WO2009008768A2 - Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2009008768A2
WO2009008768A2 PCT/RU2008/000379 RU2008000379W WO2009008768A2 WO 2009008768 A2 WO2009008768 A2 WO 2009008768A2 RU 2008000379 W RU2008000379 W RU 2008000379W WO 2009008768 A2 WO2009008768 A2 WO 2009008768A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coolant
heater
heating
heat
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2008/000379
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009008768A3 (ru
Inventor
Leonid Jurievich Vorobiev
Juriy Fedorovich Vorobiev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP08779204A priority Critical patent/EP2211121A4/en
Priority to CN200880106223A priority patent/CN101842642A/zh
Priority to EA201000135A priority patent/EA016933B1/ru
Priority to AU2008273062A priority patent/AU2008273062A1/en
Priority to US12/668,042 priority patent/US20110059411A1/en
Publication of WO2009008768A2 publication Critical patent/WO2009008768A2/ru
Publication of WO2009008768A3 publication Critical patent/WO2009008768A3/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/225—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating electrical central heating boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
    • F22B1/282—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water or steam circulating in tubes or ducts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B27/00—Instantaneous or flash steam boilers
    • F22B27/04—Instantaneous or flash steam boilers built-up from water tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/04—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by drop in pressure of high-pressure hot water within pressure-reducing chambers, e.g. in accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation

Definitions

  • the invention relates to a power system and can be used to generate hot steam for industrial and individual needs, including for the formation of heating systems.
  • the disadvantage of this method is the lack of efficiency of the evaporation process and the complexity of industrial applications.
  • a known method of generating steam (Patent RU 2293913, class F 22 1/30, publ. 02.20.2007), in which the boiler is filled with water to the required level and produce an electrical effect on the water through electrodes placed in water.
  • the electrical effect on water is carried out by high voltage pulses, and the water jets formed during electrical exposure converted into a dispersed structure by passing water jets through a divider, which is a system that prevents the free passage of water jets.
  • the method also has insufficiently high heat transfer efficiency from the heater to the heat transfer medium.
  • a known method of generating steam described in SU 419687, CL. F 22 V 3/04, publ. 03/15/1974.
  • a working medium heated to a temperature below its saturation temperature at a given pressure is fed through a tangential channel into the inlet chamber, where the medium is twisted. At the initial moment, the medium velocity increases, and the pressure decreases. When the medium moves to the septum, the swirl radius decreases, the medium pressure becomes equal to the saturation pressure at a given temperature. Steam bubbles, under the action of Archimedean forces, are collected in the center and diverted to the consumer.
  • the disadvantage of this method is the low efficiency of heat transfer from the heater to the coolant.
  • Known contact water heater SU 663982 class. F 22 H 1/10, publ. 05/25/1979, comprising a housing with a central firebox enclosed in a water jacket and an annular contact chamber located at the periphery.
  • the disadvantage of a water heater is the uneven distribution of the gases leaving the contact chamber and the low efficiency of the installation.
  • This device also has an inefficient transfer from the heater to the coolant.
  • a method of heating a liquid coolant is to supply a liquid coolant to a heating zone in a housing of a heating installation from a source heat, heating the coolant and removing the heated coolant from the heating zone, while the liquid coolant is fed from above into the heating zone to the rotating shell to form a thin-film fluid layer of the coolant, the heated coolant is removed from the bottom of the rotating shell, and forced flow around the shell of the heating plant with hot products from a heat source from the side of the inner and outer surfaces of the shell with the suction of combustion products from the housing of the heating installation.
  • the disadvantage of this method and device is the insufficiently high efficiency of heat transfer from the heater to the coolant.
  • a method for heating a liquid coolant includes supplying a liquid coolant to a heating zone in a housing of a heating installation from a heat source, heating a coolant and removing a heated coolant from a heating zone.
  • the liquid coolant is supplied to the heating zone by twisting it around the cylindrical surface of the heater with the formation of an axisymmetric swirling flow, the path of each coolant particle being tangent to the surface of the heater, the heater has a temperature exceeding the critical temperature of the coolant.
  • the heating medium in accordance with the claimed invention occurs due to a double phase transition: a double phase transition is the first transition from liquid to steam and the second transition from steam back to liquid, that is, evaporation and condensation in one free run of a heated liquid molecule (particle).
  • a double phase transition is the first transition from liquid to steam and the second transition from steam back to liquid, that is, evaporation and condensation in one free run of a heated liquid molecule (particle).
  • it is supplied from the bottom of the heating unit by at least two nozzles tangentially located and forming a “pair of forces.”
  • electric heat and natural gas combustion are used as a heat source.
  • the expression is observed: (m t T t ) / sec ⁇ (m n T n ) / sec, where m t is the mass of the coolant;
  • T t - heat carrier temperature T t - heat carrier temperature
  • m n the mass of the heater
  • T n is the temperature of the heater.
  • the heating installation includes a heater with a heat source, a heat exchanger with pipes for supplying cold coolant and the outlet of hot coolant.
  • a heater with a cylindrical surface is installed coaxially in a heat exchanger having a cylindrical body; at least two nozzles tangentially located to form an axisymmetric swirling flow, and at the top of the cylindrical casing a hot coolant outlet is arranged.
  • the heating installation preferably comprises an expansion tank, piping piping and a heat sink.
  • At least two nozzles are installed at the top of the cylindrical body for the exit of the hot fluid.
  • the surface of the heater has a temperature above the critical temperature of the coolant.
  • the surface of a heater having a temperature exceeding the critical temperature of the coolant (water) is instantly surrounded by a layer of steam (steam jacket) and heat transfer is significantly slowed down.
  • the heating installation has an increased efficiency of heat transfer from the heater to the coolant due to the double phase transition: water-steam-water (specific heat of water: 4.19 J / g * K at 20 0 C, specific heat of vaporization of 2255 J / g).
  • FIG. 1 shows a general view of a heating installation; FIG. 2 - section along AA.
  • the heating installation consists of a heat exchanger with a cylindrical body 1, tangentially located nozzles for supplying a coolant 2, and nozzles for leaving a coolant 3.
  • a heater 4 with a cylindrical surface is coaxially mounted.
  • the heating installation contains an expansion tank 5, piping pipes and heat receivers 6.
  • the device can be equipped with an electric power panel and an automatic control system 7.
  • the temperature of the heater 4 is controlled by thermocouples 8 installed in the heater 4. Inside the heater 4 there is a heat source from electric heating ( resistance spiral 9).
  • heater 4 When the system is filled with coolant, heater 4 is heated above the critical temperature.
  • the heated fluid due to its physical properties, rises into the expansion tank 5, and the cold coolant is supplied to the heating zone due to the continuity of the flow by the formation of an axisymmetric swirling flow, and the path of each particle (molecule) of the coolant is tangent to the surface of the heater 4, the heater 4 has a temperature exceeding the critical temperature of the coolant.
  • the axisymmetric swirl flow occurs due to the fact that the cold coolant is supplied through at least two tangential nozzles, due to which the coolant swirls in the device body. Depending on the power of the installation of the tangential cold water supply pipes, a larger one or a guide vane can be made.
  • any known apparatus for swirling a heat carrier can be used.
  • the coolant heats up sharply, touching the surface of the heater, evaporates and, having entered the swirling flow of coolant, condenses in it, giving it the energy of vapor condensation.
  • the coolant heats up rises up.
  • the exit of the hot fluid occurs through the outlet pipes 3, so as not to disturb the coaxially organized, swirling flow of the coolant relative to the heater 4.
  • the heat source for the heater 4 can be used any of the known and used for these purposes. The heating installation works as follows:
  • the coolant (water) is poured into the heat exchanger 1 through an expansion tank 5 or a special supply line (not shown in Fig. 1).
  • the density of the heated coolant decreases.
  • the coolant in the form of a cylinder H around the heater 4 comes into rotational motion on the condition of continuity of the flow, freeing up space for cold water to flow through the tangential nozzles of the supply 2.
  • the heated coolant flows through the nozzles of the outlet 3 to the receiver 6.
  • the coolant flow is cooled and returns to the input coolant supply pipes 2 of the device.
  • FIG. 1 and FIG. 2 A better embodiment of the invention is shown in FIG. 1 and FIG. 2. To tighten the coolant, it is brought down from the bottom of the heating unit through two pipes 2, which are tangentially located and form a “pair of forces.” As a source of heat, electric heating is used.
  • the device contains an automatic control system 7.
  • T t - heat carrier temperature m n is the mass of the heater; T n is the temperature of the heater.
  • the invention relates to the field of power engineering and can be used mainly in heating systems for various liquids, in particular, in a water heating system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Abstract

В предлагаемом способе нагрева подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева осуществляют путем закручивания его вокруг цилиндрической поверхности нагревателя 4 с образованием осесимметричного закрученного потока, причем траектория каждой частицы теплоносителя является касательной к поверхности нагревателя 4, нагреватель 4 имеет температуру, превосходящую критическую температуру теплоносителя (Фиг. 1). Нагревательная установка состоит из теплообменного устройства с цилиндрическим корпусом 1, тангенциально расположенных патрубков подвода холодного теплоносителя 2, и патрубков выхода горячего теплоносителя 3. В цилиндрическом корпусе 1 коаксиально установлен нагреватель 4 с цилиндрической поверхностью. Нагревательная установка содержит расширительный бак 5, трубы обвязки и теплоприемники 6. Температуру нагревателя 4 регулируют с помощью термопар 8. Внутри нагревателя 4 расположен источник тепла от электрического нагрева (спираль сопротивления 9). Нагревательная установка имеет повышенную эффективность теплопередачи от нагревателя к теплоносителю за счет двойного фазового перехода: вода-пар-вода.

Description

Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления
Область техники
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для выработки горячего пара для промышленных и индивидуальных нужд, в том числе для формирования систем отопления.
Предшествующий уровень техники
Известен способ испарения жидкости в канале путем ее нагрева выше температуры насыщения образующегося пара (Патент США N 3326640 кл. В 01 J 1/00, опубл. 1967).
Недостатками известного способа являются недостаточная надежность и повышенная материалоемкость, вызванные необходимостью повышать давление жидкости. Способ испарения жидкости путем ее нагрева в канале выше температуры насыщения образующегося пара, уменьшения в ней давления и поддержания температуры стенок канала ниже температуры предельного перегрева испаряемой жидкости, отличающийся тем, что увеличивают теплоотдачу канала за счет наложения на его стенки токоотводящего электрического потенциала (Патент RU 2128804, кл. F 22 В 1/00, опубл. 10.04.1999).
Недостатком способа является недостаточная эффективность процесса испарения и сложность промышленного применения.
Известен способ генерирования пара (Патент RU 2293913, кл. F 22 В 1/30, опубл. 20.02.2007), при котором котел заполняют водой до необходимого уровня и производят электрическое воздействие на воду через электроды, помещенные в воде. Электрическое воздействие на воду осуществляют импульсами высокого напряжения, а образующиеся при электрическом воздействии водяные струи преобразуют в дисперсную структуру путем пропускания водяных струй через рассекатель, представляющий собой систему, препятствующую свободному проходу водяных струй.
Способ имеет также недостаточно высокую эффективность теплопередачи от нагревателя теплоносителю.
Известен способ генерирования пара, описанный в SU 419687, кл. F 22 В 3/04, опубл. 15.03.1974. Рабочую среду, нагретую до температуры ниже температуры ее насыщения при данном давлении по тангенциальному каналу подают во входную камеру, где среда закручивается. В начальный момент скорость среды увеличивается, а давление снижается. При движении среды к перегородке радиус закрутки уменьшается давление среды становится равным давлению насыщения при данной температуре. Пузырьки пара под действием архимедовых сил собираются в центре и отводятся потребителю.
Недостатком этого способа является также невысокая эффективность теплопередачи от нагревателя к теплоносителю.
Известен контактный водонагреватель SU 663982, кл. F 22 H 1/10, опубл. 25.05.1979), содержащий корпус с центральной топкой, заключенной в водяную рубашку и расположенную по периферии кольцевую контактную камеру.
Недостатком водонагревателя является неравномерное распределение выходящих из контактной камеры газов и низкая экономичность установки.
Известен контактный поверхностный водонагреватель SU 787812, кл. F 24 H 1/10 опубл. 15.12.1980), который содержит корпус, горелочное устройство, подключенной к топке, окруженный водяной рубашкой, вокруг водяной рубашки расположена кольцевая контактная камера, сообщенная нижней частью с топкой, а верхней с патрубком для отвода отработавших газов через кольцевой каплеуловитель, над которым установлена кольцевая перегородка с заслонками.
Данное устройство также имеет неэффективную передачу от нагревателя к теплоносителю.
Известен способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления (Патент RU 2178125, кл. F 24 H 1/10, опубл. 10.01.2002).
Способ нагрева жидкого теплоносителя заключается в подаче жидкого теплоносителя в зону нагрева в корпусе нагревательной установки от источника тепла, нагреве теплоносителя и отводе нагретого теплоносителя из зоны нагрева, при этом жидкий теплоноситель подают сверху в зону нагрева на вращающуюся обечайку с формированием тонкопленочного жидкостного слоя теплоносителя, нагретый теплоноситель отводят снизу вращающейся обечайки, а в корпусе нагревательной установки организуют принудительное обтекание обечайки горячими продуктами сгорания от источника тепла со стороны внутренней и наружной поверхности обечайки с отсосом продуктов сгорания из корпуса нагревательной установки.
В описываемом способе и устройстве для его реализации при вращении обечайки на стенках последней создается уплотненный поток жидкого теплоносителя и осуществляется прямой нагрев тепловым излучением и горячими продуктами сгорания топлива от источника тепла, причем величину внутреннего давления в теплоносителе под действием центробежной силы в зависимости от скорости вращения обечайки выбирают таким образом, чтобы обеспечить нагрев и отвод теплоносителя с температурой, превышающей температуру его кипения при атмосферном давлении.
Недостатком данного способа и устройства является недостаточно высокая эффективность теплопередачи от нагревателя к теплоносителю.
Таким образом, существует потребность в разработке новых способов нагрева жидких теплоносителей и устройств для их реализации с высокой эффективностью теплопередачи от нагревателя к теплоносителю.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка способа повышения эффективности теплопередачи от нагревателя к теплоносителю, увеличение надежности устройства для реализации предложенного способа, упрощение его конструкции с одновременным повышением производительности. Другие решенные задачи и достоинства настоящего изобретения будут выявлены ниже при кратком описании фигур чертежей, в лучших вариантах осуществления изобретения. Способ нагрева жидкого теплоносителя включает подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева в корпусе нагревательной установки от источника тепла, нагрев теплоносителя и отвод нагретого теплоносителя из зоны нагрева. С целью повышения эффективности теплопередачи нагревателя теплоносителю, подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева осуществляют путем закручивания его вокруг цилиндрической поверхности нагревателя с образованием осесимметричного закрученного потока, причем траектория каждой частицы теплоносителя является касательной к поверхности нагревателя, нагреватель имеет температуру, превосходящую критическую температуру теплоносителя. Нагрев теплоносителя в соответствии с заявляемым изобретением происходит за счет двойного фазового перехода: двойной фазовый переход есть первый переход из жидкости в пар и второй переход из пара обратно в жидкость, то есть испарение и конденсация за один свободный пробег нагреваемой молекулы (частицы) жидкости. Предпочтительно для закручивания теплоносителя его подводят снизу нагревательной установки по крайней мере по двум патрубкам, тангенциально расположенным и образующим «пapy cил».
Предпочтительно в качестве источника тепла используют электрический нагрев, сжигание природного газа. Предпочтительно для организации восходящей траектории потока соблюдают выражение: (mт Tт )/ceк < (mn Tn)/ceк, где mт - масса теплоносителя;
Tт- температура теплоносителя; mn - масса нагревателя;
Tn - температура нагревателя.
В части устройства, как объекта изобретения поставленная задача решается за счет того, что нагревательная установка включает нагреватель с источником тепла, теплообменное устройство с патрубками подачи холодного теплоносителя и выхода горячего теплоносителя. Нагреватель с цилиндрической поверхностью установлен коаксиально в теплообменном устройстве, имеющем цилиндрический корпус, для подвода теплоносителя снизу корпуса установлены по крайней мере два патрубка, тангенциально расположенных для образования осесимметричного закрученного потока, а вверху цилиндрического корпуса организован выход горячего теплоносителя.
Нагревательная установка предпочтительно содержит расширительный бак, трубопроводы обвязки и теплоприемник.
Предпочтительно для выхода горячего теплоносителя вверху цилиндрического корпуса установлены по крайней мере два патрубка.
В предлагаемом способе поверхность нагревателя имеет температуру выше критической температуры теплоносителя. Поверхность нагревателя, имеющего температуру превосходящую критическую температуру теплоносителя (воды), мгновенно окружается слоем пара (паровой рубашкой) и теплопередача существенно замедляется. В случае использования в качестве теплоносителя воды, критическая температура воды T = 374,15 С. Имея ввиду высокую скорость свободного пробега молекул пара до 500 м/с и чрезвычайно малую длину свободного пробега, в данном решении, предлагается организовать поток теплоносителя так, чтобы молекулы жидкой воды, касаясь цилиндрической поверхности нагревателя, превращались в пар, и мгновенно изменив траекторию движения внедрялись в организованный поток жидкого теплоносителя (воды), отдав при конденсации энергию парообразования теплоносителю (двойной фазовый переход), а последующие молекулы жидкого теплоносителя (воды) и образующегося (водяного) пара имеют возможность следовать по организованной траектории потока.
Нагревательная установка имеет повышенную эффективность теплопередачи от нагревателя к теплоносителю за счет двойного фазового перехода: вода-пар-вода (удельная теплоемкость воды: 4,19 Дж/г*K при 200C, удельная теплота парообразования 2255 Дж/г.).
Краткое описание фигур чертежей
На Фиг. 1 показан общий вид нагревательной установки, на Фиг. 2 - разрез по A-A. Нагревательная установка состоит из теплообменного устройства с цилиндрическим корпусом 1, тангенциально расположенных патрубков подвода холодного теплоносителя 2, и патрубков выхода горячего теплоносителя 3. В цилиндрическом корпусе 1 коаксиально установлен нагреватель 4 с цилиндрической поверхностью. Нагревательная установка содержит расширительный бак 5, трубы обвязки и теплоприемники 6. Устройство может быть снабжено электрическим щитом питания и автоматической системой управления 7. Температуру нагревателя 4 регулируют с помощью термопар 8, установленных в нагревателе 4. Внутри нагревателя 4 расположен источник тепла от электрического нагрева (спираль сопротивления 9).
При залитой теплоносителем системе разогревают выше критической температуры нагреватель 4. Нагретая жидкость в силу своих физических свойств поднимается в расширительный бак 5, а подвод холодного теплоносителя в зону нагрева осуществляется в силу неразрывности потока образованием осесимметричного закрученного потока, причем траектория каждой частицы (молекулы) теплоносителя является касательной к поверхности нагревателя 4, нагреватель 4 имеет температуру, превосходящую критическую температуру теплоносителя. Осесимметричный закрученный поток возникает благодаря тому, что подвод холодного теплоносителя происходит по крайней мере через два тангенциальных патрубка, благодаря которым и происходит закручивание теплоносителя в корпусе устройства. В зависимости от мощности установки тангенциальных патрубков подачи холодного теплоносителя может быть больше или выполнен направляющий аппарат. В качестве направляющего аппарата может быть использован любой известный аппарат для закручивания теплоносителя. Теплоноситель резко нагревается, коснувшись поверхности нагревателя, испаряется и, попав в закрученный поток теплоносителя, конденсируется в нем, отдавая ему энергию пароконденсации. При этом теплоноситель нагревается, поднимается вверх. Выход горячего теплоносителя происходит через патрубки выхода 3, для того, чтобы не нарушать соосно организованный, закрученный поток теплоносителя относительно нагревателя 4. Источник тепла для нагревателя 4 может быть использован любой из известных и применяемых для этих целей. Нагревательная установка работает следующим образом:
Теплоноситель (воду) заливают в теплообменное устройство 1 через расширительный бак 5 или специальную линию подачи (на Фиг. 1 - не показана).
Поднимают температуру нагревателя 4 любым известным способом (с использованием электрообогрева или использованием тепла от сгорания топлива).
Плотность подогреваемого теплоносителя понижается. Теплоноситель в виде цилиндра H вокруг нагревателя 4 приходит во вращательное движение на условии неразрывности потока, освобождающего место для поступления холодной воды по тангенциальным патрубкам подвода 2. Подогретый теплоноситель уходит по патрубкам выхода 3 к приемнику 6. В приемниках 6 поток теплоносителя охлаждается и возвращается на входные патрубки подвода теплоносителя 2 устройства.
Лучший вариант осуществления изобретения
Лучший вариант осуществления изобретения показан на Фиг. 1 и Фиг. 2. Для закручивания теплоносителя его подводят снизу нагревательной установки по двум патрубкам 2, тангенциально расположенным и образующим «пapy cил». В качестве источника тепла используют электрический нагрев. Устройство содержит автоматическую систему управления 7.
Для выхода горячего теплоносителя вверху цилиндрического корпуса установлены два патрубка 3.
Для организации восходящей траектории потока соблюдают выражение: (mт Tт )/ceк < (mn Tn)/ceк, где mт - масса теплоносителя;
Tт- температура теплоносителя; mn - масса нагревателя; Tn - температура нагревателя.
При использовании предлагаемой нагревательной установки для обогрева помещений подкачивающих средств (насоса) не требуется, так как нагреватель 4 может поднять температуру воды до критической (T = 374,15 0C) и далее до температуры самого нагревателя. Техническим результатом заявляемого решения является повышение эффективности теплопередачи от нагревателя к теплоносителю, повышение надежности устройства, упрощение его конструкции.
Промышленная применимость
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано преимущественно в системах нагрева различных жидкостей, в частности, в системе нагрева воды.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ нагрева жидкого теплоносителя, включающий подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева в корпусе нагревательной установки от источника тепла, нагрев теплоносителя и отвод нагретого теплоносителя из зоны нагрева, характеризующийся тем, что с целью повышения эффективности теплопередачи нагревателя теплоносителю, подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева осуществляют путем закручивания его вокруг цилиндрической поверхности нагревателя с образованием осесимметричного закрученного потока, причем траектория каждой частицы теплоносителя является касательной к поверхности нагревателя, нагреватель имеет температуру, превосходящую критическую температуру теплоносителя.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что для закручивания теплоносителя его подводят снизу нагревательной установки по крайней мере по двум патрубкам, тангенциально расположенным и образующим «пapy cил».
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве источника тепла используют электрический нагрев, сжигание природного газа.
4. Способ по любому из п. п. 1, 2, 3, характеризующийся тем, что для организации восходящей траектории потока соблюдают выражение: (mт T1- )/ceк < (mn Tn)/ceк, где mт - масса теплоносителя;
T1-- температура теплоносителя; mп - масса нагревателя;
Tn - температура нагревателя.
5. Нагревательная установка, включающая нагреватель с источником тепла, теплообменное устройство с патрубками подвода холодного теплоносителя и выхода горячего теплоносителя, характеризующаяся тем, что нагреватель с цилиндрической поверхностью установлен коаксиально в теплообменном устройстве, имеющем цилиндрический корпус, для подвода холодного теплоносителя снизу цилиндрического корпуса установлены по крайней мере два патрубка, тангенциально расположенных для образования осесиммеτричного закрученного потока или направляющий аппарат с элементами для закручивания потока воды, а вверху цилиндрического корпуса организован выход горячего теплоносителя.
6. Нагревательная установка по п. 5 характеризующаяся тем, что дополнительно содержит расширительный бак, трубопроводы обвязки и теплоприемник.
7. Нагревательная установка по п. 5 или п.6 характеризующаяся тем, что для выхода горячего теплоносителя вверху цилиндрического корпуса установлены по крайней мере два патрубка.
PCT/RU2008/000379 2007-07-09 2008-06-18 Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления Ceased WO2009008768A2 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08779204A EP2211121A4 (en) 2007-07-09 2008-06-18 METHOD FOR HEATING A LIQUID CALOPORATOR AND CORRESPONDING IMPLEMENTATION DEVICE
CN200880106223A CN101842642A (zh) 2007-07-09 2008-06-18 液态热载体加热方法和加热设备
EA201000135A EA016933B1 (ru) 2007-07-09 2008-06-18 Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления
AU2008273062A AU2008273062A1 (en) 2007-07-09 2008-06-18 Method for heating liquid heat carrier and a device for carrying out said method
US12/668,042 US20110059411A1 (en) 2007-07-09 2008-06-18 Method for heating liquid heat carrier and a device for carrying out said method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125918 2007-07-09
RU2007125918/06A RU2353861C1 (ru) 2007-07-09 2007-07-09 Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009008768A2 true WO2009008768A2 (ru) 2009-01-15
WO2009008768A3 WO2009008768A3 (ru) 2009-02-19

Family

ID=40229299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000379 Ceased WO2009008768A2 (ru) 2007-07-09 2008-06-18 Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110059411A1 (ru)
EP (1) EP2211121A4 (ru)
CN (1) CN101842642A (ru)
AU (1) AU2008273062A1 (ru)
EA (1) EA016933B1 (ru)
RU (1) RU2353861C1 (ru)
WO (1) WO2009008768A2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800006794A1 (it) * 2018-06-29 2019-12-29 Matteo Lentini Riscaldatore\Generatore di vapore ad irraggiamento

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3326640A (en) 1964-03-02 1967-06-20 Commercial Solvents Corp Flash vaporization of nitric acid
SU419687A1 (ru) 1972-05-29 1974-03-15 Ю. М. Красильников Способ генерирования пара
SU663982A1 (ru) 1977-06-06 1979-05-25 Центральное Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Министерства Легкой Промышленности Украинской Сср Контактный водонагреватель
SU787812A1 (ru) 1977-10-03 1980-12-15 Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений Контактно-поверхностный водонагреватель
RU2128804C1 (ru) 1997-12-24 1999-04-10 Глухарев Николай Федорович Способ испарения жидкости
RU2178125C1 (ru) 2001-03-01 2002-01-10 Лихачев Владимир Кузьмич Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления
RU2293913C1 (ru) 2005-07-06 2007-02-20 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Способ генерирования пара и импульсный парогенератор для осуществления этого способа

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1139001A (en) * 1914-11-18 1915-05-11 Sidney Le Fevre Varvel Electrical water-heater.
US3747670A (en) * 1970-10-05 1973-07-24 Fulton Boiler Works Thermal fluid heater
US3885125A (en) * 1970-10-05 1975-05-20 Fulton Boiler Works Method for electrically heating a heat transfer fluid
US4261299A (en) * 1979-07-18 1981-04-14 Marran John D Wound boiler
SE426341C (sv) * 1980-02-14 1985-09-23 Fagersta Ab Sett att forhindra korrosion i en forbrenningsanleggnings kylare och skorsten vid kylning av rokgaser
DE3323058A1 (de) * 1982-09-25 1984-03-29 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg, 3450 Holzminden Elektrischer durchlauferhitzer
SU1216614A1 (ru) * 1984-03-22 1986-03-07 Goldman Aleksandr M Теплообменник
FR2651869A1 (fr) * 1989-09-14 1991-03-15 Comparon Jean Daniel Chaudiere electrique a turbulence cyclonique.
CN2355294Y (zh) * 1999-02-10 1999-12-22 李龙伟 圆叠盘式热交换器
RU2200913C2 (ru) * 2001-05-18 2003-03-20 Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения" Водогрейный котел
UA51321A (ru) * 2002-02-21 2002-11-15 Сергій Олександрович Мартинов Способ генерирования пара и парогенерирующее устройство (варианты)
RU34001U1 (ru) * 2003-07-17 2003-11-20 Иванов Игорь Алексеевич Нагревательная установка
CN2769752Y (zh) * 2005-01-21 2006-04-05 清华大学 导热油加热装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3326640A (en) 1964-03-02 1967-06-20 Commercial Solvents Corp Flash vaporization of nitric acid
SU419687A1 (ru) 1972-05-29 1974-03-15 Ю. М. Красильников Способ генерирования пара
SU663982A1 (ru) 1977-06-06 1979-05-25 Центральное Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Министерства Легкой Промышленности Украинской Сср Контактный водонагреватель
SU787812A1 (ru) 1977-10-03 1980-12-15 Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений Контактно-поверхностный водонагреватель
RU2128804C1 (ru) 1997-12-24 1999-04-10 Глухарев Николай Федорович Способ испарения жидкости
RU2178125C1 (ru) 2001-03-01 2002-01-10 Лихачев Владимир Кузьмич Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления
RU2293913C1 (ru) 2005-07-06 2007-02-20 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Способ генерирования пара и импульсный парогенератор для осуществления этого способа

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2211121A4

Also Published As

Publication number Publication date
RU2353861C1 (ru) 2009-04-27
EA016933B1 (ru) 2012-08-30
US20110059411A1 (en) 2011-03-10
CN101842642A (zh) 2010-09-22
RU2007125918A (ru) 2009-01-20
EP2211121A4 (en) 2011-08-10
EA201000135A1 (ru) 2010-06-30
WO2009008768A3 (ru) 2009-02-19
EP2211121A2 (en) 2010-07-28
AU2008273062A1 (en) 2009-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050103323A1 (en) Submerged combustion water heater
EP3273174B1 (en) Liquid heating device
CN106152109A (zh) 燃气燃油熔盐一体化锅炉热分离物质的装置
RU2373461C1 (ru) Система теплоснабжения
RU2094711C1 (ru) Нагреватель жидкого теплоносителя
CN210795830U (zh) 一种循环挡板型浸没燃烧式蒸发器
RU2187768C2 (ru) Способ интенсификации теплообмена при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива и нагревательное устройство для его осуществления (варианты)
RU2353861C1 (ru) Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления
RU2177591C1 (ru) Термогенератор
CN103486724A (zh) 一种热水或蒸汽发生系统与发生方法
RU2032128C1 (ru) Водогрейный котел вкш &#34;украина&#34;
RU2305820C1 (ru) Теплообменная установка
RU2080516C1 (ru) Пароводяной конденсационный котел
RU2461772C1 (ru) Способ получения чистого пара с последующей конденсацией его с получением обессоленной воды
RU2221935C2 (ru) Способ работы струйной тепловыделяющей установки и струйная тепловыделяющая установка для его осуществления
RU2384800C1 (ru) Контактный теплообменник
BR112013013082B1 (pt) processador de partícula gasosa e método para processar partícula gasosa
RU2462287C1 (ru) Десублимационный аппарат
RU218710U1 (ru) Испаритель
US2098841A (en) Steam generator
RU2229066C2 (ru) Теплогенератор электрогидравлический
JP2000225388A (ja) 溶液濃縮装置
WO2014004718A2 (en) Compact desalination or distillation system with integral spiral heat exchanger
RU2132019C1 (ru) Система подготовки жидкого топлива к сжиганию
RU2178131C2 (ru) Тепломассообменник

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880106223.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08779204

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 624/CHENP/2010

Country of ref document: IN

Ref document number: 2008779204

Country of ref document: EP

Ref document number: 201000135

Country of ref document: EA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008273062

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A201001363

Country of ref document: UA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2008273062

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20080618

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12668042

Country of ref document: US