RU2191954C2 - Induction electric heater - Google Patents

Induction electric heater Download PDF

Info

Publication number
RU2191954C2
RU2191954C2 RU2001100102/06A RU2001100102A RU2191954C2 RU 2191954 C2 RU2191954 C2 RU 2191954C2 RU 2001100102/06 A RU2001100102/06 A RU 2001100102/06A RU 2001100102 A RU2001100102 A RU 2001100102A RU 2191954 C2 RU2191954 C2 RU 2191954C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
hot water
inductor
center
heater
Prior art date
Application number
RU2001100102/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Бастрон
к П.Р. Коб
П.Р. Кобяк
А.В. Чебодаев
Original Assignee
Красноярский государственный аграрный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярский государственный аграрный университет filed Critical Красноярский государственный аграрный университет
Priority to RU2001100102/06A priority Critical patent/RU2191954C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2191954C2 publication Critical patent/RU2191954C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

FIELD: preparation of hot water for technological purposes; hot water supply systems for buildings where storage-type electric heater is load-regulator of electrical lead-in or supply transformer substation. SUBSTANCE: induction electric water heater includes inductor and ferromagnetic tube embraced by this inductor; said ferromagnetic tube is connected with cold and warm water pipe lines; besides that, four tubes are mounted additionally which are located coaxially relative to one another forming inner, center and outer reservoirs; inductors are located in gaps between inner and center reservoirs, between center and outer reservoirs; inner reservoir is connected with hot water pipe line. EFFECT: enhanced operational efficiency due to combination of positive properties of flow-through and storage-type water heaters. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике получения горячей воды для технологических нужд, например для горячего водоснабжения ванной комнаты и кухни коттеджей, отдельных квартир многоэтажных домов, в которых аккумуляционный электроводонагреватель является потребителем-регулятором энергетического ввода или питающей трансформаторной подстанции. The invention relates to a technique for producing hot water for technological needs, for example, for hot water supply to a bathroom and kitchen of cottages, individual apartments of multi-storey buildings, in which an accumulator electric heater is a consumer-regulator of a power input or a supply transformer substation.

Известен индукционный нагреватель [1], который является многовитковым индуктором, охватывающим снаружи нагреваемую ферромагнитную трубу с водой. Known induction heater [1], which is a multi-turn inductor, covering the outside of a heated ferromagnetic pipe with water.

Основным недостатком этого водонагревателя является то, что при использовании трубы малого диаметра и большой мощности индуктора нагрев воды будет проходить быстро (за несколько минут) и водонагреватель будет проточным. Такой водонагреватель не может работать в режиме потребителя-регулятора энергетического ввода или питающей трансформаторной подстанции. При использовании трубы большого диаметра или большой протяженности водонагреватель будет аккумуляционным (он может работать в режиме потребителя-регулятора) и температура воды после его заполнения холодной водой достигнет требуемого значения спустя длительное время (несколько часов). Труба индукционного водонагревателя обычно не термоизолируется, т.к. снизится ремонтопригодность водонагревателя, что является также существенным недостатком. The main disadvantage of this water heater is that when using a pipe of small diameter and high power inductor, the water will heat up quickly (in a few minutes) and the water heater will be instantaneous. Such a water heater cannot operate as a consumer-regulator of a power input or a supply transformer substation. When using a pipe of large diameter or long length, the water heater will be accumulative (it can operate in the consumer-regulator mode) and the temperature of the water after it is filled with cold water will reach the required value after a long time (several hours). The induction water heater pipe is usually not thermally insulated, because maintainability of the water heater will decrease, which is also a significant drawback.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы электроводонагревателя за счет сочетания положительных качеств проточного и аккумуляционного водонагревателей (быстрый нагрев малого объема воды, нагрев большого объема воды в режиме потребителя-регулятора). The objective of the invention is to increase the efficiency of a water heater by combining the positive qualities of instantaneous and storage water heaters (quick heating of a small volume of water, heating a large volume of water in the consumer-controller mode).

Задача решается тем, что водонагреватель дополнительно содержит четыре трубы, которые расположены коаксиально друг c другом с образованием внутренней, средней и наружной емкостей, при этом индукторы расположены в зазорах между внутренней и средней, между средней и наружной емкостями, а внутренняя емкость соединена с водопроводом горячей воды. The problem is solved in that the water heater additionally contains four pipes that are arranged coaxially with each other to form inner, middle and outer tanks, while the inductors are located in the gaps between the inner and middle, between the middle and outer tanks, and the inner tank is connected to the hot water supply water.

На фиг.1 схематично представлен разрез водонагревателя;
на фиг.2 показан вид А (вид сверху) водонагревателя.
Figure 1 schematically shows a section of a water heater;
figure 2 shows a view A (top view) of the water heater.

Индукционный электроводонагреватель 1 для нагрева воды 2 состоит из трех емкостей 3, 4 и 5 - холодной, теплой и горячей воды соответственно. Между стенками 6 и 7 (выполнены из ферромагнитного материала) емкостей 5 и 4 уложен индуктор 10, а между стенками 8 и 9 (также выполнены из ферромагнитного материала) емкостей 4 и 3 уложен индуктор 11. Induction electric heater 1 for heating water 2 consists of three tanks 3, 4 and 5 - cold, warm and hot water, respectively. An inductor 10 is laid between the walls 6 and 7 (made of ferromagnetic material) of the capacities 5 and 4, and an inductor 11 is placed between the walls 8 and 9 (also made of the ferromagnetic material) of the capacities 4 and 3.

Емкость 3 является резервуаром холодной воды и соединена с водопроводом 12 холодной воды. Емкость 4 является резервуаром теплой воды и соединена с водопроводом 13 теплой воды. Емкость 5 является резервуаром горячей воды и соединена с водопроводом 14 горячей воды. Capacity 3 is a cold water reservoir and is connected to a cold water supply 12. Capacity 4 is a reservoir of warm water and is connected to a warm water supply 13. Capacity 5 is a hot water tank and is connected to a hot water supply 14.

Каждый индуктор может быть изготовлен в виде нескольких обмоток. Например, индуктор 11 может быть изготовлен так: первая обмотка расположена ближе к стенке 9 емкости 3, вторая - к стенке 8 емкости 4. Для термоизоляции емкости 3 от емкости 4 и емкости 4 от емкости 5 не занятое индукторами 10 и 11 пространство между стенками 6 и 7, а также между стенками 8 и 9 может быть заполнено термоизоляцией (не показана), например пенополистирольными шариками. Each inductor can be made in the form of several windings. For example, the inductor 11 can be made as follows: the first winding is located closer to the wall 9 of the vessel 3, the second - to the wall 8 of the vessel 4. To insulate the vessel 3 from the vessel 4 and the vessel 4 from the vessel 5, the space between the walls 6 not occupied by the inductors 10 and 11 and 7, as well as between walls 8 and 9, can be filled with thermal insulation (not shown), for example, polystyrene foam balls.

Выход трубопровода теплой воды 13 обычно соединяют с краном горячей воды в ванной комнате (не показан), а выход трубопровода горячей воды 14 обычно соединяют с краном горячей воды на кухне (не показан). Резервуар 3 может иметь термоизоляцию (не показана). Трубопровод горячей воды 14 может быть также соединен с краном горячей воды в ванной комнате, например через переключающее устройство (не показано), которое соединяет кран либо с трубопроводом теплой воды 13, либо с трубопроводом горячей воды 14. В случае необходимости у водонагревателя 1 может вообще отсутствовать трубопровод теплой воды 13. The outlet of the warm water pipe 13 is usually connected to a hot water tap in the bathroom (not shown), and the outlet of the hot water pipe 14 is usually connected to a hot water tap in the kitchen (not shown). The tank 3 may have thermal insulation (not shown). The hot water pipe 14 can also be connected to a hot water tap in the bathroom, for example, through a switching device (not shown) that connects the tap to either the hot water pipe 13 or the hot water pipe 14. If necessary, the water heater 1 can generally no warm water pipe 13.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Из водопровода холодной воды 12 вода подается в емкость 3. При подаче напряжения переменный магнитный поток, создаваемый индуктирующей обмоткой 11, наводит в ферромагнитном материале стенок емкостей 3 и 4 вихревые токи, которые нагревают указанные стенки. Холодная вода, омывая горячие поверхности емкостей 3 и 4, нагревается и поднимается вверх, откуда разбирается потребителями через трубопровод теплой воды 13. From the cold water supply 12, water is supplied to the tank 3. When a voltage is applied, an alternating magnetic flux created by the induction winding 11 induces eddy currents in the ferromagnetic material of the walls of the capacities 3 and 4, which heat these walls. Cold water, washing the hot surfaces of tanks 3 and 4, heats up and rises, from where it is disassembled by consumers through a warm water pipeline 13.

При подаче напряжения на индуктор 10 переменный магнитный поток наводит в ферромагнитном материале стенок емкостей 5 и 4 вихревые токи, которые нагревают указанные стенки. Вода, предварительно подогретая с помощью индуктора 11, омывая горячие поверхности емкостей 5 и 4, нагревается и поднимается вверх, откуда разбирается потребителями через трубопроводы горячей воды 14 и теплой воды 13. When voltage is applied to the inductor 10, an alternating magnetic flux induces eddy currents in the ferromagnetic material of the walls of the capacities 5 and 4, which heat these walls. Water preheated with an inductor 11, washing the hot surfaces of containers 5 and 4, is heated and rises, from where it is disassembled by consumers through pipelines of hot water 14 and warm water 13.

При работе указанного электроводонагревателя в режиме потребителя-регулятора для выравнивания графика нагрузки энергетического ввода коттеджа или питающей трансформаторной подстанции (районной или потребительской), например, при внедрении трехтарифного счетчика учета электрической энергии индукторы 10 и 11 могут быть изготовлены в виде нескольких обмоток. When the specified electric heater is operating in the consumer-regulator mode to equalize the load curve of the energy input of the cottage or the supply transformer substation (regional or consumer), for example, when introducing a three-tariff meter for metering electric energy, inductors 10 and 11 can be made in the form of several windings.

Минимальная мощность потребляется при включении обмотки индуктора 10, расположенной ближе к стенке 6 емкости 5 в часы пика нагрузки при утреннем и вечернем максимуме нагрузки (тариф на электроэнергию максимальный). При базисном тарифе на электроэнергию используется большая мощность (например, включены две обмотки индуктора 10). В часы провала графика нагрузки, когда потребление воды минимальное или его нет вообще, водонагреватель работает в аккумуляционном режиме. Поскольку в это время действует льготный тариф, то индукторы включены на полную мощность. The minimum power is consumed when the winding of the inductor 10 is turned on, located closer to the wall 6 of the capacitance 5 during peak hours at the morning and evening maximum loads (maximum electricity tariff). At the basic tariff for electricity, large power is used (for example, two windings of the inductor 10 are included). During the hours of the failure of the load schedule, when the water consumption is minimal or there is none at all, the water heater works in accumulation mode. Since the preferential tariff is valid at this time, the inductors are turned on at full capacity.

В водонагревателе могут быть использованы два терморегулятора (не показаны): один контролирует температуру нагрева воды в емкости 4, другой - в емкости 5. Включение только одной обмотки индуктора 10, расположенной ближе к стенке 6 емкости 5, целесообразно в том случае, когда вода в емкости 5 была нагрета до заданного значения температуры и спустя время остыла и требуется ее вновь подогреть. Two temperature controllers (not shown) can be used in a water heater: one controls the temperature of heating the water in the tank 4, the other in the tank 5. The inclusion of only one winding of the inductor 10, located closer to the wall 6 of the tank 5, is advisable in the case when the water in capacity 5 was heated to a predetermined temperature and after a while it cooled down and you need to reheat it.

Изобретение повышает эффективность работы электроводонагревателя за счет сочетания положительных качеств аккумуляционного и проточного водонагревателей. Поскольку индуктор расположен внутри водонагревателя, вся выделенная тепловая энергия пойдет на нагрев воды, а не потратится частично в окружающую среду, как в традиционных индукционных водонагревателях. Емкость с горячей водой расположена внутри емкости с теплой водой, поэтому поток тепловой энергии из емкости горячей воды пойдет на подогрев теплой воды. The invention improves the efficiency of an electric water heater by combining the positive qualities of storage and instantaneous water heaters. Since the inductor is located inside the water heater, all the released thermal energy will be used to heat the water, and not be spent partially in the environment, as in traditional induction water heaters. The hot water tank is located inside the warm water tank, so the flow of thermal energy from the hot water tank will go to warm the water.

Техническая реализация патентуемого индукционного электроводонагревателя не вызывает сомнения, например, в коттеджах с трехфазным единым энергетическим вводом (~ 3N, 380 В, 50 Гц), где электрифицированы технологические процессы обогрева, воздухообмена, горячего водоснабжения и быта. В таких коттеджах предложенный электроводонагреватель может быть использован взамен распространенной схемы горячего водоснабжения с помощью проточного водонагревателя для кухни и аккумуляционного водонагревателя для ванной комнаты. The technical implementation of the patented induction electric water heater is not in doubt, for example, in cottages with a three-phase single energy input (~ 3N, 380 V, 50 Hz), where the heating, air exchange, hot water and household processes are electrified. In such cottages, the proposed electric heater can be used instead of the common scheme of hot water supply using a flowing water heater for the kitchen and an accumulator water heater for the bathroom.

Источник информации
1. Электротехнология Басов А.М. и др. -М.: Агропромиздат, 1985, с.75.
Sourse of information
1. Electrotechnology Basov AM et al., Moscow: Agropromizdat, 1985, p. 75.

Claims (1)

Индукционный электроводонагреватель, содержащий индуктор и охватываемую им ферромагнитную трубу, соединенную с трубопроводами холодной и теплой воды, отличающийся тем, что в водонагревателе дополнительно установлены четыре трубы, которые расположены коаксиально друг другу с образованием внутренней, средней и наружной емкостей, при этом индукторы расположены в зазорах между внутренней и средней, между средней и наружной емкостями, а внутренняя емкость соединена с водопроводом горячей воды. An induction electric heater comprising an inductor and a ferromagnetic pipe covered by it, connected to cold and warm water pipelines, characterized in that four pipes are additionally installed in the water heater, which are arranged coaxially to each other to form internal, middle and external capacities, while the inductors are located in the gaps between the inner and middle, between the middle and outer tanks, and the inner tank is connected to the hot water supply.
RU2001100102/06A 2001-01-03 2001-01-03 Induction electric heater RU2191954C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100102/06A RU2191954C2 (en) 2001-01-03 2001-01-03 Induction electric heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100102/06A RU2191954C2 (en) 2001-01-03 2001-01-03 Induction electric heater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2191954C2 true RU2191954C2 (en) 2002-10-27

Family

ID=20244313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001100102/06A RU2191954C2 (en) 2001-01-03 2001-01-03 Induction electric heater

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2191954C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528211C1 (en) * 2013-09-03 2014-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" Induction steam generator
RU206874U1 (en) * 2021-06-22 2021-09-30 Илья Александрович Манеев High temperature electric boiler with indirect heating elements
RU221970U1 (en) * 2023-07-24 2023-12-04 Хорьяков Владимир Владимирович ELECTROMAGNETIC WATER HEATER

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528211C1 (en) * 2013-09-03 2014-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" Induction steam generator
RU206874U1 (en) * 2021-06-22 2021-09-30 Илья Александрович Манеев High temperature electric boiler with indirect heating elements
RU221970U1 (en) * 2023-07-24 2023-12-04 Хорьяков Владимир Владимирович ELECTROMAGNETIC WATER HEATER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3240384B2 (en) Fluid heating device
CA2080946C (en) Hot water storage system
Atikol A simple peak shifting DSM (demand-side management) strategy for residential water heaters
US20160195301A1 (en) Water Heater
EP0580899A1 (en) Electromagnetic induction steam generator
JP2024508653A (en) hot water system
CN104864596A (en) Phase-change energy-storage water heater
RU2191954C2 (en) Induction electric heater
CN204923456U (en) Phase change energy storage water heater
US20150323221A1 (en) Assembly Formed by a Water Heater Comprising a Heating Body Comprising a Volume of Water and at Least One Generator of an Inductive Module Dedicated to an Electrical Appliance
RU2191326C2 (en) Induction type water electric heater
KR101966400B1 (en) Boiler using a magnetic induction heat
US2218999A (en) Electric heater
CN209944731U (en) Multifunctional electric boiler
CN203231386U (en) Total-efficacy high-frequency rotary magnetic field hot water or/and water heating supply device
RU2187765C2 (en) Electric water heater
CN100491862C (en) Skin effect electric water heater
RU2190166C2 (en) Electric water heater
JP2008025913A (en) Water supply device, and food vending machine with the water supply device
JPH0668993B2 (en) Low frequency electromagnetic induction heater
CN217636198U (en) Electromagnetic energy supply and phase change energy storage integrated device
RU220582U1 (en) Electric water heater
JPH09170815A (en) Heat accumulation system
CN203386570U (en) Heat dissipating system of substation transformer
RU2073173C1 (en) Accumulation heater

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050104