RU113819U1

RU113819U1 - ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU113819U1
Application number: RU2011149557/06U
Authority: RU
Inventors: Алексей Наумович Стребулаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПОЛАРИС ИНТЕРНЕЙШНЛ ЛИМИТЕД"
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2012-02-27

Abstract

1. Электроводонагреватель, содержащий корпус с теплоизоляцией, внутри которого один над другим закреплены два горизонтально вытянутых бака - верхний и нижний, причем днище верхнего бака слева и справа соединено с верхней стенкой нижнего двумя патрубками, в нижнем баке расположены нагреватель и входной патрубок подачи холодной воды с обратным клапаном и рассекателем, а в верхнем баке расположен заборный патрубок трубки отвода горячей воды, отличающийся тем, что нагреватель прикреплен к боковой стенке нижнего бака на уровне его центральной горизонтальной оси под одним из патрубков, соединяющих баки. ! 2. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что теплоизоляция выполнена снаружи одновременно обоих баков. ! 3. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что между теплоизоляцией и баками выполнен воздушный зазор. ! 4. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что корпус, теплоизоляция и узел крепления нагревателя выполнены таким образом, что обеспечивают возможность замены нагревателя, а также доступ к внутренней части нижнего бака. ! 5. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что в нижнем баке установлен магниевый анод. ! 6. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что нижний бак снабжен сливным патрубком. ! 7. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен основным термостатом, содержащим датчик температуры нагрева, соединенный с устройством включения/выключения нагревателя, а также дополнительным термостатом, обеспечивающим защиту электроводонагревателя от перегрева при выходе из строя основного термостата. ! 8. Электроводонагреватель по п.1, отличающийся те� 1. An electric water heater containing a housing with thermal insulation, inside of which two horizontally elongated tanks are fixed one above the other - upper and lower, and the bottom of the upper tank on the left and right is connected to the upper wall of the lower one by two nozzles, in the lower tank there are a heater and a cold water inlet with a check valve and a splitter, and in the upper tank there is an intake pipe for the hot water outlet, characterized in that the heater is attached to the side wall of the lower tank at the level of its central horizontal axis under one of the pipes connecting the tanks. ! 2. An electric water heater according to claim 1, characterized in that the thermal insulation is made simultaneously outside both tanks. ! 3. Electric water heater according to claim 1, characterized in that an air gap is made between the thermal insulation and the tanks. ! 4. Electric water heater according to claim 1, characterized in that the housing, the heat insulation and the heater attachment unit are made in such a way that they provide the possibility of replacing the heater, as well as access to the inner part of the lower tank. ! 5. Electric water heater according to claim 1, characterized in that a magnesium anode is installed in the lower tank. ! 6. Electric water heater according to claim 1, characterized in that the lower tank is provided with a drain pipe. ! 7. Electric water heater according to claim 1, characterized in that it is equipped with a main thermostat containing a heating temperature sensor connected to the heater on / off device, as well as an additional thermostat that protects the electric water heater from overheating when the main thermostat fails. ! 8. Electric water heater according to claim 1, characterized by

Description

Полезная модель относится к нагревателям текучей среды, а именно, к устройствам для нагрева воды для бытовых и технических нужд, нагреватель которых погружен в воду и работает за счет подвода электрической энергии.The utility model relates to fluid heaters, namely, to devices for heating water for domestic and technical needs, the heater of which is immersed in water and works by supplying electrical energy.

Известен электроводонагреватель, содержащий корпус с теплоизоляцией, внутри которого один над другим закреплены два горизонтально вытянутых бака - верхний и нижний, причем днище верхнего бака слева и справа соединено с верхней стенкой нижнего двумя патрубками, в нижнем баке расположены нагреватель и входной патрубок подачи холодной воды с обратным клапаном и рассекателем, а в верхнем баке расположен заборный патрубок трубки отвода горячей воды (см. патент RU 43952, кл. F24H 1/20, опубл. 10.02.2005). Недостатком известного устройства является то, что нагреватель расположен в центре нижней части нижнего бака, а соединительные патрубки - по краям емкости, в результате при нагреве воды затруднена конвекция водных масс, т.к. не обеспечена циркуляция потоков. Кроме того, из-за особенностей крепления нагревательного элемента крайне затруднен допуск к внутренней части бака для чистки и замены нагревательного элемента при его поломке, а при выходе из строя штатного регулятора температуры высока вероятность разрушения прибора вследствие избыточного давления в баке.A well-known electric heater containing a housing with thermal insulation, inside of which two horizontally elongated tanks are fixed one above the other, the upper and the lower, the bottom of the upper tank being connected to the upper and lower walls by two pipes, the heater and the cold water inlet pipe are located in the lower tank with a check valve and a divider, and in the upper tank there is an intake pipe of the hot water outlet pipe (see patent RU 43952, class F24H 1/20, publ. 02/10/2005). A disadvantage of the known device is that the heater is located in the center of the lower part of the lower tank, and the connecting pipes are at the edges of the tank, as a result, convection of water masses is difficult when heating the water, because flow circulation is not ensured. In addition, due to the peculiarities of fixing the heating element, it is extremely difficult to allow access to the inside of the tank for cleaning and replacing the heating element when it breaks, and if the standard temperature controller fails, the device is likely to be destroyed due to overpressure in the tank.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в уменьшении времени нагрева воды. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что электроводонагреватель содержит корпус с теплоизоляцией, внутри которого один над другим закреплены два горизонтально вытянутых бака - верхний и нижний, причем днище верхнего бака слева и справа соединено с верхней стенкой нижнего двумя патрубками, в нижнем баке расположены нагреватель и входной патрубок подачи холодной воды с обратным клапаном и рассекателем, а в верхнем баке расположен заборный патрубок трубки отвода горячей воды, причем нагреватель прикреплен к боковой стенке нижнего бака на уровне его центральной горизонтальной оси под одним из патрубков, соединяющих баки. Теплоизоляция может быть выполнена снаружи одновременно обоих баков, а между ней и баками предпочтительно выполнен воздушный зазор. Корпус, теплоизоляцию и узел крепления нагревателя целесообразно выполнить таким образом, чтобы обеспечить возможность замены нагревателя, а также доступ к внутренней части нижнего бака. В нижнем баке предпочтительно установлен магниевый анод и сливной патрубок. Электроводонагреватель целесообразно снабдить основным термостатом, содержащим датчик температуры нагрева, соединенный с устройством включения/выключения нагревателя, а также дополнительным термостатом, обеспечивающим защиту электроводонагревателя от перегрева при выходе из строя основного термостата. Кроме того, трубку отвода горячей воды целесообразно пропустить через один из соединительных патрубков; на наружной поверхности корпуса одного из баков может быть установлено термозащитное реле, обеспечивающее отключение электроводонагревателя от электрической сети при перегреве: электронагреватель может быть снабжен дополнительным нагревательным элементом, обеспечивающим увеличение мощности, а так же органами управления для переключения мощности и системой измерения температуры воды в приборе и индикации измеренной температуры при помощи внешнего индикатора- электрического или механического.The objective of the utility model is to eliminate these drawbacks. The technical result is to reduce the heating time of the water. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the electric heater contains a housing with thermal insulation, inside of which two horizontally elongated tanks are fixed one above the other, the upper and lower, and the bottom of the upper tank is connected to the upper wall of the lower and the left by two pipes, in the lower tank the heater and the inlet pipe for supplying cold water with a non-return valve and a divider are located, and in the upper tank there is an intake pipe for the pipe for removing hot water, and the heater is attached n to the side wall of the lower tank at its central horizontal axis at one of the pipes connecting the tanks. Thermal insulation can be performed outside of both tanks simultaneously, and preferably an air gap is made between it and the tanks. The housing, thermal insulation and the mounting unit of the heater, it is advisable to perform in such a way as to provide the possibility of replacing the heater, as well as access to the inner part of the lower tank. In the lower tank, a magnesium anode and a drain pipe are preferably mounted. It is advisable to provide the electric heater with a main thermostat containing a heating temperature sensor connected to the heater on / off device, as well as with an additional thermostat that protects the electric heater from overheating in case of failure of the main thermostat. In addition, it is advisable to pass the hot water drain pipe through one of the connecting pipes; A thermal protective relay can be installed on the outer surface of the housing of one of the tanks, which ensures that the electric heater is disconnected from the electrical network during overheating: the electric heater can be equipped with an additional heating element that provides increased power, as well as controls for switching power and a system for measuring the temperature of the water in the device and indication of the measured temperature using an external indicator, electrical or mechanical.

На чертеже представлен предлагаемый электроводонагреватель в разрезе.The drawing shows the proposed electric heater in the context.

Электроводонагреватель состоит из общего корпуса 1, внутри которого закреплены один над другим верхний 2 и нижний 3 горизонтально вытянутые цилиндрические баки. Верхний 2 и нижний 3 баки сообщаются посредством соединительных патрубков 4 и 5, соединяющих днище верхнего 2 бака слева и справа с верхней стенкой нижнего 3. В нижнем баке 3 смонтирован входной патрубок 6 подачи холодной воды с обратным клапаном 7 и рассекателем 8 струи, обеспечивающим равномерное распределение поступающей холодной воды и представляющим собой пластину с отверстиями. Кроме того, в нижнем баке 3 расположен сливной патрубок 9 для промывки баков и магниевый анод 10 для защиты стальных элементов конструкции от электрохимической коррозии. В верхней части верхнего бака 2 расположен заборный патрубок трубки 11 отвода горячей воды, выходной патрубок этой трубки расположен в нижней части нижнего бака 3.The electric heater consists of a common housing 1, inside of which are mounted one above the other upper 2 and lower 3 horizontally elongated cylindrical tanks. The upper 2 and lower 3 tanks communicate through connecting pipes 4 and 5 connecting the bottom of the upper 2 tanks to the left and right with the upper wall of the lower 3. In the lower tank 3, an inlet pipe 6 for supplying cold water with a non-return valve 7 and a jet divider 8 is mounted, which ensures uniform distribution of incoming cold water and representing a plate with holes. In addition, in the lower tank 3 there is a drain pipe 9 for washing the tanks and a magnesium anode 10 to protect the steel structural elements from electrochemical corrosion. In the upper part of the upper tank 2 there is an intake pipe of the hot water outlet pipe 11, the outlet pipe of this pipe is located in the lower part of the lower tank 3.

Внешний корпус 1 электроводонагревателя может быть выполнен из специального пластика или из стали. Баки 2 и 3 изготавливаются из эффективно противостоящей коррозии нержавеющей стали. Все патрубки электроводонагревателя - соединительные 4 и 5, входной патрубок 6 подачи холодной воды, сливной патрубок 9 и патрубки трубки 11 отвода горячей воды выполнены из нержавеющей стали. Анод 10 изготовлен из магниевого сплава.The outer housing 1 of the electric heater can be made of special plastic or steel. Tanks 2 and 3 are made of stainless steel that is effectively resistant to corrosion. All pipes of the electric heater are connecting 4 and 5, the inlet pipe 6 of the cold water supply, the drain pipe 9 and the pipe of the hot water outlet 11 are made of stainless steel. The anode 10 is made of magnesium alloy.

Во внутренней полости нижнего бака 3 к его боковой стенке на уровне центральной горизонтальной оси смонтированы основной (рабочий) термостат 12, нагреватель 13 и дополнительный (защитный) термостат 14. Нагреватель 13 располагают под одним из соединительных патрубков (на чертеже под патрубком 5), что обеспечивает постоянную конвекцию водных масс и, следовательно, более быстрый нагрев воды. Дело в том, что вблизи нагревателя 13 температура воды и скорость движения воды значительно выше, следовательно, приближение нагревательного элемента к соединительному патрубку 5 обеспечивает ускоренное наполнение верхнего бака 2 горячей водой и создает общее ускоренное движение потока, что сокращает время нагрева воды в водонагревателе. Расположение нагревателя на центральной горизонтальной оси бака 3 позволяет избежать неравномерного нагрева толщи воды, который мог бы привести к ухудшению циркуляции.In the inner cavity of the lower tank 3 to its side wall at the level of the central horizontal axis, the main (working) thermostat 12, the heater 13 and the additional (protective) thermostat are mounted 14. The heater 13 is located under one of the connecting pipes (in the drawing, under the pipe 5), which provides constant convection of water masses and, therefore, faster heating of water. The fact is that near the heater 13 the water temperature and water velocity are much higher, therefore, the proximity of the heating element to the connecting pipe 5 provides an accelerated filling of the upper tank 2 with hot water and creates an overall accelerated flow movement, which reduces the time of heating the water in the water heater. The location of the heater on the central horizontal axis of the tank 3 avoids uneven heating of the water column, which could lead to poor circulation.

Электроводонагреватель может быть снабжен вторым нагревательным элементом, обеспечивающим увеличение мощности, а так же органами управления для переключения мощности. На наружной поверхности корпуса дного из баков установлено термозащитное реле, обеспечивающее отключение электроводонагревателя от электрической сети при перегреве (на чертеже не показаны). Электроводонагреватель имеет систему измерения температуры воды в приборе и индикации измеренной температуры при помощи внешнего индикатора - электрического или механическогоThe electric heater can be equipped with a second heating element, providing an increase in power, as well as controls for switching power. On the outer surface of the casing of the bottom of the tanks, a thermal protective relay is installed, which ensures that the electric heater is disconnected from the electrical network during overheating (not shown in the drawing). The electric heater has a system for measuring the temperature of the water in the device and displaying the measured temperature using an external indicator - electrical or mechanical

Узел крепления нагревателя 13 к нижнему баку 3 выполнен в виде фланцевого соединения. Размер фланца составляет не менее 10 см, что обеспечивает свободный доступ к внутренней поверхности бака 3 для обеспечения его чистки при эксплуатации и замене нагревателя 13 в случае неисправности.The attachment of the heater 13 to the lower tank 3 is made in the form of a flange connection. The size of the flange is at least 10 cm, which provides free access to the inner surface of the tank 3 to ensure its cleaning during operation and replacement of the heater 13 in the event of a malfunction.

Объем между общим корпусом 1 и баками 2, 3 заполнен теплоизоляцией 15. Между баками 2, 3 и слоем теплоизоляции 15 выполнена воздушная прослойка 16 с низкой теплопроводностью, которая обеспечивает снижение среднесуточных тепло - и энергопотерь до 1.5 раз. Корпус 1 и теплоизоляция 15 выполнены таким образом, чтобы обеспечить доступ к фланцу нагревателя 13.The volume between the common building 1 and the tanks 2, 3 is filled with thermal insulation 15. Between the tanks 2, 3 and the insulation layer 15, an air gap 16 is made with low thermal conductivity, which reduces the average daily heat and energy loss by 1.5 times. The housing 1 and thermal insulation 15 are made in such a way as to provide access to the flange of the heater 13.

Регулировка подачи горячей воды потребителю осуществляется с помощью вентиля 17, расположенного на трубке 11, которая может проходит через один из соединительных патрубков.Adjusting the supply of hot water to the consumer is carried out using a valve 17 located on the tube 11, which can pass through one of the connecting pipes.

Предлагаемый электроводонагреватель работает следующим образом.The proposed electric heater operates as follows.

Перед включением в электрическую сеть электроводонагреватель заполняют холодной водой. Холодная вода через обратный клапан 7, входной патрубок 6 и рассекатель 8 струи поступает в нижний бак 3, при этом, холодная вода заполняет сначала нижний бак 3, а затем верхний 2, вытесняя воздух из верхнего бака 2 через трубку 11. Как только вода в верхнем баке 2 достигнет верхнего уровня заборного патрубка трубки 11, она через трубку 11 начнет выливаться наружу, что является признаком полного заполнения электроводонагревателя. После этого закрывается выходной вентиль 17 на выходном патрубке 11, и электроводонагреватель подключается к электрической сети.Before connecting to the electric network, the electric heater is filled with cold water. Cold water through the check valve 7, the inlet pipe 6 and the jet divider 8 enters the lower tank 3, while cold water first fills the lower tank 3, and then the upper 2, displacing air from the upper tank 2 through the pipe 11. As soon as the water in the upper tank 2 will reach the upper level of the intake pipe of the tube 11, it will begin to pour out through the pipe 11, which is a sign of a full filling of the electric heater. After that, the outlet valve 17 at the outlet pipe 11 is closed, and the electric heater is connected to the electric network.

По мере нагрева воды в нижнем баке 3 она за счет конвекции поднимается в верхнюю часть нижнего бака 3 и по патрубку 4 попадает в верхний бак 2, вытесняя при этом более холодную воду через патрубок 5 в нижний бак 3 в сторону нагревательного элемента. Расход горячей воды происходит из верхней части верхнего бака 2, при этом за счет максимальной удаленности точки забора горячей воды от точки поступления холодной и минимальном перемешивании за счет разделения баков, а также малого сечения соединяющих патрубков 4 и 5 из электроводонагревателя отбирается вода максимальной температуры, на которую настроен термостат.As the water in the lower tank 3 is heated, it rises through the convection to the upper part of the lower tank 3 and flows through the pipe 4 to the upper tank 2, displacing cooler water through the pipe 5 into the lower tank 3 towards the heating element. The consumption of hot water occurs from the upper part of the upper tank 2, while due to the maximum distance of the hot water intake point from the point of entry of cold and minimal mixing due to the separation of the tanks, as well as the small cross-section of the connecting pipes 4 and 5, maximum temperature water is taken from which the thermostat is set to.

Нагрев воды в баке 3 осуществляется электронагревателем элементом 13. В случае достижения установленной температуры нагрева, термостат 12 автоматически отключает питание устройства. При выходе термостата 12 из строя срабатывает дополнительный термостат 14, защищая электроводонагреватель от перегрева и обеспечивая тем самым безопасную эксплуатацию прибора. При снижении температуры воды термостат 12 автоматически подключает питание, поддерживая таким образом установленную температуру. При расходе горячей воды из верхнего бака 2 ее объем непрерывно замещается равным количеством подогретой воды из бака 3 за счет подпора давлением водопровода. Работа устройства осуществляется в автоматическом режиме. Переключатель подачи мощности может обеспечивать как одну, так и несколько ступеней нагрева.The water in the tank 3 is heated by the electric heater element 13. If the set heating temperature is reached, the thermostat 12 automatically turns off the power to the device. When the thermostat 12 fails, an additional thermostat 14 is activated, protecting the electric heater from overheating and thereby ensuring the safe operation of the device. When the water temperature drops, the thermostat 12 automatically connects the power, thus maintaining the set temperature. When the flow of hot water from the upper tank 2, its volume is continuously replaced by an equal amount of heated water from the tank 3 due to the back pressure of the water supply. The device operates in automatic mode. The power supply switch can provide either one or several heating stages.

Таким образом, предлагаемый электроводонагреватель за счет своей конструкции обеспечивает повышение эффективности нагрева посредством формирования организованного конвективного циркуляционного потока. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет снизить теплопотери, уменьшить энергопотребление, повысить удобство эксплуатации устройства и снизить связанные с этим затраты, повысить безопасность и надежность прибора, а также увеличить скорость нагрева воды.Thus, the proposed electric heater due to its design provides increased heating efficiency by forming an organized convective circulation flow. In addition, the proposed design allows to reduce heat loss, reduce energy consumption, increase the usability of the device and reduce associated costs, increase the safety and reliability of the device, as well as increase the speed of heating water.

Claims

1. An electric heater containing a housing with thermal insulation, inside of which two horizontally elongated tanks are fixed one above the other, the upper and lower, the bottom of the upper tank being connected to the upper and lower walls by two pipes, the heater and the cold water inlet pipe are located in the lower tank with a check valve and a divider, and in the upper tank there is an intake pipe of the hot water outlet pipe, characterized in that the heater is attached to the side wall of the lower tank at the level of its central th horizontal axis under one of the nozzles connecting the tanks.

2. An electric heater according to claim 1, characterized in that the thermal insulation is made outside of both tanks simultaneously.

3. An electric heater according to claim 1, characterized in that an air gap is made between the thermal insulation and the tanks.

4. The electric heater according to claim 1, characterized in that the housing, thermal insulation and the mounting unit of the heater are made in such a way that they provide the possibility of replacing the heater, as well as access to the inside of the lower tank.

5. The electric heater according to claim 1, characterized in that a magnesium anode is installed in the lower tank.

6. The electric heater according to claim 1, characterized in that the lower tank is equipped with a drain pipe.

7. The electric heater according to claim 1, characterized in that it is equipped with a main thermostat comprising a heating temperature sensor connected to the heater on / off device, and an additional thermostat that protects the electric heater from overheating in case of failure of the main thermostat.

8. The electric heater according to claim 1, characterized in that the hot water outlet pipe passes through one of the connecting pipes.

9. The electric heater according to claim 1, characterized in that on the outer surface of the casing of one of the tanks a thermal protective relay is installed, which ensures that the electric heater is disconnected from the electric network during overheating.

10. The electric heater according to claim 1, characterized in that the electric heater is equipped with an additional heating element that provides an increase in power, as well as controls for switching power.

11. The electric heater according to claim 1, characterized in that it has a system for measuring the temperature of the water in the device and indicating the measured temperature using an external indicator - electrical or mechanical.