Накопительный, аккумуляционный водонагреватель

Заявляемая полезная модель относится к электротехнике, а именно к накопительным аккумуляционным водонагревателям для бытовых помещений, таких как жилые помещения, офисы, дачные домики, бытовки строительно-монтажных организаций и прочие объекты.
Известен водонагреватель накопительного типа (патент на полезную модель RU №44373, 2004), который содержит расположенные параллельно два вертикальных бака, соединенных вверху и внизу патрубками, входной патрубок подачи холодной воды, расположенный в нижней части, и выходной патрубок выхода горячей воды, расположенный в верхней части другого бака. Баки расположены внутри наружного защитного корпуса, заполненного теплоизоляцией. Два нагревательных элемента смонтированы на герметично установленных фланцах каждого бака. Водонагреватель снабжен выносным термостатом. На наружном корпусе установлена панель управления с ручкой управления термостатом и переключателями режимов мощности нагревательных элементов. Нижняя часть корпуса снабжена предохранительной крышкой.
Недостатком данного устройства являются ограниченные эксплуатационные и функциональные возможности.
Известен электроводонагреватель бытовой для горячего децентрализованного водоснабжения помещений, который 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 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 (патент на изобретение RU № 2116580, 1998).
Недостатком данного устройства являются ограниченные эксплуатационные и функциональные возможности, в частности отсутствует возможность подачи звуковых сигналов для индикации протечек или воспроизведения мелодий в процессе эксплуатации.
2386164
Известно применение компьютера, снабженного программным обеспечением и загруженными аудиофайлами для подачи звуковых сигналов как средство индикации протечек водонагревателя (Патент на изобретение RU № , 2005).
Наиболее близким к предлагаемому является водонагреватель проточно-накопительный бытовой, который содержит последовательно соединенные первую и вторую внутренние емкости, выполненные из нержавеющей стали, корпус с верхней и нижней торцевыми крышками, теплоизолированные друг от друга, трубу подачи холодной воды с обратным предохранительным клапаном, выполненную с изгибом и рассекателем на конце трубы, трубу забора горячей воды, смонтированные на первом и втором фланцах четыре «сухих» нагревательных элемента и магниевые аноды, при этом два «сухих» нагревательных элемента, магниевый анод и капиллярный термовыключатель смонтированы на первом фланце, в нижней части первой внутренней емкости, а два других «сухих» нагревательных элемента с магниевым анодом и контактным термовыключателем - на втором фланце, в верхней части второй внутренней емкости, установленный на соединительной трубе электромагнитный клапан, трубу для полного слива воды, установленную в нижней части второй внутренней емкости, а на передней части корпуса расположена панель управления с электронным программатором (патент на полезную модель RU № 71735,2008).
Известный водонагреватель имеет повышенные эксплуатационные возможности, выражающиеся в возможности использования, как в проточном, так и в накопительном режимах. Вместе с тем, известный водонагреватель имеет ограниченные функциональные возможности, в частности отсутствует техническая возможность подсоединения устройств, воспроизводящих аудиофайлы.
Общими признаками аналога и прототипа является наличие баков для воды, размещенных в корпусе, который снабжен торцевыми крышками, баки для воды снабжены штуцерами забора горячей воды и подачи холодной воды, вход и выход штуцеров размещены в одной плоскости на торцевой крышке, наличие нагревательного элемента, блока управления, соединенного с панелью управления, размещенного на внешней поверхности корпуса, нагревательный элемент электрически соединен с блоком управления, последний выполнен с возможностью подключения к электросети.
Техническая проблема - узкий ассортимент электроводонагревателей накопительного типа с расширенными функциональными возможностями.
Технический результат - расширение функциональных возможностей водонагревателя за счет обеспечения возможности приема и воспроизведения аудиофайлов.
Поставленный технический результат достигается тем, что заявляемый накопительный аккумуляционный водонагреватель содержит баки для воды, размещенные в корпусе с торцевыми крышками, баки для воды снабжены штуцерами забора горячей воды и подачи холодной воды, вход и выход штуцеров размещены в одной плоскости, нагревательный элемент, размещенный в одном из баков для воды и электрически соединенный с блоком управления, который снабжен органами управления и выполнен с возможностью подключения к электросети, при этом на торцевой крышке корпуса выполнено седло в виде стакана, в который установлен контейнер со встроенной в него портативной беспроводной колонкой, выполненной с возможностью приема беспроводных аудиофайлов, их усиления и воспроизведения, и закреплена печатная плата питания портативной беспроводной колонки с преобразователем переменного сетевого напряжения в постоянное низковольтное напряжение, которая электрически соединена с портативной беспроводной колонкой и подключена к электросети.
Портативная беспроводная колонка, выполненная предпочтительно в виде Bluetooth (Блютуз) колонки, расположена в полости контейнера в нижней его части и имеет элемент управления в виде кнопок управления, аккумулятор, динамик и плату управления, электрически соединена с печатной платой питания с преобразователем переменного сетевого напряжения в постоянное низковольтное напряжение, размещенной на контейнере в верхней его части. Преобразователь сетевого напряжения в постоянное низковольтное напряжение позволяет преобразовать, например, переменное напряжение 220 В в постоянное напряжение 5 В. Портативная беспроводная колонка может иметь разъемы для подключения внешних устройств, гнездо для карт памяти, индикаторы работы и подзарядки. Печатная плата питания портативной беспроводной колонки закреплена в верхней части контейнера и преобразует из сетевого напряжения постоянное низковольтное напряжение, которое необходимо для работы портативной беспроводной колонки. Портативная беспроводная колонка имеет возможность подзарядки имеющегося в ней аккумулятора через электрические контакты на печатной плате питания.
Контейнер со встроенной портативной беспроводной колонкой предпочтительно выполнен из пластика и фиксируется при помощи защелок в торцевой крышке водонагревателя внутри седла, выполненного в виде стакана. Контейнер выполнен составным, а соединение частей контейнера друг с другом может быть разъемным или неразъемным.
В случае разъемного соединения частей контейнера друг с другом, печатная плата питания беспроводной колонки с преобразователем переменного сетевого напряжения в постоянное низковольтное напряжение, размещена в верхней части контейнера на опорных элементах, выполненных в виде пластиковых столбиков, и зафиксирована, например, при помощи саморезов. В нижнюю часть контейнера встроена портативная беспроводная колонка, предпочтительно Bluetooth (Блютуз) колонка. Части контейнера соединены друг с другом, например, при помощи защелки, расположенной на верхней и нижней частях контейнера. Электрическое соединение беспроводной колонки с ее печатной платой питания с преобразователем переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение обеспечивается электрическими контактами, которые выполнены в виде двух штыревых контактов. Соответственно верхняя часть контейнера имеет два отверстия, внутри которых располагаются ответные подпружиненные контакты, обеспечивая электрическое соединение беспроводной колонки с преобразователем переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение. В случае разъемного соединения частей контейнера он может быть дополнительно снабжен заглушкой, которая зацепляется с верхней частью контейнера посредством защелок. При отключенной Bluetooth колонке верхняя часть контейнера может закрываться заглушкой.
В случае неразъемного соединения частей контейнера друг с другом печатная плата питания беспроводной колонки крепится к контейнеру на опорные элементы, выполненные в виде пластиковых столбиков, и зафиксирована, например, при помощи саморезов. Печатная плата питания беспроводной колонки может быть встроена в контейнер. В примере неразъемного соединения частей контейнера друг с другом, он снабжен штыревыми контактами, расположенными на печатной плате питания беспроводной колонки, обеспечивая электрическое соединение беспроводной колонки и ее печатной платы питания с преобразователем переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение.
Блок управления размещен внутри корпуса и выполнен с возможностью подключения к электросети, может быть представлен соединенными друг с другом собственной электронной платой питания, электронной платой управления, защитным термостатом и шнуром питания с устройством защитного отключения. На электронной плате управления выполнены кнопочные и регулировочный переключатели, для управления режимами работы водонагревателя и регулировки температуры нагрева воды. Электронная плата управления может иметь возможность подключения Wi-Fi коммутатора и управления водонагревателя удаленно через WEB страницу или программу на мобильном телефоне. Электронная плата питания блока управления преобразует из сетевого напряжения низковольтное постоянное напряжение, которое необходимо для работы электронной платы управления. На электронной плате питания блока управления смонтирована цепь с высокой токовой нагрузкой, при помощи реле высокий ток и напряжение подается на нагревательный элемент, размещенный в одном из баков для воды. В качестве нагревательного элемента предпочтительно используют нагревательный элемент с ТЭН («сухой» ТЭН - нагревательный элемент, в котором исключено взаимодействие оболочки ТЭН и водой в баке). Баки для воды выполнены теплоизолированными, сообщающимися друг с другом и имеют предпочтительно цилиндрическую форму, жестко зафиксированы внутри полости металлического корпуса. Штуцер подачи холодной воды предпочтительно представлен в виде нержавеющей трубы с резьбой на конце 1/2", на обратном конце штуцера непосредственно на входе воды в бак установлен металлический или пластиковый колпачок, который предотвращает полное смешивание воды, поступающей в бак, с нагретой в баке водой, и холодная вода вытесняет нагретую, которая вытекает из бака через штуцер забора горячей воды. Штуцер забора горячей воды установлен в другом баке для воды. Вход штуцера подачи холодной воды и выход штуцера забора горячей воды размещены в одной плоскости по краям торцевой крышки корпуса водонагревателя. На внешней стороне корпуса размещены органы управления, преимущественно скомпонованные на панели управления. Торцевые крышки корпуса водонагревателя выполнены съемными.
Заявляемый накопительный аккумуляционный водонагреватель отличается от известных тем, что:
- дополнительно содержит встроенную портативную беспроводную колонку для приема, усиления и воспроизведения аудиофайлов,
- беспроводная колонка размещена в контейнере;
- беспроводная колонка имеет печатную плату питания с преобразователем переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение;
- печатная плата питания с преобразователем переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение механически соединена с контейнером;
- беспроводная колонка имеет электрическую связь с печатной платой питания беспроводной колонки с преобразователем переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение;
- в торцевой крышке корпуса размещено седло в виде стакана, в который вставляется контейнер, обеспечивая механическое соединение портативной беспроводной колонки с водонагревателем;
- печатная плата питания беспроводной колонки с преобразователем переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение имеет подключение к электросети.
Сравнение заявляемого устройства с известным позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Заявляемое устройство может быть изготовлено из известных материалов с помощью известных технологий и известных конструктивных элементов, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость».
Заявляемое устройство иллюстрируется чертежами.
На Фиг. 1 показан общий вид водонагревателя с беспроводной колонкой.
На Фиг. 2 – принцип соединения между собой нижней торцевой крышки и беспроводной колонки в примере с разъемным соединением частей контейнера друг с другом.
На Фиг. 3 – принцип соединения между собой беспроводной колонки и ее печатной платы питания в примере с разъемным соединением частей контейнера.
На Фиг. 4 – внешний вид беспроводной колонки в сборе с ее печатной платой питания.
На Фиг. 5 – принцип соединения между собой пластиковой заглушки и верхней части контейнера.
На Фиг. 6 – принцип соединения между собой нижней торцевой крышки и беспроводной колонки, встроенной в неразъемный контейнер.
На Фиг. 7 - принцип соединения между собой беспроводной колонки и ее печатной платы питания в примере с неразъемным соединением частей контейнера друг с другом.
На Фиг. 8 - принцип соединения между собой беспроводной колонки и ее печатной платы питания в случае, когда последняя встроена в контейнер.
На Фиг. 9 – внешний вид водонагревателя с беспроводной колонкой в сборе.
На Фиг. 10 – внешний вид водонагревателя с заглушкой в сборе.
Заявляемый водонагреватель состоит из корпуса 1, выполненного из нержавеющей стали, в полости которого закреплены теплоизолированные, сообщающиеся с помощью кольца 4 друг с другом баки для воды 2 и 3, выполненные из нержавеющей стали. В полости бака для воды 3 размещены нагревательный элемент (ТЭН) 5 и магниевый анод 6 и подведен штуцер подачи холодной воды 7. Бак для воды 2 снабжен штуцером забора горячей воды 8. С торцов корпуса 1 размещены торцевая крышка 12 и торцевая крышка 13. Вход штуцера подачи холодной воды 7 и выход штуцера забора горячей воды 8 расположены по краям торцевой крышки 13 корпуса 1. Нагревательный элемент 5 электрически соединен с блоком управления, который содержит электронную плату питания 14, электронную плату управления 15 и защитный термостат 9. Электроподвод осуществляется посредством шнура питания 16 с блоком защитного отключения 10 и вилкой 11 для подключения к электросети. Электроподвод осуществляется посредством шнура питания 16 с вилкой для подключения к электросети. На внешней стороне корпуса размещены органы управления, которые скомпонованы преимущественно на панели управления 17. Между входом штуцера подачи холодной воды 7 и выходом штуцера забора горячей воды 8 на торцевой крышке 13 выполнено седло 18 в виде стакана, в который с помощью защелок 21 установлен контейнер 19. Контейнер 19 может быть выполнен с разъемным или неразъемным корпусом.
В примере разъемного выполнения корпуса контейнера 19, его верхняя часть соединена  посредством защелок 24 с нижней частью корпуса контейнера 19, в которой установлена беспроводная Bluetooth колонка 20 с электрическими контактами 22 и кнопками управления 26. Электрические контакты 22 предпочтительно выполнены в виде двух штыревых контактов. В верхней части контейнера 19 установлена печатная плата питания 23, которая содержит преобразователь переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение, крепится к контейнеру 19 посредством крепежа 25. Печатная плата питания 23 беспроводной Bluetooth колонки 20 снабжена электрическими контактами 27 для подключения беспроводной Bluetooth колонки 20 к ее печатной плате питания 23, а последняя снабжена собственными электрическими контактами 28 для подключения посредством проводов 29 к шнуру питания 16 водонагревателя. Беспроводная Bluetooth колонка 20 содержит печатную плату управления 31, с установленным на ней динамиком 32, аккумуляторы 33. Когда беспроводная Bluetooth колонка 20 изъята из верхней части контейнера 19, он глушится пластиковой заглушкой 30.
В примере неразъемного выполнения корпуса контейнера 19, его наружная часть снабжена печатной платой питания 23 беспроводной Bluetooth колонки 20, которая крепится к корпусу контейнера 19 посредством крепежа 25 и снабжена электрическими контактами 27 для подключения беспроводной Bluetooth колонки 20 к ее печатной плате питания 23, а последняя снабжена собственными электрическими контактами 28 для подключения посредством проводов 29 к шнуру питания 16 водонагревателя. Печатная плата питания 23 беспроводной Bluetooth колонки 20 содержит преобразователь переменного сетевого напряжения в низковольтное постоянное напряжение.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Собранный водонагреватель устанавливают в удобном месте и включают в электросеть посредством шнура питания 16 с вилкой, которая подключается к розетке. Водонагреватель  подключают к водопроводу через штуцер подачи холодной воды 7, согласно схеме подключения, указанной в инструкции по эксплуатации. Нагревательный элемент (ТЭН) 5 нагревает воду в баке для воды 3 до температуры, заданной соответствующим органом управления на панели управления 17, и отключается. Подогретая вода через штуцер забора горячей воды 8 подается потребителю. По мере остывания воды, водонагреватель автоматически включает нагревательный элемент (ТЭН) 5 и поддерживает температуру воды на заданном значении (значение устанавливается от 35°С до 75°С). Беспроводная Bluetooth колонка 20 работает следующим образом: нажатие на кнопку управления 26 производит включение/выключение беспроводной Bluetooth колонки 20.
Для прослушивания музыки необходимо включить функцию Bluetooth на сопрягаемом по беспроводной связи устройстве, в частности мобильные телефоны, планшеты, компьютеры и т.п., имеющие в своем составе модуль Bluetooth. Подключив на сопрягаемом устройстве беспроводную связь с Bluetooth колонкой 20, передаваемые аудиофайлы проигрываются через Bluetooth колонку 20. Кнопки управления 26 на Bluetooth колонке 20 позволяют выбирать аудиофайл, например музыкальный трек, регулировать громкость и ставить его на паузу/воспроизведение.
Зарядка аккумуляторов 33 беспроводной Bluetooth колонки 20 осуществляется в процессе ее эксплуатации за счет электрического соединения беспроводной Bluetooth колонки 20 и шнура питания 16 посредством печатной платы питания 23 беспроводной колонки и проводов 29.
Использование заявляемой полезной модели позволяет расширить ассортимент водонагревателей, обладающих расширенными функциональными возможностями за счет обеспечения возможности приема и воспроизведения аудиофайлов.