ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК F24H1/20 

Изобретение относится к технике получения горячей воды для технологических нужд, например для горячего водоснабжения ванной комнаты и кухни коттеджей, отдельных квартир многоэтажных домов, в которых аккумуляционный электроводонагреватель является потребителем-регулятором энергетического ввода или питающей электрической трансформаторной подстанции.

Известен проточный электроводонагреватель /1/, представляющий собой резервуар, в нижней части которого имеется патрубок для подачи холодной воды, в верхней - патрубок для отбора горячей воды. Внутри резервуара находятся трубчатые элементные нагреватели (ТЭН).

К недостаткам проточного электроводонагревателя следует отнести его большую установленную мощность, которая необходима для быстрого нагрева значительного объема воды при использовании его для горячего водоснабжения ванной комнаты и кухни коттеджей или отдельных квартир многоэтажных домов.

Известен аккумуляционный водонагреватель /2/, который состоит из резервуара для горячей воды со встроенными ТЭНами. В нижней части резервуара через патрубок поступает холодная вода, отбор горячей воды происходит через верхний патрубок.

Основным недостатком этого водонагревателя является то, что при наполнении резервуара холодной водой нагрев воды до требуемой температуры, необходимой для удовлетворения технологических нужд коттеджа, произойдет спустя несколько часов, что недопустимо.

Известен электроводонагреватель /3/, содержащий резервуар, соединенный с трубопроводами холодной и теплой воды, и нагревательные элементы, причем он дополнительно снабжен водозаборным устройством, соединенным с цилиндром с отверстиями, при этом водозаборное устройство соединено с трубопроводом горячей воды, а нагревательные элементы размещены в цилиндре с отверстиями.

Основным недостатком этого водонагревателя является то, что при нагреве воды в цилиндре, в котором размещены нагревательные элементы, до требуемой температуры, терморегулятором производится отключение нагревательных элементов, так как отсутствует циркуляция воды между цилиндром и резервуаром. Запас горячей воды определяется емкостью цилиндра с нагревательными элементами.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы электроводонагревателя за счет расширения его функциональных возможностей.

Задача решается тем, что электроводонагреватель содержит резервуар, соединенный с трубопроводом холодной воды, и нагревательные элементы, размещенные в цилиндре с отверстиями, сообщенном в нижней его части с полостью резервуара и соединенном с помощью водозаборного устройства с трубопроводом горячей воды, а водозаборное устройство выполнено в виде полого конуса, соединенного с перфорированным цилиндром, а резервуар соединен с трубопроводом теплой воды.

На чертеже схематично представлен электроводонагреватель.

Электроводонагреватель 1 для нагрева воды 2 состоит из резервуара 3 с трубопроводами холодной воды 4, теплой воды 5 и горячей воды 6. Нагревательные элементы 7 (например, трубчатые элементные нагреватели или электроды) находятся в перфорированном цилиндре 8. Водозаборное устройство 9, выполненное в виде полого конуса, соединено с перфорированным цилиндром 8 и трубопроводом горячей воды 6. Водозаборное устройство 9 предпочтительно выполнять из материала с низкой теплопроводностью. Резервуар 3 соединен с трубопроводом теплой воды 5. Выход трубопровода теплой воды 5 обычно соединяют с краном горячей воды в ванной комнате (не показан), а выход трубопровода горячей воды 6 обычно соединяют с краном горячей воды на кухне (не показан). Резервуар 3 может иметь термоизоляцию (не показана). Трубопровод горячей воды 6 может быть также соединен с краном горячей воды в ванной комнате, например, через переключающее устройство (не показано), которое соединяет кран либо с трубопроводом теплой воды 5, либо с трубопроводом горячей воды 6. Трубопровод теплой воды 5 может отсутствовать вовсе, тогда горячая вода подается из труборопровода горячей воды 6 на кухню и в ванную комнату. Нагревательные элементы 7 могут быть разбиты на несколько групп.

Устройство работает следующим образом. Резервуар 3 заполняется водой 2 из трубопровода холодной воды 4. Холодная вода, находящаяся в перфорированном цилиндре 8, соприкасаясь с нагревательными элементами 7, подогревается. Подогретая вода под действием конвекции проходит через верхние отверстия в перфорированном цилиндре 8, поднимается в верхнюю часть резервуара 3, на ее место через нижние отверстия цилиндра 8 поступает новая, более холодная, вода из нижних слоев резервуара 3. Таким образом за счет циркуляции происходит нагрев воды 2 в резервуаре 3. При открытии вентиля (не показан) на трубопроводе горячей воды 6 вода 2, не смешиваясь с общим количеством воды в резервуаре 3, проходит в водозаборное устройство 9, выполненное в виде полого конуса, и подается через трубопровод 6 на кухню. Теплая вода из резервуара 3 при открытии вентиля (не показан) на трубопроводе теплой воды 5 подается в ванную комнату. Отключение нагревательных элементов 7 при достижении температуры воды 2 в резервуаре 3 заданного значения может осуществляться с помощью терморегулятора (не показан).

При работе указанного электроводонагревателя в режиме потребителя-регулятора для регулирования графика нагрузки энергетического ввода коттеджа или питающей трансформаторной подстанции (районной или потребительской), например, при внедрении трехтарифного счетчика учета электрической энергии, нагревательные элементы могут быть разбиты на три группы. Минимальная мощность нагревательных элементов 7 может быть использована в часы пика нагрузки при утреннем и вечернем максимуме нагрузки (тариф на электроэнергию максимальный). При базисном тарифе на электроэнергию используются две ступени нагревательных элементов 7. В ночные часы провала графика нагрузки водонагреватель, когда потребление горячей воды минимальное, работает в аккумуляционном режиме. Поскольку в это время действует льготный тариф, то включены все нагревательные элементы 7.

Изобретение повышает эффективность работы электроводонагревателя за счет расширения его функциональных возможностей путем сочетания в одном водонагревателе функций аккумуляционного и проточного водонагревателей. При этом существенно снижаются капитальные затраты и эксплуатационные издержки на систему горячего водоснабжения. Кроме того, водонагреватель может работать в режиме потребителя-регулятора для регулирования графика нагрузки энергетического ввода или питающей трансформаторной подстанции.

Техническая реализация устройства не вызывает сомнения, например, в коттеджах с трехфазным единым энергетическим вводом, где электрифицированы все технологические процессы. В таких коттеджах предложенный электроводонагреватель может быть использован взамен распространенной традиционной схемы горячего водоснабжения от двух водонагревателей: проточного и аккумуляционного.

Источники информации
1. Водонагревательная техника от SТIЕВЕL ELEKТРОN//AВОК, 2000, 3, с.88.

2. Водонагревательная техника от SТIЕВЕL ELEKТРОN//AВОК, 2000, 3, с.89, рис.3.

3. Авторское свидетельство СССР 1150445, опубл. 15.04.1985.

Изобретение относится к технике получения горячей воды для технологических нужд и может быть использовано для горячего водоснабжения коттеджей или отдельных квартир многоэтажных домов. Электроводонагреватель включает резервуар, соединенный с трубопроводом холодной воды, и нагревательные элементы, размещенные в перфорированном цилиндре, сообщенном в нижней его части с полостью резервуара и соединенном с помощью водозаборного устройства с трубопроводом горячей воды, при этом водозаборное устройство выполнено в виде полого конуса, соединенного с перфорированным цилиндром, а резервуар соединен с трубопроводом теплой воды. Такой водонагреватель может работать в режиме потребителя-регулятора для регулирования графика нагрузки энергетического ввода коттеджа или питающей трансформаторной подстанции, что повышает его потребительские свойства. 1 ил.

Электроводонагреватель, содержащий резервуар, соединенный с трубопроводом холодной воды, и нагревательные элементы, размещенные в перфорированном цилиндре, сообщенном в нижней его части с полостью резервуара и соединенном с помощью водозаборного устройства с трубопроводом горячей воды, отличающийся тем, что водозаборное устройство выполнено в виде полого конуса, соединенного с перфорированным цилиндром, а резервуар соединен с трубопроводом теплой воды.