БЫТОВОЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Область применения
Изобретение относится к технике получения горячей воды для технологических нужд и может быть использовано для горячего водоснабжения коттеджей или отдельных квартир многоэтажных домов. Уровень техники
Из уровня техники известны многочисленные проточные электроводонагреватели, представляющие собой корпус, кожух, средства нагрева среды, системы подвода холодной воды и отвода горячей и элемент для дополнительного нагрева среды в виде замкнутой емкости.
Например, из уровня техники известен электроводонагреватель по патенту РФ №2187765, содержащий резервуар, соединенный с трубопроводом холодной воды, и нагревательные элементы, размещенные в перфорированном цилиндре, сообщенном в нижней его части с полостью резервуара и соединенном с помощью водозаборного устройства с трубопроводом горячей воды, отличающийся тем, что водозаборное устройство выполнено в виде полого конуса, соединенного с перфорированным цилиндром, а резервуар соединен с трубопроводом теплой воды.
Также из уровня техники известен проточный электроводонагреватель по патенту РФ №2269068, содержащий корпус, установленный в корпусе теплообменный модуль, состоящий из кожуха с расположенным внутри трубчатым электронагревательным элементом и связанным с входным и выходным патрубками, реле давления, термовыключатель, светосигнальную арматуру, отличающийся тем, что кожух теплообменного модуля образован герметично соединенными между собой панелями, в каждой из которых выполнены выштамповки, примыкающие при соединении панелей друг к другу и образующие каналы для прохода жидкости и установки трубчатого электронагревательного элемента, при этом форма и протяженность каналов соответствуют форме и протяженности электронагревательного элемента. Недостатком вышеупомянутых водонагревателей является то, что нагрев воды осуществляется за счет пропуска воды через нагревающуюся за счет электричества спираль. В результате такие водонагреватели потребляют большое количество энергии, чтобы нагреть проточную воду до нужной температуры.
Из уровня техники известно устройство по патенту РФ №2094708 на газовый водонагреватель, содержащий коробчатый металлический кожух, внутри которого
расположены подающий и обратный трубопроводы теплоносителя с арматурой, газовый трубопровод с вентилями и управляющими клапанами, нагревательный узел в виде камеры горения, в котором размещены теплообменник, запальная и рабочая горелки, расположенный под дымовой коробкой, обеспечивающий удаление продуктов сгорания, снабженный системой автоматики и безопасности, отличающийся тем, что в нем нагревательный узел выполнен в виде совокупности идентичных блоков сотового расположения, каждый из которых имеет собственный теплообменник, камеру горения и горелку с отводом продуктов сгорания в общую дымосборную камеру и дымовую трубу, а система автоматики обеспечивает подачу или отключение газа в каждый блок по заданной программе от датчика температуры, установленного в подающем трубопроводе теплоносителя.
Недостатком данного устройства является его громоздкость, а также потребность в постоянном газоснабжении.
Из уровня техники известна система отопления железнодорожного вагона по патенту РФ №2259291, состоящая из взаимосвязанных контуров циркуляции теплоносителя, содержащая котел с подающими и возвратными трубопроводами отопления, проложенными вдоль боковых стен вагона, расширительный бак, водонагреватель, калорифер, циркуляционный насос и трубу-перемычку, соединяющую окончания возвратных трубопроводов отопления, отличающаяся тем, что труба-перемычка, соединяющая окончания возвратных трубопроводов отопления, выполнена в виде трубопровода, подымающегося вверх возле боковой стены вагона, например в туалетном помещении котловой стороны вагона, проходит над потолком коридора и опускается вниз в котельном отделении вагона.
Недостатком системы является ее громоздкость, большие энергозатраты на подогрев теплоносителя и невозможность использования для подогрева проточной воды. Наиболее близким аналогом является патент РФ №2120584 на водонагреватель для обеспечения автономного горячего водоснабжения и квартирного отопления при наружном присоединении замкнутой емкости к внешнему баку-аккумулятору. Водонагреватель, содержащий корпус, кожух, средства нагрева среды, системы подвода холодной воды и отвода горячей и элемент для дополнительного нагрева среды в виде замкнутой емкости, отличающийся тем, что замкнутая емкость выполнена с возможностью ее установки внутри корпуса и автономно от него и имеет патрубок для присоединения съемной трубы изменяющейся высоты с поплавком, системы подвода холодной и отвода горячей воды, а также средства сохранения герметичности корпуса при снятой крышке замкнутой емкости. Причем труба изменяющейся высоты с поплавком
присоединена нижним концом к верхнему наружному патрубку замкнутой емкости при размещении ее внутри корпуса водонагревателя или внешнего бака-аккумулятора и присоединена внутри бака-аккумулятора в месте подвода горячей воды от внешней замкнутой емкости при ее размещении снаружи бака-аккумулятора.
Данная система подогрева предназначена для обеспечения автономного горячего водоснабжения и квартирного отопления и бак-аккумулятор в ней служит лишь вспомогательным звеном подогрева воды в центральном отоплении при его неполадках или отключении.
Недостатком данной системы водонагрева является низкий КПД подогрева проточной воды, проходящей через емкость бака-аккумулятора вследствие того, что для подогрева воды в баке используется такой же нагревательный элемент в виде спирали, что не снижает количества потребляемой энергии. Также для подогрева проточной воды в системе отопления требуются большие размеры бака-аккумулятора, что также является недостатком.
Цель изобретения
Целью данного изобретения является создание водонагревателя проточной воды с высоким КПД при низком потреблении электроэнергии и малых габаритах устройства.
Технический результат
Заявляемое устройство позволяет отказаться от больших токов, применяемых в обычных проточных водонагревателях, что снижает электропотребление, и имеет меньший объем по сравнению с накопительными водонагревателями.
Сущность изобретения
Данный результат достигается за счет того, что бытовой электроводонагреватель, содержащий корпус, кожух, системы подвода холодной воды и отвода горячей и элемент для нагрева среды в виде замкнутой емкости, а замкнутая емкость выполнена с теплоизолирующим корпусом, заполненным теплоносителем, имеющим большую скрытую теплоту плавления, причем подвод и вывод воды в водонагреватель осуществляется через теплообменник, трубопроводная система которого выполнена из теплопроводящего материала. Элемент для нагрева среды выполнен в виде электронагревательного элемента, плавящего теплоноситель, от теплоты кристаллизации которого происходит нагрев проточной воды. Внутри корпуса размещен датчик температуры, а электропитание электронагревательного элемента осуществляется через датчик температуры.
В качестве электронагревательного элемента может использоваться трубчатый электрический нагреватель (ТЭН).
В качестве теплоносителя может использоваться гидроокись бария.
Т.е. в заявляемом водонагревателе отсутствует нагревательный элемент, находящийся в непосредственном контакте со средой проточной воды.
В отличии от аналога (патент РФ №2120584), заявляемый водонагреватель является бытовым и имеет основной целью непосредственный нагрев (а не подогрев, как в аналоге) проточной воды.
Такая схема электроводонагревателя позволяет отказаться от больших токов обычных проточных нагревателей и имеет меньший объем по сравнению с накопительными водонагревателями.
Например, использование в качестве теплоносителя гидроокиси бария, позволит уменьшить объем бака приблизительно в два раза.
Например, при удельной теплоте плавления 576 кДж/л, температуре плавления 78 градусов, удельной теплоемкости воды - 4,2 кДж/л, одна единица объема гидроокиси бария нагреет до 60 градусов около двух объемов того количества воды, что находится в теплообменнике.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показана схема устройства электроводонагревателя, где 1 - теплоизолирующий корпус, 2 - теплоноситель, 3 - теплообменник, 4 - электронагревательный элемент, 5 - датчик температуры.
Принцип работы устройства
В теплоизолирующий корпус (1), заполненный теплоносителем (2) через теплообменник (3) поступает проточная вода.
При подаче электропитания на электронагревательный элемент (4), последний плавит теплоноситель, от теплоты кристаллизации которого происходит нагрев проточной воды.
Регуляция температуры теплоносителя обеспечивается датчиком (5), который при достижении определено заданной температуры срабатывает и отключает электроцепь питания электронагревательного элемента (4).
Датчик температуры также автоматически включает электроцепь питания электронагревательного элемента (4) при снижении температуры теплоносителя ниже определенно заданной.
Благодаря теплоизолирующему корпусу (1) водонагревателя температура теплоносителя (2) удерживается длительный период на высоком уровне, достаточном для постоянного подогрева проточной воды. Это позволяет значительно снизить потребление электроэнергии, т.к. не требуется постоянное электропитание в процессе течения воды, в отличие от известных типов водонагревателей проточной воды.