RU220582U1

RU220582U1 - Electric water heater

Info

Publication number: RU220582U1
Application number: RU2023110437U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Бастрон; Татьяна Николаевна Бастрон; Александр Александрович Василенко
Filing date: 2023-04-21
Publication date: 2023-09-22

Abstract

Полезная модель относится к технике получения горячей воды для обеспечения технологических нужд, например, отдельных квартир многоквартирных домов, коттеджей, сельских жилых домов или животноводческих помещений. Электроводонагреватель содержит резервуар, соединенный с трубопроводами холодной и теплой воды, и водозаборное устройство в виде полого конуса, соединенного с трубопроводом горячей воды, и трубчатый элементный нагреватель, который выполнен в виде плоской спирали, внешний диаметр которой не превышает диаметра конуса, и установлен параллельно плоскости кромки конуса с зазором. Такой электроводонагреватель может выступать в качестве потребителя-регулятора энергетического ввода в квартиру, коттедж, сельский жилой дом или животноводческое помещение или трансформаторной подстанции, питающей многоквартирный дом, поселок коттеджей или сельских жилых домов, или животноводческий комплекс. 2 ил.

The utility model relates to a technique for obtaining hot water to meet technological needs, for example, of individual apartments in apartment buildings, cottages, rural residential buildings or livestock buildings. The electric water heater contains a reservoir connected to cold and warm water pipelines, and a water intake device in the form of a hollow cone connected to a hot water pipeline, and a tubular element heater, which is made in the form of a flat spiral, the outer diameter of which does not exceed the diameter of the cone, and is installed parallel to the plane the edges of the cone with a gap. Such an electric water heater can act as a consumer-regulator of energy input into an apartment, cottage, rural residential building or livestock building or a transformer substation that supplies an apartment building, a village of cottages or rural residential buildings, or a livestock complex. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к технике получения горячей воды для обеспечения технологических нужд, например, отдельных квартир многоквартирных домов, коттеджей, сельских жилых домов или животноводческих помещений, в которых аккумуляционный электроводонагреватель может выступать в качестве потребителя-регулятора энергетического ввода в квартиру, коттедж, сельский жилой дом или животноводческое помещение или трансформаторной подстанции, питающей многоквартирный дом, поселок коттеджей или сельских жилых домов, или животноводческий комплекс.The utility model relates to a technique for obtaining hot water to meet the technological needs, for example, of individual apartments of apartment buildings, cottages, rural residential buildings or livestock buildings, in which the storage electric water heater can act as a consumer-regulator of energy input into the apartment, cottage, rural residential building or a livestock building or a transformer substation supplying an apartment building, a village of cottages or rural residential buildings, or a livestock complex.

Известен электроводонагреватель, содержащий резервуар, соединенный с трубопроводами холодной, теплой и горячей воды, в котором нагревательные элементы находятся в перфорированном цилиндре, водозаборное устройство, выполненное в виде полого конуса, соединено с перфорированным цилиндром и трубопроводом горячей воды [Патент РФ 2187765 на изобретение «Электроводонагреватель». Заявитель и патентообладатель Красноярский государственный аграрный университет. Дата подачи заявки 16.06.2016. Опубликовано 20.08.2002].An electric water heater is known, containing a reservoir connected to pipelines of cold, warm and hot water, in which the heating elements are located in a perforated cylinder, a water intake device made in the form of a hollow cone is connected to a perforated cylinder and a hot water pipeline [RF Patent 2187765 for the invention “Electric water heater " Applicant and patent holder Krasnoyarsk State Agrarian University. Application submission date: 06/16/2016. Published 08/20/2002].

Основным недостатком этого электроводонагревателя является то, что при нагреве воды, содержащей примеси, например, железо, соли кальция и магния, на перфорированном цилиндре образуются отложения, которые сначала уменьшат размер перфорированных отверстий, а со временем указанные отверстия могут «зарасти» вовсе, что приведет к нарушению циркуляции горячей воды в водонагревателе при работающих нагревательных элементах и выходу их из строя.The main disadvantage of this electric water heater is that when heating water containing impurities, for example, iron, calcium and magnesium salts, deposits form on the perforated cylinder, which will first reduce the size of the perforated holes, and over time, these holes may “overgrow” altogether, which will lead to to disruption of the circulation of hot water in the water heater when the heating elements are working and their failure.

Задачей полезной модели является повышение эффективности и долговечности работы электроводонагревателя за счет упрощения конструкции без нарушения его главной полезной функции - обеспечении нагрева малого объема воды при открытии крана на трубопроводе горячей воды и нагрева большого объема воды при его закрытии, путем циркуляции воды в резервуаре электроводонагревателя.The objective of the utility model is to increase the efficiency and durability of the electric water heater by simplifying the design without disrupting its main useful function - heating a small volume of water when the tap on the hot water pipeline is opened and heating a large volume of water when it is closed, by circulating water in the tank of the electric water heater.

Задача решается тем, что электроводонагреватель содержит резервуар, соединенный с трубопроводами холодной и теплой воды, водозаборное устройство в виде полого конуса, соединенного с трубопроводом горячей воды и трубчатый элементный нагреватель, а трубчатый элементный нагреватель выполнен в виде плоской спирали, внешний диаметр которой не превышает диаметра конуса и установлен параллельно плоскости кромки конуса с зазором, при этом зазор равен минимальному расстоянию, при котором обеспечивается циркуляция горячей воды сквозь спираль включенного трубчатого элементного нагревателя при закрытом кране на трубопроводе горячей воды, причем зазор равен наружному диаметру трубчатого элементного нагревателя.The problem is solved by the fact that the electric water heater contains a reservoir connected to cold and warm water pipelines, a water intake device in the form of a hollow cone connected to a hot water pipeline and a tubular element heater, and the tubular element heater is made in the form of a flat spiral, the outer diameter of which does not exceed the diameter cone and installed parallel to the plane of the cone edge with a gap, wherein the gap is equal to the minimum distance at which hot water circulates through the spiral of the turned on tubular element heater when the tap on the hot water pipeline is closed, and the gap is equal to the outer diameter of the tubular element heater.

На фиг. 1 схематично представлен электроводонагреватель. На фиг. 2 представлен вид А.In fig. 1 schematically shows an electric water heater. In fig. 2 shows view A.

Электроводонагреватель 1 содержит резервуар 2 для нагрева воды 3, соединенный с трубопроводами холодной и теплой воды, 4 и 5, соответственно и водозаборное устройство в виде полого конуса 6, соединенного с трубопроводом горячей воды 7 и трубчатый элементный нагреватель 8. Трубчатый элементный нагреватель 8 выполнен в виде плоской спирали 9, внешний диаметр которой не превышает диаметра конуса 6, и установлен параллельно плоскости кромки 10 конуса 6 с зазором 11.Electric water heater 1 contains a reservoir 2 for heating water 3, connected to cold and warm water pipelines 4 and 5, respectively, and a water intake device in the form of a hollow cone 6 connected to a hot water pipeline 7 and a tubular element heater 8. The tubular element heater 8 is made in in the form of a flat spiral 9, the outer diameter of which does not exceed the diameter of cone 6, and is installed parallel to the plane of the edge 10 of cone 6 with a gap 11.

Водозаборное устройство в виде полого конуса 6 предпочтительно выполнять из материала с низкой теплопроводностью. Выход трубопровода теплой воды 5 обычно соединяют с краном горячей воды в ванной комнате (не показан), а выход трубопровода горячей воды 7 обычно соединяют с краном горячей воды на кухне (не показан). Резервуар 2 может иметь термоизоляцию (не показана). Трубопровод горячей воды 7 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 5, либо с трубопроводом горячей воды 7. Трубопровод теплой воды 5 может отсутствовать вовсе, тогда горячая вода подается из труборопровода горячей воды 7 на кухню и в ванную комнату.The water intake device in the form of a hollow cone 6 is preferably made of a material with low thermal conductivity. The outlet of the warm water line 5 is usually connected to a hot water faucet in the bathroom (not shown), and the outlet of the hot water line 7 is usually connected to a hot water faucet in the kitchen (not shown). Reservoir 2 may have thermal insulation (not shown). The hot water line 7 may also be connected to the hot water tap in the bathroom, for example, through a switching device (not shown) that connects the tap to either the warm water line 5 or the hot water line 7. The warm water line 5 may not be present at all. , then hot water is supplied from the hot water pipe 7 to the kitchen and bathroom.

Устройство работает следующим образом. Резервуар 2 заполняется водой 3 из трубопровода холодной воды 4. Вода 3, соприкасаясь с трубчатым элементом 8, выполненном в виде плоской спирали 9, равномерно подогревается. При открытом кране горячей воды (не показан) на трубопроводе горячей воды 7, подогретая вода 3, под действием конвекции, поднимается вверх и поступает в водозаборное устройство в виде полого конуса 6 и по трубопроводу горячей воды 7 подается потребителю, не смешиваясь с общим количеством воды в резервуаре 3. При закрытом кране горячей воды (не показан) горячая вода проходит через зазор 11 между кромкой водозаборного устройства в виде полого конуса 6 и трубчатым элементным нагревателем 8 и поднимается в верхнюю часть резервуара 2, обеспечивая циркуляцию воды в резервуаре. Теплая вода из резервуара 2 при открытии крана (не показан) на трубопроводе теплой воды 5 подается в ванную комнату. Отключение трубчатого элементного нагревателя 8 при достижении температуры воды 3 в резервуаре 2 заданного значения может осуществляться с помощью терморегулятора (не показан).The device works as follows. Reservoir 2 is filled with water 3 from the cold water pipeline 4. Water 3, in contact with the tubular element 8, made in the form of a flat spiral 9, is evenly heated. When the hot water tap (not shown) on the hot water pipeline 7 is open, the heated water 3, under the influence of convection, rises and enters the water intake device in the form of a hollow cone 6 and is supplied to the consumer through the hot water pipeline 7 without mixing with the total amount of water in tank 3. When the hot water tap (not shown) is closed, hot water passes through the gap 11 between the edge of the water intake device in the form of a hollow cone 6 and the tubular element heater 8 and rises to the upper part of tank 2, ensuring water circulation in the tank. Warm water from tank 2 is supplied to the bathroom when the tap (not shown) on the warm water pipeline 5 is opened. Turning off the tubular element heater 8 when the temperature of the water 3 in the tank 2 reaches a given value can be done using a thermostat (not shown).

Зазор 11, равный минимальному расстоянию, при котором обеспечивается циркуляция горячей воды сквозь спираль включенного трубчатого элементного нагревателя 8, при закрытом кране (не показан) на трубопроводе горячей воды 7, в сочетании с выполнением трубчатого элементный нагреватель 8 в виде плоской спирали, внешний диаметр которой не превышает диаметра конуса 6 и установлен параллельно плоскости кромки конуса 6 с зазором 11, обеспечивают эффективную работу электроводонагревателя 1 по описанным выше режимам.The gap 11 is equal to the minimum distance at which hot water circulates through the spiral of the turned on tubular element heater 8, with the tap (not shown) on the hot water pipeline 7 closed, in combination with the tubular element heater 8 being made in the form of a flat spiral, the outer diameter of which does not exceed the diameter of cone 6 and is installed parallel to the plane of the edge of cone 6 with a gap 11, ensuring efficient operation of the electric water heater 1 according to the modes described above.

Зазор 11 может быть равен наружному диаметру трубчатого элементного нагревателя 8.The gap 11 may be equal to the outer diameter of the tubular element heater 8.

При работе указанного электроводонагревателя в режиме потребителя-регулятора для регулирования графика нагрузки энергетического ввода коттеджа или питающей трансформаторной подстанции (районной или потребительской), например, при внедрении трехтарифного счетчика учета электрической энергии, потребляемая мощность трубчатого элементного нагревателя может быть разбита на три уровня. Минимальная мощность трубчатого элементного нагревателя 8 может быть использована в часы пика нагрузки при утреннем и вечернем максимуме нагрузки (тариф на электроэнергию максимальный). При базисном тарифе на электроэнергию используется второй уровень потребляемой мощности трубчатого элементного нагревателя. В ночные часы провала графика нагрузки электроводонагреватель, когда потребление горячей воды минимальное, работает в аккумуляционном режиме. Поскольку в это время действует льготный тариф на электроэнергию, то трубчатый элементный нагреватель включен на максимальную мощность.When the specified electric water heater operates in the consumer-regulator mode to regulate the load schedule of the energy input of the cottage or the supply transformer substation (district or consumer), for example, when introducing a three-tariff electric energy meter, the power consumption of the tubular element heater can be divided into three levels. The minimum power of the tubular element heater 8 can be used during peak load hours at morning and evening maximum load (maximum electricity tariff). The basic electricity tariff uses the second level of power consumption of the tubular element heater. During the night hours when the load schedule drops, the electric water heater, when hot water consumption is minimal, operates in storage mode. Since at this time there is a preferential tariff for electricity, the tubular element heater is turned on at maximum power.

Полезная модель позволяет повысить эффективность и долговечность работы электроводонагревателя за счет упрощения конструкции, при этом сочетая в одном устройстве функции аккумуляционного и проточного электроводонагревателей, при этом существенно снижая капитальные затраты и эксплуатационные издержки на систему горячего водоснабжения. Кроме того, электроводонагреватель может работать в режиме потребителя-регулятора для регулирования графика нагрузки энергетического ввода в квартиру (дом) или питающей трансформаторной подстанции.The utility model makes it possible to increase the efficiency and durability of an electric water heater by simplifying the design, while combining in one device the functions of storage and instantaneous electric water heaters, while significantly reducing capital costs and operating costs for the hot water supply system. In addition, the electric water heater can operate in consumer-regulator mode to regulate the load schedule of the energy input to the apartment (house) or the supply transformer substation.

Техническая реализация устройства не вызывает сомнения, например, в коттеджах с трехфазным единым энергетическим вводом, где электрифицированы все технологические процессы. В таких коттеджах предложенный электроводонагреватель может быть использован взамен распространенной традиционной схемы горячего водоснабжения от двух водонагревателей: проточного и аккумуляционного.The technical implementation of the device is beyond doubt, for example, in cottages with a three-phase single energy input, where all technological processes are electrified. In such cottages, the proposed electric water heater can be used instead of the common traditional hot water supply scheme from two water heaters: instantaneous and storage.

Источник информации 1. Патент РФ 2187765 на изобретение «Электроводонагреватель». Заявитель и патентообладатель Красноярский государственный аграрный университет. Дата подачи заявки 16.06.2016. Опубликовано 20.08.2002.Source of information 1. Russian Federation patent 2187765 for the invention “Electric water heater”. Applicant and patent holder Krasnoyarsk State Agrarian University. Application submission date: 06/16/2016. Published 08/20/2002.

Claims

1. An electric water heater containing a reservoir connected to cold and warm water pipelines, and a water intake device in the form of a hollow cone connected to a hot water pipeline, and a tubular element heater, characterized in that the tubular element heater is made in the form of a flat spiral, the outer diameter of which does not exceed the diameter of the cone base, and is installed parallel to the plane of the cone edge with a gap.

2. Electric water heater according to claim 1, characterized in that the gap is equal to the minimum distance at which hot water circulates through the spiral of the turned on tubular element heater when the tap on the hot water pipeline is closed.

3. Electric water heater according to claim 2, characterized in that the gap is equal to the outer diameter of the tubular element heater.