ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ

Заявляемое техническое решение относится к нагревателям текучей среды, в частности воды, с погружными электрическими нагревательными элементами.
Известны электроводонагреватели, содержащие рабочий бак, нагревательный элемент, входной и выходной патрубки (патент РФ №2191327, кл. F24H 1/20, опубл. 20.10.2002, патент РФ №56571, кл. F24H 1/20, опубл. 10.09.2006).
Недостатками указанных водонагревателей являются наличие одного рабочего бака и высокое энергопотребление.
Наиболее близким аналогом заявляемому решению можно назвать электрический водонагреватель содержащий два бака: верхний и нижний, расположенные внутри общего корпуса, заполненного теплоизоляцией, нагревательный элемент, датчик термостата, по меньшей мере один входной патрубок подачи холодной воды, размещенный в дне нижнего бака и снабженный обратным клапаном, и по меньшей мере один выходной патрубок забора горячей воды, расположенный в верхней части верхнего бака (патент РФ №43952, кл. F24H 1/20, опубл. 10.02.2005).
Недостатками известного решения следует признать наличие обратного клапана у входного патрубка подачи холодной воды, что только предотвращает опустошение баков в случае падения давления в водопроводной сети и не защищает конструкцию водонагревателя от повышенного давления внутри баков, кроме того, нагревательный элемент установлен в нижней части нижнего бака, а это создает дополнительные трудности и неудобства при обслуживании и установке самого элемента (монтаж/демонтаж), установка нагревательного элемента примыкающей поверхностью к сферической поверхности нижней части нижнего бака может привести к негерметичности соединения, а также увеличивается объем внешнего корпуса водонагревателя из-за необходимости дополнительного места для соединительных элементов нагревателя. К недостаткам можно отнести и наличие сварных швов при изготовлении самих баков. Чаще всего баки изготавливаются из нержавеющей стали, а на поверхности сварного соединения со временем образуется пористый оксидный
слой, который в значительной степени ослабляет стойкость соединения к коррозии, а это приводит к сокращению сроков службы баков.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого технического решения, заключается в обеспечении надежности конструкции водонагревателя и увеличении срока его эксплуатации.
Указанный технический результат достигается за счет того, что электрический водонагреватель, содержит два бака, имеющие сквозные примыкания и расположенные друг над другом внутри общего корпуса, заполненного теплоизоляцией, нагревательный элемент, датчик термостата, по меньшей мере один входной патрубок подачи холодной воды, по меньшей мере один выходной патрубок забора горячей воды, при этом по меньшей мере один входной патрубок подачи холодной воды снабжен комбинированным предохранительным клапаном, а нагревательный элемент и датчик термостата образуют нагревательную группу, установленную на боковой поверхности нижнего бака посредством торцевого соединения.
А также за счет того, что в нижнем баке установлен анод.
А также за счет того, что в нижнем баке выполнено сливное отверстие.
А также за счет того, что он снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным нагревательным элементом.
А также за счет того, что внутренняя поверхность баков выполнена с покрытием из, по меньшей мере, одного слоя.
А также за счет того, что в полости нижнего бака установлен рассекатель.
А также за счет того, что нагревательная группа снабжена выносным регулятором температуры нагрева.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен электрический водонагреватель в разрезе; на фиг.2 - схематическое изображение фрагмента поверхности баков; на фиг.3 - представлен электрический водонагреватель в разрезе сбоку; на фиг.4 - представлена схема комбинированного предохранительного клапана; на фиг.5 - представлена принципиальная схема панели управления.
Электрический водонагреватель состоит из общего корпуса 1, внутри которого горизонтально размещены друг над другом верхний 2 и нижний 3 баки. Корпус 1 электроводонагревателя заполнен теплоизоляцией 4. В качестве теплоизоляционного материала может быть использован экологически чистый пенополиуретан, или минеральная вата, или любой другой утеплитель.
Баки 2 и 3 сообщаются между собой посредством переливов 5 и 6. Подача холодной воды в электрический водонагреватель осуществляется посредством, по меньшей мере, одного входного патрубка 7 подачи холодной воды, который в свою очередь снабжен комбинированным предохранительным клапаном 8 с патрубком аварийного слива 9 и рассекателем 16 струи. Забор горячей воды осуществляется посредством, по меньшей мере, одного выходного патрубка 10, установленного в нижней части нижнего бака 3 с выпускным отверстием слива, находящимся в верхней части верхнего бака 2.
Нагревательный элемент 11 и датчик термостата 12, образующие единую нагревательную группу (ТЭНовую группу), установлены на боковой поверхности нижнего бака 3 посредством торцевого соединения 13 с использованием герметизирующей прокладки 14. электрический водонагреватель может быть снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным нагревательным элементом (на фиг. не показан), предназначенным для ускоренного нагрева воды.
В нижней части нижнего бака 3 может быть установлен магниевый анод 15, предназначенный для дополнительной защиты металлических поверхностей нагревательной группы, контактирующих с водой, от накипи и электромеханической коррозии. В отсутствии магниевого анода, монтажное отверстие может служить в качестве сливного отверстия (на фиг. не показан)
С боковых сторон корпуса 1 установлены крышки 17, в конструкцию которых монтируются сервисные лючки 18, обеспечивающие доступ к обслуживанию нагревательной группы. На сервисном лючке 18 может быть установлен выносной регулятор 19 температуры нагрева.
На лицевой поверхности корпуса 1 размещена панель управления 20 рабочими режимами электроводонагревателя.
На внутреннюю поверхность металлического бака 2 и 3 после предварительной обработки может быть нанесен, по меньшей мере, один дополнительный антикоррозионный защитный слой, в состав которого входит пластик, или каучук, или эмаль, или их комбинации, или другие соответствующие полимеры и материалы. На фиг.2 схематично представлен вариант выполнения фрагмента поверхности баков 2 и 3 (в разрезе).
На фиг.3 показан один из вариантов крепления корпуса 1 электроводонагревателя (в разрезе) к вертикальной поверхности, которое обеспечивается посредством крепежного кронштейна 21.
На фиг.4 показана принципиальная схема конструкции комбинированного предохранительного клапана 8. Комбинированный предохранительный клапан 8 функционально обеспечивает возможности обратного клапана, служащего для предотвращения опустошения баков в случае падения давления в водопроводной сети, и предохранительного клапана, предназначенного для защиты от превышения давления в полости водосодержащих баков 2 и 3. В момент поступления холодной воды открывается клапан 22 и остается в открытом состоянии до момента выравнивания давления в водопроводной сети и водосодержащих баках 2 и 3. После того, как давление в водопроводной сети станет ниже, чем давление в баках 2 и 3, клапан 22 закрывается и тем самым предотвращается возможность самопроизвольного слива нагреваемой воды, таким образом, выполняются функции обратного клапана. В случае возникновения избыточного давления в баках 2 и 3 (вследствие аварийных режимов работы) срабатывает механизм предохранительного клапана, т.е. открывается клапан 23, обеспечивая сброс давления за счет аварийного слива воды из указанных баков в сливную сеть через сливной патрубок 24. Механизм предохранительного клапана позволяет сбросить давление вручную либо выполнить слив воды за счет кулачка 25 с эксцентриком.
Панель управления 20 может быть как механической, так и электронной (фиг.5). Панель управления 20 снабжена терморегулятором 26, клавишами 27 включения/выключения режимов работы, указателем 28 температуры нагрева (для электронной панели). У электроводонагревателя с механической панелью управления указатель температуры нагрева (на фиг. не показан) может быть вынесен на лицевую часть общего корпуса 1, отдельно от самой панели управления 20. Электронная панель управления выполняется с использованием сенсорных датчиков и кнопок 29 для задания требуемых режимов работы и визуализации показателей работы на электронном табло 30.
Заявляемый электрический водонагреватель работает следующим образом.
Перед включением в электрическую сеть электрический водонагреватель заполняют холодной водой. Холодная вода через предохранительный клапан 8, входной патрубок 7 и рассекатель 16 струи поступает в нижний бак 3. Холодная вода заполняет сначала нижний бак 3, а затем верхний 2, вытесняя воздух из верхнего бака 2 через патрубок 10. После заполнения обоих баков холодной водой электрический водонагреватель подключается к электрической сети. По
мере нагревания воды в нижнем баке 3 за счет конвекции она перемещается в верхнюю часть нижнего бака и по переливам 5 и 6 попадает в верхний бак 2, постепенно замещая в нем холодную воду. Забор горячей воды осуществляется из верхней части верхнего бака 2, за счет максимальной удаленности точки забора горячей воды от точки поступления холодной и минимальном перемешивании за счет разделения баков и в том числе малого размера переливов 5 и 6 из электроводонагревателя отбирается вода максимальной температуры, на которую настроен датчик термостата 12. Необходимый температурный режим задается потребителем на лицевой панели 20 с помощью органов управления 26, 27 или 29 и поддерживается датчиком термостата 12. Нагрев воды в водосодержащих баках осуществляется нагревательным элементом 11, который с датчиком термостата образуют нагревательную группу. Расход воды из верхнего бака 2 постоянно пополняется подогретой водой из нижнего бака 3 за счет естественной конвекции (теплый слой воды всегда стремится вверх).
Вследствие того, что нагревательная группа установлена на боковой поверхности нижнего бака 3, в отличие от ближайшего аналога, а крепление осуществляется посредством торцевого соединения через герметизирующую прокладку 14, обеспечивается надежность и герметичность соединения, облегчаются условия ремонта нагревательного элемента 11 (монтажа/демонтажа). Входной патрубок 7 подачи холодной воды, который снабжен комбинированным предохранительным клапаном 8 с патрубком аварийного слива 9 и рассекателем 16, обеспечивает надежность всей конструкции электроводонагревателя в целом, как от опустошения водосодержащих баков 2 и 3 в случае падения давления в водопроводной сети, так и от избыточного давления внутри указанных баков. Выполнение внутренних поверхностей водосодержащих баков с покрытием (эмаль, полимер, пластик и их комбинации) обеспечивает их долгий срок эксплуатации, а также позволяет применять при изготовлении более дешевые материалы с экономической точки зрения. Таким образом, осуществление заявляемого технического решения обеспечивает надежность в целом конструкции водонагревателя и увеличивает срок его эксплуатации.