НАГРЕВАТЕЛЬ ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЫ И СПОСОБ ПОДАЧИ ГОРЯЧЕЙ ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЫ ПОТРЕБИТЕЛЮ Российский патент 2019 года по МПК F24H9/20 F16K11/44 

Изобретение относится к регулятору расхода для водонагревателя и к водонагревателю, конкретнее - к водонагревателю большой мощности, оснащенному таким регулятором расхода.

Такие водонагреватели большой мощности применяются, например, для забора воды по каналу горячей воды в кран на кухне или снабжения душевых горячей водой. В зависимости от области применения, использование таких водонагревателей (большой мощности) сопряжено с радом проблем.

Первая проблема возникает, когда потребитель берет горячую оду из крана в течение некоторого времени. При условии, что эту воду берут, по существу, непрерывно и она продолжает течь, ее температурой можно управлять надлежащим образом. Вместе с тем, когда кран временно выключают после забора горячей воды, стоячая горячая вода может достигать нежелательно высоких температур в результате выравнивания температуры в водонагревателе и стоячей воды в теплообменнике. Если вскоре после этого не начать забор горячей воды снова, эта вода может стать настолько горячей, что вызовет риск ожога, если она вступит в контакт с кожей потребителя. Чтобы избежать этого риска, обычные водонагреватели также оснащают перепускным каналом, посредством которого холодную воду подмешивают к горячей воде, которая в течение некоторого времени была стоячей.

Вторая проблема возникает, когда возникают большие колебания потребления горячей воды, например - когда объединяют множество душевых, как в спортивных центрах и плавательных бассейнах. В зависимости от использования душевых - индивидуумом или всей командой одновременно, - желаемый забор горячей воды может колебаться в широких пределах. Чтобы иметь возможность удовлетворять периодически большой спрос, водонагреватели для таких сооружений каскадируют, т.е., соединяют друг другом в параллельном контуре. В соответствии с потреблением, один или несколько водонагревателей связывают или не связывают посредством запорных клапанов.

Существует непрерывная потребность в повышении надежности водонагревателей, а также в придании им упрощенной и более компактной формы.

Теперь отметим, что в задачу изобретения входит разработка регулятора расхода и оснащенного им водонагревателя вышеописанного типа, который преодолевает по меньшей мере одну из упомянутых проблем.

Указанная задача решается согласно изобретению посредством регулятора расхода, предназначенного для водонагревателя и содержащего:

- корпус, содержащий, по меньшей мере, три канала;

- камеру разветвления, которая расположена в корпусе и в которую входят упомянутые по меньшей мере три канала и в которой расположен запорный клапан, посредством которого могут быть закрыты и оставлены открытыми по меньшей мере два из упомянутых трех каналов; и

- при этом запорный клапан имеет диапазон регулирования с первым крайним положением, в котором первый канал и второй канал из упомянутых по меньшей мере трех каналов сообщены по потоку друг с другом через камеру разветвления, и в котором первый канал и третий канал из упомянутых по меньшей мере трех каналов, по существу, отгорожены друг от друга.

Когда в случае такого регулятора расхода запорный клапан перемещают из первого крайнего положения, перегородка между первым и третьим каналами постепенно открывается, вследствие чего текучая среда может течь через камеру разветвления в третий канал. Таким образом, регулятор расхода может обеспечить избирательный расход текучей среды по третьему каналу, а первый и второй каналы при этом могут оставаться сообщающимися по потоку друг с другом через камеру разветвления.

Принимая эти меры, получают регулятор расхода, который может временно направлять часть текучей среды по перепускному трубопроводу. Тем самым можно преодолеть первую проблему, о которой шла речь во вводной части, т.е. предотвратить нагревание воды до такой степени, что та становится слишком горячей.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, запорный клапан находится в первом крайнем положении у стенки камеры разветвления и отгораживает третий канал от камеры разветвления, а текучая среда при этом может течь через камеру разветвления из первого канала во второй канал, или наоборот. За счет того, что запорный клапан находится у стенки камеры разветвления, третий канал с одной стороны эффективно закрыт, и при этом расход текучей среды из первого канала через камеру разветвления во второй канал, или наоборот, может иметь место, по существу, беспрепятственно.

В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления, запорный клапан содержит две уплотнительные стороны, при этом:

- в первом крайнем положении диапазона регулирования запорного клапана первая уплотнительная сторона запорного клапана находится у стенки камеры разветвления и отгораживает третий канал от камеры разветвления; а

- во втором крайнем положении диапазона регулирования запорного клапана вторая уплотнительная сторона запорного клапана находится у стенки камеры разветвления и отгораживает первый канал от камеры разветвления, вследствие чего подача текучей среды по первому каналу в камеру разветвления, по существу, заблокирована.

Предусматривая запорный клапан с двумя уплотнительными сторонами, конфигурация каждой из которых обеспечивает уплотнение в связанном с ней крайнем положении, два противоположных выпуска каналов - выпуск первого канала и выпуск третьего канала, соответственно, - можно отгородить от камеры разветвления посредством одного запорного клапана.

Принимая эти меры, получают регулятор расхода, который во втором крайнем положении может временно блокировать подачу текучей среды по первому каналу. Тем самым, регулятор расхода может временно отключать водонагреватель от параллельного контура, а это обеспечивает решение второй проблемы, о которой шла речь во вводной части. Отметим, что регулятор расхода в соответствии с этим вариантом, где предусматривается один-единственный запорный клапан, обеспечивает решение первой и второй проблем, о которых шла речь во вводной части, тогда как в известных технических решениях для упомянутой цели понадобились бы по меньшей мере два отдельных запорных клапана.

Более того, этот вариант осуществления обеспечивает значительно упрощенное регулирование: открывание и закрывание каналов происходит предсказуемым образом - посредством перемещения запорного клапана с некоторой заданной скоростью из одного крайнего положения в другое крайнее положение. От второго крайнего положения до первого крайнего положения перепускной трубопровод открыт лишь временно, и есть возможность заранее определить, сколько текучей среды впускается по третьему каналу в перепускной трубопровод. Желаемой характеристики - количества протекающей текучей среды - можно достичь, проектируя канал вокруг запорного клапана.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления, первый, второй и третий каналы по меньшей мере, в основном, а предпочтительнее - по существу, являются полностью закрываемыми во втором крайнем положении диапазона регулирования запорного клапана.

В некоторых приложениях, между первым каналом и вторым каналом может продолжаться некоторый расход утечки, и это может даже быть желательным. В случае параллельного контура двух водонагревателей, малый расход утечки холодной воды через первый - в этот момент не нагревающий - водонагреватель можно таким образом легко компенсировать посредством наличия второго водонагревателя, нагревающего воду несколько больше, так что смесь из водонагревателей в параллельном соединении приводит к подаче воды при желаемой температуре воды. Поддерживая малый расход утечки, можно предотвратить большие разности давлений, которые обуславливают приложение нагрузки к запорному клапану и другим частям. Следовательно, для некоторых приложений может оказаться достаточным снижение или «ограничение» протекания между первым и вторым каналами по меньшей мере в основном.

Для других приложений может оказаться желательным выполнение первого, второго и третьего каналов, по существу, полностью закрываемыми посредством запорного клапана. Поскольку при этом можно аналогичным образом задать положение «ограничения», этот вариант осуществления, посредством которого можно достичь полного закрывания, является рекомендуемым.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления, запорный клапан перемещается в камере разветвления между первым и вторым крайними положениями, по существу, поперек выпуска второго канала, и упомянутый выпуск второго канала в камеру разветвления оставляют открытым посредством запорного клапана. Вследствие этого, своими двумя уплотнительными сторонами запорный клапан может отгораживать два противоположных выпуска каналов - выпуск первого канала и выпуск третьего канала, соответственно, - от камеры разветвления, а второй канал остается сообщающимся с камерой разветвления на протяжении этого диапазона регулирования.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления регулятора расхода, первый, второй и третий каналы приведены в сообщение по потоку друг с другом на протяжении первой части диапазона регулирования во время перемещения в пределах упомянутой части от второго крайнего положения в направлении первого крайнего положения, а относительный расход из них через камеру разветвления увеличивается на протяжении диапазона регулирования при удалении от второго крайнего положения. Вследствие этого, количество протекающей текучей среды между первым каналом и вторым каналом оказывается управляемым и может быть уменьшено или «ограничено», когда это потребуется. Таким образом, в случае высокого предварительного давления воды можно предотвратить столь быстрый расход через нагреватель, что желаемая потребителем температура на выходе достигнута быть не может. Уменьшая расход в таком случае, можно гарантировать, что желаемая температура воды на выходе достижима. Одновременно, через камеру разветвления в третий канал также протекает субпоток текучей среды.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления регулятора расхода, первый, второй и третий каналы сообщены по потоку друг с другом на протяжении второй части диапазона регулирования, а количество текучей среды, протекающей через камеру разветвления между первым и вторым каналами, дополнительно увеличивается на протяжении дальнейшего диапазона регулирования в направлении первого крайнего положения, тогда как количество текучей среды, протекающей через камеру разветвления между первым и третьим каналами, уменьшается на протяжении дальнейшего диапазона регулирования в направлении первого крайнего положения. Вследствие этого, количество протекающей текучей среды между первым каналом и вторым каналом оказывается в дальнейшем управляемым, а с другой стороны, расход текучей среды из камеры разветвления в третий канал во второй части диапазона регулирования может быть уменьшен и даже полностью перекрыт.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления, выгодно, в частности, чтобы переход между первой частью диапазона регулирования и второй частью диапазона регулирования находился в диапазоне от 35 % до 65 %, а предпочтительнее - в диапазоне от 40 % до 60 % диапазона регулирования запорного клапана. Когда теплообменник становится мощнее, также будет желательно иметь возможность подавать по перепускному трубопроводу более холодную воду. Перепуск в вышеупомянутом диапазоне достаточен для большинства обычных водонагревателей (большой мощности).

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления, объемный расход из первого канала делится на переходе между первой частью диапазона регулирования и второй частью диапазона регулирования, по существу, пропорционально на протяжении второго и третьего каналов.

Когда запорный клапан регулятора расхода в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления регулируют посредством ходового винта, имеющего привод, получается надежная и должным образом управляемая система. Ходовой винт имеет некоторый шаг и в сочетании с приводом вращения винта позволяет реализовать точное перемещение запорного клапана. Осуществлять привод можно, например, посредством электрического двигателя, а конкретнее - посредством шагового электродвигателя.

Хотя может оказаться достаточным и пластик высокого качества, в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления запорный клапан изготовлен из коррозионно-стойкого металла, а предпочтительнее - из латуни.

Изобретение также относится к водонагревателю, содержащему:

- теплообменник со впускным каналом и выпускным каналом;

- вышеописанный регулятор расхода;

- при этом первый канал является подводящим каналом;

- при этом второй канал является первым отводящим каналом, который сообщен по потоку со впускным каналом теплообменника; и

- при этом третий канал является вторым отводящим каналом, который сообщен по потоку с перепускным каналом; и

- при этом перепускной канал сообщен по потоку с выпускным каналом теплообменника, так что - в зависимости от положения запорного клапана в камере разветвления регулятора расхода - вода из выпускного канала теплообменника и перепускного канала смешивается и отводится в смешанном состоянии через выпуск для воды, имеющийся в водонагревателе.

Хотя нагрев теплообменника может - посредством изменений температуры - оказывать негативное влияние на уплотнение запорного клапана регулятора расхода, а на горячей стороне помимо этого будет происходить большее образование накипи, тем не менее, появляется возможность предусмотреть - для специальных приложений - установку регулятора расхода на горячей стороне теплообменника. Поскольку регулятор расхода расположен ближе к выходу теплообменника, холодная вода должна покрывать меньшее расстояние, и поэтому можно реализовать непосредственное управление. Отметим, что камера разветвления в данном случае функционирует как смесительная камера. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления, изобретение относится также к водонагревателю, содержащему:

- теплообменник со впускным каналом и выпускным каналом;

- вышеописанный регулятор расхода;

- при этом первый канал является отводящим каналом;

- при этом второй канал является подводящим каналом, который сообщен по потоку с выпускным каналом теплообменника; и

- при этом третий канал является подводящим каналом, который сообщен по потоку с перепускным каналом; и

- при этом через регулятор расхода перепускной канал сообщен по потоку с выпускным каналом теплообменника, так что - в зависимости от положения запорного клапана регулятора расхода - вода из выпускного канала теплообменника и перепускного канала смешивается в камере разветвления и отводится в смешанном состоянии через выпуск для воды, имеющийся в водонагревателе.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления, водонагреватель дополнительно содержит, по меньшей мере, один датчик температуры для определения температуры воды, покидающей теплообменник, и электронный контроллер, выполненный с возможностью привод запорного клапана в зависимости от температуры воды, используя средство привода, а конкретнее - электрический двигатель.

Предпочтительные варианты осуществления данного изобретения поясняются далее в нижеследующем описании со ссылками на чертежи, при этом:

на фиг.1 представлен схематический вид водонагревателя с регулятором расхода в соответствии с изобретением;

на фиг.2 представлено сечение регулятора расхода в соответствии с изобретением; при этом запорный клапан находится в первом крайнем положении;

на фиг.3A-3С соответственно представлены схематические виды в первом крайнем положении согласно фиг.2, промежуточном положении и втором крайнем положении;

на фиг.4 показан график, на котором расходы по разным каналам построены в зависимости от положения запорного клапана.

Водонагреватель 2, показанный на фиг.1, содержит теплообменник 4 со впускным каналом 6 для воды, подлежащей нагреву, и выпускным каналом 8, посредством которого отводят нагретую воду. При условии, что забор горячей воды из водонагревателя 2 происходит, по существу, непрерывно и она продолжает течь, температурой упомянутой воды можно управлять надлежащим образом. Вместе с тем, когда происходит перерыв в подаче, стоячая горячая вода в теплообменнике 4 может достигать нежелательно высоких температур. Если забор горячей воды вскоре после этого возобновляется, эта вода может стать слишком горячей и вследствие этого вызывать риск ожога, когда она вступает в контакт с кожей потребителя.

Водонагреватель 2 в соответствии с изобретением снабжен перепускным каналом 10, посредством которого холодную воду можно направлять прямо в выпускной канал 8 водонагревателя 2. Эту холодную воду в данном случае можно примешивать к горячей воде, поступающей из водонагревателя 2. Когда в подаче горячей воды происходит перерыв, вследствие этого появляется возможность кратковременно примешивать холодную воду к горячей воде в выпускном канале 8, тем самым предотвращая подачу упомянутой воды при нежелательно высокой температуре потребителю. Такой перепускной канал 10 сам по себе известен из уровня техники, но в изобретении предложен конкретно выгодный регулятор 1 расхода, который в иллюстрируемом варианте осуществления расположен на стороне холодной воды в подводящем холодную воду канале 12 водонагревателя 2. С выпускным каналом 8 теплообменника соединен перепускной канал 10, а смешанную воду можно отводить по отводящему горячую воду каналу 14 водонагревателя 2 в объект водоснабжения, такой, как душ или кран.

Температуру можно определять, располагая датчик 38 температуры близко к стороне горячей воды теплообменника 4, например, в положении отводящего канала 14. Тогда электронный контроллер 40 управляет запорным клапаном 26 в регуляторе 1 расхода в зависимости от измеряемой температуры, вследствие чего оказывается возможным управление посредством обратной связи. Преимущество управления с обратной связью заключается в том, что (почти) не требуется основанное на модели знание всей системы в целом. В результате, точная характеристика запорного клапана не критична.

Альтернативный вариант осуществления (не показан) предусматривает наличие датчика температуры, расположенного в подводящем холодную воду канале 12. Посредством этого датчика температуры можно измерять изменения в температуре воды, подаваемой по подводящему холодную воду каналу 12, на основе чего электронный контроллер 40 может осуществлять опережающую компенсацию посредством прямого управления подводом.

Конкретно выгодным является то, что водонагреватель 2 в соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления оснащен датчиком 42 расхода, посредством которого измеряют желаемый расход (а также задают включение и выключение). Расход и разность температур через водонагреватель 2 представляют собой параметры нагрузки, на основе которых электронный контроллер 40 может оптимально управлять процессом сгорания в водонагревателе 2. Температура холодной воды и желаемая температура горячей воды в конечном счете определяют полезную мощность, которую нужно генерировать. Когда ожидаемые потери, такие, как рассеяние тепла в окружающее пространство и снижение производительности теплообменника, известны, электронный контроллер может определять оптимальные установки.

В сечении согласно фиг.2 регулятор 1 расхода показан в первом крайнем положении запорного клапана 26. Регулятор 1 расхода имеет корпус 16, в котором расположены первый канал 20, второй канал 22 и третий канал 24, причем все они входят в общую камеру 18 разветвления. В показанном первом крайнем положении, запорный клапан 26 расположен так, что его первая сторона 28 находится у стенки камеры 18 разветвления и вследствие этого отгораживает третий канал 24 от камеры 18 разветвления. При этом текучая среда, в частности - вода, может беспрепятственно течь из первого канала 20 через камеру 18 разветвления во второй канал 22, или наоборот.

В иллюстрируемом варианте осуществления первый канал 20 является подводящим каналом, а второй канал 22 является первым отводящим каналом, который сообщен по потоку через камеру 18 разветвления со впускным каналом 6 теплообменника 4. Третий канал 24 является вторым отводящим каналом, который сообщен по потоку с перепускным каналом 10, при этом перепускной канал 10 сообщен по потоку с выпускным каналом 8 теплообменника 4, так что - в зависимости от положения запорного клапана 26 в камере 18 разветвления регулятора 1 расхода - вода из выпускного канала 8 теплообменника 4 и перепускного канала 10 смешивается и отводится в смешанном состоянии по отводящему воду каналу 14 водонагревателя 2.

Запорный клапан 26 дополнительно имеет вторую сторону 32, которой запорный клапан 26 можно расположить близко у стенки камеры 18 разветвления, так что выпуск второго канала 22 отгораживается от камеры 18 разветвления. Чтобы усовершенствовать перегородку, первая сторона 28 снабжена первым уплотнением 30. В уплотнительной поверхности 34 второй стороны 32 может оказаться желательным второе уплотнение (не показано).

Запорный клапан 26 выполнен с возможностью регулирования на протяжении диапазона V регулирования, для чего в иллюстрируемом варианте осуществления применяется винт, который приводится во вращение в направлении R вращения посредством электронного контроллера 40 и электрического двигателя, а конкретнее - шагового электродвигателя (не показан). Конструкция дополнительно содержит пружину 44.

Диапазон V регулирования ограничен двумя крайними положениями. В первом крайнем положении (фиг.2 и 3A) диапазона V регулирования запорного клапана 26, первая уплотнительная сторона 28 запорного клапана 26 находится у стенки камеры 18 разветвления и отгораживает третий канал 24 от камеры 18 разветвления.

Во втором крайнем положении (фиг.3C) диапазона V регулирования запорного клапана 26, вторая уплотнительная сторона 32 запорного клапана 26 находится у стенки камеры 18 разветвления и отгораживает первый канал 20 от камеры 18 разветвления. Тем самым подача текучей среды по первому каналу 20 в камеру 18 разветвления предотвращается или - как минимум - значительно сокращается. Расход F текучей среды обозначен стрелками на фиг.3A-3C.

На фиг.3B показано промежуточное положение, находящееся между двумя крайними положениями, которое делит диапазон регулирования на первую часть и вторую часть. В промежуточном положении, показанном на фиг. 3B, текучая среда, подаваемая по первому каналу 20, разделяется между вторым каналом 22 и третьим каналом 24.

Перемещение на протяжении первой части диапазона регулирования имеет место от второго крайнего положения (фиг.3C) в направлении первого крайнего положения (фиг.3A) в промежуточное положение, показанное на фиг. 3B. Перемещение на протяжении второй части диапазона регулирования имеет место от промежуточного положения, показанного на фиг.3B, в направлении первого крайнего положения (фиг.3A). На фиг.3C показана ситуация, в которой течения нет, и поэтому образуется положение покоя, которое используют, например, для временного отключения водонагревателя 2 от параллельного контура со множеством водонагревателей.

Когда запорный клапан 26 перемещается на протяжении первой части диапазона регулирования (т.е., от положения согласно фиг.3C к положению согласно фиг.3B), первый канал 20, второй канал 22 и третий канал 24 приведены в сообщение по потоку друг с другом, а их относительный расход через камеру 18 разветвления на протяжении диапазона регулирования от второго крайнего положения (фиг.3C) увеличивается. Тем самым можно управлять расходом между первым каналом 20 и вторым каналом 22, и можно уменьшить или «ограничить» этот расход. При этом через камеру 18 разветвления в третий канал 24 также проходит субпоток текучей среды, объем которого увеличивается.

Когда запорный клапан 26 перемещается на протяжении второй части диапазона регулирования (т.е., от положения согласно фиг.3B к положению согласно фиг.3A), первый канал 20, второй канал 22 и третий канал 24 сообщены по потоку друг с другом через камеру 18 разветвления, а расход между первым каналом 20 и вторым каналом 22 дополнительно увеличивается на протяжении дальнейшего диапазона регулирования в направлении первого крайнего положения, тогда как расход через камеру 18 разветвления между первым каналом 20 и третьим каналом 24 на протяжении дальнейшего диапазона регулирования в направлении первого крайнего положения (фиг.3A) уменьшается. Вследствие этого создается дополнительная возможность управления расходом между первым каналом 20 и вторым каналом 22, тогда как, с другой стороны, создается возможность уменьшения и даже полного прекращения расхода текучей среды из камеры 18 разветвления в третий канал 24 во второй части диапазона регулирования.

Теперь, когда ясно, как работает регулятор 1 расхода, отметим, что внутренний объем перепускного трубопровода 10 является важным параметром для применения такого регулятора 1 расхода в водонагревателе 2 (фиг.1). Длину и диаметр можно адаптировать так, что внутренний объем перепускного трубопровода 10 между регулятором 1 расхода и выпускным каналом 8 теплообменника 4 окажется таким, что поток холодной воды станет - наряду с потоком (исключительно) горячей воды из теплообменника 4 - оптимальным, вследствие чего эти потоки воды можно смешивать, а их температуру - эффективно уменьшать с тем, чтобы по меньшей мере предотвратить опасность обжечься.

И, наконец, на фиг.4 расход по разным каналам показан на графике. Расход 4' через теплообменник 4 - это расход, который происходит по второму каналу 22, тогда как расход 10' по перепускному каналу 10 соответствует расходу по третьему каналу 24. Ситуации, связанные с фиг.3A, 3B и 3C, обозначены на графике позициями IIIA, IIIB и IIIC. Количество F протекающей текучей среды, выражаемое в литрах в минуту, отложено вдоль левой вертикальной оси. Горизонтальная ось обозначает уставку клапана по шагам, а предварительное давление P в барах отложено вдоль правой вертикальной оси.

В ситуации согласно фиг.3C (см. позицию IIIC на фиг.4) расхода F нет, когда запорный клапан 26 перемещен в направлении, соответствующем ситуации, показанной на фиг.3B, а расход F по второму каналу 22 (кривая 4' расхода) и расход F по третьему каналу 24 (кривая 10' расхода) оба увеличиваются.

В ситуации согласно фиг.3B (см. позицию IIIB на фиг.4) расход F по второму каналу 22 (кривая 4' расхода) и расход F по третьему каналу 24 (кривая 10' расхода), по существу, равны, т.е., текучая среда, подаваемая по первому каналу 20, разделяется, по существу, на равные части.

Когда запорный клапан перемещается дальше к ситуации согласно фиг.3A (см. позицию IIIВ на фиг.4), выпуск третьего канала 24 все больше и больше перекрывается до тех пор, пока дальнейший расход F по третьему каналу 24 (кривая 10' расхода) происходить не будет. Вся текучая среда, подаваемая по первому каналу 20, потечет через камеру 18 разветвления во второй канал 22 (кривая 4' расхода).

На фиг.4 также показано предварительное давление (кривая 11) текучей среды, например - из системы водоснабжения. Можно ясно увидеть, что в ситуации полного закрытия согласно фиг.3C (см. позицию IIIC на фиг.4; расход F является нулевым) предварительное давление находится на максимуме. Чтобы уменьшить нагрузку на запорный клапан 26, можно предусмотреть некоторый поток утечки, а это приводит к уменьшению предварительного давления.

На горизонтальной оси согласно фиг.4 отложены шаги шагового электродвигателя. В иллюстрируемом примере шаговый двигатель имеет 2600 шагов, вследствие чего оказывается возможным точное управление. Такое точное управление важно, в частности, для функционирования перепускного канала, т.е., определения расхода по перепускному каналу 10. Чтобы получить точное управление, геометрию проектируют такой, что от IIIC к IIIA первые 2000 шагов шагового двигателя (т.е., шаги с 2600-го по 600-ый на фиг.4) обеспечивают управление расходом 10' по перепускному каналу 10.

Хотя показан предпочтительный вариант осуществления изобретения, вышеописанный вариант осуществления предназначен лишь для иллюстрации данного изобретения, а не ограничения технических характеристик изобретения каким-либо образом. Когда за мерами, указанными в формуле изобретения следуют позиции, такие позиции служат для внесения вклада в понимание формулы изобретения, а ни в коем случае не для ограничения объема защиты. Описанные права ограничиваются нижеследующей формулой изобретения, в рамках объема притязаний которой можно предусмотреть многочисленные модификации.

Изобретение относится к контроллеру расхода, предназначенному для водонагревателя и содержащему: корпус, содержащий по меньшей мере три канала; камеру разветвления, которая расположена в корпусе, и в которую входят упомянутые по меньшей мере три канала, и в которой расположен запорный клапан, посредством которого могут быть закрыты и оставлены открытыми по меньшей мере два из упомянутых трех каналов. При этом запорный клапан имеет диапазон регулирования с первым крайним положением, в котором первый канал и второй канал из упомянутых по меньшей мере трех каналов сообщены по потоку друг с другом через камеру разветвления и в котором первый канал и третий канал из упомянутых по меньшей мере трех каналов, по существу, отгорожены друг от друга. Изобретение также относится к водонагревателю, оснащенному таким контроллером расхода. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Нагреватель (2) водопроводной воды, выполненный с возможностью подачи горячей водопроводной воды потребителю, содержащий:

- нагреватель (4) с впускным каналом (6), соединенным с подводящим холодную водопроводную воду каналом (12), для водопроводной воды, подлежащей нагреву, и выпускным каналом (8), посредством которого отводится горячая водопроводная вода, причем нагреватель (4) выполнен с возможностью нагрева холодной водопроводной воды, подаваемой по подводящему холодную водопроводную воду каналу (12);

- регулятор (1) расхода, содержащий:

- корпус (16), содержащий по меньшей мере три канала (20, 22, 24);

- камеру (18) разветвления, которая расположена в корпусе (16) и в которую входят по меньшей мере три канала (20, 22, 24);

отличающийся тем, что содержит:

- запорный клапан (26), посредством которого по меньшей мере два из упомянутых трех каналов могут быть закрыты или оставлены открытыми, расположенный в камере (18) разветвления;

- при этом запорный клапан (26) имеет диапазон (V) регулирования с первым крайним положением, в котором первый канал (20) и второй канал (22) из по меньшей мере трех каналов сообщены по потоку друг с другом через камеру (18) разветвления и в котором первый канал (20) и третий канал (24) из по меньшей мере трех каналов, по существу, отгорожены друг от друга;

- перепускной канал (10), который находится в сообщении по потоку от впускного канала (6) к выпускному каналу (8) нагревателя (4), так что в зависимости от положения запорного клапана (26) в камере (18) разветвления регулятора (1) расхода нагретая водопроводная вода из выпускного канала (8) нагревателя (4) и холодная водопроводная вода, направляемая из подводящего холодную водопроводную воду канала (12) по перепускному каналу (10), смешиваются и отводятся в смешанном состоянии через выпуск (14) для воды нагревателя (2) водопроводной воды

- по меньшей мере один датчик (38) температуры, находящийся вблизи стороны горячей воды нагревателя (4) в направлении потока перед соединением перепускного канала (10) с выпускным каналом (8), для определения температуры горячей водопроводной воды, покидающей нагреватель (4); и

- контроллер (40), выполненный с возможностью привода запорного клапана (26) в зависимости от температуры горячей водопроводной воды, обнаруживаемой посредством по меньшей мере одного датчика температуры.

2. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.1, в котором:

- первый канал (20) является подводящим каналом;

- второй канал (22) является первым отводящим каналом, который сообщен по потоку с впускным каналом теплообменника (4); и

- третий канал (24) является вторым отводящим каналом, который сообщен по потоку с перепускным каналом (10).

3. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.1 или 2, в котором:

- первый канал (20) является отводящим каналом;

- второй канал (22) является подводящим каналом, который сообщен по потоку с выпускным каналом нагревателя (4); и

- третий канал (24) является подводящим каналом, который сообщен по потоку с перепускным каналом (10).

4. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.1, в котором запорный клапан (26) находится в первом крайнем положении у стенки камеры (18) разветвления и отгораживает третий канал (24) от камеры (18) разветвления, а текучая среда при этом может течь через камеру (18) разветвления из первого канала (20) во второй канал (22) или наоборот.

5. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.1, в котором запорный клапан (26) содержит две уплотнительные стороны, при этом:

- в первом крайнем положении диапазона регулирования запорного клапана (26) первая уплотнительная сторона запорного клапана (26) находится у стенки камеры (18) разветвления и отгораживает третий канал (24) от камеры (18) разветвления; а

- во втором крайнем положении диапазона регулирования запорного клапана (26) вторая уплотнительная сторона запорного клапана (26) находится у стенки камеры (18) разветвления и отгораживает первый канал (20) от камеры (18) разветвления, вследствие чего подача текучей среды по первому каналу (20) в камеру (18) разветвления, по существу, заблокирована.

6. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.1, в котором первый, второй и третий каналы (20, 22, 24) по меньшей мере в основном, а предпочтительнее по существу, являются полностью закрываемыми во втором крайнем положении диапазона регулирования запорного клапана (26).

7. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.5 или 6, в котором запорный клапан (26) является перемещаемым в камере (18) разветвления между первым и вторым крайними положениями, по существу, поперек выпуска второго канала (22), и выпуск второго канала (22) в камеру (18) разветвления остается открытым посредством запорного клапана (26).

8. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.7, в котором первый, второй и третий каналы (20, 22, 24) приведены в сообщение по потоку друг с другом на протяжении первой части диапазона регулирования во время перемещения в пределах упомянутой части от второго крайнего положения в направлении первого крайнего положения, а относительный расход из них через камеру (18) разветвления увеличивается на протяжении диапазона регулирования при удалении от второго крайнего положения.

9. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.8, в котором первый, второй и третий каналы (20, 22, 24) сообщены по потоку друг с другом на протяжении второй части диапазона регулирования, а количество текучей среды, протекающей через камеру (18) разветвления между первым и вторым каналами, дополнительно увеличивается на протяжении дальнейшего диапазона регулирования в направлении первого крайнего положения, тогда как количество текучей среды, протекающей через камеру (18) разветвления между первым и третьим каналами (20) и (24), уменьшается на протяжении дальнейшего диапазона регулирования в направлении первого крайнего положения.

10. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.9, в котором переход между первой частью диапазона регулирования и второй частью диапазона регулирования находится в диапазоне от 35 до 65%, а предпочтительнее в диапазоне от 40 до 60% диапазона регулирования запорного клапана (26).

11. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.9 или 10, в котором объемный расход из первого канала (20) делится на переходе между первой частью диапазона регулирования и второй частью диапазона регулирования, по существу, пропорционально на протяжении второго и третьего каналов (22) и (24).

12. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.1, в котором запорный клапан (26) является регулируемым посредством ходового винта, имеющего привод.

13. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.1, в котором запорный клапан изготовлен из коррозионно-стойкого металла, а предпочтительнее из латуни.

14. Нагреватель (2) водопроводной воды по п.1, в котором контроллер является электронным и выполнен с возможностью привода запорного клапана (26) в зависимости от температуры горячей водопроводной воды, используя средство привода, а конкретнее - электрический двигатель.

15. Способ подачи горячей водопроводной воды потребителю, включающий в себя последовательные этапы, на которых:

- подают холодную водопроводную воду;

- нагревают холодную водопроводную воду нагревателем (4) нагревателя (2) водопроводной воды и выводят горячую водопроводную воду через выпускной канал (8);

- перепускают холодную водопроводную воду по перепускному каналу (10) в зависимости от температуры воды, присущей горячей водопроводной воде;

- добавляют перепущенную холодную водопроводную воду в горячую водопроводную воду; и

- отводят смешанную горячую и холодную водопроводную воду,

отличающийся тем, что

этап перепускания холодной водопроводной воды по перепускному каналу (10) в зависимости от температуры воды, присущей горячей водопроводной воде, включает в себя этап, на котором измеряют температуру воды, а именно горячей водопроводной воды, покидающей нагреватель (4), по меньшей мере одним датчиком (38) температуры, который расположен ближе к стороне нагревателя (4) водопроводной воды, в направлении по потоку до соединения перепускного канала (10) с выпускным каналом (8).