Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор



Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор
Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор

 


Владельцы патента RU 2630069:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий. Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор, который включает в себя две трубы верхнего и нижнего коллекторов, вертикальные трубы овального сечения, связывающие полости верхнего и нижнего коллекторов, фронтальный и тыльный ряды вертикальных пластин прямоугольной формы, расположенных напротив вертикальных труб овального сечения, закрывая их по всей их высоте, снабженными вертикальными щелями, высота которых равна длине вертикальных труб, в каждую из которых вставлен вертикальный прямоугольный термоэлектрический преобразователь, выполненный из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью и присоединенный тыльным торцом своего корпуса к стенке вертикальной трубы, в массиве которого помещены термоэмиссионные элементы, представляющие собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов М1 и М2, спаянные на концах между собой таким образом, что сами проволочные отрезки расположены параллельно друг другу, образуя П–образные ряды, крайние проволочные отрезки каждой пары П–образных рядов термоэлектрических преобразователей соединены снизу между собой перемычками, а сверху каждая пара термоэлектрических преобразователей соединена между собой и с выходными коллекторами через электрические конденсаторы, а сами выходные коллекторы, в свою очередь, соединены с накопительным блоком. 5 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий.

Известен отопительный прибор, включающий трубы греющего теплоносителя, выполненные в виде змеевика с двумя и более заходами, установленные одна под другой и снабженные размещенными относительно друг друга с зазором элементами оребрения, выполненными в виде С-образных пластин со средней и боковыми стенками, закрепленных на трубах греющего теплоносителя своими боковыми стенками и размещенных с вертикальной ориентацией средней стенки [Патент РФ №2151962, F24H 3/06, 2000].

Основными недостатками известного отопительного прибора являются малая поверхность теплообмена и невозможность попутной утилизации тепла для получения электрической энергии, что снижает его эффективность.

Более близким к предлагаемому изобретению является отопительный прибор «Битермо», включающий два коллектора из труб с некруглым поперечным сечением, две трубы, связывающие полости коллекторов и установленные по одной на каждом конце между близлежащими сторонами коллекторов, ряд вертикальных труб ]-образной формы, связывающих полости коллекторов, несколько оребренных труб, установленные между крайними трубами и сообщенные с ним полостями, и панель между оребренными и ]-образными трубами, образующая дополнительную теплопередающую поверхность [Патент РФ №2130569, F24D 19/06, F24H 3/06, 1999].

Основными недостатками известного отопительного прибора являются сложная конструкция поверхностей теплообмена, увеличивающая гидравлическое сопротивление прибора и невозможность попутной утилизации тепла для получения электрической энергии, что снижает его надежность и эффективность.

Технической задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности и эффективности комплексного электрогенерирующего отопительного прибора.

Техническая задача решается комплексным электрогенерирующим отопительным прибором, который включает в себя две трубы верхнего и нижнего коллекторов, вертикальные трубы овального сечения, связывающие полости верхнего и нижнего коллекторов по всей их длине и установленные между их близлежащими сторонами, фронтальный и тыльный ряды вертикальных пластин прямоугольной формы, расположенных напротив вертикальных труб овального сечения, закрывая их по всей их высоте, образуя дополнительные теплообменные поверхности, причем каждая вертикальная пластина снабжена вертикальными щелями, высота которых равна длине вертикальных труб овального сечения, в каждую из которых вставлен вертикальный прямоугольный термоэлектрический преобразователь, выполненный из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью и присоединенный тыльным торцом своего корпуса к стенке вертикальной овальной трубы, в массиве которого помещены термоэмиссионные элементы, представляющие собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой таким образом, что их спаи согнуты под углом 90° и расположены вблизи наружной поверхности корпуса термоэлектрического преобразователя параллельно ей, не касаясь ее, сами проволочные отрезки расположены параллельно друг другу, образуя П-образные ряды, крайние проволочные отрезки каждой пары П-образных рядов термоэлектрических преобразователей соединены снизу между собой перемычками, а сверху каждая пара П-образных рядов вышеупомянутых термоэлектрических преобразователей соединена между собой и выходными коллекторами через электрические конденсаторы, а сами выходные коллекторы, в свою очередь, соединены с накопительным блоком.

На фиг. 1-5 представлен комплексный электрогенерирующий отопительный прибор (КЭГОП): на фиг. 1 - общий вид КЭГОП; на фиг. 2-5 - основной узел и разрезы КЭГОП.

Предлагаемый комплексный электрогенерирующий отопительный прибор (КЭГОП) включает две трубы верхнего и нижнего коллекторов 1 и 2, вертикальные трубы овального сечения 3, связывающие полости коллекторов 1 и 2 по всей их длине и установленные между их близлежащими сторонами, фронтальный и тыльный ряды 4 и 5 вертикальных пластин прямоугольной формы 6, расположенных напротив вертикальных труб 3, закрывая их по всей их высоте, образуя дополнительные теплообменные поверхности, причем каждая вертикальная пластина 6 снабжена вертикальными щелями 7, высота которых равна длине вертикальных труб 3, в каждую из которых вставлен вертикальный прямоугольный термоэлектрический преобразователь (ТЭП) 8, выполненный из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью и присоединенный тыльным торцом своего корпуса к стенке овальной трубы 3, в массиве которого помещены термоэмиссионные элементы (ТЭЭ) 9, представляющие собой парные проволочные отрезки 10 и 11, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой таким образом, что их спаи 12 согнуты под углом 90° и располагаются вблизи наружной поверхности корпуса термоэлектрического преобразователя (ТЭП) 8 параллельно ей, не касаясь ее, а сами проволочные отрезки 10 и 11 расположены параллельно друг другу, образуя П-образные ряды 13, крайние проволочные отрезки 10 и 11 каждой пары П-образных рядов 13 ТЭП 8 соединены снизу между собой перемычками 14, сверху каждая пара П-образных рядов 13 ТЭП 8 соединена между собой и выходными коллекторами 15, 16 через электрические конденсаторы 17, а выходные коллекторы 15 и 16, в свою очередь, соединены с накопительным блоком (на фиг. 1-5 не показан).

В основу работы предлагаемого КЭГОП положено использование эффекта термоэлектричества, позволяющее прямое генерирование электричества из теплоты. Так как ТЭП 8 КЭГОП выполнена в виде П-образных рядов 13, изготовленных из парных проволочных отрезков 10 и 11, выполненных из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, то при нагреве спаев 12 проволочных отрезков 10 и 11 ТЭЭ 9 и ТЭП 8, касающихся стенок труб 3 и охлаждении противоположных им спаев 12 воздухом помещения, на них устанавливаются разные температуры, в результате чего в П-образных рядах 13 появляется термоэлектричество [С.Г. Калашников. Электричество. – М.: «Наука», 1970, с. 502-506]. П-образное расположение ТЭЭ 9 в рядах 13 в ТЭП 8 позволяет значительно увеличить их удельное количество, приходящееся на единицу длины ряда 13, а параллельное расположение спаев 12 относительно наружной поверхности ТЭП 8 увеличивает площадь контакта спаев 12 с охлаждаемой (нагреваемой) поверхностями, что интенсифицирует процесс теплообмена между противоположными спаями 12. Кроме того, соединение парных ТЭП 8 вертикальных рядов 13 между собой и выходными коллекторами 15, 16 последовательно через электрические конденсаторы 17 снижает электрическое сопротивление КЭГОП.

КЭГОП работает в период отопительного сезона следующим образом. Количество ТЭП 8, входящих в него, определяется в зависимости от его тепловой мощности, его размеров, числа и длины труб 3. Сборку КЭГОП осуществляют перед монтажом системы отопления, после чего КЭГОП соединяют с накопительным блоком и потребителем (на фиг. 1-5 не показаны).

При включении системы отопления в ТЭП 8, которые выполнены в виде П-образных рядов 13, изготовленных из парных проволочных отрезков 10 и 11, выполненных из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, в результате нагрева спаев 12 проволочных отрезков 10 и 11 ТЭЭ 9 и ТЭП 8, касающихся стенок труб 3 и охлаждения противоположных им спаев 12 воздухом помещения, на них устанавливаются разные температуры, и в П-образных рядах 13 появляется термоэлектричество, которое через коллекторы 15, 16 поступает в накопительный блок и потребителю (на фиг. 1-5 не показаны).

Величина разности электрического потенциала на выходных коллекторах 15 и 16, сила электрического тока зависит характеристик пар металлов M1 и М2, из которых изготовлены проволочные отрезки 10 и 11, числа ТЭЭ 9 в П-образных рядах 13 и их числа в ТЭП 8, разности температур на противоположных спаях 12 ТЭЭ 9, числа ТЭП 8 в КЭГОП. Полученный электрический ток можно использовать для обслуживания различных технических устройств, а также для освещения обогреваемых помещений.

Таким образом, конструкция предлагаемого КЭГОП обеспечивает возможность получения электрической энергии при работе системы отопления без подключения к электрической сети, сама конструкция ТЭП 8 (источник ЭДС) позволяет заменять вышедшие из строя ТЭП 8 и ТЭЭ 9 на действующей системе отопления и снизить его электрическое сопротивление, что повышает надежность и эффективность установки.

Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор, включающий две трубы верхнего и нижнего коллекторов, вертикальные трубы овального сечения, связывающие полости верхнего и нижнего коллекторов по всей их длине и установленные между их близлежащими сторонами, дополнительную теплообменную поверхность, отличающийся тем, что вертикальные трубы имеют овальное сечение, дополнительная теплообменная поверхность выполнена в виде фронтального и тыльного рядов вертикальных пластин прямоугольной формы, расположенных напротив вертикальных труб овального сечения, закрывая их по всей их высоте, каждая вертикальная пластина снабжена вертикальными щелями, высота которых равна длине вертикальных труб овального сечения, в каждую из которых вставлен вертикальный прямоугольный термоэлектрический преобразователь, выполненный из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью и присоединенный тыльным торцом своего корпуса к стенке вертикальной овальной трубы, в массиве которого помещены термоэмиссионные элементы, представляющие собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов М1 и М2, спаянные на концах между собой таким образом, что их спаи согнуты под углом 90° и расположены вблизи наружной поверхности корпуса термоэлектрического преобразователя параллельно ей, не касаясь ее, сами проволочные отрезки расположены параллельно друг другу, образуя П–образные ряды, крайние проволочные отрезки каждой пары П–образных рядов термоэлектрических преобразователей соединены снизу между собой перемычками, сверху каждая пара П–образных рядов вышеупомянутых термоэлектрических преобразователей соединена между собой и выходными коллекторами через электрические конденсаторы, а сами выходные коллекторы, в свою очередь, соединены с накопительным блоком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области курительных устройств и может быть использовано для управления нагревателем курительного устройства. Заявленный способ управления электрическим нагревательным элементом включает поддержание температуры нагревательного элемента при целевой температуре посредством подачи импульсов электрического тока на нагревательный элемент, отслеживание коэффициента заполнения импульсов электрического тока и определение того, отличается ли коэффициент заполнения от предполагаемого коэффициента заполнения или диапазона коэффициентов заполнения, и если да, то снижение целевой температуры, или прекращение подачи тока на нагревательный элемент, или ограничение коэффициента заполнения импульсов электрического тока, подаваемого на нагревательный элемент.

Группа изобретений относится к электрически нагреваемым курительным устройства. В способе управления электрическим нагревательным элементом обеспечивают: поддержание температуры нагревательного элемента при целевой температуре посредством подачи импульсов электрического тока на нагревательный элемент; отслеживание коэффициента заполнения импульсов электрического тока; и определение того, отличается ли коэффициент заполнения от предполагаемого коэффициента заполнения или диапазона коэффициентов заполнения, и если да, то снижение целевой температуры, или прекращение подачи тока на нагревательный элемент, или ограничение коэффициента заполнения импульсов электрического тока, подаваемого на нагревательный элемент.

Изобретение относится к оборудованию для многофункционального устройства приготовления пищи и способу. Устройство включает в себя: элемент интерфейса пользователя (220); один или более нагревательных элементов (234, 236), используемых для приготовления пищи, и элемент процессора (111), выполненный с возможностью приема входной команды от элемента; элемент процессора выполнен с возможностью управления одним или более нагревательными элементами, используемыми для приготовления пищи.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области силовой преобразовательной техники, и может быть использовано в устройствах, преобразующих электрическую энергию в тепловую.

Устройство для адаптивного обогрева криогенного аппарата, например регулирующего клапана, содержащее размещенный вблизи обогреваемого аппарата электрический нагреватель 1, подключенный к выходу регулятора напряжения 2, соединенного входом с выходом регулирующего устройства 3, первый вход которого связан с выходом задатчика 6 температуры обогреваемого аппарата через суммирующий элемент 4, а второй - с выходом датчика 5 температуры обогреваемого аппарата.

Изобретение относится к устройству для приготовления пищи, имеющему множество средств нагревания для нагревания соответствующего пищевого элемента. Устройство оснащено средствами управления для управления подачей энергии индивидуально в каждое из средств нагревания.

Изобретение относится к электрическому бытовому устройству для обработки продукции. Устройство содержит отделение для обработки продукции, дверцу, которая может открываться пользователем даже во время обработки продукции, первую линию питания на первую электрическую нагрузку, первую электрическую контрольную линию для первой электрической нагрузки, переключатель положений дверцы «открыто»/«закрыто», оперативно подключенный к первой электрической контрольной линии, контрольное устройство первой электрической нагрузки, в свою очередь, включающее первый электромеханический переключатель, включающий электрический компонент, установленный на первой электрической контрольной линии и механический компонент, расположенный на первой линии питания и способный переходить между первой и второй позициями, в которых он, соответственно, препятствует или не препятствует прохождению тока в первой линии питания.

Изобретение относится к контрольным устройствам, в частности, в области бытовых электроприборов. Бытовой электроприбор (стиральный и/или сушильный) содержит нагревательный контур (140), предназначенный для нагрева стиральной жидкости и/или потока воздуха для сушки и соединенный с системой электроснабжения (105а, 105b), обеспечивающей подачу электропитания в электроприбор, при этом нагревательный контур содержит терморезистор (205), последовательно соединенный с переключающими устройствами (210а, 210b), управляемыми с помощью управляющего устройства (125) для избирательного включения терморезистора, когда это требуется.

Изобретение относится к способу управления установкой и к электронагревательной установке (10) и содержит следующие этапы: i) составляют на рабочий цикл управляющую программу устройства (12) в составе установки (10), при этом устройство настраивают на работу в течение цикла в активном режиме, согласованном с использованием установки пользователем, и в ждущем режиме, согласованном с отсутствием использования установки (10) пользователем; ii) сравнивают работу устройства (12) в соответствии с управляющей программой с действительным использованием установки (10) пользователем; iii) определяют несоответствие между уставкой, заданной управляющей программой устройства, и действительным использованием установки пользователем; iv) изменяют управляющую программу устройства (12) в зависимости от действительного использования установки (10) пользователем.

Изобретение относится к системам путевого подогрева. Способ управления цепью путевого подогрева с автоматическим определением длительности интервалов отсутствия подвода питания включает расчет длительности интервала отсутствия подвода питания на основе значения температуры технологического трубопровода, измеренного в конце предварительно определенного начального интервала отсутствия подвода питания, а также с учетом конкретной температуры уставки для технологического трубопровода и температуры зоны нечувствительности, превышающей температуру уставки.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, касается конденсаторов воздушного охлаждения и может найти применение в воздушных теплообменниках; Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в экономайзерах , испарителях, рекуператорах и т. .

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и м.б. .

Изобретение относится к теплотехнике и позволяет повысить интенсивность теплообмена и расширить диапазон его регулирования при использовании жидкой диэлектрической среды.

Изобретение касается устройства для кондиционирования воздуха в помещениях, содержащего жидкостно-воздушный теплообменник, снабженный элементами Пельтье. Устройство содержит жидкостно-воздушный теплообменник, имеющий первый канал для воздуха и второй для жидкости, который подключен к внешнему циркуляционному контуру, вентилятор для нагнетания воздуха и устройство управления.
Наверх