ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ
ELECTRIC WATER HEATER

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обеспечения горячей водой бытовых и промышленных объектов, имеющих водопровод холодной воды.
Известен электроводонагреватель (патент №44373, дата публ. 2005.03.10), который содержит расположенные параллельно два вертикальных бака, соединенные двумя соединительными патрубками, которые связывают смежные стенки баков в их верхней и нижней частях. Баки расположены внутри защитного корпуса, заполненного теплоизоляцией. Нагревательный элемент смонтирован на фланце, герметично установленном в нижней торцевой части одного из баков, снабжен термостатом. Входной патрубок подачи холодной воды расположен в нижней части одного из баков, выходной патрубок выпуска горячей воды расположен в верхней части другого бака.
Недостатком известной конструкции является то, что нагревательный элемент (ТЭН) расположен внутри бака и находится во взаимодействии с водой, в результате образования зон высокотемпературного нагрева происходит образование накипи на электронагревательном элементе от выпадения солей жесткости, что приводит к выходу из строя ТЭНа и его замене. Кроме того, известная конструкция электроводонагревателя не позволяет производить замену электронагревательного элемента без слива воды и съема всей конструкции с места крепления, что усложняет процесс проведения ремонтных работ.
К недостаткам известного устройства также относится наличие сварных швов при изготовлении баков из нержавеющей стали, на поверхности которых со временем образуется пористый оксидный слой, который в значительно ослабляет стойкость соединения к коррозии, а это приводит к сокращению сроков службы баков. Кроме того, выходной патрубок забора горячей воды, вваренный в нижнюю часть одного из баков, создает неудобства при обслуживании и установке выходного патрубка и может привести к негерметичности соединения в месте сварного шва. В качестве теплоизоляции между защитным корпусом и баками использован сгораемый элемент - пенополиуретан, что снижает пожаробезопасность изделия в целом.
Известен водонагреватель (патент №66489, дата публ. 2007.09.10), взятый в качестве прототипа, содержащий два бака, имеющие сквозные примыкания и расположенные внутри общего корпуса, заполненного теплоизоляцией, нагревательный элемент, датчик термостата, один входной патрубок подачи холодной воды, снабженный предохранительным клапаном, один выходной патрубок забора горячей воды. Водонагреватель снабжен дополнительным нагревательным элементом, в одном из баков установлен магниевый анод.
Недостатком известной конструкции является то, что нагревательный элемент (ТЭН) расположен внутри бака и находится во взаимодействии с водой, в результате образования зон высокотемпературного нагрева происходит образование накипи на электронагревательном элементе от выпадения солей жесткости, что приводит к выходу из строя ТЭНа и его замене. Кроме того, известная конструкция электроводонагревателя не позволяет производить замену электронагревательного элемента без слива воды и съема всей конструкции с места крепления, что усложняет процесс проведения ремонтных работ.
Задача изобретения - создание электроводонагревателя с электронагревательным элементом, не контактирующим с водой, с внутренними баками, не имеющими сварных соединений, обладающего высокими потребительскими свойствами.
Технический результат, получаемый в результате реализации предложенной конструкции, состоит в уменьшении энергопотребления электроводонагревателя за счет снижения потерь тепла нагретой воды, повышении его надежности, ремонтопригодности, электробезопасности, пожаробезопасности, увеличении срока службы электроводонагревателя.
Технический результат достигается тем, что в электроводонагреватель, содержащий расположенные параллельно не менее двух вертикальных баков, которые размещены внутри защитного корпуса, заполненного теплоизоляцией, трубку подвода холодной воды, трубку отвода горячей воды и электронагревательный элемент, введены коллектор холодной воды и коллектор горячей воды, размещенные в нижней и верхней частях электроводонагревателя соответственно, а электронагревательный элемент размещен между баками с возможностью теплового контакта с ними, при этом баки закреплены на каркасе и выполнены цельнометаллическими бесшовными с верхней и нижней горловинами, при этом один конец трубки подвода холодной воды выведен наружу, а второй соединен с входом коллектора холодной воды, выходы которого соединены с входами трубок подвода холодной воды к каждому баку, выходы которых размещены в нижней части каждого бака и герметично закреплены в нижних горловинах баков, при этом один конец трубки отвода горячей воды выведен наружу, а второй соединен с выходом второго коллектора, входы которого соединены с выходами трубок отвода горячей воды из каждого бака, входы которых размещены в верхней части каждого бака и герметично закреплены в верхних горловинах баков, при этом трубка отвода горячей воды, выходящая наружу, расположена между корпусом и наружными стенками баков.
Технический результат достигается также тем, что электронагревательный элемент выполнен в виде стержня с противоположно направленными дугообразными ребрами, размещенными по всей длине стержня, повторяющими форму контактирующих поверхностей баков, что увеличивает площадь поверхности нагрева баков и ускоряет процесс получения горячей воды заданной температуры.
Технический результат достигается также тем, что нагревательный элемент установлен между баками с возможностью его замены, что улучшает ремонтопригодность устройства.
Технический результат достигается также тем, что в электроводонагревателе цельнометаллические баки выполнены из алюминиевого или магниево-алюминиевого сплава, отвечающего требованиям санитарно-эпидемиологических норм, без сварных швов, методом закатки горловин, что обеспечивает высокую технологичность изготовления, полную герметичность баков, равнопрочность и отсутствие мест концентрации коррозионных процессов, которыми являются сварные швы.
Технический результат достигается также тем, что в электроводонагревателе в качестве теплоизоляции использовано пожаробезопасное, экологически чистое базальтовое волокно, с нанесенным на него (например, проклеено или прошито) слоем из алюминиевой фольги.
Технический результат достигается также тем, что трубки подвода холодной воды и отвода горячей воды, размещенные в каждом баке, разнонаправлены, что обеспечивает практическое отсутствие паровоздушного пузыря в верхней части баков и положительно сказывается на условиях работы водонагревателя. Конструкция позволяет монтировать и использовать водонагреватель как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях.
Технический результат достигается также тем, что в электроводонагревателе трубка отвода горячей воды расположена снаружи баков и закреплена на каркасе, например при помощи кронштейна, что исключает повреждение трубки при транспортировке изделия.
Наличие совокупности указанных признаков в заявленном техническом решении позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию изобретения «новизна».
При сравнении заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не выявлена совокупность признаков, отличающих заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».
Таким образом, заявленное решение является новым, имеет изобретательский уровень, промышленно применимо.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид электроводонагревателя (продольный разрез), на фиг.2 - разрез А-А устройства, на фиг.3 - крепление и подключение электронагревательного элемента.
Электроводонагреватель содержит вертикально расположенные цельнометаллические первый бак 1 и второй бак 2 (фиг.1), закрепленные на каркасе 3 и размещенные внутри защитного корпуса 4, выполненного из листовой стали, заполненного теплоизоляцией 5 с отражающим экраном 6, трубку 7 подвода холодной воды, расположенную в нижней части электроводонагревателя и соединенную с коллектором (распределителем) 8 холодной воды, трубку 9 отвода горячей воды, соединенную с коллектором (распределителем) 10 горячей воды, нагревательный элемент 11, выполненный в виде стержня с противоположно направленными дугообразными ребрами 12 (фиг.2), расположенными по всей длине стержня. Нагревательный элемент 11 размещен между баками 1 и 2 с возможностью теплового контакта с ними и закреплен на каркасе 3 с помощью, например, уголков 13 (фиг.3). Каждый из баков 1 и 2 содержит верхнюю и нижнюю горловины 14 и 15 соответственно. В верхних горловинах 14 герметично закреплены выходы трубок 16 отвода горячей воды, входы которых соединены с входами коллектора 10 горячей воды. Трубка 9 отвода горячей воды, выходящая наружу, размещена между корпусом и наружной стенкой баков и жестко закреплена с помощью кронштейна (не показан) к каркасу 3. В нижних горловинах 15 герметично закреплены входы трубок 17 подвода холодной воды, выходы которых соединены с выходами коллектора 8 холодной воды. Трубки 16 отвода горячей воды и трубки 17 подвода холодной воды расположены в баках разнонаправленно. Цельнометаллические баки 1 и 2 не имеют сварных швов и изготовлены из бесшовной прессованной трубы из алюминиевого сплава методом закатки горловин. Теплоизоляционный слой 5 выполнен из экологически чистого базальтового волокна, теплоотражающий экран 6 выполнен из алюминиевой фольги.
Нагревательный элемент 11 соединен с терморегулятором 18, позволяющим поддерживать в автоматическом режиме заданную температуру воды, который расположен на наружной стороне корпуса 4. В нижней части электроводонагревателя выполнено технологическое отверстие 19 для замены нагревательного элемента при выполнении ремонтных работ или сервисном обслуживании водонагревателя. Снаружи технологическое отверстие 19 герметично защищено заглушкой 20. Трубка 7 подвода холодной воды снабжена предохранительным клапаном 21, служащим для сброса излишнего давления в баках, более 8 МПа, и для предотвращения вытекания воды из баков 1, 2 в водопроводную сеть в случае падения в ней давления.
На наружной стороне корпуса 4 установлен термометр 22 для визуального контроля нагрева воды в баках, индикаторная лампочка 23 работы нагревательного элемента 11.
Устройство работает следующим образом.
Во время работы внутренние баки 1 и 2 электроводонагревателя постоянно находятся под давлением магистрали холодной воды. Воду нагревает находящийся между баками нагревательный элемент 11, при потреблении горячей воды холодная вода, поступающая в нижнюю часть баков 1 и 2, вытесняет нагретую воду через трубки 16 отвода горячей воды, размещенные в верхней части баков, в распределительную магистраль горячего водоснабжения.
Во время нагрева горит индикаторная лампочка 23, при достижении заданной температуры терморегулятор 18 автоматически отключает нагревательный элемент 11, термометр 22, расположенный на наружном кожухе 4, показывает температуру воды в баках. При снижении температуры электроводонагреватель автоматически включается.
Терморегулятор 18 позволяет поддерживать в автоматическом режиме заданную температуру воды в пределах от 20°С до 75°С и обеспечивает аварийное отключение электропитания прежде, чем температура чувствительного элемента достигнет 110 градусов и служит для защиты нагревательного элемента 11 от перегрева.
Предохранительный клапан 21 служит для сброса излишнего давления в баке, более 8 МПа, и для предотвращения вытекания воды из баков 1, 2 в водопроводную сеть в случае падения в ней давления.
Использование электроводонагревателя предложенной конструкции обеспечивает высокую пожаробезопасность, повышенную теплоизоляционность, санитарно-гигиеническую чистоту, надежность и долговечность работы.