяє одержувати більш високий температурний потенціал рідкого теплоносія.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід призначений для нагрівання рідини і (або) виробництва пара для побутових і виробничих потреб і може бути використано в системах опалення, вентиляції, гарячого водопостачання і в технологічному обладнанні з виробництва сільськогосподарської і промислової продукції.

Для нагрівання води та виробництва пари для побутових і виробничих потреб відомі системи теплопостачання, що містять котельну установку та теплову трасу, що зв'язує котельну установку з споживачами тепла і пара. До недоліків таких систем відносяться:

- Порівняно невисокий ККД, що вимагає підвищеної витрати палива:

- Нераціональне використання теплової енергії високого температурного потенціалу при спалюванні палива для нагрівання низькотемпературного теплоносія, що знижує надійність роботи котельної установки і вимагає застосування спеціальних жароміцних матеріалів:

- Істотні втрати теплової енергії в тепловій трасі через велику різницю температур прямої та зворотної магістралей і грунту на глибині прокладки цих магістралей або повітря при зовнішній прокладці теплової траси;

- Великі капітальні та експлуатаційні витрати на утримання теплової траси.

Більш високий ККД котельної установки і раціональне використання теплової енергії високого температурного потенціалу мають системи теплопостачання, що містять теплоелектроцентраль і теплову трасу [1, стор. 323-325].

Такі системи забезпечують споживачів парою і водою в більш широкому діапазоні температур і тисків. Для технологічних потреб використовується насичена пара з тиском від 250 до 2000-3000 кПа (від 2,5 до 20-30 кг / см ^2), а для опалення насичений пар з тиском 150-260 кПа (1,5-2,6 кг / см ²⁾ або гаряча вода з температурою до 180 ^o С.

Однак такі системи мають більш високі втрати теплової енергії. капітальні та експлуатаційні витрати через більшої протяжності теплових трас і більш низький ККД теплосилової установки теплоелектроцентралі (15-20% [2, стор. 93]) в порівнянні з конденсаторної теплосиловой установкой електростанції (33% [1. стор. 307-308, рис.11, 17]).

Відомі пристрої для нагрівання рідини для побутових потреб, мають більш високу ефективність перетворення електричної енергії в теплову в порівнянні з електронагрівачами і містять утворюють замкнене циркуляційний контур робочий насос, вихровий теплогенератор і теплообмінник [патент 2045715, патент 2132517].

Як споживача тепла в таких пристроях можуть бути використані радіатори системи опалення, калорифери системи вентиляції або теплообмінник системи гарячого водопостачання [3, стор. 18 (прототип)].

Завдяки малим габаритним розмірам ці пристрої розміщені безпосередньо в будівлі, що виключає необхідність в розміщенні зовні теплової траси. Це дозволяє виключити втрати тепла в зовнішнє середовище, а й капітальні та експлуатаційні витрати на утримання теплової траси. Крім того, ці пристрої мають високу надійність роботи в зв'язку з відсутністю в вихровому теплогенераторі рухомих і труться деталей і суттєво нижчим, порівняно з продуктами згоряння палива, температурами рідкого теплоносія.

Однак ці пристрої мають обмежені функціональні можливості і область застосування. Це обумовлено відносно низькою температурою рідкого теплоносія і відсутністю можливості виробництва пара.

Відносно низька температура рідкого теплоносія пояснюється тим, що в пристрої рідина може бути нагріта тільки до температури насичення, яка обмежується тиском рідини в замкнутому циркуляційному контурі. Відсутність можливості виробництва пара пояснюється тим, що при паротворенні в роботі насоса і вихрового теплогенератора настає критичний режим, при якому витратні характеристики насоса різко погіршуються і в теплогенераторі практично припиняється перетворення енергії руху потоку води в теплову енергію.

Мета винаходу - розширення функціональних можливостей і областей застосування пристрою.

Для цього відоме пристрій для нагрівання рідини, що містить утворюють замкнене циркуляційний контур робочий насос, вихровий теплогенератор і теплообмінник, оснащено заповненим рідиною збудників тиску, який з'єднаний гідравлічно з замкнутим циркуляційним контуром.

Підсилювач тиску виконаний у вигляді герметичної ємності, простір над рідиною якої заповнене нерозчинним в рідини стисненим газом, у вигляді ємності, яка з'єднана гідравлічно з вхідним патрубком підживлювального насоса або у вигляді гілки водогону.

Для виконання функції парогенератора відоме пристрій для нагрівання рідини, що містить утворюють замкнене циркуляційний контур робочий насос, вихровий теплогенератор і теплообмінник, оснащено регенератором, одна сторона якою включена в замкнутий циркуляційний контур на ділянці між вихровим теплогенератором і теплообмінником, а інша сторона з'єднана гідравлічно через редукційний вентиль з вихідним патрубком вихрового теплогенератора і побудником витрати рідини, який термодинамічно пов'язаний з теплообмінником і з'єднаний гідравлічно з замкнутим циркуляційним контуром.

Підсилювач витрати рідини виконаний у вигляді гілки водогону, яка з'єднана гідравлічно з іншою стороною теплообмінника, або у вигляді заповненої рідиною предмети, яка з'єднана гідравлічно з вхідним патрубком підживлювального насоса, причому теплообмінник розміщений в ємності.

Крім того, парогенератор з споживачем пара утворює замкнутий циркуляційний контур.

На кресленнях схематично зображено пристрій для нагрівання рідини і парогенератор:

Фиг.1 показано пристрій з побудником тиску у вигляді ємності з рідиною і стисненим газом	Фиг.2 - у вигляді ємності з підживлювальної насосом	Фіг.3 - у вигляді гілки водогону
Фіг.4 - парогенератор з побудником витрати рідини у вигляді гілки водогону
	Фіг.5 - у вигляді ємності з підживлювальної насосом
Фіг. 6 і 7 - парогенератор, який зі споживачем пара утворює замкнутий циркуляційний контур

Пристрій містить (фіг. 1-3) заповнений, наприклад, водою замкнутий циркуляційний контур 1, що включає робочий насос 2, вихровий теплогенератор 3 і, наприклад, радіатор 4 системи опалення і стимул 5 тиску води.

Підсилювач 5 виконаний у вигляді ємності 6 (фіг.1), простір над водою якої заповнений, наприклад, стисненим повітрям з балона 7.

Підсилювач 5 тиску води можна бути виконаний у вигляді ємності 6 (фіг.2), яка з'єднана гідравлічно з вхідним патрубком підживлювального насоса 8, або у вигляді гілки водогону (фіг.3) з регулюючим вентилем 9.

Парогенератор містить (фіг.4-7) заповнені, наприклад, водою замкнутий циркуляційний контур 10 і циркуляційний контур 11 спонукача витрати води. Контур 10 включає в себе робочий насос 2, вихровий теплогенератор 3, регенератор 12 і теплообмінник 13. Інша сторона регенератора 12 включена в контур 10 через редукційний вентиль 14 на ділянці між вихровим теплогенератором 3 і регенератором 12. Контур 11 утворений (фіг.4) гілкою водопроводу з регулюючим вентилем 9 і іншою стороною теплообмінника 13.

Підсилювач витрати води може бути виконаний і у вигляді ємності 6 (фіг. 5), всередині якої розміщений теплообмінник 13. Ця ємність з'єднана гідравлічно з вхідним патрубком підживлювального насоса 8.

Циркуляційний контур 11 може бути виконаний як відкритим (фіг. 4, 5) з подачею пара споживачеві через паропровід 15, так і замкнутим (фіг.6, 7) з включенням в замкнутий циркуляційний контур теплообмінника 16, наприклад, системи гарячого водопостачання. При цьому в замкнутий циркуляційний контур 11 ємність 6 може бути як не включена (фіг.6), так і включена (фіг.7).

Як води в циркуляційних контурах пристрої і парогенератора може бути і використана і будь-яка інша рідина.

Як радіатора 4 і теплообмінника 16 може бути використаний і будь-який інший споживач тепла і пара.

Як стисненого повітря в ємності 6 (фіг.1) може бути використаний і будь-який інший нерозчинний в рідини стиснений газ.

Як редукционного вентиля 14 може бути використано і будь-який інший пристрій, що забезпечує різницю тисків в контурах 10 і 11.

При включенні насоса 2 енергія руху потоку води в вихровому теплогенераторі 3 перетвориться в теплову енергію, яка нагріває воду до температури насичення в залежності від тиску в замкнутому циркуляційному будці 1 (фіг. 1-3). Надмірний тиск у цьому контурі регулюється шляхом зміни тиску газу в ємності 6 (фіг.1), оборотів підживлювального насоса 8 (фіг.2) або відкривання і закривання регулюючого вентиля 9 (фіг.3).

Нагріта в вихровому теплогенераторі 3 вода надходить в радіатор 4, в якому теплова енергія передається повітрю опалювального приміщення, а вода остигає і насосом 2 повертається в теплогенератор 3. Потім цикл повторюється. При цьому, чим вище надлишковий тиск в контурі, тим вища температура рідини.

У парогенераторі (фіг.4-7) після вихрового теплогенератора 3 потік нагрітої в ньому води роздвоюється. Один потік надходить в регенератор 12, потім в теплообмінник 13 і насосом 2 повертається в вихровий теплогенератор 3. Потім цикл повторюється. При цьому надлишковий тиск в замкнутому циркуляційному контурі 10 забезпечується тиском води в гілки водогону (фіг.4) або створюваним подпиточной насосом 8 тиском (фіг.5-7).

У контурі 11 спонукача витрати вода через регулюючий вентиль 9 (фіг. 4) надходить в теплообмінник 13, попередньо підігрівається і насосом 2 разом з першим потоком води подається в вихровий теплогенератор 3. Після теплогенератора 3 другий потік нагрітої до стану насичення води надходить в редукційний вентиль 14. Після редукционного вентиля 14 в зв'язку з різким зменшенням тиску вода розбризкується, кипить в регенераторі 12, перетворюється в пар за рахунок теплової енергії, що передається з контуру 10, і через паропровід 15 подається споживачеві пара.

При виконанні спонукача витрати води у вигляді ємності 6 (фіг.5) з встановленим в ній теплообмінником 13 і підживлювальної насосом 8 попередньо підігріта теплообмінником 13 вода подається подпиточной насосом 8 в контур 10. В іншому принцип роботи аналогічний розглянутому.

При виконанні циркуляційного контуру 11 замкнутим (фіг.6) в теплообміннику 16 пар конденсується, передає теплову енергію споживачеві тепла, а конденсат, минувши ємність 6, подпиточной насосом 8 повертається в контур 10. Конденсат з теплообмінника 16 може надходити і в ємність 6 (фіг .7), а з неї подпиточной насосом 8 повертатися в контур 10. в іншому принцип роботи аналогічний розглянутому.

Позитивний ефект при використанні винаходу полягає в розширенні функціональних можливостей і, в зв'язку з цим, областей застосування пристрою, завдяки досягненню рідким теплоносієм вищого температурного потенціалу і можливості виробництва пара як для побутових, так і виробничих потреб.

Крім того, використання рідкого теплоносія більш високого температурного потенціалу і пара дозволяє, в порівнянні з прототипом, зменшити розміри і масу теплообмінних апаратів споживачів теплової енергії.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Кириллин В.А., Сичов В.В., Шейндлін A.Е. Технічна термодинаміка. - М .: Вища школа, 1983.

2. Дроздов В.Ф. Санітарно-технічні пристрої будівель. - М .: Стройиздат, 1980.

3. Автономна опалювальна система на основі вихрового термогенератора. // Інженер. - 2001. - 3. - С. 18.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Пристрій для нагрівання рідини, що містить утворюють замкнене циркуляційний контур робочий насос, вихровий теплогенератор і теплообмінник, що відрізняється тим, що воно оснащене заповненим рідиною збудників тиску, який з'єднаний гідравлічно з замкнутим циркуляційним контуром.

2. Пристрій за п. 1, яке відрізняється тим, що стимул тиску виконаний у вигляді герметичної ємності, простір над рідиною в якій заповнене не розчинний у рідини стисненим газом.

3. Пристрій за п. 1, яке відрізняється тим, що стимул тиску виконаний у вигляді ємності, яка з'єднана гідравлічно з вхідним патрубком підживлювального насоса.

4. Пристрій за п. 1, яке відрізняється тим, що стимул тиску виконаний у вигляді гілки водогону.

5. Парогенератор, що містить утворюють замкнене циркуляційний контур робочий насос, вихровий теплогенератор і теплообмінник, який відрізняється тим, що він оснащений регенератором, одна сторона якого включена в замкнутий циркуляційний контур на ділянці між вихровим теплогенератором і теплообмінником, а інша сторона з'єднана гідравлічно через редукційний вентиль з вихідним патрубком вихрового теплогенератора, і побудником витрати рідини, який термодинамічно пов'язаний з теплообмінником і з'єднаний гідравлічно з замкнутим циркуляційним контуром.

6. Парогенератор по п. 5, який відрізняється тим, що стимул витрати рідини виконаний у вигляді гілки водогону, яка з'єднана гідравлічно з іншою стороною теплообмінника.

7. Парогенератор по п. 5, який відрізняється тим, що стимул витрати рідини виконаний у вигляді заповненої рідиною предмети, яка з'єднана гідравлічно з вхідним патрубком підживлювального насоса, причому теплообмінник розміщений в ємності.

8. Парогенератор по пп. 5 і 7, який відрізняється тим, що він зі споживачем пара утворює замкнутий циркуляційний контур.

Версія для друку
Дата публікації 31.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів