ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК F24H1/20 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в устройстве для нагрева воды для горячего децентрализованного водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий, дач и гаражей.

Известен электроводонагреватель [1], содержащий горизонтально расположенные баки, в одном из которых размещен нагревательный элемент, а другой является накопителем горячей воды. Оба бака соединены системой трубопроводов, снабженной перекачивающими вентилями и насосом.

Электроводонагреватель обеспечивает децентрализованное водоснабжение, а именно позволяет получить горячую воду заданной температуры в необходимом потребителю количестве. Однако известный электроводонагреватель является энергоемким, поскольку в его состав входит электронасос, обеспечивающий подачу как холодной воды в бак с нагревателем, так и нагретой воды потребителю.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электроводонагреватель по [2].

Известный электроводонагреватель содержит вертикально расположенные два бака, соединенные двумя трубами, при этом верхний бак снабжен трубой подачи холодной воды, нижний - трубой выпуска горячей воды и нагревательным элементом, расположенным в нижней части полости бака. Труба выпуска горячей воды снабжена вентилем и расположена в верхней части нижнего бака.

Труба подачи холодной воды снабжена клапаном, регулирующим уровень воды в верхнем баке, который закрыт крышкой.

Для получения горячей воды открывают вентиль на трубе подачи холодной воды и заполняют холодной водой оба бака, затем включают нагреватель и при достижении заданной температуры открывают вентиль на трубе выпуска горячей воды и вода поступает потребителю.

Недостатком известного электроводонагревателя являются значительные потери тепла, которые возникают в результате того, что холодная вода поступает в верхнюю часть нижнего бака и снижает температуру нагретой воды, которая скапливается в верхней части нижнего бака. Поэтому необходимо значительное время для получения воды заданной температуры и, следовательно, повышения расхода электроэнергии.

Таким образом, технической задачей является усовершенствование электроводонагревателя, в котором за счет нового расположения элементов устройства и их выполнения обеспечивается уменьшение потерь тепла нагретой воды и, следовательно, сокращение времени нагрева воды до заданной температуры, что обеспечивает экономный расход электроэнергии.

Для этого в известном электроводонагревателе, содержащем вертикально расположенные два бака, соединенные двумя трубами, при этом верхний бак снабжен трубой подачи холодной воды, нижний - трубой выпуска горячей воды и нагревательным элементом, расположенным в нижней части полости бака, согласно изобретению труба выпуска горячей воды расположена в дне нижнего бака, а входной конец ее заведен в верхнюю часть полости бака, при этом выходной конец первой соединительной трубы заведен в нижнюю часть полости нижнего бака в зону расположения нагревательного элемента, а вторая соединительная труба представляет собой патрубок, снабженный вентилем и расположенный между дном верхнего и верхом нижнего баков.

Выполнение первой соединительной трубы и расположение ее выходного конца, расположение и выполнение трубы выпуска горячей воды указанным выше образом обеспечивают нагрев воды за короткое время и забор максимально нагретой воды потребителю, а в случае, когда нет необходимости в потреблении всей нагретой воды, наличие второй соединительной трубы с вентилем обеспечивает нагрев воды в первом баке, при использовании которой для последующего цикла нагрева потребуется меньшее время для достижения заданной температуры. Нагрев воды в первом баке происходит при закрытом вентиле на трубе выпуска горячей воды и открытом вентиле на соединительной трубе за счет естественной конвекции воды, которая обеспечивается градиентом температур и расположением на разных уровнях выходного отверстия трубы подачи холодной воды и входного отверстия другой соединительной трубы в дне верхнего бака.

Таким образом вся совокупность признаков позволяет при эксплуатации электроводонагревателя уменьшить потери тепла нагретой воды и, следовательно, сократить время нагрева воды до заданной температуры, что позволяет экономить электроэнергию.

Предлагаемый электроводонагреватель является энергоэкономичным и удобным в работе.

На чертеже схематично изображен предлагаемый электроводонагреватель.

Электроводонагреватель содержит вертикально расположенные верхний 1 и нижний 2 баки. В нижней части полости бака 2 установлен нагревательный элемент 3. Верхняя часть бака 1 снабжена трубой 4 подачи холодной воды и вентилем 5. Нижняя часть бака 2 снабжена трубой 6 выпуска горячей воды и вентилем 7. Входной конец трубы 6 заведен в верхнюю часть полости бака 2. Баки 1 и 2 соединены между собой трубой 8 с вентилем 9 и трубой 10, выходной конец которого заведен в нижнюю часть полости бака 2.

Устройство работает следующим образом.

Поскольку предлагаемое устройство может быть использовано для горячего водоснабжения жилых, общественных помещений, например столовых, дач, то целесообразно наполнить систему за 10-12 ч до включения нагревателя 3, например, вечером. Открывают вентиль 5 и наполняют баки 1 и 2 через трубу 4 водопроводной водой, имеющей температуру не ниже 5^oC. Уровень воды в баке 1 регулируется поплавковым клапаном (не показан). Бак 1 имеет емкость 100 л и выполнен из нержавеющей стали; бак 2 имеет емкость 10 л, выполнен также из нержавеющей стали и покрыт изоляционным материалом.

Перед началом работы температура воды, находящейся в баках 1, 2, за 10-12 ч достигает температуры окружающей среды, т.е. температуры помещения, где установлен водонагреватель.

Для получения горячей воды включают нагреватель 3, происходит нагрев воды до заданной температуры (например, до +60^oC), установленной с помощью терморегулятора (не показан). По окончании нагрева воды, о котором потребитель узнает по прекращению горения сигнальной лампочки водонагревателя, электрическая цепь размыкается и нагрев воды прекращается (электрическая цепь и сигнальная лампочка не показаны). Нагретая вода поднимается и накапливается в верхней части бака 2, откуда осуществляется водозабор посредством трубы 6 при включении вентиля 7. Поскольку вода из бака 1 попадает через трубу 10 непосредственно в нижнюю часть полости бака 2 в зону расположения нагревателя 3, а водозабор производится из верхней части бака 2, куда поднимается горячая вода, получение горячей воды осуществляется за короткое время. В случае, когда нет необходимости в потреблении всей горячей воды из бака 2, закрывают вентиль 7 и открывают вентиль 9 и горячая вода через трубу 8 поднимается в накопительный бак 1, из которого через трубу 10 холодная вода попадает в бак 2, при этом температура воды в накопительном баке 1 повышается. При этом для последующего получения горячей воды потребуется более короткое время, так как получение заданной температуры забираемой воды зависит от температуры входящей холодной воды.

Таким образом, предлагаемый водонагреватель является более энергоэкономичным по сравнению с известным.

Изобретение используется в электроэнергетике, в частности в устройствах для нагрева воды для горячего децентрализованного водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий, дач и гаражей. В электроводонагревателе за счет нового расположения элементов устройства и их выполнения обеспечивается уменьшение потерь тепла нагретой воды и, следовательно, сокращение времени нагрева воды до заданной температуры, что обеспечивает экономной расход электроэнергии. Электроводонагреватель содержит вертикально расположенные два бака, соединенные двумя трубами, при этом верхний бак снабжен трубой подачи холодной воды, нижний - трубой выпуска горячей воды и нагревательные элементом, расположенным в нижней части полости бака, труба выпуска горячей воды расположена в дне нижнего бака, а входной конец ее заведен в верхнюю часть полости этого бака. Выходной конец соединительной трубы заведен в нижнюю часть полости нижнего бака в зону расположения нагревательного элемента, а вторая соединительная труба представляет собой патрубок, снабженный вентилем и расположенный между дном верхнего бака и верхом нижнего бака. 1 ил.

Электроводонагреватель, содержащий вертикально расположенные два бака, соединенные двумя трубами, при этом верхний бак снабжен трубой подачи холодной воды, нижний - трубой выпуска горячей воды и нагревательным элементом, расположенным в нижней части полости бака, отличающийся тем, что труба выпуска горячей воды расположена в дне нижнего бака, а входной конец ее заведен в верхнюю часть полости бака, при этом выходной конец первой соединительной трубы заведен в нижнюю часть полости нижнего бака в зону расположения нагревательного элемента, а вторая соединительная труба представляет собой патрубок, снабженный вентилем и расположенный между дном верхнего бака и верхом нижнего бака.