ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ С НАКОПИТЕЛЬНЫМ БАКОМ

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использовано для децентрализованного горячего водоснабжения, в частности к области электрооборудования для горячего водоснабжения, в основном помещений сельскохозяйственного назначения на технологические и санитарные цели.
Из существующего уровня техники известны электроводонагреватели для горячего водоснабжения сельскохозяйственных предприятий, водонагреватели проточного и емкостного типа (В.Н. Расстригин и др. Электронагревательные установки в сельскохозяйственном производстве. - М.: Агропромиздат, 1985. - 394 с.).
Проточные электроводонагреватели предназначены для мгновенного нагрева воды непрерывно поступающей из водопроводной сети.
Известен проточный электроводонагреватель типа ЭПВ-2А. предназначенный для применения в сельскохозяйственном производстве, который выполнен в виде устройства, в состав которого входит корпус с входным и выходным патрубками, внутри находятся трубчатые электронагреватели (ТЭН) и блок управления. (Н.Б. Каган, В.Г. Кауфман, М.Г Пронько, Г.Д. Яневский. Электротермическое оборудование для сельскохозяйственного производства. - М.: Энергия, 1980. - 192 с.).
Электроводонагреватели проточного типа характеризуются относительно малыми габаритными размерами, высоким быстродействием и большой установленной мощностью электронагревателей (ТЭН).
Недостатками известных нагревателей является то, что в проточном злектроводонагревателе потребление электроэнергии из электрической сети и расход энергии в виде горячей воды совпадают по времени. Это означает, что режим работы электроводонагревателя осуществляется по так называемому »свободному» графику потребления электроэнергии, т.е. в процессе потребления горячей воды, одновременно потребляется электроэнергия. Таким образом, с помощью проточного электроводонагревателя невозможно аккумулировать горячую воду во время действия ночного, льготного тарифа на электроэнергию. Вследствие чего, потребитель несет существенные материальные затраты при эксплуатации проточных электроводонагревателей, по сравнению с накопительными электроводонагревателями.
К недостаткам проточных электроводонагревателей можно отнести также трудности, связанные с поддержанием температуры воды на выходе из водонагревателя, и жесткие требования к минимальному давлению воды на входе в водонагреватель. Проточные электроводонагреватели создают существенную нагрузку на электрические сети. Имеют худшие технико-экономические показатели по сравнению с накопительными электроводонагревателями, работающими по принудительному графику электропотребления.
Существующие накопительные электроводонагреватели - тип водонагревателей оборудованных теплоизолированными баками, в которых вода нагревается с помощью встроенного электронагревательного элемента (ТЭН) перед подачей потребителю. При отборе горячей воды она замещается холодной поступающей из водопровода.
В отличие от проточного, накопительный электроводонагреватель может работать в двух режимах электропотребления.
Первый - по свободному графику включения, когда электроводонагреватель включается по мере того, как будет отбираться нагретая вода и замещаться холодной. При этом управление работой электроводонагревателя осуществляется по отклонению температуры воды от заданного значения. Второй режим работы - аккумуляционный является наиболее выгодным, когда электроводонагреватель включается в часы провалов в графике нагрузки энергосистемы, во время действия льготного тарифа на электроэнергию. В основном это ночные часы (с 22 до 6 часов). Повторное включение электроводонагревателя для компенсации израсходованной горячей воды должно произойти во время следующего провала в графике нагрузки (в полупиковой зоне графика с 11 до 16 часов).
Известен накопительный электроводонагреватель типа УАП (САОС) для децентрализованного горячего водоснабжения предприятий сельскохозяйственного назначения, который содержит корпус, теплоизолированный накопительный бак с расположенным в нем нагревательным элементом (ТЭН), термовыключателем, трубу подачи холодной воды с обратным клапаном, трубу подачи горячей воды, а на передней наружной части корпуса расположена панель управления (Н.Б. Каган, В.Г. Кауфман, М.Г. Пронько, Г.Д. Яневский. Электротермическое оборудование для сельскохозяйственного производства. М.: Энергия, 1980. - 192 с.).
К недостаткам данного типа электроводонагревателей можно отнести завышенную мощность нагревательных элементов и как следствие быстрый нагрев воды (в течение 3-4 часов) в накопительной емкости до 90-95°С. Очевидно, что при этом недоиспользуются возможности потребления электрической энергии по льготному тарифу, что снижает технико-экономические характеристики электроводонагревателей с накопительным баком.
Кроме того, включение электроводонагревателя во время дневного провала в графике электрической нагрузки энергосистемы (полупиковая зона с 11 до 16 часов) не эффективно, поскольку одновременно происходит отбор воды из накопительного бака, по этой причине вода не нагреется до максимального значения.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание электроводонагревателя, обеспечивающего потребителя горячей водой в любое время суток по мере технологической необходимости.
Результатом использования предлагаемой полезной модели является то, что процесс потребления электроэнергии и нагрева воды разделен во времени с процессом потребления горячей воды, что дает существенный экономический эффект, за счет подогревателя приточной воды, выполненного выносным и соединенным трубой с накопительным баком.
Для этого применена схема, в которой водопроводная вода нагревается в проточном водонагревателе до максимального значения во время действия льготного тарифа, а затем она направляется в теплоизолированный бак и там накапливается. Потребитель, с помощью подкачивающего насоса, отбирает запасенную горячую воду. Таким образом, процесс потребления энергии и нагрева воды разделен с процессом потребления горячей воды.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом электроводонагревателе с накопительным баком содержащем регулятор расхода воды, подогреватель приточной воды, питающую трубу с обратным клапаном, теплоизолированный накопительный бак с подкачивающим насосом и датчиком максимального уровня воды в баке, отводящую трубу со смесителем горячей и холодной воды, подогреватель приточной воды выполнен выносным и соединен питающей трубой с теплоизолированным баком, из которого с помощью подкачивающего насоса, горячая вода по отводящей трубе подается в смеситель, где смешивается с холодной водой, а затем попадает к потребителю.
В результате реализации предложенной конструкции расширяется область применения электроводонагревателя в различных условиях электроснабжения животноводческого объекта, повышаются потребительски-эксплуатационные характеристики электроводонагревателя и т.д. В данном устройстве уменьшилась мощность электронагревательного элемента, поскольку увеличилось потребление электроэнергии по льготному тарифу и за счет регулятора расхода воды стабилизировалась температура воды в накопительном баке.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема предлагаемого электроводонагревателя с накопительным баком.
Электроводонагреватель с накопительным баком содержит регулятора расхода воды 1 с помощью крана 2 соединен трубой с водопроводной системой, а выход с подогревателем приточной воды 3, который питающей трубой 4 и обратным клапаном 5 соединен с теплоизолированным накопительным баком 6. В баке расположен датчик максимального уровня воды 7, подкачивающий насос 8 и отводящая труба 9. Отводящая труба и труба из водопроводной сети присоединены к смесителю 10.
Работает электроводонагреватель следующим образом. При открывании крана 2 холодная вода из водопроводной сети, пройдя через регулятор расхода воды 1, который стабилизирует расход приточной воды, направляется в подогреватель приточной воды. При включенном электронагревательном элементе (ТЭН) вода нагревается до максимального значения (90°С) и по питающей трубе 4 подается в теплоизолированный бак 6. Для отбора горячей воды из бака включается подкачивающий насос 8. Горячая вода по отводящей трубе 9 подается в смеситель 10 и, смешиваясь в необходимых пропорциях с холодной, подается к потребителю. Датчик максимального уровня 7 ограничивает уровень заполнения бака.