Способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления



Способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления
Способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления
Способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2568376:

Селезнев Виктор Борисович (RU)
Кондрашов Григорий Михайлович (RU)
Петров Сергей Иванович (UA)

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к электронагревательным приборам, преобразующим электрическую энергию в тепловую. Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для получения тепловой энергии из электрической, содержащем корпус, стенки которого являются теплосъемной поверхностью, электронагревательный элемент с токоподводящими выводами, закрепленными в торцевой стенке корпуса, который разделен на два изолированных отсека, в нижнем отсеке размещен электронагревательный элемент, выполненный в виде инфракрасного излучателя в окружении теплоаккумулирующего вещества, а в верхнем отсеке размещен теплоноситель, длину волны которого выбирают равной излучаемой длине волны инфракрасного излучателя. В способе получения тепловой энергии из электрической подвод к нагревательному элементу электрической энергии, нагрев электронагревательного элемента и теплоносителя происходит до достижения заданной температуры стенок теплосъемной поверхности, затем подачу электроэнергии прекращают до снижения температуры стенок теплосъемной поверхности до установленного значения, после чего снова подают электроэнергию к нагревательному элементу и повторяют этот цикл. Способ и устройство позволяют обеспечить экономию электроэнергии, тем самым повысить энергоэффективность. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к электронагревательным приборам, преобразующим электрическую энергию в тепловую, и может быть использовано для автономного обогрева помещений в качестве автономного локального отопительного устройства, а также в промышленных аппаратах и оборудовании различного назначения.

Известны способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления. Способ включает размещение резистивного электронагревательного элемента в окружении теплоаккумулирующего вещества, изолированного вместе с электронагревательным элементом в своем объеме от окружающего пространства теплосъемной поверхностью с образованием нагревательного устройства, размещение полученного одного или более нагревательных устройств в окружающее обогреваемое пространство, подвод к электронагревательному элементу электрической энергии и омывание теплосъемной поверхности устройства теплоносителем, в качестве которого использован воздух из помещения. При этом в качестве теплоаккумулирующего вещества используют твердое внутри поверхности электронагревательного элемента и газообразное вне поверхности электронагревательного элемента вещество (воздух), увеличение общего рабочего теплосъема нагревательного устройства в целом достигают за счет сопряженного между собой увеличения (развития) исходной площади поверхности теплосъема электронагревательного элемента, объема газообразного теплоаккумулирующего вещества вокруг него, площади самой теплосъемной поверхности нагревательного устройства, через создание зазора (расстояния) между этими рабочими поверхностями за счет интенсивности смывания теплосъемной поверхности нагревательного устройства воздухом из помещения, а также путем регулирования параметров электрического тока на электронагревательном элементе. Оптимальный нагрев электронагревательного элемента для заданного обогрева находят в диапазоне выше температуры окружающей среды, но ниже температуры электронагревательного элемента, выбранной с учетом возможности функционального выхода из строя электропроводки обогреваемого пространства, получают тем самым и используют для обогрева нагревательное устройство в виде газомолекулярного преобразователя тепла с малыми значениями удельной мощности и большими значениями коэффициента передачи тепла, используя его для преобразования электрической энергии в тепловую при условии Q=Евн, А=0, где Евн - внутренняя энергия газообразного вещества; А - работа по переносу тепла. Обогрев осуществляют при равенстве рабочих температур поверхности электронагревательного элемента и теплосъемной поверхности нагревательного устройства. При этом теплосъемную поверхность нагревательного устройства увеличивают дополнительно, делая ее волнистой, ребристой или гофрированной, а электронагревательный элемент нагревают до температуры ниже его свечения.

Устройство для получения тепловой энергии из электрической содержит корпус, разделенный на две камеры - внешнюю и внутреннюю, снабженные входным и выходным отверстиями, во внутренней камере которого размещено, по меньшей мере, одно нагревательное устройство, включающее электронагревательный элемент, подключенный к источнику питания, и теплоаккумулирующее вещество и внутри выполненное в виде изолированного от внеобъемного пространства. При этом на входном отверстии корпуса размещено устройство принудительной циркуляции теплоносителя, например воздуха, по поверхности нагревательного устройства, например вентилятора. Обе камеры выполнены сообщающимися, входное отверстие в корпусе расположено напротив входного отверстия во внутреннюю камеру, а выходное отверстие внутренней камеры служит входным отверстием во внешнюю камеру. Теплоаккумулирующее вещество нагревательного устройства включает твердое внутри поверхности электронагревательного элемента и газообразное (воздух) вне поверхности нагревательного элемента вещество (патент РФ 2151346, F24H 7/00, 7/02, 7/04, опубл. 20.06.2000, бюл. 17).

Недостатками известных способа и устройства являются невозможность регулирования электропотребления и использования для горячего водоснабжения бытовых потребителей.

Известны способ и устройство для получения тепловой энергии из электрической. Способ получения тепловой энергии из электрической включает передачу энергии электростатическим аппаратом с помощью однородного электрического поля при постоянной величине тока в нагрузке, создавая температуру, достаточную для осуществления резистивного нагрева, при этом в качестве теплоносителя используют жидкость, причем регулирование температуры и задание разности потенциалов на входе электростатического аппарата осуществляют путем подбора емкости электростатического аппарата при фиксированной теплосъемной поверхности термостатов.

В устройство для получения тепловой энергии из электрической введен электростатический аппарат, содержащий набор конденсаторов переменного тока со схемой соединения, обеспечивающей индивидуальный заряд каждого конденсатора и одновременный суммарный разряд на одну нагрузку, размещенную в термостате. Внутренняя камера (зона теплообразования) и внешняя камера (зона теплосъема) герметично изолированы друг от друга. Входное и выходное отверстия внешней камеры либо замкнуты между собой вне устройства с образованием единой замкнутой системы циркуляции теплоносителя, либо разомкнуты с применением проточной системы (патент РФ 2201556, 2001, МПК F24H 1/20, опубл. 27.03.2003).

Недостатком указанных способа и устройства является невозможность их применения в других жидкостных средах, кроме воды.

Известны способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления кутэр Петрова. Способ получения тепловой энергии из электрической включает размещение резистивного электронагревательного элемента в окружении теплоаккумулирующего вещества, в качестве которого используют керамический материал, изолированного вместе с электронагревательным элементом в своем объеме от окружающего пространства теплосъемной поверхностью с образованием термостата, и размещение полученного одного или более термостатов в окружающее обогреваемое пространство, подвод к электронагревательному элементу электрической энергии, нагрев электронагревательного элемента, регулирование температуры, задание разности потенциалов на входе электростатического аппарата и смывание теплосъемной поверхности устройства жидкой средой, передачу энергии электростатическим аппаратом, создание температуры, достаточной для осуществления резистивного нагрева, и нагрев жидкой среды до необходимой температуры. Электронагревательный элемент нагревают до температуры 700°С в течение 3-5 с, далее передают тепловую энергию от углеродистой нити к керамической нагревательной трубе в течение 5-10 мин, после чего генерируют тепловое и инфракрасное излучение, передают полученное тепло к нагреваемой воде, далее при достижении температуры 65°С в течение 68-75 мин отключают подачу электроэнергии на аппарат, затем остужают воду в течение 1,5 ч до температуры 40°С, после чего снова включают аппарат и повторяют этот цикл до выключения аппарата из электрической сети.

Устройство для осуществления способа получения тепловой энергии из электрической содержит по меньшей мере один резистивный электронагревательный элемент, состоящий из керамической нагревательной трубы с гидрофобным защитным слоем, подключенный к источнику питания, и теплоаккумулирующее вещество, в качестве которого используют керамический материал, изолированное от внеобъемного пространства. Керамическая нагревательная труба состоит из углеродной нити с защитным гидрофобным покрытием и нулевым водопоглощением, монолитного керамического цилиндра с отверстием для увеличения поверхности теплообмена и канала для укладки нагревательного элемента (патент РФ 2455579, МПК F24H 1/10, опубл. 10.07.2012).

Недостатком данных способа и устройства является длительный период первичного нагрева (68-75 минут), а также более сложная, по сравнению со стандартными радиаторами, технология изготовления предлагаемого устройства.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются парокапельный нагреватель и способ получения по нему тепловой энергии из электрической.

Способ получения тепловой энергии из электрической включает размещение теплосъемной поверхности в окружающее обогреваемое пространство, подвод к нагревательному элементу электрической энергии, нагрев электронагревательного элемента и теплоносителя до температуры кипения в течение времени до достижения заданной температуры теплосъемной поверхности, затем подачу электроэнергии прекращают до снижения температуры теплосъемной поверхности до установленного значения, после чего снова подают электроэнергию к нагревательному элементу и повторяют этот цикл.

Парокапельный нагреватель по данному способу содержит герметичный полый металлический корпус с патрубками, образующий нагревательную камеру, заполненную жидкостью-теплоагентом, размещенный внутри корпуса электронагревательный элемент с токоподводящими выводами. Причем нагревательная камера располагается наклонно, в сторону торцевой стенки корпуса с электронагревательным элементом, под углом к горизонту на разновеликих опорных стойках, разнесенных по концам корпуса, при этом электронагревательный элемент, закрепляемый в торцевой стенке корпуса нагревателя, размещается в нагревательной камере ниже уровня поверхности жидкости-теплоагента в рабочем состоянии (патент РФ 63038, МПК F24H 1/20, F22B 1/22, опубл. 10.05.2007).

Недостатком данного способа и устройства является сложность конструкции, связанная с необходимостью использования нагревательной камеры в наклонном положении, а также большие затраты электроэнергии на нагрев теплоагента.

Недостатком указанных способа и устройства является также невозможность или опасность применения в них других жидкостей, кроме воды.

Задачей изобретения является создание способа превращения электрической энергии в тепловую энергию и энергию излучения, позволяющего за счет этих двух энергий существенно усилить действие структурирующего эффекта на теплоноситель, в результате чего обеспечить экономию электроэнергии, тем самым повысить энергоэффективность рассматриваемых способа и устройства, а также расширить область использования устройств по данному способу.

Технический результат - надежная и простая в изготовлении конструкция устройства для получения тепловой энергии из электрической с улучшенными и регулируемыми возможностями теплогенерации автономного применения. Кроме того, предлагаемые способ и устройство позволяют использовать в качестве теплоносителя различные виды газов или смеси двух и более газов, таких как криптон, азот, радон, гелий, ксенон, а также жидкости или смеси двух и более жидкостей, например вода с различным уровнем Ph, этанол, бензол, метанол, а в качестве теплоаккумулирующего вещества - различные виды песков, смеси песков с металлическими опилками, углеродистые порошки. Кроме этого, как для теплоносителя, так и для теплоаккумулирующего вещества могут быть использованы газы или их смеси, такие как криптон, азот, радон, гелий, ксенон, что позволяет расширить область использования устройств.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения тепловой энергии из электрической, включающем размещение в корпусе устройства, стенки которого являются теплосъемной поверхностью, электронагревательного элемента и теплоносителя, размещение корпуса устройства в окружающее обогреваемое пространство, подвод к нагревательному элементу электрической энергии, нагрев электронагревательного элемента и теплоносителя в течение времени до достижения заданной температуры стенок теплосъемной поверхности корпуса, затем подачу электроэнергии прекращают до снижения температуры стенок корпуса до установленного значения, после чего снова подают электроэнергию к нагревательному элементу и повторяют этот цикл, в качестве электронагревательного элемента используют инфракрасный излучатель в окружении теплоаккумулирующего вещества, размещают его в нижнем отсеке корпуса, изолируют его от верхнего отсека корпуса, внутри верхнего отсека размещают теплоноситель, длину волны которого выбирают равной излучаемой длине волны инфракрасного излучателя.

В качестве теплоносителя используют газ или смеси двух и более газов, такие как криптон, азот, радон, гелий, ксенон.

В качестве теплоносителя используют жидкость или смеси двух и более жидкостей, которые предварительно нагревают до достижения температуры кипения.

В качестве жидкости могут быть использованы вода с различным уровнем Ph, этанол, бензол, метанол.

В качестве теплоаккумулирующего вещества могут быть использованы различные виды песка, смеси песков с металлическими опилками, углеродистые порошки, газы или смеси двух и более газов, такие как криптон, азот, радон, гелий, ксенон.

Также поставленная задача достигается тем, что в устройстве для получения тепловой энергии из электрической, содержащем корпус, стенки которого являются теплосъемной поверхностью, с размещенным внутри него теплоносителем и электронагревательным элементом с токоподводящими выводами, закрепленными в торцевой стенке корпуса, корпус разделен на два отсека. В нижнем отсеке корпуса размещен электронагревательный элемент, выполненный в виде инфракрасного излучателя в окружении теплоаккумулирующего вещества, а в верхнем отсеке корпуса размещен теплоноситель, длину волны которого выбирают равной излучаемой длине волны инфракрасного излучателя.

Инфракрасный излучатель выполнен в виде единичного или блочного исполнения.

Инфракрасный излучатель закреплен в средней части торцевой стенки нижнего отсека корпуса посредством штуцера, прокладок либо ниппеля и накидной гайки.

Стенки корпуса выполнены из алюминия, чугуна или стали в виде трубы либо короба прямоугольного, треугольного или другого замкнутого сечения, без оребрения или с наружным оребрением поверхности корпуса.

Наружное оребрение стенок корпуса выполнено продольным либо поперечным, с частичной внешней теплоизоляцией нижнего отсека теплосъемной поверхности.

Энергоэффективность рассматриваемых способа и устройства заключается в использовании теплоносителя и инфракрасного излучателя, имеющих равную длину волны, при которой возникает структурирующий объемный эффект, связанный с резонансным откликом молекул теплоносителя на монохроматическое инфракрасное излучение инфракрасного излучателя с последующим участием гетерогенного структурирования внутреннего состояния теплоносителя.

При этом наблюдается фактическое выделение тепла в окружающее пространство за счет межмолекулярных взаимодействий (эффект появления микрокластеров) с сохранением приобретенной гетерогенной структуры после полного выключения прибора. Величина этого тепла в окружающее пространство достигает величины до 3/4 от суммарной величины тепловой энергии, генерируемой инфраксным излучателем при применении предлагаемого способа, что позволяет достичь высокого уровня энергоэффективности устройств, создаваемых на основе этого способа.

Так как инфракрасный излучатель размещен в окружении теплоаккумулирующего вещества в нижнем отсеке, который поддерживает заданную температуру теплоносителя, то после его отключения в течение определенного времени продолжает поддерживаться заданная температура теплоносителя, а после снижения температуры теплоносителя до установленной величины, время повторного включения инфракрасного излучателя сокращается, что ведет к экономии потребляемой электроэнергии, приводящей к повышению энергоэффективности устройства.

Предлагаемые способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления иллюстрируются фиг. 1, на которой схематически представлена общая схема (разрез) устройства.

Устройство для осуществления способа получения тепловой энергии из электрической содержит корпус 1, стенки которого являются теплосъемной поверхностью, разделенный на два отсека. Внутри верхнего отсека корпуса размещен теплоноситель с нагревательной камерой (2-6). В нижнем отсеке 7 размещен электронагревательный элемент 8 с токоподводящими выводами 9, закрепленными в средней части торцевой стенки нижнего отсека 10 корпуса 1. Устройство содержит наливной и сливной патрубок с заглушкой 11. Электронагревательный элемент 8 закреплен в средней части торцевой стенки нижнего отсека 10 корпуса 1 при помощи штуцера, прокладки либо ниппеля и накидной гайкой с упором (не показаны). Электронагревательный элемент 8 выполнен в виде инфракрасного излучателя в окружении теплоаккумулирующего вещества. Длину волны теплоносителя выбирают равной излучаемой длине волны инфракрасного излучателя 8. Инфракрасный излучатель 8 может быть выполнен в виде единичного или блочного исполнения. Стенки корпуса 1 могут быть выполнены из алюминия, чугуна или стали в виде трубы либо короба прямоугольного, треугольного или другого замкнутого сечения, без оребрения или с наружным оребрением поверхности корпуса. Наружное оребрение стенок корпуса 1 может быть выполнено продольным либо поперечным, с частичной внешней теплоизоляцией нижнего отсека стенок корпуса.

Устройство для получения тепловой энергии из электрической работает следующим образом.

Нагревательная камера (2-6) корпуса 1 через наливной и сливной патрубок с заглушкой 11 заполняется расчетным количеством теплоносителя.

При включении устройства в сеть инфракрасный излучатель 8 под воздействием электрического тока начинает генерировать кванты заданной частоты. Кванты, полученные от инфракрасного излучателя, приводят к нагреву стенок корпуса 1 с нагревательными камерами (2-6), а также теплоносителя. Если в качестве теплоносителя выбран газ, то поскольку излучаемая длина волны инфракрасного излучателя равна длине волны выбранного газа, в молекулах газа начинает формироваться явление резонанса, что приводит к разрыву молекул газовой среды. При этом разрыве выделяется тепло, которое передается стенкам корпуса 1 с нагревательной камерой (2-6), которая нагревается до заданной температуры в ускоренном режиме, что приводит к экономии потребляемой электроэнергии. Также этот процесс приводит к повышению давления внутри нагревательных камер 2-6 до расчетной величины. Затем инфракрасный излучатель 8 отключают, но так как инфракрасный излучатель 8 размещен в окружении теплоаккумулирующего вещества, то оно продолжает поддерживать заданную температуру теплоносителя после отключения определенное время. Под воздействием температуры воздуха, окружающего стенки корпуса 1 с нагревательной камерой (2-6), внешняя поверхность нагревательной камеры начинает охлаждаться, что приводит к охлаждению газовой среды внутри нагревательных камер 2-6. В результате чего начинается процесс уменьшения внутреннего давления в нагревательных камерах 2-6 до величины его начального значения, таким образом, формируя в нагревательной камере кругооборот выбранного теплоносителя. Затем инфракрасный излучатель 8 снова подключают к источнику тока, но так как теплоаккумулирующее вещество поддерживает заданную температуру теплоносителя после его отключения определенное время, то время повторного включения инфракрасного излучателя сокращается, что ведет к дополнительной экономии потребляемой электроэнергии, приводящей к повышению энергоэффективности устройства.

Если в качестве теплоносителя выбирают жидкость, то после включения инфракрасного излучателя в электрическую сеть инфракрасный излучатель 8 под воздействием электрического тока начинает генерировать кванты заданной частоты. Кванты, полученные от инфракрасного излучателя, приводят к нагреву стенок корпуса 1 с нагревательными камерами (2-6), а также теплоносителя. При достижении жидкостью температуры кипения начинает формироваться жидкостно-газовая среда. В образовавшейся зоне жидкостно-газовой среды кванты от инфракрасного излучателя попадают в молекулы этой среды. Так как излучаемая длина волны инфракрасного излучателя равна длине волны жидкости, то в результате этого в жидкостно-газовой среде наступает явление резонанса, что приводит к разрыву молекул жидкостно-газовой среды. При этом разрыве выделяется тепло, которое передается стенкам корпуса 1 с нагревательными камерами (2-6), который нагревается до заданной температуры в ускоренном режиме, что приводит к экономии потребляемой электроэнергии. Затем инфракрасный излучатель 8 отключают, но так как инфракрасный излучатель размещен в окружении теплоаккумулирующего вещества, это вещество продолжает поддерживать заданную температуру теплоносителя после его отключения определенное время. Под воздействием температуры воздуха, окружающего стенки корпуса 1 с нагревательной камерой (2-6), внешняя поверхность нагревательной камеры начинает охлаждаться, что приводит к охлаждению жидкостно-газовой среды внутри нагревательной камеры, в результате чего начинается процесс ее конденсации и переход в жидкую среду, которая стекает по стенкам внутренней поверхности нагревательной камеры в ее нижнюю часть под воздействием сил гравитации, таким образом, формируя в нагревательной камере кругооборот выбранного теплоносителя. Затем инфракрасный излучатель снова подключают к источнику тока, но так как теплоаккумулирующее вещество поддерживает заданную температуру теплоносителя после его отключения определенное время, то время повторного включения инфракрасного излучателя сокращается, что ведет к дополнительной экономии потребляемой электроэнергии, ведущей к повышению энергоэффективности устройства.

Количество теплоаккумулирующего вещества, помещаемого в нижний отсек 7, зависит от размера и диаметра нижнего отсека. Электронагревательный элемент представляет инфракрасный излучатель, длина волны которого должна находиться в диапазоне (0,78-3,2) мкм в зависимости от собственной длины волны применяемого теплоносителя.

Устройство для получения тепловой энергии из электрической, как локальное отопительное устройство, устанавливается по месту потребности в помещении. Для его работы достаточно обычного электропитания переменного тока напряжением 220 вольт, подключаемого обычным (стандартным) штепсельным соединением.

Такое устройство, при использовании его для отопления жилых помещений, обеспечивает работу оборудования под давлением не более 2,1 бар и температуру нагрева теплосъемной поверхности не более 70 градусов Цельсия, что позволяет, в соответствии с нормативно-техническими правовыми актами государства в области теплообеспечения жилых и производственных помещений, относить его к неопасным объектам, работающим под давлением.

Устройство может оснащаться датчиками, средствами и системами измерения и регулирования температуры, изменением силы тока либо временем подачи напряжения на электронагревательный элемент.

Устройство просто по гидравлической схеме и может быть изготовлено с использованием стандартных комплектующих узлов: металлическая труба, теплоноситель, электронагревательный элемент.

Способ осуществляется следующим образом.

При включении устройства, созданного на основе предлагаемого способа, в электрическую сеть инфракрасный излучатель 8 начинает нагреваться и передавать получаемую тепловую энергию теплоаккумулирующему веществу, находящемуся вместе с инфракрасным излучателем в нижнем отсеке 7. Кроме этого, работа инфракрасного излучателя приводит к генерации инфракрасного излучения, которое начинает воздействовать на теплоаккумулирующее вещество, теплоноситель, находящийся в камерах 2-6, а также на стенки корпуса 1. Такое тепловое воздействие на теплоаккумулирующее вещество, теплоноситель и на стенки корпуса приводит к их первичному нагреву, величина которого составляет 1/4 от суммарной величины тепловой энергии, достигаемой этим устройством. Вторичный нагрев связан со свойствами инфракрасного излучателя и теплоносителя, заключающимися в том, что при совпадении длины волны, излучаемой инфракрасным излучателем с длиной волны теплоносителя, возникает структурирующий объемный эффект, связанный с резонансным откликом молекул теплоносителя на монохроматическое инфракрасное излучение инфракрасного излучателя с последующим участием гетерогенного структурирования внутреннего состояния теплоносителя. Наличие таких межмолекулярных взаимодействий позволяет получить вторичный нагрев теплоносителя, передаваемый стенкам корпуса, величина которого достигает 3/4 от суммарной величины тепловой энергии, генерируемой этим устройством. Поскольку затраты электроэнергии на генерацию вторичного нагрева минимизированы, это позволяет достигать высокого уровня энергоэффективности.

При достижении стенок корпуса 1 заданной температуры инфракрасный излучатель 8 выключают. Однако приобретенная теплоносителем гетерогенная структура продолжает сохраняться в течение времени от 8 до 26 минут. Так как теплоаккумулирующее вещество, находящееся вместе с инфракрасным излучателем в нижнем отсеке 7 сохраняет заданное количество тепла, то устройство продолжает генерировать достигнутую величину тепловой энергии в течение времени от 3 до 22 минут. Такое совместное взаимодействие приводит к дополнительной экономии электричества, приводящей к высокому уровню энергоэффективности. Далее, в силу взаимодействия стенок корпуса с воздухом, окружающим устройство, теплоноситель начинает охлаждаться и возвращаться в первоначальное состояние, в котором он был до включения устройства. Повторное включение устройства может осуществляться на любом из этапов возвращения теплоносителя в первоначальное (исходное) состояние. Циклы включения и выключения устройства от подачи электроэнергии задаются в системе автоматического управления этим устройством.

Примеры использования способа

1. Предлагаемый способ может быть применен для создания устройств, генерирующих тепловую энергию, потребную для обогрева жилых зданий, промышленных корпусов, а также кинотеатров, концертных залов, театров. Такое устройство позволит обеспечить экономию потребляемой на нужды теплообеспечения электроэнергии как минимум на 30%. Такая экономия достигается за счет применения в предлагаемом способе принципа генерации тепла по месту его потребления на основе использования метода квантового резонанса. В таблице 1 приведены плановые характеристики автономного устройства.

2. Предлагаемый способ может быть применен для создания устройств, совмещаемых с устройствами, преобразующими солнечную энергию в электрический ток. Существующие сегодня устройства солнечной энергетики ограничены в выработке дешевой электроэнергии, потребной для обеспечения нужд жилых помещений. Устройства, использующие предлагаемый способ, позволят снизить так называемую установочную электрическую мощность, потребную для нужд жилых помещений отдельных и многоквартирных домов, а также для нужд офисных и промышленных помещений, и в результате этого применить солнечную энергетику там, где сегодня ее применение невозможно. В таблице 2 приведены плановые технические характеристики автономного устройства.

Также предлагаемый способ может быть применен для создания:

- устройств для обогрева технических, технологических и жилых помещений на морском и речном транспорте. Внедрение такого устройства, использующего предлагаемый способ, позволит снизить расход потребляемого топлива для силовых установок морских и речных судов за счет значительного снижения мощности, потребной для генерации электроэнергии, используемой в целях теплообеспечения;

- устройств для обогрева вагонов на железнодорожном транспорте. Использование такого устройства на железнодорожном транспорте при пассажирских перевозках позволит отказаться от существующих сегодня вагонных печек, работающих на дровах и угле. Это связано с тем, что предлагаемый способ позволяет создавать устройства, которые не зависят от температурных перепадов; они не размораживаются; при длительных стоянках вагонов обеспечивают

- устройства для создания семейства устройств в различных отраслях промышленности, использующих тепловую энергию и энергию пара в своих технологических циклах. При этом достигается экономия в затратах, потребных для получения и транспортировки тепловой энергии за счет применения в предлагаемом способе принципа генерации тепла по месту его потребления на основе использования метода квантового резонанса, приводящего к уменьшению себестоимости промышленного производства.

1. Способ получения тепловой энергии из электрической, включающий размещение в корпусе устройства, стенки которого являются теплосъемной поверхностью, электронагревательного элемента и теплоносителя, размещение корпуса устройства в окружающее обогреваемое пространство, подвод к нагревательному элементу электрической энергии, нагрев электронагревательного элемента и теплоносителя в течение времени до достижения заданной температуры стенок теплосъемной поверхности корпуса, затем подачу электроэнергии прекращают до снижения температуры стенок теплосъемной поверхности корпуса до установленного значения, после чего снова подают электроэнергию к нагревательному элементу и повторяют этот цикл, отличающийся тем, что в качестве электронагревательного элемента используют инфракрасный излучатель в окружении теплоаккумулирующего вещества, размещают его в нижнем отсеке корпуса, изолируют его от верхнего отсека корпуса, а в верхнем отсеке размещают теплоноситель, длину волны которого выбирают равной излучаемой длине волны инфракрасного излучателя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют газ или смеси двух и более газов, таких как криптон, азот, радон, гелий, ксенон.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют жидкость или смеси двух и более жидкостей, которые предварительно нагревают до достижения температуры кипения.

4. Способ по пп. 1, 3, отличающийся тем, что в качестве жидкости могут быть использованы вода с различным уровнем Ph, этанол, бензол, метанол.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплоаккумулирующего вещества могут быть использованы различные виды песка, смеси песков с металлическими опилками, углеродистые порошки, газы или смеси двух и более газов, таких как криптон, азот, радон, гелий, ксенон.

6. Устройство для получения тепловой энергии из электрической, содержащее корпус, стенки которого являются теплосъемной поверхностью, с размещенным внутри него теплоносителем и электронагревательным элементом с токоподводящими выводами, закрепленными в торцевой стенке корпуса, отличающееся тем, что корпус разделен на два отсека, в нижнем отсеке корпуса размещен электронагревательный элемент, выполненный в виде инфракрасного излучателя в окружении теплоаккумулирующего вещества, а в верхнем отсеке корпуса размещен теплоноситель, длину волны которого выбирают равной излучаемой длине волны инфракрасного излучателя.

7. Устройство п. 6, отличающееся тем, что инфракрасный излучатель выполнен в виде единичного или блочного исполнения.

8. Устройство по пп. 6, 7, отличающееся тем, что инфракрасный излучатель закреплен в средней части торцевой стенки нижнего отсека корпуса посредством штуцера, прокладок либо ниппеля и накидной гайки.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что стенки корпуса выполнены из алюминия, чугуна или стали в виде трубы либо короба прямоугольного, треугольного или другого замкнутого сечения, без оребрения или с наружным оребрением поверхности корпуса.

10. Устройство по пп. 6, 9, отличающееся тем, что наружное оребрение стенок корпуса выполнено продольным либо поперечным, с частичной внешней теплоизоляцией нижнего отсека корпуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроотопительной техники, а также к составной части оборудования воздушно-тепловых завес дверных проемов салонов и тамбуров вагонов электротранспорта.

Изобретение относится к устройствам для нагрева жесткой воды с помощью электроэнергии. Задачей изобретения является разработка устройства для нагрева жесткой воды, которое позволит снизить или исключить образование накипи, а именно снизить перегрев воды у греющей поверхности.

Группа изобретений относится к области электроотопительной техники для электротранспорта. Нагревательный блок для транспортного электрокалорифера содержит по крайней мере одну рамку, внутреннее пространство которой поделено на две секции промежуточной пластиной, которая имеет два ряда отверстий для соединения спиральных нагревательных элементов.

Изобретение относится к горному делу, в частности к стационарным установкам и теплообменной технике, и может быть использовано для нагрева воздуха, поступающего в шахту горнодобывающего предприятия.

Изобретение относится к управлению нагревателем к устройству для ухода за волосами. .

Изобретение относится к нагревательному прибору, более точно к электротермическому радиатору, заполненному маслом. .

Изобретение относится к области электроотопительной техники, а именно к тепловентиляторам, и может быть использовано для отопления кабины водителя городского электротранспорта.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для нагрева жидкой или газообразной среды при помощи источника инфракрасного излучения. .

Изобретение относится к области электроотопительной техники, в частности к тепловентиляторам, и может быть использовано для отопления салонов городского электротранспорта.

Изобретение относится к оборудованию для отопления и нагрева воздуха, а также поддержания на заданном уровне температур внутри салона электротранспорта. .

Группа изобретений относится к отопительным устройствам для транспортного средства. Нагреватель воздуха содержит блок нагнетания воздуха, блок нагрева воздуха, ограничитель напряжения электродвигателя и устройство предотвращения подачи напряжения обратной полярности. Блок нагнетания включает в себя бесколлекторный электродвигатель постоянного тока с микропроцессором. Блок нагрева установлен в обечайку и имеет расположенные на держателе внутри обечайки изоляторы с последовательно соединенными спиральными нагревательными элементами. Ограничитель напряжения расположен с внешней стороны обечайки и выполнен в виде размещенных на печатной плате и электрически соединенных между собой базовых элементов. Устройство предотвращения установлено на входе ограничителя напряжения и выполнено в виде диодного моста с четырьмя портами. Способ изготовления держателя заключается в том, что в металлических листах выполняют отверстия для крепления изоляторов, частей держателя и сквозные окна для предотвращения замыкания нагревательных элементов. Формуют листы в виде половин полой усеченной пирамиды, устанавливают на них изоляторы. Соединяют полученные половины и устанавливают нагревательные элементы и вводят держатель в обечайку. Технический результат заключается в повышении надежности нагревателя и уменьшении его габаритов. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электронагревательным приборам и может быть использовано для обогрева в жилых помещениях и в зданиях коммунально-бытового или промышленного назначения. Электроконвектор содержит корпус (1) с металлическим трубчатым кожухом (2) и расположенный во внутреннем кожухе электронагревательный элемент (3). Между наружным и внутренним кожухами засыпан наполнитель в виде периклазового порошка (5), а электронагревательный элемент подключен к выводам коммутации (6) и питающему кабелю. Устройство снабжено наружным корпусом в виде прямоугольного параллелепипеда плоской формы, снабженного сверху и снизу двумя решетками, параллельными горизонтальной плоскости. Внутри корпуса расположен отражающий экран (7), установленный в рамке (8) параллельно задней стенке корпуса, причем пространство между отражающим экраном и рамкой заполнено слоем базальтового утеплителя (9). Расположенный внутри наружного корпуса металлический трубчатый кожух с наружным оребрением снабжен двумя электронагревательными элементами ТЭНами, которые в свою очередь подключены к распределительной коробке. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы, а также повышение безопасности устройства. 4 ил.
Наверх