RU177403U1 - Накопительный электроводонагреватель - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к накопительным (аккумуляционным) водонагревателям для бытовых помещений, жилых помещений, офисов, дачных домиков, бытовок. Электроводонагреватель состоит из корпуса 1, в котором закреплены баки для воды 2 и 3. В баке для воды 3 размещены нагревательный элемент (ТЭН) 5 и магниевый анод 6 и подведен штуцер подачи холодной воды. Бак для воды 2 снабжен штуцером забора горячей воды. С торцов корпуса 1 размещены торцевая крышка 12 и рабочая торцевая крышка. Нагревательный элемент 5 электрически соединен с блоком управления, содержащим электронную плату питания, электронную плату управления с микроконтроллером и защитный термостат. На внешней стороне корпуса 1 размещены органы управления, скомпонованные на панели управления, на которой выполнен паз 18, в котором закреплена заглушка 19. На электронной плате управления установлен USB-разъем, выводы которого обращены к пазу 18 и выполнены из электропроводящего материала. К USB-разъему подсоединяется Wi-Fi модуль 20. Технический результат - обеспечение возможности корректного удаленного управления. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Заявляемая полезная модель относится к электротехнике, а именно к накопительным, аккумуляционным водонагревателям для бытовых помещений, таких как жилые помещения, офисы, дачные домики, бытовки строительно-монтажных организаций и прочие объекты.

Известен водонагреватель накопительного типа (патент на полезную модель RU №44373, 2004), который содержит расположенные параллельно два вертикальных бака, соединенных вверху и внизу патрубками, входной патрубок подачи холодной воды, расположенный в нижней части, и выходной патрубок выхода горячей воды, расположенный в верхней части другого бака. Баки расположены внутри наружного защитного корпуса, заполненного теплоизоляцией. Два нагревательных элемента смонтированы на герметично установленных фланцах каждого бака. Водонагреватель снабжен выносным термостатом. На наружном корпусе установлена панель управления с ручкой управления термостатом и переключателями режимов мощности нагревательных элементов. Нижняя часть корпуса снабжена предохранительной крышкой.

Недостатком данного устройства являются ограниченные эксплуатационные и функциональные возможности.

Известен электроводонагреватель бытовой для горячего децентрализованного водоснабжения помещений, который содержит вертикально расположенные два бака, соединенные двумя трубами, при этом верхний бак снабжен трубой подачи холодной воды, нижний - трубой выпуска горячей воды и нагревательным элементом, расположенным в нижней части полости бака, труба выпуска горячей воды расположена в дне нижнего бака, а входной конец ее заведен в верхнюю часть полости этого бака. Выходной конец соединительной трубы заведен в нижнюю часть полости нижнего бака в зону расположения нагревательного элемента, а вторая соединительная труба представляет собой патрубок, снабженный вентилем и расположенный между дном верхнего бака и верхом нижнего бака (патент на изобретение RU № 2116580, 1998).

Также известны электрические водонагреватели по патентам RU №№109533б 158762, 125149, патентам US7043149, US 4383419, WO 2010/095954.

Общим недостатком известных устройств является ограниченные эксплуатационные и функциональные возможности, в частности отсутствует техническая возможность подключения Wi-Fi коммутатора и управления водонагревателя удаленно через WEB страницу или программу на мобильном телефоне.

Известен водонагреватель проточно-накопительный бытовой, который содержит последовательно соединенные первую и вторую внутренние емкости, выполненные из нержавеющей стали, корпус с верхней и нижней торцевыми крышками, теплоизолированные друг от друга, трубу подачи холодной воды с обратным предохранительным клапаном, выполненную с изгибом и рассекателем на конце трубы, трубу забора горячей воды, смонтированные на первом и втором фланцах четыре «сухих» нагревательных элемента и магниевые аноды, при этом два «сухих» нагревательных элемента, магниевый анод и капиллярный термовыключатель смонтированы на первом фланце, в нижней части первой внутренней емкости, а два других «сухих» нагревательных элемента с магниевым анодом и контактным термовыключателем - на втором фланце, в верхней части второй внутренней емкости, установленный на соединительной трубе электромагнитный клапан, трубу для полного слива воды, установленную в нижней части второй внутренней емкости, а на передней части корпуса расположена панель управления с электронным программатором (патент на полезную модель RU № 71735, 2008).

Известный водонагреватель обладает повышенной производительностью за счет наличия двух баков и имеет широкие эксплуатационные возможности, выражающиеся в возможности использования, как в проточном, так и в накопительном режимах. Вместе с тем, известный водонагреватель имеет ограниченные функциональные возможности, в частности отсутствует техническая возможность его удаленного управления, например, путем подключения Wi-Fi коммутатора или путем функционирования программы ЭВМ, записанной на мобильном телефоне с функциями беспроводной связи.

Наиболее близким к предлагаемому, является накопительный, аккумуляционный водонагреватель, содержащий сообщенные друг с другом первый и второй баки для воды, выполненные теплоизолированными и размещенные в корпусе, последний снабжен торцевыми крышками, баки для воды снабжены штуцером забора горячей воды и штуцером подачи холодной воды, концевая часть которого имеет распределитель, нагревательный элемент с магниевым анодом, выполненный с возможностью подключения к электросети, нагревательный элемент размещен в одном баке для воды, на котором смонтирован штуцер подачи холодной воды, распределитель последнего выполнен с возможностью изменения направления входящего потока холодной воды, а в другом баке для воды смонтирован штуцер забора горячей воды, который имеет трубку, размещенную в полости бака для воды, вход и выход указанных штуцеров размещены в одной плоскости и разведены относительно друг друга к краям торцевой крышки, баки для воды сообщены друг с другом посредством патрубков, разнесенных относительно друг друга по продольной оси и размещенных на смежных боковых поверхностях баков для воды. Водонагреватель содержит блок управления, выполненный с возможностью подключения к электросети, и панель управления. Блок управления представлен соединенными друг с другом электронной платой питания, электронной платой управления, защитным термостатом и шнуром питания с устройством защитного отключения. В качестве защитного термостата может быть любое известное устройство, которое отключает подачу электричества на внутреннюю цепь устройства при избыточном нагреве воды (свыше 95ºС). На электронной плате управления выполнены кнопочные и регулировочный переключатели для управления режимами работы водонагревателя и регулировки температуры нагрева воды. Электронная плата управления может иметь возможность подключения Wi-Fi коммутатора и управления водонагревателя удаленно через WEB страницу или программу на мобильном телефоне. На электронной плате питания смонтирована цепь с высокой токовой нагрузкой, при помощи реле высокий ток и напряжение подаются на нагревательный элемент. На внешней части корпуса расположена панель управления, на которую выведены элементы управления всех вышеуказанных устройств управления (патент на полезную модель RU 170579, 2017).

Известный водонагреватель имеет широкие эксплуатационные возможности, выражающиеся в возможности использования, как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях. Известный водонагреватель имеет широкие функциональные возможности, в частности имеется возможность его удаленного управления путем подключения Wi-Fi коммутатора или путем функционирования программы ЭВМ, записанной на мобильном телефоне с функциями беспроводной связи. Вместе с тем, размещение на электронной плате управления, которая экранирована металлическим корпусом, приемника Wi-Fi сигналов приводит к снижению уровня сигналов, а, следовательно, к неэффективному управлению, а именно к ошибкам исполнения управляющих сигналов.

Задача заявляемой полезной модели - расширение ассортимента электроводонагревателей накопительного типа повышенной производительности с расширенными функциональными возможностями.

Технический результат – расширение ассортимента электроводонагревателей накопительного типа повышенной производительности, обладающих возможностью его корректного удаленного управления за счет улучшения качества  приёма, обработки и исполнения командного сигнала.

Технический результат достигается тем, что заявляемый накопительный электроводонагреватель, содержит баки для воды, размещенные в корпусе с торцевыми крышками, баки для воды снабжены штуцерами забора горячей воды и подачи холодной воды, вход и выход штуцеров размещены в одной плоскости на торцевой крышке, нагревательный элемент, размещенный в одном из баков для воды и электрически соединенный с блоком управления, который соединен с органами управления и выполнен с возможностью подключения к электросети, блок управления содержит электронную плату питания и электронную плату управления, электрически соединенные друг с другом, при этом на электронной плате управления размещен разъем, выполненный с возможностью подключения модульного устройства интерфейса управления, выводы разъема выполнены из электропроводящего материала и обращены к панели управления, в которой имеется паз, выполненный таким образом, чтобы обеспечить возможность механического соединения разъема с модульным устройством интерфейса управления, паз снабжен заглушкой, выполненной с возможностью приведения паза в состояние «открыт-закрыт».

Блок управления размещен внутри корпуса и выполнен с возможностью подключения к электросети, представлен соединенными друг с другом электронной платой питания и электронной платой управления. Дополнительно блок управления может содержать защитный термостат. Блок управления подключен к электросети посредством шнура питания, который может быть снабжен устройством защитного отключения.

В заявляемом электроводонагревателе электронная плата управления снабжена разъемом, выводы которого направлены в направлении панели управления для подсоединения модульного устройства интерфейса управления, имеющего ответные выводы. В качестве разъема предпочтительно используется USB разъем, а в качестве модульного устройства интерфейса управления используется предпочтительно модули Wi-Fi для подключения Wi-Fi коммутатора и управления заявляемого водонагревателя удаленно через WEB страницу или программу ЭВМ, установленную на мобильном телефоне. Выводы разъема выполнены из электропроводящего материала, в качестве которого предпочтительно используется сталь.

Электронная плата управления снабжена микроконтроллером и имеет электрический контакт с кнопочными и регулировочными переключателями, размещенными на панели управления, и осуществляет функцию управления режимами работы водонагревателя и регулировки температуры нагрева воды.

Электронная плата питания блока управления преобразует переменное сетевое напряжение в постоянное низковольтное напряжение, которое необходимо для работы электронной платы управления. На электронной плате питания блока управления смонтирована цепь с высокой токовой нагрузкой, при помощи реле высокий ток и напряжение подается на нагревательный элемент, размещенный в одном из баков для воды.

Питание электронной платы управления осуществляется от электронной платы питания, с которой имеется электрическая связь. Электронная плата питания снабжена электрическими контактами для обеспечения возможности электрического соединения.

Электрическое соединение реализуется схемой питания, осуществляется электропроводящими проводами, электрическими контактами, токопроводящими дорожками на электронных платах и иными известными элементами электрических схем.

Заглушка механически зацепляется на панели управления, например, при помощи плотной посадки в паз. Заглушка предпочтительно выполнена откидывающейся и взаимодействует в собранном состоянии с панелью управления за счет плотной посадки, приводя паз в состояние «открыт» или «закрыт». При отсоединенном модуле Wi-Fi, заглушка закрывает USB разъем, выведенный в направлении заглушки, исключая возможность попадания посторонних предметов и брызг воды на электронную плату управления. Для присоединения модуля Wi-Fi заглушка откидывается или снимается, открывая доступ к USB разъему.

В качестве нагревательного элемента предпочтительно используют нагревательный элемент с магниевым анодом («сухой» ТЭН и магниевый анод). Баки для воды выполнены теплоизолированными, сообщающимися друг с другом и имеют предпочтительно цилиндрическую форму, жестко зафиксированы внутри полости металлического корпуса. Штуцер подачи холодной воды предпочтительно представлен в виде нержавеющей трубы с резьбой на конце 1/2", на обратном конце штуцера непосредственно на входе воды в бак установлен металлический или пластиковый колпачок, который предотвращает полное смешивание воды, поступающей в бак с нагретой в баке водой, и холодная вода вытесняет нагретую, которая вытекает из бака через штуцер забора горячей воды. Штуцер забора горячей воды установлен в другом баке для воды. Вход штуцера подачи холодной воды и выход штуцера забора горячей воды размещены в одной плоскости по краям торцевой крышки корпуса водонагревателя. На внешней стороне корпуса размещены органы управления, преимущественно скомпонованные на панели управления, размещенной на лицевой части корпуса. Торцевые крышки корпуса водонагревателя выполнены съемными.

Заявляемый накопительный электроводонагреватель отличается от известных тем, что:

на электронной плате управления размещен разъем, выполненный с возможностью подключения модульного устройства интерфейса управления;

выводы разъема выполнены из электропроводящего материала;

выводы разъема обращены в направлении панели управления;

на панели управления выполнен паз;

паз выполнен таким образом, чтобы обеспечить возможность механического соединения разъема с модульным устройством интерфейса управления;

паз снабжен заглушкой;

заглушка выполнена с возможностью ее съема.

Сравнение заявляемого устройства с известным позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».

Заявляемое устройство может быть изготовлено из известных материалов с помощью известных технологий и известных конструктивных элементов, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость».

Заявляемое устройство иллюстрируется следующими чертежами и рисунками:

фиг. 1 – схематически показана конструкция электроводонагревателя с панелью управления и с подключаемым модулем Wi-Fi;

фиг. 2 – то же в разрезе;

фиг. 3 – показан принцип соединения между собой узла удаленного управления электроводонагревателя;

фиг. 4 – показан внешний вид электроводонагревателя в сборе со снятой заглушкой и установленным модулем Wi-Fi;

фиг. 5 – показан внешний вид электроводонагревателя в сборе с заглушкой без модуля Wi-Fi.

Заявляемый электроводонагреватель состоит из корпуса 1, выполненного из нержавеющей стали, в полости которого закреплены теплоизолированные, сообщающиеся друг с другом с помощью кольца 4 баки для воды 2 и 3, выполненные из нержавеющей стали. В полости бака для воды 3 размещены нагревательный элемент (ТЭН) 5 и магниевый анод 6 и подведен штуцер подачи холодной воды 7. Бак для воды 2 снабжен штуцером забора горячей воды 8. С торцов корпуса 1 размещены торцевая крышка 12 и рабочая торцевая крышка 13. Вход штуцера подачи холодной воды 7 и выход штуцера забора горячей воды 8 расположены по краям торцевой крышки 13 корпуса 1. Нагревательный элемент 5 электрически соединен с блоком управления, который содержит электронную плату питания 14, электронную плату управления 15 с микроконтроллером (не показан) и защитный термостат 9. Электроподвод осуществляется посредством шнура питания 16 с блоком защитного отключения 10 и вилкой 11 для подключения к электросети. На внешней стороне корпуса 1 размещены органы управления, скомпонованные на панели управления 17, на которой выполнен паз 18, в котором закреплена заглушка 19. На электронной плате управления 15 установлен USB-разъем, выводы которого обращены к пазу 18 и выполнены и стали. К USB-разъему подсоединяется Wi-Fi модуль 20.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Собранный электроводонагреватель устанавливают в удобном месте и включают в электросеть посредством шнура питания 16 с вилкой 11, которая подключается к розетке электросети. Водонагреватель подключают к водопроводу через штуцер подачи холодной воды 7, согласно схеме подключения, указанной в инструкции по эксплуатации. Нагревательный элемент (ТЭН) 5 нагревает воду в баке для воды 3 до температуры, заданной на панели управления 17 и отключается. Подогретая вода через штуцер забора горячей воды 8 подается потребителю. По мере остывания воды, водонагреватель автоматически включает нагревательный элемент (ТЭН) 5 и поддерживает температуру воды на заданном значении (значение устанавливается от 35°С до 75°С).

Управление водонагревателем осуществляется посредством выставления требуемых режимов с помощью органов управления, скомпонованных на панели управления 17, сигналы с которых передаются на электронную плату управления 15 с микроконтроллером (не показан) блока управления водонагревателя. В случае удаленного нахождения потребителя, последний осуществляет управление с периферийного устройства с использованием домашнего Wi-Fi- роутера, откуда управляющий сигнал поступает в Wi-Fi модуль 20. Управление со смартфона или планшетного компьютера, работающего под операционными системами IoS или Android, осуществляется с помощью приложения с графическим интерфейсом. Wi-Fi модуль 20 водонагревателя устанавливает соединение с сервером, используя интернет, на котором установлена серверная часть приложения. Мобильное приложение так же устанавливает соединение с сервером, используя интернет. Серверная часть приложения осуществляет синхронизацию конкретного водонагревателя с конкретным мобильным приложением, на основании учетных записей пользователей.

Электронная плата управления 15 с USB-разъемом, в который механически устанавливается Wi-Fi модуль 20, электрически взаимодействует с электронной платой управления 15 блока управления водонагревателя. Сигнал Wi-Fi модуля 20 передается на микроконтроллер электронной платы управления 15. Приоритетность исполнения сигналов с панели управления 17 и с Wi-Fi модуля 20 распределяется следующим образом - при подаче дистанционного и ручного сигнала, команда на исполнение выдается в отношении того сигнала, который поступил последним. Через серийный порт осуществляется управление всеми параметрами водонагревателя, чтение показаний датчиков, размещенных на электронной плате управления 15 и кодов ошибок. Данные отправляются с микроконтроллера электронной платы управления 15 на сервер и принимаются с сервера через Wi-Fi модуль 20. По сигналу с сервера, с электронной платы управления 15 блока управления электроводонагревателя выдаются новые команды на выставление дистанционно заданных значений температуры воды, мощности, таймера.

Использование заявляемой полезной модели позволяет расширить ассортимент электроводонагревателей, обладающих расширенными функциональными возможностями за счет возможности корректного удаленного управления режимами его эксплуатации. Корректность управляющих сигналов обеспечивается путем сохранения уровня сигналов, уменьшения ошибок в приеме, обработке и исполнения управляющих сигналов за счет прямого электрического контакта разъема электронной платы управления с модульным устройством интерфейса управления. Наличие заглушки препятствует попаданию воды, пыли и иных инородных веществ и предметов, обеспечивая сохранение и достижение указанного технического результата. Кроме того, выполнение разъема для подключения модульного устройства интерфейса управления непосредственно в блоке управления обеспечивает не только надежность электрического соединения всех функциональных элементов друг с другом и улучшение качества исполнение командных сигналов, но и простоту сборки водонагревателя, по сравнению с разъемами, которые могут выполняться на иных конструктивных элементах водонагревателя.

Claims (7)

1. Накопительный электроводонагреватель, содержащий баки для воды, размещенные в корпусе с торцевыми крышками, баки для воды снабжены штуцерами забора горячей воды и подачи холодной воды, вход и выход штуцеров размещены в одной плоскости на торцевой крышке, нагревательный элемент, размещенный в одном из баков для воды и электрически соединенный с блоком управления, который соединен с органами управления и выполнен с возможностью подключения к электросети, блок управления содержит электронную плату питания и электронную плату управления, электрически соединенные друг с другом, отличающийся тем, что на электронной плате управления размещен разъем, выполненный с возможностью подключения модульного устройства интерфейса управления, выводы разъема выполнены из электропроводящего материала и обращены к панели управления, в которой имеется паз, выполненный таким образом, чтобы обеспечить возможность механического соединения разъема с модульным устройством интерфейса управления, паз снабжен заглушкой, выполненной с возможностью приведения паза в состояние «открыт-закрыт».

2. Накопительный электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электропроводящего материала используют сталь.

3. Накопительный электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что заглушка закрепляется в паз панели управления посредством плотной посадки.

4. Накопительный электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что заглушка выполнена с возможностью съема.

5. Накопительный электроводонагреватель по п. 4, отличающийся тем, что заглушка выполнена откидывающейся.

6. Накопительный электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что разъем на электронной плате управления представлен разъемом USB.

7. Накопительный электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что модульное устройство интерфейса управления представлено модулем Wi-Fi, имеющего ответные контакты для соединения с контактами разъема.

Images