ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для нагрева воды в отсутствие централизованного горячего водоснабжения, например, в дачах, гаражах, сельской местности.
Известен аналог заявляемого технического решения, например, нагреватель воды электрический трехфазный, приведенный в патенте РФ на изобретение №2165053, МПК 7 F 24 H 1/20, опубликован 10.04.2001 г., содержащий металлическую емкость с нижним расположением вентильного штуцера входа холодной воды и с верхним расположением штуцера свободного выхода горячей воды, при этом емкость является электродом нулевой фазы и выполнена в виде трех последовательно сообщающихся сверху и снизу отсеков, в каждом из которых соосно размещен стержневой фазовый электрод и закреплен на держателе из изоляционного материала, причем емкость в нижней части снабжена дополнительным выходным вентильным штуцером холодной воды и смесителем, соединенным с ним, при этом другой вход смесителя соединен трубопроводом со штуцером выхода горячей воды, причем суммарное сечение выходного вентильного штуцера холодной воды и штуцера выхода горячей воды на 10-20% меньше сечения вентильного штуцера входа холодной воды, дополнительно нагреватель снабжен схемой контроля уровня воды, двухвходовой схемой с двумя выходами, при этом ко входам подключены датчики уровней, а выходы ее нагружены светодиодами.
Основным недостатком данного аналога является то, что для него требуется трехфазная электросеть, которой лишено подавляющее большинство потребителей в гаражах, дачах и индивидуальном жилом секторе.
Известен также электроводонагреватель, описанный в патенте на изобретение №2116580, МПК 7 F 24 H 1/20, опубликован 27.07.1998 г., 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, 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.
Недостатком данного аналога является его высокая металлоемкость, что приводит к высокой себестоимости, а также сложное и громоздкое конструктивное исполнение.
В качестве прототипа заявляемого технического решения выбран электроводонагреватель, описанный в патенте РФ на изобретение №2035668 МПК 7 F 24 H 1/20, опубликован 20.05.1995 г. Прототип содержит теплоизолированный корпус, заполненный водой, снабжен электронагревателем, корпус которого совместно с входным патрубком образует струйный насос, причем верхняя и нижняя части электронагревателя гидравлически связаны с замкнутым объемом корпуса и установлены соосно с входным и выходным патрубками.
Недостатком прототипа является то, что он имеет сложное конструктивное исполнение и подключается к гидравлической системе, что накладывает определенные требования к герметичности корпуса (разрешение соответствующих органов Гостехнадзора), что в конечном счете может привести к высокой цене данного технического решения.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является упрощение конструкции электроводонагревателя и снижение его стоимости. Это достигается тем, что:
- заборное отверстие выходного патрубка расположено сверху относительно электронагревателя;
- корпус бака выполнен из материала с высокими теплоизолирующими свойствами;
- бак установлен в декоративный корпус, при этом между баком и корпусом образован гарантированный воздушный зазор, величина которого составляет 5-20 мм.
Суть полезной модели поясняется чертежом на фиг.1, где приведен разрез предлагаемого электроводонагревателя.
Электроводонагреватель содержит бак 1 с размещенной сверху него крышкой 2, на которой для удобства открытия установлена ручка 3. Корпус бака 1 выполнен из материала с высокими теплоизолирующими свойствами, например, из полиамида. В нижней части бака 1 установлен выходной патрубок 4, крепящийся с помощью гайки 5 к корпусу бака, снабженный вентилем 6 для слива подогретой воды. В нижней части бака 1 установлен также нагревательный элемент 7, выходящий через герметизирующую прокладку 8 наружу бака и соединенный электропроводами 9 с выключателем питания 10. С внешней стороны корпуса бака 1 установлен термодатчик 11, отключающий нагревательный элемент 7 при нагревании воды до определенной заданной температуры, например, до 60°С. Расстояние h от оси α выходного патрубка 4 до нагревательного элемента 7 составляет 20-40 мм. Бак 1 устанавливается в декоративный корпус 12 и удерживается внутри него с помощью уголков 13, жестко крепящихся к корпусу 12. Между баком 1 и корпусом 12 обеспечивается гарантированный воздушный зазор δ=5-20 мм. В полость бака 1 заливается вода 14.
Работает заявляемое устройство следующим образом. В бак 1 наливают воду 14 и закрывают крышкой 2, вентиль 6 при этом закрыт. Посредством выключателя 10 подают напряжение на нагревательный элемент 7 и он начинает нагревать воду в объеме бака 1. При достижении температуры воды 14 заданной величины, например, 60°С, срабатывает термодатчик 11, который выключает питание нагревательного элемента 7. Открыв вентиль 6, можно пользоваться
подогретой водой. При остывании воды внутри бака 1, например, до температуры 50°С, термодатчик 11 подает управляющий сигнал на выключатель 10, который подает напряжение на нагревательный элемент 7 и он вновь подогревает воду 14 до требуемой температуры. Воздушный зазор δ, величина которого составляет 5-20 мм уменьшает потери тепла от корпуса бака 1, т.е. является дополнительным теплоизолятором. Наличие расстояния h от оси выходного патрубка 4 до нагревательного элемента 7 предотвращает его перегорание при полном разборе воды в баке 1 (при достижении уровня воды 14 нижней точки выходного патрубка 4) например, при включении электроводонагревателя малолетним ребенком.
Изготовлен и прошел испытания опытный образец заявляемого электроводонагревателя. Основные его характеристики следующие:
- объем бака - 15 литров (базовый вариант);
- мощность нагревательного элемента - 1,25 кВт;
- время нагрева воды до
температуры 60°С при ее
начальной температуре 15-17°С - не более 1 часа;
- напряжение в сети - 220 В;
- масса электроводонагревателя - 4,8 кг.
Дополнительные испытания показали, что при температуре окружающей среды 20-21°С, за 14 часов вода, нагретая в баке до температуры 60°С и в дальнейшем не подогреваемая, остывает на 22-25°С, т.е. примененные конструктивные решения и материалы обеспечивают высокую теплоизоляцию бака. Кроме этого важным преимуществом заявляемого электронагревателя является его независимость от стационарных гидравлических сетей, а также возможность его подключения к обычной бытовой электросети, например, в частном жилом секторе, поскольку его мощность не превышает мощности электроутюга.
По мнению заявителя, предлагаемое техническое решение, обладающее новизной и промышленной применимостью, может быть защищено патентом на полезную модель.