PL184734B1

PL184734B1 - Electric continuous-flow water heating appliance

Info

Publication number: PL184734B1
Application number: PL97321981A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Goliński
Original assignee: Golinski Zbigniew
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2002-12-31
Also published as: PL321981A1

Abstract

Elektryczny przepływowy podgrzewacz wody posiadający zespół grzejny sterowany układem elektronicznym oraz układ dopływu wody zimnej i odbioru wody ciepłej wraz z systemem zabezpieczeń, znamienny tym, że zespół grzejny (1) umieszczony nad blokiem (5) wodnym i połączony z nim poprzez przewód (2) zasilania wodą zimną i przewód (3) odbioru wody ciepłej, składa się z szeregu współosiowo umieszczonych przewodów (7) rurowych, usytuowanych jeden nad drugim i stykających się wzajemnie, przy czym na całej długości przewodów (7), w ich wewnętrznym płaszczu (8) umieszczonyjestwkład grzewczy (9), którego zewnętrzny płaszcz (11) posiada spiralnie nawinięty przewód (12), a ponadto blok (5) posiada wgłębienie (17) do osadzania na osi (18) turbinki (15) z parzystą ilością łopatek (16), na których osadzone sąjednobiegunowe magnesy (19,20), a także w korpusie bloku (5) znajdują się kanały (24, 25) doprowadzenia wody zimnej i kanał (26) odbioru wody ciepłej.Electric instantaneous water heater having a heating unit controlled by an electronic system and the system of cold water supply and reception hot water with a security system, characterized in that the heating unit (1) is disposed above the water block (5) and connected to it via the cold water supply pipe (2) and the receiving pipe (3) hot water consists of a series of coaxial the pipe lines (7) located therein one above the other and touching each other, along the entire length of the conduits (7), in their inner the jacket (8) has a heating element (9) which the outer casing (11) has spiral wound cable (12) and a block (5) it has a recess (17) for mounting on the shaft (18) of the turbine (15) with an even number of blades (16) on which there are single-pole magnets (19, 20) and also in the block body (5) there are channels (24, 25) cold water inlet and receiving channel (26) hot water.

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektryczny przepływowy podgrzewacz wody, zawierający zespół grzejny sterowany układem elektronicznym oraz układ dopływu wody zimnej i odbioru wody ciepłej wraz z systemem odpowiednich zabezpieczeń.The subject of the invention is an electric instantaneous water heater containing a heating unit controlled by an electronic system and a system for supplying cold water and receiving hot water with a system of appropriate security.

Znane są i stosowane układy podgrzewania wody, wśród których wyróżnia się akumulacyjne, izolowane termicznie elektryczne podgrzewacze ze zbiornikiem do przechowywania wody gorącej oraz układy nagrzewające wodę jedynie w czasie jej poboru, zwane przepływowymi.Water heating systems are known and used, among which there are accumulative, thermally insulated electric heaters with a tank for storing hot water and water heating systems only when it is drawn, called flow systems.

Wśród przepływowych wyróżnia się urządzenia, w których zespół grzałki, załączanej podczas przepływu jest zanurzony w wodzie oraz takie gdzie element grzejny oraz układ podawania wody są od siebie całkowicie rozdzielone oraz odpowiednio zabezpieczone.Among the flow-through devices, there are devices in which the heater unit, which is switched on during the flow, is immersed in water, and those where the heating element and the water supply system are completely separated from each other and properly secured.

Konstrukcja układów z grzałkązanurz.onąw wodzie wykorzystuje przepływ wody na zasadzie syfonu, przy czym przepływ odbywa się w ten sposób, iż napływająca woda zimna doprowadzana jest do urządzenia od dołu, natomiast pobierana woda ciepła, wypychana przez wodę zimną, przelewa się górą i jest kierowana w stronę zaworu czerpalnego.The design of systems with an immersion heater in the water uses the water flow based on the siphon principle, whereby the flow is carried out in such a way that the incoming cold water is supplied to the device from the bottom, while the drawn hot water, pushed by cold water, overflows at the top and is directed towards the tap.

184 734184 734

Grzałka w tego rodzaju urządzeniach jest usytuowana centralnie i wykonana najczęściej w formie spirali nawiniętej obwodowo na cylindryczny element z nieprzewodzącego materiału. Przedstawicielem drugiego rodzaju rozwiązań, działających na zasadzie ogrzewania wody podczas jej przepływu jest urządzenie przedstawione w opisie zgłoszeniowym o numerze 312769. Zgodnie z powyższym opisem hydrauliczny grzejnik przepływowy ma na tylnej ścianie urządzenia osadzony element grzejny, przez który przepływa woda, ogrzewając się przy tym. Ponadto w górnej części urządzenia umieszczony jest zacisk przyłączeniowy, natomiast pod nim odpowiednio bezpiecznik temperatury oraz różnicowy przełącznik ciśnieniowy, załączający układ prądowy grzałek. Zasadniczy zespół urządzenia - wężownica grzejnajest na całej swej długości połączona ze stanowiącąprzewód wodny wężowmcąza pomocąlutowania twardego. Wężownica wodnajest przy tym zwinięta w kształt spirali, przy czym między dwoma sąsiednimi odcinkami poprowadzona jest wężownica grzejna. Dopływ i odpływ wężownicy wodnej sąprowadzone poprzez otwory w obudowie podłączonej do domowej instalacji wodnej.The heater in such devices is centrally located and usually made in the form of a spiral wound circumferentially on a cylindrical element made of non-conductive material. A representative of the second type of solution, operating on the principle of heating water as it flows through it, is the device described in the application description No. 312769. As described above, the hydraulic flow heater has a heating element mounted on the rear wall of the device, through which the water flows while it heats up. Moreover, in the upper part of the device there is a connection terminal, while below it there is a temperature fuse and a differential pressure switch, which activates the current system of the heaters. The main unit of the device - the heating coil - is connected along its entire length with the water-hose hose by means of hard soldering. The water coil is in this case wound into a spiral, with a heating coil running between two adjacent sections. The inflow and outflow of the water coil are led through openings in the housing connected to the domestic water supply.

Zgodnie z wynalazkiem przepływowy podgrzewacz wody posiada zespół grzejny umieszczony nad blokiem wodnym i połączony z nim poprzez przewód zasilania wody zimnej i przewód odbioru wody ciepłej.According to the invention, the instantaneous water heater has a heating unit arranged above the water block and connected to it via the cold water supply line and the hot water receiving line.

Zespół grzejny składa się z szeregu współosiowo umieszczonych przewodów rurowych, usytuowanych jeden nad drugim i stykających się wzajemnie. Na całej długości przewodów zespołu grzejnego, w ich wewnętrznym płaszczu umieszczony jest wkład grzewczy, którego zewnętrzny płaszcz posiada spiralnie nawinięty przewód. Zewnętrzna średnica przewodu po nawinięciu na wkład grzewczy jest maksymalnie zbliżona do średnicy wewnętrznej przewodu. Wielkość skoku przewodu zawiera się w przedziale od 5 mm do 25 mm, korzystnie 15 mm.The heating unit consists of a series of coaxially arranged tubular lines arranged one above the other and touching each other. Along the entire length of the heating unit wires, a heating insert is placed in their inner jacket, the outer jacket of which has a spiral wound wire. The outer diameter of the cable after being wound on the heating insert is as close as possible to the inner diameter of the cable. The pitch of the cable is in the range of 5 mm to 25 mm, preferably 15 mm.

Wkład grzewczy zakończony jest występem do podłączenia z instalacją elektryczną. Ponadto końcówki przewodów zespołu grzejnego są rozkalibrowane w jednej płaszczyźnie w celu osadzenia w nich wkładu grzewczego oraz przewodu zasilania zimnąwodą lub przewodu odbioru wody ciepłej. Blok wodny, w kształcie płytki prostopadłościennej, posiada wgłębienie do osadzania w nim na osi turbinki z parzystą ilością łopatek, na których umieszczone sąjednobiegunowe magnesy.The heating cartridge is terminated with a projection for connection to the electrical installation. In addition, the ends of the heating unit wires are calibrated in one plane in order to seat the heating cartridge and the cold water supply or hot water receiving line therein. The water block, in the shape of a rectangular plate, has a recess for mounting in it on the axis of the turbine with an even number of blades on which single-pole magnets are placed.

W średnicy rozmieszczenia magnesów, na pokrywie bloku umieszczony jest halotron.A hall effect sensor is placed on the block cover in the diameter of the magnets arrangement.

W korpusie bloku znajdują się kanały doprowadzenia wody zimnej, przechodzące przez wgłębienie oraz kanał odbioru wody ciepłej. Na blok wodny nakładanajest pokrywa wraz z uszczelnieniem.In the block body there are cold water supply channels passing through the recess and the hot water receiving channel. A cover with a seal is put on the water block.

Rozwiązanie według wynalazku odznacza się prostą i tanią w produkcji konstrukcją, przy zapewnieniu wysokich walorów eksploatacyjnych. Zastosowany układ grzejny umożliwia uzyskanie żądanych temperatur przy zastosowaniu niewielkiej powierzchni wkładu grzewczego.The solution according to the invention is characterized by a simple and cheap to produce construction, while ensuring high operational advantages. The heating system used enables the desired temperatures to be achieved with the use of a small area of the heating element.

Element spiralnie nawiniętego przewodu na wkład grzewczy zapewnia wirowy przepływ ogrzewanej wody, zapewniając dokładne jej wymieszanie i korzystny, minimalizujący straty odbiór ciepła od elementu grzewczego. Uzyskana w ten sposób droga przepływu wody jest przeciętnie trzykrotnie dłuższa niż w układach dotychczas stosowanych z pełnym przekrojem przepływającej wody.The element of the spiral wound cable for the heating element ensures swirling flow of the heated water, ensuring its thorough mixing and beneficial, minimizing losses, heat removal from the heating element. The water flow path obtained in this way is on average three times longer than in systems previously used with a full cross-section of flowing water.

Ponadto blok wodny z umieszczonąwjego wgłębieniu turbinkąi układ magnesów umieszczonych na łopatkach, zapewnia precyzyjne sterowanie układu elektronicznego załączającego układ grzewczy.In addition, the water block with a turbine placed in its cavity and a system of magnets on the blades ensure precise control of the electronic system that activates the heating system.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia podgrzewacz wody w widoku z czoła, po zdjęciu pokrywy, w stanie nie podłączonym do instalacji wodnej, fig. 2 ukazuje podgrzewacz w widoku z boku, po zdjęciu pokrywy, fig. 3 pokazuje przekrój poprzeczny bloku wodnego, fig. 4 przedstawia częściowy przekrój ukazujący zakończenie jednego z przewodów zespołu grzejnego, natomiast na fig. 5 pokazano fragment wkładu grzejnego w przekroju wzdłużnym z nawiniętym spiralnie przewodem miedzianym, umieszczonym w przewodzie rurowym.The invention has been illustrated in an embodiment in which Fig. 1 shows the water heater in an end view after removing the cover, in a state not connected to the water supply, Fig. 2 shows the heater in a side view after removing the cover, Fig. 3 is a cross-sectional view of the waterblock, FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the end of one of the heater unit conductors, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the heater cartridge with a spirally wound copper conductor positioned in the tubing.

184 734184 734

Elektryczny przepływowy podgrzewacz wody posiada zespół grzejny 1 połączony przewodem 2 zasilania wodązimnąi przewodem 3 odbioru wody ciepłej i nakrętki 4a i 4b z blokiem 5 wodnym.The electric instantaneous water heater has a heating unit 1 connected by a cold water supply pipe 2 and a hot water receiving pipe 3 and nuts 4a and 4b to the water block 5.

Blok 5 wodny, w kształcie płytki prostopadłościennej, mocowany jest na podstawie 6 służącej również do osadzania zamykającej pokrywy, nie pokazanej na rysunku.The water-block 5, in the shape of a rectangular plate, is mounted on a base 6 that also serves to seat a closing cover, not shown.

Zespół grzejny 1 wykonany jest z szeregu współosiowo umieszczonych przewodów 7 rurowych miedzianych, ułożonych jeden nad drugim i stykających się wzajemnie.The heating unit 1 is made of a series of coaxially disposed copper tubing 7 stacked on top of each other and touching each other.

Ilość zastosowanych przewodów 7 w podgrzewaczu związana jest z mocą urządzenia i żądanym zapotrzebowaniem ciepłej wody. Na całej długości przewodów 7, w ich wewnętrznym płaszczu 8, umieszczonyjest wkład grzewczy 9, który stanowi drut oporowy 10 w koszulce z materiału żaroodpornego, zamknięty płaszczem 11 miedzianym.The number of lines 7 used in the heater is related to the power of the device and the required hot water demand. On the entire length of the conductors 7, in their inner jacket 8, there is a heating insert 9, which is a resistance wire 10 in a jacket made of heat-resistant material, closed with a copper jacket 11.

Zewnętrzna powierzchnia płaszcza 11 zaopatrzona jest na całej długości przewodów 7 w spiralnie umieszczony przewód 12 miedziany, w kilku miejscach trwale połączony z płaszczem 11. Zewnętrzna średnica przewodu 12 po nawinięciujest maksymalnie zbliżona do wewnętrznej średnicy przewodu 7.The outer surface of the jacket 11 is provided along the entire length of the wires 7 with a spiral-shaped copper wire 12, permanently connected to the jacket 11 in several places. The outer diameter of the wire 12 after winding is as close as possible to the inner diameter of the wire 7.

Natomiast wielkość skoku przewodu 12 zawiera się w przedziale od 5 mm do 25 mm, przy czym korzystnie wielkość skoku dla osiągnięcia optymalnej temperatury podgrzewanej wody, potwierdzona doświadczalnie wynosi 15 mm.On the other hand, the pitch of the conduit 12 is in the range from 5 mm to 25 mm, and preferably the pitch size, confirmed experimentally, is 15 mm to achieve the optimal temperature of the heated water.

Wkład grzewczy 9 zakończony jest występem 13 drutu oporowego umożliwiającym podłączenie do napięcia sieciowego 220 V.The heating cartridge 9 ends with a protrusion 13 of a resistance wire enabling connection to a 220 V mains voltage.

Zakończenia zespołu grzejnego 1 rozwiązane są w ten sposób, że końcówka przewodu 7 jest rozkalibrowana w jednej płaszczyźnie w celu skutecznego osadzenia wkładu grzewczego 9 wraz z przewodami 2 lub 3 odpowiednio dopływu wody zimnej i odbioru wody ciepłej. Szczelność tak powstałego węzła została skutecznie rozwiązana lutowiem 14 twardym. Centralny element bloku 5 wodnego stanowi turbinka 15 zaopatrzona w parzystą ilość łopatek 16, w ilości korzystnie osiem. Turbinka 15 umieszczonajest w nieprzelotowym wgłębieniu 17 o średnicy odpowiadającej średnicy zewnętrznej łopatek 16 i osadzona na osi 18. Na ramionach łopatek 16 umieszczone sąjednobiegunowe magnesy 19 i 20 o naprzemiennie zmiennych wartościach biegunów. W zewnętrznym, względem wgłębienia 17, rowku bloku 5 osadzona jest uszczelka 21 w kształcie litery: „O”, dociskana pokrywą 22 poprzez wkręty 23, zapewniając szczelność połączenia. Korzystnym jest, aby pokrywa 22 była wykonana z materiału przezroczystego np. plexy.The ends of the heating unit 1 are arranged in such a way that the end of the conduit 7 is dis-calibrated in one plane in order to effectively seat the heating cartridge 9 with the conduits 2 or 3, respectively, for the cold water supply and hot water reception. The tightness of the knot formed in this way was effectively resolved with hard solder. The central element of the water block 5 is a turbine 15 provided with an even number of blades 16, preferably eight. The turbine 15 is placed in a blind recess 17 with a diameter corresponding to the outer diameter of the blades 16, and mounted on the axis 18. On the blades of the blades 16 there are single-pole magnets 19 and 20 with alternating pole values. In the outer, in relation to the recess 17, the groove of the block 5, a gasket 21 in the shape of the letter "O" is mounted, pressed by the cover 22 by the screws 23, ensuring the tightness of the connection. It is preferred that the cover 22 is made of a transparent material, e.g. plexiglass.

W kadłubie bloku 5 znajdują się przelotowe kanały, z których kanał 24 służy do podawania wody zimnej do wgłębienia 17 i poprzez kanał 25 do przewodu 2 a następnie do przewodów 7 elementu grzejnego 1.In the hull of block 5 there are through channels, of which the channel 24 serves to supply cold water to the cavity 17 and through the channel 25 to the conduit 2 and then to the conduits 7 of the heating element 1.

Kanał 26 służy natomiast do odbioru wody ciepłej z elementu grzejnego 1 i kierowania do zaworu czerpalnego.The channel 26 serves to receive hot water from the heating element 1 and direct it to the tap.

Podłączenie baterii wodnej z blokiem 5 jest realizowane poprzez króćce 27 i 28 przyłączeniowe.The water battery is connected to the block 5 through connection stubs 27 and 28.

Ponadto blok 5 zawiera otwór 29 do umieszczania zespołu filtrującego i oczyszczającego wodę dopływającą kanałem 24, zaślepiony korkiem 30.In addition, block 5 includes an opening 29 for receiving a filtering and treatment unit for water flowing in through the channel 24, plugged with a plug 30.

Do jednej ze ścian bloku 5 przytwierdzony jest moduł 33 elektronicznego sterowania całym układem przepływowego podgrzewacza wody.Attached to one of the walls of block 5 is the electronic module 33 for controlling the entire system of the instantaneous water heater.

Do powyższego modułu 33 doprowadzone sąrównież przewody z czujnika rezystorowego temperatury 34, umieszczonego w górnym punkcie zespołu grzejnego 1 na powierzchni przewodu 7. Ponadto do modułu 33 skierowane są cztery przewody halotronu 35 umieszczonego na powierzchni pokrywy 22 w średnicy magnesów 19 i 20.The above module 33 also receives leads from a temperature resistor 34, located at the upper point of the heating unit 1 on the surface of the wire 7. In addition, the module 33 is directed to the module 33 by four leads of the hall sensor 35 placed on the surface of the cover 22 with the diameter of the magnets 19 and 20.

184 734184 734

Fig.2Fig.2

184 734184 734

Fig. 5Fig. 5

Fig- 1 Fig- 1

Claims

Patent claims

1. Electric instantaneous water heater having a heating unit controlled by an electronic system and a cold water supply and hot water collection system with a security system, characterized in that the heating unit (1) is located above the water block (5) and connected to it via a cable (2 ) of the cold water supply and the hot water receiving conduit (3) consists of a series of coaxially arranged conduits (7) arranged one above the other and adjoining each other, along the entire length of the conduits (7), in their inner jacket (8 ) there is a heating cartridge (9), the outer jacket (11) of which has a spiral wound wire (12), and moreover, the block (5) has a recess (17) for mounting on the axis (18) of the turbine (15) with an even number of blades (16) ), on which single-pole magnets (19, 20) are mounted, and also in the block body (5), there are cold water supply channels (24, 25) and hot water intake channel (26).

2. Electric instantaneous heater according to claim The method of claim 1, characterized in that the pitch of the conduit (12) is in the range 5mm to 25mm, preferably 15mm.

3. An electric instantaneous heater according to claim The heater of Claim 1, characterized in that the heating cartridge (9) terminates in a projection (13).

4. Electric flow heater according to claim The heater as claimed in claim 1, characterized in that the ends of the conduit (7) of the heating unit (1) are out of calibration in one plane.

5. An electric flow heater according to claim 1 A heating element (9) and a cold water supply conduit (2) or a hot water receiving conduit (3) are arranged in the ends of the conduit (7).

6. Electric flow heater according to claim The method of claim 1, characterized in that the outer diameter of the conduit (12) after being wound on the heating cartridge (9) is as close as possible to the inner diameter of the conduit (7).

7. An electric flow heater according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the channels (24, 25) are connected to a recess (17) of the block (5).

8. An electric flow heater according to claim The method of claim 1, characterized in that a cover (22) is placed on the block (5).

9. Electric flow heater according to claim The device of claim 1, characterized in that a hall effect sensor (35) is arranged on the cover (22) in the diameter of the magnets (19, 20).

* * *