ПЛОСКИЙ НАКОПИТЕЛЬНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ НАПОРНОГО ТИПА

Область техники
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для нагрева жидкости, а конкретно к накопительным электрическим нагревателям воды напорного типа с погружаемыми нагревательными элементами.
Уровень техники
Из уровня техники известен накопительный электрический водонагреватель (см. RU77399, кл. F24H1/00, публ. 2008г. [1]).
Данный водонагреватель содержит корпус с одним внутренним баком, слой теплоизоляции, патрубки холодной/горячей воды и нагревательный элемент.
Одним из основных недостатков данного типа водонагревателей [1] является крупные габариты, требующие соответствующие им установочные площади, а также  большой объем внутреннего бака, для нагрева, которого необходимо большое количество электроэнергии.
Из уровня техники известен электронагреватель накопительный бытовой (см. RU79988, кл. F24H7/00, публ. 2009г. [2]).
Данный электроводонагреватель накопительный содержит две теплоизолированные пенополиуретаном стальные внутренние емкости, покрытые изнутри силиконом, соединенные между собой трубой, стальной наружный корпус и нагревательные элементы установленные в основании каждой указанной емкости.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели можно считать плоский электрический водонагреватель (см. RU65185, кл. F24H1/20, публ. 2007г. [3]).
Известный плоский электрический водонагреватель содержит корпус, внутри которого размещены две теплоизолируемые пенополиуретаном связанные между собой емкости для воды, изготовленные из металла, на внутреннюю поверхность, которых нанесен антикоррозионный полимерный защитный слой.
Основным преимуществом подобного типа электроводонагревателей [2] и [3] является компактный плоский корпус глубиной от 20 -35 см при объеме 30-100 литров.
За счет уникальной компактности данного типа водонагревателей [2] и [3] достигается максимальная экономия пространства помещений при их установке. Данного преимущества удалость достигнуть благодаря внедрению инновационной разработки, заключающейся в размещении внутри корпуса водонагревателя двух нержавеющих баков, которые соединены между собой системой труб.
Указанная техническая особенность позволяет конструировать внешний корпус водонагревателей плоским, способным выдерживать повышенное давление, кроме того, такие водонагреватели отличаются универсальностью монтажа, заключающейся в возможности их установки, как вертикально, так и горизонтально.
Однако рассматриваемое конструктивное выполнение данного типа водонагревателей, в частности [2] и [3] обязывает к применению особых материалов в процессе их производства.
Как правило, плоские водонагреватели изготавливаются с корпусом из конструкционного пластика или из полированной зеркальной нержавеющей стали. Внутренние связанные между собой баки выполняются из нержавеющей стали.
Последние версии таких водонагревателей оснащаются электронным управлением, обеспечивающим возможность выбора мощности работы, вся информация о работе системы выводится на LCD дисплей,  а наличие опции самодиагностики позволяет контролировать появление неисправностей, в частности, поломку или перегрев тэна с термостатом.
Рассматриваемые водонагреватели [2] и [3] представляют из себя весьма современные системы нагрева воды, обладающие рядом преимуществ к числу, которых можно отнести универсальность (за счет возможности горизонтальной установки), компактность (за счет плоского корпуса) и технологичность, проявляющуюся в быстром нагреве воды (за счет наличия двух нагревателей) при одновременно низком энергопотреблении, за счет достаточного эффективного использования нагревателей невысокой мощности.
Но несмотря на описанные выше преимущества и внешнюю привлекательность данного типа накопительных водонагревателей [2] и [3] они все же не лишены недостатков.
Несмотря на то, что внутренние баки выполнены из высококачественной нержавеющей стали, они, тем не менее, подвержены коррозии, и обусловлено это тем, что согласно технологии производства используют высокотемпературную сварку под воздействием, которой находящиеся в нержавеющей стали легирующие добавки, способствующие повышению устойчивости к коррозии – испаряются.
Кроме того, к числу недостатков данных водонагревателей можно отнести отсутствие конструктивной возможности использования достаточной толщины теплоизоляционного слоя внутренних баков, необходимой для сведения к минимуму тепловых потерь, незначительно, но все же повышающих расход электроэнергии для нагрева воды.
Раскрытие полезной модели
Задачей (технической проблемой) предлагаемой полезной модели является повышение технико-эксплуатационных показателей плоских (компактных) накопительных электроводонагревателей напорного типа.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели, который объективно проявляется в ходе ее использования, является исключение образования коррозии, при одновременном повышении устойчивости к высокому давлению воды.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что электрический накопительный водонагреватель содержит плоский корпус, внутри  которого размещены две теплоизолируемые пенополиуретаном круглые в сечении емкости для воды, при этом емкости для воды соединены между собой и соединяются с трубопроводом (внешними трубами) нержавеющими патрубками, вплавленными в их остовы, выполненными из полимерного материала толщиной 5-15 мм.
По одному из частных вариантов исполнения полезной модели емкости с внешней стороны армированы стекловолокном и/или ребрами жесткости.
Является наиболее предпочтительным, если емкости подогреваются автономно с помощью погружаемых нагревательных элементов, размещенных в каждой из них.
По одному из частных, наиболее предпочтительных вариантов исполнения полезной модели, нержавеющие патрубки выполняются из металла или сплавов металлов.
По одному из частных вариантов исполнения полезной модели нержавеющие патрубки выполняются из полимерного материала.
Конструктивное выполнение корпуса водонагревателя плоским, а именно имеющим значительную длину и ширину при малой толщине, ровным без выступов и углублений внутри, которого размещены теплоизолируемые (отделенные от корпуса теплоизоляцией) круглые в сечении, соединенные между собой емкости - обеспечивает компактность водонагревателя при установке, сохраняя при этом на качественном уровне основные эксплуатационные показатели характерные для водонагревателей, такие как, время нагрева воды, количество потребляемой электроэнергии, коррозионная стойкость, а также устойчивость к постоянному высокому давлению воды или к скачкам давления воды в центральном водопроводе.
В следствии того, что внутренние емкости соединены между собой,  а также с трубопроводом (подводящим водопроводом, последующими распределительными системами труб) нержавеющими патрубками, вплавленными в остовы (корпуса) емкостей создается единая жесткая монолитная внутренняя конструкция, которая способна надежно функционировать длительное время в условиях нестабильного или повышенного давления воды, а выполнение остовов (корпусов) емкостей из толстостенного полимерного материала дополнительно усиливает указанную конструкцию и придает особую прочность, выдерживающую особо сильные и резкие скачки давления воды, возникающие в центральном водопроводе.
Кроме того, выполнение остовов (корпусов) внутренних емкостей, а также соединительных нержавеющих патрубков из полимерного материала, в том числе толстостенного, решается проблема возникновения коррозии, образование коррозии на соединительных нержавеющих патрубках из легированного металла также предотвращено, поскольку они вплавляются в тело (остов) емкостей, что исключает повреждение легирующих добавок, которое происходит при высокотемпературной сварке.
Таким образом, в результате того, что электрический накопительный водонагреватель содержит плоский корпус, внутри которого размещены две теплоизолируемые пенополиуретаном круглые в сечении емкости, а также в результате того, что упомянутые емкости соединены между собой и соединяются с трубопроводом (водопроводом, распределительной подающей трубной системой) нержавеющими патрубками, вплавленными в их остовы (корпусы емкостей), которые (остовы) выполнены из полимерного материала толщиной 5-15 мм обеспечивается исключение образования коррозии, а также повышение устойчивости конструкции к высокому давлению воды.
Указанные признаки предлагаемого электрического накопительного водонагревателя образуют совокупность существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения связанных между собой причинно-следственной связью  технических результатов, заключающихся в предотвращении образования коррозии и повышении устойчивости конструкции к повышенному давлению воды, что в свою очередь решает задачу (техническую проблему)  повышения технико-эксплуатационных показателей плоских (компактных) накопительных электроводонагревателей напорного типа.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вариант исполнения предлагаемого водонагревателя с емкостями армированными ребрами жесткости;
На фиг. 2 показан вариант исполнения предлагаемого водонагревателя с емкостями армированными стекловолокном.
Осуществление полезной модели
Предлагаемая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядным образом демонстрирует достижение представленной совокупностью существенных признаков указанных связанных между собой причинно-следственной связью технических результатов.
На фиг. 1 и фиг. 2 представлены, следующие части и элементы предлагаемого электрического накопительного водонагревателя:
1 – плоский корпус;
2 – теплоизолирующий пенополиуретановый слой;
3 – соединительные патрубки;
4 – входной патрубок;
5 – выходной патрубок;
6 – погружные нагревательные элементы;
7 – блок управления;
8 – внутренние емкости из полимерного материала;
9 – армирующие ребра жесткости;
10 – армирующее стекловолокно;
11 – переходники входного и выходного патрубков 4 и 5.
Согласно замыслу предлагаемой полезной модели электрический накопительный водонагреватель содержит плоский корпус 1, внутри которого размещены две теплоизолируемые пенополиуретановым слоем 2 внутренние емкости 8 для воды.
В поперечном сечении две емкости 8 для воды выполнены круглыми.
Две емкости 8 для воды соединены между собой соединительными патрубками 3, а с трубопроводом/внешними трубами (водопроводом, распределительной подающей трубной системой) входным патрубком 4 и выходным патрубком 5.
Соединительные патрубки 3, а также входной патрубок 4 и выходной патрубок 5 изготовлены из легированного металла и вплавлены в полимерные остовы (корпуса) внутренних емкостей 8 толщина, которых (остовов) составляет 5 – 15 мм.
Емкости 8 для воды могут быть армированы ребрами жесткости 9 или стекловолокном 10 или их комбинацией.
Опытно-экспериментальным путем установлено, что толщина полимерного материала внутренних емкостей 8 для воды, составляющая 5-15 мм обеспечивает оптимальную устойчивость компактной конструкции водонагревателя к высокому давлению воды, а также к резким скачкам давления воды в водопроводной сети, кроме того оказывает непосредственное предотвращающее действие на возможное образование коррозии на выполненных из легированного металла патрубках 3, 4 и 5, поскольку они не привариваются к емкостям 8 для воды, а вплавляются в них, толщина остовов которых 5-15 мм обеспечивает их сверхжесткое и соответственно надежное крепление.
Предлагаемая полезная модель осуществляется следующим образом.
Изготовление корпуса 1 предлагаемого напорного электроводонагревателя плоским, т.е. имеющим значительную длину и ширину при малой толщине, ровным без выступов и углублений внутри, которого размещены две теплоизолируемые слоем 2 пенополиуретана  круглые в поперечном сечении, соединенные между собой внутренние емкости 8 - обеспечивает компактность напорного электроводонагревателя при установке, сохраняя при этом на высоком качественном уровне основные эксплуатационные показатели характерные для накопительных электроводонагревателей напорного типа, такие как, время нагрева воды, количество потребляемой электроэнергии, коррозионная стойкость, а также устойчивость к постоянному высокому давлению воды или к скачкам давления воды в центральном водопроводе.
В результате того, что две внутренние емкости 8 соединены между собой соединительными (переливными) патрубками 3, а также соединены с трубопроводом/внешними трубами для воды (водопровод, распределительные трубы подачи воды) входными и выходными патрубками 4 и 5, изготовленными из легированного металла, вплавленными в остовы (корпуса) внутренних емкостей 8 для воды - создается единая жесткая монолитная внутренняя конструкция, которая способна надежно функционировать длительное время в условиях нестабильного или повышенного давления воды, а выполнение остовов (корпусов) внутренних емкостей 8 для воды из толстостенного полимерного материала дополнительно усиливает указанную конструкцию и придает особую прочность, выдерживающую особо сильные и резкие скачки давления воды, возникающие в центральном водопроводе.
Помимо сказанного, выполнение остовов (корпусов) внутренних емкостей 8 для воды из толстостенного полимерного материала решает проблему возникновения коррозии, образование коррозии на соединительных металлических нержавеющих патрубках 3, 4 и 5 также предотвращено, поскольку они вплавляются в тело (остов) внутренних емкостей 8 для воды, что исключает повреждение легирующих добавок, которое происходит при высокотемпературной сварке.
Таким образом, заданные технические результаты, достигаются благодаря сформулированной совокупности существенных признаков, наглядным образом представленной ниже:
- электрический накопительный водонагреватель содержит плоский корпус 1, внутри которого размещены две теплоизолируемые слоем 2 пенополиуретана круглые в сечении внутренние емкости 8 для воды;
- внутренние емкости 8 для воды соединены между собой и соединяются с трубопроводом/внешними трубами (подводящим водопроводом, выходящей распределительной системой труб) с помощью нержавеющих  соединительных, входных и выходных патрубков 3, 4 и 5 соответственно;
- нержавеющие патрубки 3, 4 и 5 вплавлены в остов (корпус) внутренних емкостей 8 для воды, который выполнен из полимерного материала толщиной 5-15 мм.
При этом технический результат, заключающийся в исключении образования коррозии и технический результат, заключающийся в способности выдерживания большого давления воды, связаны между собой, в том числе причинно-следственной связью, поскольку они объективно проявляются в процессе эксплуатации предлагаемого электроводонагревателя и неизбежно принимаются во внимание специалистом.
Предлагаемый компактный электрический накопительный водонагреватель найдет широкое применение в сфере обеспечения горячей водой бытовых и промышленных объектов, имеющих водопровод холодной воды.