ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ КОСВЕННОГО НАГРЕВА

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к горячему водоснабжению жилых, общественных и промышленных зданий и объектов при использовании тепла внешнего источника для нагрева воды системы горячего водоснабжения (ГВС).
Известен водонагреватель (пат. № RU 165 216 U1, принято за прототип), содержащий следующие основные элементы: бак для воды, змеевик теплообменника и съёмную крышку, выполненные из нержавеющей стали. В бак для воды подаётся вода системы ГВС под избыточным давлением. Поэтому, бак для воды требуется выполнять из металла, цилиндрической формы, толщиной, как правило, 2-3 мм, что позволяет выдерживать это давление. Данное обстоятельство обуславливает следующие недостатки прототипа:
- Высокая стоимость из-за применения дорогостоящего материала – нержавеющей стали или углеродистой стали с последующим защитным антикоррозионным покрытием.
- Необходимость строгого соблюдения технологии сварки элементов водонагревателя, что так же приводит к увеличению стоимости.
- Большая порожняя масса, что осложняет транспортирование и монтаж водонагревателя.
- Коррозия металлических частей водонагревателя полностью не может быть исключена, что, с течением времени, повлечёт выход его из строя.
- Неэффективное использование пространства помещения: цилиндрическая форма водонагревателя не позволяет поместить его без боковых зазоров вплотную к стенам помещения (сопряжение цилиндр – плоскость, параллельная оси цилиндра и касательная к нему), а значит, занимаемый водонагревателем прямоугольный периметр, описанный вокруг него, будет иметь не используемую площадь помещения.
Известен водонагреватель косвенного нагрева (патент CN201034371, опубл. 12.03.20008), включающий корпус со съемной крышкой и внутренней камерой, снабженной змеевиком, входной патрубок холодной воды, выходной патрубок горячей воды и выходной патрубок сточных вод, продувочную  трубу, а также дополнительный змеевик для водо-водного теплообмена во внутренней камере, расположенный на периферии первого змеевика.
Недостатком известного решения является недостаточная эффективность теплопередачи в связи с размещением змеевиков концентрически один в другом, сложность изготовления, а также увеличение габаритов устройства.
Техническая задача заявляемой полезной модели заключается в создании водонагревателя косвенного нагрева простой конструкции, обеспечивающей высокую эффективность нагрева, низкую стоимость изготовления, длительный срок службы и низкую порожнюю массу.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение срока службы водонагревателя, кратное снижение его массы, снижение стоимости, а также уменьшение занимаемого водонагревателем пространства помещения.
Технический результат достигается тем, что водонагреватель содержит бак для воды с крышкой, выполненный с контуром тепловой изоляции и защитным кожухом, греющий змеевик, выполненный с возможностью циркуляции теплоносителя и нагреваемый змеевик, выполненный с возможностью циркуляции нагреваемой воды, при этом корпус и крышка выполнены из пластмассы, греющий змеевик размещен в нижней части бака, а нагреваемый змеевик – в верхней части бака.
Предлагаемая полезная модель поясняется фиг.1, где представлена схема  водонагревателя.
Водонагреватель включает бак 1 для жидкого теплоаккумулирующего вещества 2, снабженный в верхней части крышкой 3, контур теплоизоляции 4 с защитным кожухом или без такового, греющий змеевик 5 в нижней части бака 1 с подводом 6 и отводом 7 теплоносителя, нагреваемый змеевик 8 в верхней части бака 1 с подводом 9 холодной воды и отводом 10 горячей воды.
Бак 1 для воды и крышка 2 выполнены из пластмассы и окружены контуром теплоизоляции 4 с защитным кожухом или без такового. Контур теплоизоляции позволяет снизить теплопотери и, соответственно, повысить эффективность нагрева. Размещение греющего змеевика 5 в нижней части бака, а нагреваемого змеевика 8 в верхней части бака повышает эффективность нагрева воды системы ГВС, т.к. наиболее нагретая вода всегда будет накапливаться в верхней части бака, а наиболее холодная – в нижней.  Предпочтительные материалы для изготовления бака и крышки - полипропилен, а контура теплоизоляции – вспененный полиэтилен.
Греющий 5 и нагреваемый 8 змеевики изготовлены из коррозионностойкой стальной гибкой гофротрубы. Змеевики закреплены в стенке бака 1 и/или крышке 3 посредством коррозионностойких фитингов на резьбовых соединениях, что позволяет исключить сварку в процессе производства водонагревателя.
Использование материалов, полностью исключающих коррозию, для изготовления змеевиков и бака, а также применение конструкции элементов водонагревателя, обеспечивающих сборку водонагревателя без применения сварочных операций, позволяет значительно повысить срок службы водонагревателя, полностью исключив коррозию элементов водонагревателя.
Греющий змеевик 5 выполнен с возможностью циркуляции теплоносителя, подаваемого из внешней системы нагрева теплоносителя, например от котельного оборудования, системы центрального отопления, электричества или альтернативных источников тепла. Нагреваемый змеевик 8 выполнен с возможностью циркуляции воды для системы ГВС.
Использование двух змеевиков для подачи и отвода теплоносителя и воды системы ГВС позволяет исключить воздействие избыточного давления на материал бака. Таким образом, избыточное давление воды/теплоносителя действует только на змеевики изнутри, а не на бак для воды в целом, что в заявляемом водонагревателе позволяет применить бак из пластмассы, а это значительно снижает затраты на материал и изготовление водонагревателя, значительно снижает его порожнюю массу, а также позволяет продлить срок его службы. Применение змеевиков из гибкой стальной гофротрубы, разнесённых по объему бака, позволяет изготовить змеевик любой формы, а, следовательно, и применить бак любой формы, например, прямоугольной, что обеспечит компактное размещение на месте установки у потребителя.
Описание работы устройства:
Бак 1 заполняется жидким теплоаккумулирующим веществом, например водой, без применения избыточного давления. В греющий змеевик 5 подаётся теплоноситель от внешнего источника тепла, вода в баке нагревается от греющего змеевика 5 и, за счёт естественной конвекции, поднимается в верхнюю часть бака 1, где установлен нагреваемый змеевик 8. Постепенно, вода в баке 1 прогревается полностью, аккумулируя тепло. Потребление воды в системе ГВС – периодическое, так, в момент потребления воды в системе ГВС, в нагреваемый змеевик 5 подаётся холодная вода, которая, проходя через него, нагревается от тепла воды в верхней части бака 1 и далее подаётся в систему ГВС. Остывшая от нагреваемого змеевика вода в баке, за счёт естественной конвекции, опускается в нижнюю часть бака 1, а вместо неё поднимается нагретая вода с более низких слоёв. Остывшая вода, попав в нижнюю часть бака, нагревается от греющего змеевика 5 и поднимается вверх, заменяя собой остывшую воду в верхней части бака. Далее цикл повторяется. Контур тепловой изоляции снижает тепловые потери предлагаемого водонагревателя.