RU2119616C1

RU2119616C1 - Electric water heater

Info

Publication number: RU2119616C1
Application number: RU97101790/06A
Authority: RU
Inventors: Л.Н. Звездин; мбишев С.С. Б; С.С. Бямбишев; В.П. Гулевич
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "ДЕЛСОТ"
Priority date: 1997-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 1998-09-27

Abstract

FIELD: heating of domestic running water. SUBSTANCE: electric water heater is made in form of heating module including tubular housing with inlet and outlet branch pipes, thermoelectric heating element with sealing units installed coaxially inside housing over its length with clearance of 1.0-2.5 mm, pickup checking water presence in housing made in form of pressure signalling device whose sensitive element is coupled by hydraulic channel with inner space of housing, thermal limiter and thermoelectric heating element operation light indicator. EFFECT: reduced consumption of electric energy for heating of running water, simplified design of heat exchanger. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в устройствах для проточного нагревания воды в бытовых целях. The invention relates to heat engineering and can be used in devices for instantaneous heating of water for domestic purposes.

Известен оребренный модуль для теплонесущей трубы, выполненной в виде съемной панели с закрепленными на ее поверхности ребрами, расположенными в разные стороны относительно продольной оси трубы (Патент России по заявке N 94022637/06 от 10.06.94, кл. F 24 H 1/06, F 28 F 1/24). Known finned module for a heat-carrying pipe, made in the form of a removable panel with ribs fixed on its surface, located in opposite directions relative to the longitudinal axis of the pipe (Russian Patent Application No. 94022637/06 of 06/10/94, class F 24 H 1/06, F 28 F 1/24).

Известны также нагреватели жидкости, содержащие резервуар для воды с закрепленным на боковой стенке трубчатым электроводонагревателем (ТЭН), термоограничители нагрева воды и ТЭНа, поплавковый датчик наличия воды в резервуаре, трубу перелива и светосигнальный индикатор работы ТЭНа (Электроводонагреватель марки ЭВАО-10/1,6 "Гейзер". Руководство по эксплуатации ПО "Гродторгмаш", г. Гродно, 1994 г.), и аналогичные по устройству нагреватели жидкости (Авторское свидетельство СССР по заявке N 3967181/29-06 от 21.10.85, кл. F 24 H 1/20). Liquid heaters are also known, containing a water tank with a tubular electric water heater (TEN) mounted on the side wall, thermal limiters for heating water and a TENA, a float sensor for the presence of water in the tank, an overflow pipe, and a light-signal indicator of the operation of the TENA (EVAO-10 / 1.6 electric heater Geyser. Operation manual for Grodtorgmash software, Grodno, 1994), and fluid heaters similar in design (USSR author's certificate for application N 3967181 / 29-06 of 10.21.85, class F 24 H 1 /twenty).

Кроме того, известен принятый за прототип быстродействующий электроводонагреватель, обеспечивающий только нагрев воды, протекающей чрез нагреватель во время пользования. Этот нагреватель содержит не менее 2-х горизонтальных теплообменников, каждый из которых состоит из внешней и внутренней труб, установленных одна в другую с зазором для прохождения воды и соединенных между собой перепускными трубами, причем во внутренней трубе размещен источник лучистой энергии и установлены керамические заглушки для предотвращения утечки энергии, а нагреватель соединен с подводящим и отводящим патрубками воды (Патент России по заявке N 93035600/06 от 18.07.93, кл. F 24 H 1/10). In addition, known for the prototype is a fast-acting electric water heater that provides only heating of the water flowing through the heater during use. This heater contains at least 2 horizontal heat exchangers, each of which consists of an external and an internal pipe installed one into another with a gap for water passage and interconnected by bypass pipes, and a source of radiant energy is placed in the internal pipe and ceramic plugs are installed for prevent leakage of energy, and the heater is connected to the inlet and outlet water pipes (Patent of Russia according to the application N 93035600/06 from 07/18/93, CL F 24 H 1/10).

Недостатком вышеперечисленных аналогов является сложность конструкции, значительная металлоемкость, большое время нагрева воды (до 30-40 мин в устройстве "Гейзер") и повышенный расход электроэнергии. The disadvantage of the above analogues is the design complexity, significant metal consumption, a long time for heating water (up to 30-40 minutes in the Geyser device) and increased power consumption.

Прототип в большей части свободен от недостатков аналогов, однако он сложен в конструктивном исполнении и не обеспечивает оптимального для нагрева протекающей воды расхода электроэнергии. The prototype for the most part is free from the disadvantages of analogues, however, it is complex in design and does not provide the optimal energy consumption for heating flowing water.

Целью изобретения является дальнейшее снижение расхода электроэнергии для нагрева протекающей воды при одновременном упрощении конструкции теплообменника. The aim of the invention is to further reduce the energy consumption for heating the flowing water while simplifying the design of the heat exchanger.

Поставленная цель достигается тем, что электронагреватель, содержащий трубчатый корпус теплообменника с подводящим и отводящим патрубками, ТЭН, с узлами герметизации, термоограничитель, светосигнальный индикатор работы ТЭНа и датчик наличия воды, выполнен в виде нагревательного модуля, в корпусе которого по всей длине коаксиально, с зазором 1,0 - 2,5 мм, размещен ТЭН, а датчик наличия воды выполнен в виде сигнализатора давления, чувствительный элемент которого связан гидравлическим каналом с внутренней полостью корпуса. This goal is achieved by the fact that the electric heater, containing a tubular heat exchanger body with inlet and outlet pipes, heating elements, with sealing units, a thermal limiter, a light-emitting diode of operation of the heating element and a water presence sensor, is made in the form of a heating module, in which the entire length is coaxial, with a gap of 1.0 - 2.5 mm, the heater is placed, and the water presence sensor is made in the form of a pressure signaling device, the sensitive element of which is connected by a hydraulic channel to the internal cavity of the housing.

Кроме того, на отводящем патрубке корпуса установлена дроссельная шайба. In addition, a throttle washer is installed on the outlet pipe of the housing.

Сравнительный анализ прототипа и предложения позволяет выявить следующие отличия:
1. В конструктивном исполнении: корпус выполнен в виде трубы и имеет гидравлический канал для связи с датчиком наличия воды; в корпус введена дроссельная шайба; датчик наличия воды выполнен в виде сигнализатора давления.A comparative analysis of the prototype and the proposal reveals the following differences:
1. In a design: the body is made in the form of a pipe and has a hydraulic channel for communication with a water presence sensor; throttle washer introduced into the housing; the water presence sensor is made in the form of a pressure alarm.

2. В связях и взаимном расположении элементов конструкции ТЭН размещен внутри корпуса коаксиально, по всей длине; чувствительный элемент датчика связан с внутренней полостью корпуса; дроссельная шайба установлена на отводящем патрубке корпуса. 2. In the connections and relative positions of structural elements, the heater is placed coaxially inside the body along the entire length; the sensor element is connected to the internal cavity of the housing; the throttle washer is installed on the outlet pipe of the housing.

3. В размерах при взаимном размещении элементов конструкции зазор между ТЭН, коаксиально размещенном в корпусе, и внутренней поверхностью корпуса равен 1,0 - 2,5 мм. 3. In dimensions, when the structural elements are mutually arranged, the gap between the heating element coaxially placed in the housing and the inner surface of the housing is 1.0 - 2.5 mm.

Указанные отличия позволяют получить положительный эффект, заключающийся в упрощении конструкции, снижении ее металлоемкости, в экономном расходовании электрической энергии, поскольку ТЭН работает только при наличии проточной под давлением воды, и в быстром нагреве проточной воды за счет конвективного нагрева тонкого слоя, заключенного между ТЭН и внутренней поверхностью корпуса. These differences allow you to get a positive effect, which consists in simplifying the design, reducing its metal consumption, in economical consumption of electric energy, since the heater works only in the presence of flowing water under pressure, and in the rapid heating of running water due to convective heating of a thin layer between the heater and the inner surface of the housing.

Таким образом, имеющиеся отличия можно квалифицировать как существенные отличия. Thus, the existing differences can be qualified as significant differences.

На фиг. 1 изображен электроводонагреватель, общий вид; на фиг. 2 - электрическая схема. In FIG. 1 shows an electric heater, general view; in FIG. 2 - electrical circuit.

В корпусе 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, изготовленном в виде трубы, из нержавеющей стали, коаксиально с зазором 1,0 - 2,2 мм размещен ТЭН 4. In case 1 with inlet 2 and outlet 3 nozzles, made in the form of a pipe, made of stainless steel, coaxially with a gap of 1.0 - 2.2 mm is placed TEN 4.

Концы 5 корпуса 1, через которые ТЭН 4 выходит из корпуса, герметизированы при помощи прокладок 6 из мягкого материала, например меди, поджатых упором 7. В зоне отводящего патрубка 3 в корпусе 1 выполнен гидравлический канал 8, связывающий чувствительный элемент датчика - сигнализатора давления 9 с полостью 10 корпуса 1. На кронштейне 11, прикрепленном к корпусу 1, установлен термоограничитель 12. The ends 5 of the housing 1, through which the heater 4 exits the housing, are sealed with gaskets 6 made of soft material, for example, copper, pressed by a stop 7. In the area of the outlet pipe 3 in the housing 1 there is a hydraulic channel 8 connecting the sensing element of the pressure signal transmitter 9 with a cavity 10 of the housing 1. On the bracket 11 attached to the housing 1, a thermal limiter 12 is installed.

Контактные штыри 13, 14 ТЭНа 4, контакты 15, 16 датчика 9 и контакты 17, 18 термоограничителя 12 через плавкий предохранитель 19 связаны в единую цепь питания ТЭНа 4. Параллельно этой цепи подключен светосигнальный индикатор 20 работы ТЭНа 4, состоящий из сопротивления 21, светодиода 22 и диода 23. На отводящем патрубке 3 корпуса 1 установлена дроссельная шайба 24. Contact pins 13, 14 of heating element 4, contacts 15, 16 of sensor 9 and contacts 17, 18 of thermal limiter 12 are connected through a fuse 19 to a single power supply circuit of heating element 4. A light-emitting diode indicator 20 of operation of heating element 4, consisting of resistance 21, LED is connected in parallel to this circuit 22 and diode 23. On the outlet pipe 3 of the housing 1, a throttle washer 24 is installed.

Работает электронагреватель следующим образом. Вилка 24 электроводонагревателя включается в сеть питания напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Из водопроводной сети, подключенной через вентиль к подводящему патрубку 2, в полость 10 корпуса 1 подается вода под давлением, воздействуя на чувствительный элемент датчика 9, воды включает контакты 15 и 16 цепи питания ТЭНа 4, одновременно включается светосигнальный индикатор 20, ТЭН 4 нагревается и передает тепло воде, протекающей во внутренней полости 10 корпуса 1. Из отводящего патрубка 3 выходит нагретая вода, которая используется по назначению. The electric heater works as follows. The plug 24 of the electric heater is connected to a power supply voltage of 220 V, frequency 50 Hz. From the water supply network connected through a valve to the supply pipe 2, water under pressure is supplied to the cavity 10 of the housing 1, acting on the sensor element 9, the water turns on the contacts 15 and 16 of the power supply of the heating element 4, the light-emitting indicator 20 turns on, the heating element 4 heats up and transfers heat to the water flowing in the inner cavity 10 of the housing 1. From the outlet pipe 3 comes the heated water, which is used for its intended purpose.

Питание ТЭНа 4 отключается автоматически, если температура корпуса 1 превысит температуру настройки терморегулятора 12; перегорит предохранитель 17; прекратится подача воды в корпус 1 электроводонагревателя (при закрытии вентиля водопроводной сети). The power supply of the heating element 4 is switched off automatically if the temperature of the housing 1 exceeds the temperature of the temperature control 12; blown fuse 17; the water supply to the housing 1 of the electric heater will stop (when closing the valve of the water supply network).

Необходимо отметить, что из предложенных нагревательных модулей могут быть набраны приборы, рассчитанные на различные расходы воды и ее температуры, при этом в корпусе 1 могут размещаться, как одноконцевые, так и двухконцевые ТЭНы. It should be noted that from the proposed heating modules, devices designed for different flow rates of water and its temperature can be selected, while both single-end and double-end heating elements can be placed in housing 1.

В настоящее время на предприятиях разработаны чертежи предложенного электроводонагревателя для бытовых целей в двух вариантах с одноконцевым и двухконцевым ТЭНом. Испытания опытных образцов дали положительные результаты: при мощности ТЭНа 3,2 - 3,6 кВт и расходе воды 1,5 - 2,0 л/мин вода нагревается до температуры 45 - 60^oC за 15 - 20 с.Currently, the enterprises have developed drawings of the proposed electric heater for domestic purposes in two versions with single-end and double-end heating elements. Tests of the experimental samples yielded positive results: with a heating element power of 3.2 - 3.6 kW and a water flow rate of 1.5 - 2.0 l / min, the water is heated to a temperature of 45 - 60 ^o C for 15 - 20 s.

Вес опытных образцов не превышает 0,8 - 1,2 кг. The weight of the prototypes does not exceed 0.8 - 1.2 kg.

Серийный выпуск приборов, в основу которых заложены предложенные электроводонагреватели, предполагается начать в 1997 г. Serial production of devices, which are based on the proposed electric water heaters, is supposed to begin in 1997.

Claims

1. An electric heater containing a tubular body of a heat exchanger with inlet and outlet pipes, a heating element with sealing units, a temperature limiter, a light-signal indicator of the operation of the heating element and a water sensor, characterized in that it is made in the form of a heating module, in which the entire length is coaxial with a gap of 1.0 - 2.5 mm, the heater is placed, and the water presence sensor is made in the form of a pressure signaling device, the sensitive element of which is connected by a hydraulic channel to the internal cavity of the housing.

2. The electric heater according to claim 1, characterized in that a throttle washer is installed on the outlet pipe of the housing.