RU2812554C1 - Autonomous hot water preparation system for several water delivery points - Google Patents

Autonomous hot water preparation system for several water delivery points Download PDF

Info

Publication number
RU2812554C1
RU2812554C1 RU2023121816A RU2023121816A RU2812554C1 RU 2812554 C1 RU2812554 C1 RU 2812554C1 RU 2023121816 A RU2023121816 A RU 2023121816A RU 2023121816 A RU2023121816 A RU 2023121816A RU 2812554 C1 RU2812554 C1 RU 2812554C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hot water
water
buffer tank
thermal
heat
Prior art date
Application number
RU2023121816A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Леонидович Торопов
Original Assignee
Алексей Леонидович Торопов
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Леонидович Торопов filed Critical Алексей Леонидович Торопов
Application granted granted Critical
Publication of RU2812554C1 publication Critical patent/RU2812554C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: thermal energy.
SUBSTANCE: invention can be used in boilers for heating and hot water preparation, in instantaneous gas and electric water heaters, in autonomous heating and hot water supply systems. A buffer tank made of heat-conducting material is attached to the output pipe of a thermal generator for hot water production, with an output pipe for connecting to the consumer’s internal water supply networks with a capacity of 1.5-3.5 litres, through which water heated by the thermal generator flows, the buffer tank is equipped with a plate thermistor heating element pressed to its outer surface with a power of 20-100 Watts with a positive thermal coefficient.
EFFECT: smoothing out temperature fluctuations at water intake points of an autonomous heat supply system.
2 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Предлагаемое изобретение относится к области тепловой энергетики, в частности к котлам газовым настенным для отопления и подготовки горячей воды, проточным газовым водонагревателям, проточным электрическим водонагревателям, и может быть использовано в автономных системах отопления и горячего водоснабжения индивидуальных домов, квартир в зданиях с разной высотой и этажностью.The present invention relates to the field of thermal energy, in particular to gas wall boilers for heating and preparing hot water, instantaneous gas water heaters, instantaneous electric water heaters, and can be used in autonomous heating and hot water supply systems for individual houses, apartments in buildings with different heights and number of floors.

Уровень техникиState of the art

Стандартная номинальная мощность настенных котлов в режиме подготовки горячей воды и проточных газовых водонагревателей равна 24 киловатт в час, что позволяет использовать указанные устройства для производства горячей воды с расходом около 11 литров в минуту с нагревом температуры воды на 25 градусов Цельсия. С точки зрения потребления горячей воды для одной точки разбора этого достаточно. Современное домохозяйство оснащено минимум двумя точками водоразбора горячей воды, расположенными в ванной комнате и кухне. В ванной комнате, как правило, отдельно установлен душ или ванная и мойка, однако одновременное использование душа и мойки в ванной применяется крайне редко. Все точки разбора воды оснащены смесителями вентильного или однорычажного типа. Расход воды при использовании душа составляет 6-13 литров в минуту при средней продолжительности разового пользования 5-7 минут. Пользование краном смесителя мойки в кухне происходит со средним расходом 4 литра в минуту со средней продолжительностью от 2 минут до 6 минут. Из указанного выше следует, что одновременное использование двух точек разбора воды в автономной системе теплоснабжения, оснащенной типовыми настенными газовыми котлами или газовыми проточными водонагревателями, электрическими проточными водонагревателями с номинальной тепловой мощностью 24 киловатт в час возможно только в экономрежиме с ограниченными расходами. Комфортное потребление горячей воды в индивидуальной системе теплоснабжения с возможностью одновременного использования двух точек разбора возможно только при наличии генератора тепловой энергии с номинальной мощностью 28-32 киловатт в час. В указанных случаях возможно обеспечить расход горячей воды до 18-20 литров в минуту.The standard rated power of wall-mounted boilers in hot water preparation mode and instantaneous gas water heaters is 24 kilowatts per hour, which allows the use of these devices to produce hot water with a flow rate of about 11 liters per minute with heating the water temperature by 25 degrees Celsius. From the point of view of hot water consumption, this is enough for one point of analysis. A modern household is equipped with at least two hot water points, located in the bathroom and kitchen. In the bathroom, as a rule, a shower or bathtub and sink are installed separately, but the simultaneous use of a shower and sink in the bathroom is extremely rare. All water distribution points are equipped with valve or single-lever faucets. Water consumption when using a shower is 6-13 liters per minute with an average duration of single use of 5-7 minutes. Using a kitchen sink mixer tap occurs at an average flow rate of 4 liters per minute with an average duration of 2 minutes to 6 minutes. From the above it follows that the simultaneous use of two water collection points in an autonomous heating system equipped with standard wall-mounted gas boilers or gas instantaneous water heaters, electric instantaneous water heaters with a rated thermal power of 24 kilowatts per hour is possible only in economy mode with limited costs. Comfortable consumption of hot water in an individual heating system with the possibility of simultaneous use of two points of analysis is only possible if there is a thermal energy generator with a rated power of 28-32 kilowatts per hour. In these cases, it is possible to provide hot water flow up to 18-20 liters per minute.

Вопрос использования и проточных водонагревателей, и настенных котлов в режиме ГВС для нескольких точек разбора горячей воды также связан с тепловой инерционностью данных устройств. Теплообменники газовых тепловых генераторов имеют массу 1,5-3 килограмма, выполнены из меди или нержавеющей стали, толщина стенок труб теплообменников 0,8-1 мм (Торопов А.Л., «Автономные системы теплоснабжения малой мощности. Настенные газовые котлы и тепловые аккумуляторы». - Издательство МИСИ - МГСУ, 2022. - 176 с. ISBN 978-5-7264-3110-9 и Торопов А.Л., «Настенные газовые котлы автономных систем теплоснабжения. История создания. Основные элементы. Классификация. Часть 1. Конвекционные настенные газовые котлы. - - М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2020. - 60 с. ISBN 978-5-91327-630-8 DOI 10.17513/пр.411). Возможность модуляции тепловой мощности горелки теплового генератора не решает вопрос значительных колебаний температуры в точках потребления при использовании смесителей воды. Резкое закрытие или открытие крана второй точки потребления при одновременном использовании первой приводит к скачкам температуры до 10 градусов Цельсия, что может привести даже к небольшим ожогам кожи или резкому охлаждению потребляемой воды. Электронная модуляция тепловой мощности не способна исключить влияние тепловой инерции первичного теплообменника настенного котла или проточного водонагревателя. Наиболее критичным при использовании газовых проточных водонагревателей с несколькими точками разбора горячей воды, сточки зрения комфорта, является использование душа и крана мойки в кухне. При потреблении душевой лейкой 10 литров воды в минуту и крана кухни 4 литра в минуту резкое изменений расхода горячей воды, связанное с закрытием крана в кухонной мойке приведет к изменению температуры в кране душа составит около 7 градусов Цельсия. При первоначальной температуре воды в душе 40 градусов Цельсия мгновенное и неожиданное изменение температуры воды до 47 градусов Цельсия воспринимается, как «кипяток». Проточные газовые водонагреватели, не оснащенные устройствами модуляции тепловой мощности, не могут быть использованы в системах горячего водоснабжения домохозяйств с несколькими точками водоразбора горячей воды поскольку регулировка температуры при изменении расхода потребления воды требует ручного изменения расхода газа непосредственно на водонагревателе. Проточные водонагреватели с модуляцией тепловой мощности отрабатывают изменение тепловой нагрузки за 2-6 секунд, влияние тепловой инерции теплообменников увеличивает это время до 4-11 секунд. Величина изменения температуры в душе при периодическом одновременном использовании удаленной мойки в кухне зависит от скорости изменения расхода горячей воды в мойке, тепловой инерции теплообменников генераторов тепла, алгоритмов модуляции тепловой мощности, тепловой инерционности и чувствительности температурных датчиков, параметров заводских настроек газового клапана и его гистерезиса.The issue of using both instantaneous water heaters and wall-mounted boilers in DHW mode for several points of hot water collection is also related to the thermal inertia of these devices. Heat exchangers of gas heat generators have a mass of 1.5-3 kilograms, are made of copper or stainless steel, the wall thickness of the heat exchanger pipes is 0.8-1 mm (Toropov A.L., “Autonomous low-power heat supply systems. Wall-mounted gas boilers and heat accumulators ". - Publishing house MISI - MGSU, 2022. - 176 pp. ISBN 978-5-7264-3110-9 and Toropov A.L., "Wall-mounted gas boilers of autonomous heat supply systems. History of creation. Basic elements. Classification. Part 1. Convection wall-mounted gas boilers. - - M.: Publishing House of the Academy of Natural Sciences, 2020. - 60 pp. ISBN 978-5-91327-630-8 DOI 10.17513/pr.411). The ability to modulate the thermal power of a heat generator burner does not solve the issue of significant temperature fluctuations at points of consumption when using water mixers. Abruptly closing or opening the tap of the second point of consumption while simultaneously using the first leads to temperature jumps of up to 10 degrees Celsius, which can even lead to minor skin burns or a sharp cooling of the consumed water. Electronic modulation of thermal power is not able to eliminate the influence of thermal inertia of the primary heat exchanger of a wall-mounted boiler or instantaneous water heater. The most critical thing when using gas instantaneous water heaters with several hot water distribution points, from a comfort standpoint, is the use of a shower and sink faucet in the kitchen. If the shower head consumes 10 liters of water per minute and the kitchen tap consumes 4 liters per minute, a sharp change in the flow of hot water associated with closing the tap in the kitchen sink will lead to a change in temperature in the shower tap of about 7 degrees Celsius. When the initial water temperature in the shower is 40 degrees Celsius, an instant and unexpected change in water temperature to 47 degrees Celsius is perceived as “boiling water”. Instantaneous gas water heaters that are not equipped with thermal power modulation devices cannot be used in hot water supply systems for households with several hot water collection points, since adjusting the temperature when changing water consumption requires manually changing the gas flow directly at the water heater. Instantaneous water heaters with thermal power modulation process changes in thermal load in 2-6 seconds, the influence of thermal inertia of heat exchangers increases this time to 4-11 seconds. The magnitude of the temperature change in the shower during periodic simultaneous use of a remote sink in the kitchen depends on the rate of change in the hot water flow rate in the sink, the thermal inertia of the heat exchangers of the heat generators, thermal power modulation algorithms, the thermal inertia and sensitivity of temperature sensors, the factory settings of the gas valve and its hysteresis.

Известен котел для отопления настенный газовый (см. патент RU №2452906, МПК F24H 1/08, опубликован 10.06.2012). Котел для отопления и/или горячего водоснабжения, содержащий расширительный бачок и герметичный корпус, в котором размещены топочная камера с газовой горелкой, теплообменник контура отопления с дымовой коробкой, буферная емкость с теплообменником контура горячего водоснабжения, патрубки для подачи воздуха в топку к газовой горелке и удаления продуктов сгорания, расположенные в верхней части котла, патрубки подвода-отвода теплоносителя и подвода-отвода воды, и систему управления, отличающийся тем, что теплообменник контура отопления включает призматический корпус с открытой нижней частью, трубной доской в верхней части и змеевиком на наружной поверхности, дымовая коробка в месте ее соединения с патрубком удаления продуктов сгорания снабжена каналом, соединенным с внутренней полостью герметичного корпуса, а буферная емкость связана с патрубком отвода теплоносителя и включает призматический корпус с расположенным внутри него теплообменником контура горячего водоснабжения и собственными патрубками подвода и отвода теплоносителя и подвода-отвода воды, при этом буферная емкость вынесена за пределы расположения теплообменника контура отопления, размещена в нижней части герметичного корпуса и посредством дополнительного патрубка через кран переключения в режим «отопление + горячее водоснабжение / только горячее водоснабжение» соединена с патрубком подвода теплоносителя, на котором после его соединения с дополнительным патрубком буферной емкости установлен насос.A wall-mounted gas heating boiler is known (see patent RU No. 2452906, IPC F24H 1/08, published 06/10/2012). A boiler for heating and/or hot water supply, containing an expansion tank and a sealed housing in which a combustion chamber with a gas burner is located, a heating circuit heat exchanger with a smoke box, a buffer tank with a hot water supply circuit heat exchanger, pipes for supplying air to the firebox to the gas burner and removal of combustion products located in the upper part of the boiler, coolant inlet and outlet pipes and water inlet and outlet pipes, and a control system, characterized in that the heating circuit heat exchanger includes a prismatic body with an open lower part, a tube sheet in the upper part and a coil on the outer surface , the smoke box at the point of its connection with the pipe for removing combustion products is equipped with a channel connected to the internal cavity of the sealed housing, and the buffer tank is connected to the coolant outlet pipe and includes a prismatic body with a heat exchanger of the hot water supply circuit located inside it and its own pipes for supplying and removing coolant and water inlet and outlet, while the buffer tank is moved outside the location of the heating circuit heat exchanger, placed in the lower part of the sealed housing and, through an additional pipe, through a valve switching to the “heating + hot water supply / hot water supply only” mode, is connected to the coolant supply pipe, on which after connecting it to the additional pipe of the buffer tank, a pump is installed.

Недостатком данного котла является отсутствие устройства поддержания температуры в паузах между потреблением горячей воды. При потреблении горячей воды после длительной паузы продолжительностью более 1-2 часов вода в буферной емкости остывает и требуется время на ее разогрев. При повторном использовании после кратковременной паузы, например, закрытия крана потребления горячей воды и повторного открытия через несколько секунд в алгоритмах работы газовых котлов существует технологическая пауза, связанная с блокировкой повторных кратковременных пусков работы газовой горелки котла продолжительностью 30 секунд (Торопов А.Л., «Автономные системы теплоснабжения малой мощности. Настенные газовые котлы и тепловые аккумуляторы». - Издательство МИСИ - МГСУ, 2022. - 176 с. ISBN 978-5-7264-3110-9). Емкости буферного бака предложенной конструкции недостаточно для поддержания стабильного значения температуры горячей воды, что приводит к значительному дискомфорту при потреблении горячей воды.The disadvantage of this boiler is the lack of a device for maintaining temperature during pauses between hot water consumption. When consuming hot water after a long pause lasting more than 1-2 hours, the water in the buffer tank cools down and it takes time to warm it up. When re-used after a short pause, for example, closing the hot water consumption tap and reopening after a few seconds, there is a technological pause in the operating algorithms of gas boilers associated with blocking repeated short-term starts of the boiler gas burner for 30 seconds (Toropov A.L., “ Autonomous low-power heat supply systems. Wall-mounted gas boilers and heat accumulators." - MISI Publishing House - MGSU, 2022. - 176 pp. ISBN 978-5-7264-3110-9). The capacity of the buffer tank of the proposed design is not enough to maintain a stable hot water temperature, which leads to significant discomfort when consuming hot water.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемой модели является Конструкция водонагревателя (см. патент RU №2496061, МПК F24H 1/20, опубл. 20.10.2013). Водонагревательная система с газовым водонагревательным устройством, которое подключено к впускной трубе для холодной воды и к выпускной трубе для горячей воды, содержащая электрический водонагреватель накопительного типа, встроенный по последовательной схеме в выпускную трубу для горячей воды и снабженный термостатом. Электрический водонагреватель установлен внутри газового водонагревательного устройства и имеет объем менее 20 литров. Корпус накопительной емкости электрического водонагревателя покрыт теплоизоляционным материалом. Недостатком данной конструкции является низкая ремонтопригодность, высокие экономические затраты в случае выхода из строя электрических нагревательных элементов. Недостатком также является большой рекомендованный объем (верхняя граница) электрического водонагревателя, наибольшее значение которого указано 20 литров. Данный объем значительно увеличивает размер теплового генератора, его общий вес и стоимость.The design of the water heater that is closest in technical essence to the proposed model (see patent RU No. 2496061, IPC F24H 1/20, publ. 10.20.2013). A water heating system with a gas water heating device that is connected to a cold water inlet pipe and a hot water outlet pipe, containing an electric storage type water heater built in series in the hot water outlet pipe and equipped with a thermostat. An electric water heater is installed inside a gas water heating device and has a volume of less than 20 liters. The housing of the storage tank of the electric water heater is covered with heat-insulating material. The disadvantage of this design is low maintainability and high economic costs in the event of failure of the electrical heating elements. Another disadvantage is the large recommended volume (upper limit) of an electric water heater, the largest value of which is 20 liters. This volume significantly increases the size of the heat generator, its overall weight and cost.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Технической задачей предполагаемого изобретения является решение вопроса сглаживания колебания температуры в точках водоразбора автономной системы водоснабжения домохозяйства при одновременном произвольном во времени пользовании разных точек водоразбора с регулировкой расхода воды и ее температуры с помощью смесителей произвольной конструкции.The technical task of the proposed invention is to solve the problem of smoothing temperature fluctuations at water collection points of an autonomous household water supply system while simultaneously using different water collection points at random in time with adjusting water flow and its temperature using mixers of arbitrary design.

Решение вопроса подготовки горячей воды настенными тепловыми генераторами возможно при использовании буферной емкости, установленной в корпусе теплового генератора, из которой происходит разбор горячей воды. Горячая вода, подготовленная в горелочном устройстве или электрическом теплообменнике, поступает в буферную емкость, смешивается с водой в емкости и поступает к потребителю через выходной патрубок котла. Рекомендуемый объем буферной емкости для систем с двумя точками разбора составляет 1,5-3,5 литра, поскольку большой объем буферной емкости увеличит габариты котла, а меньший будет недостаточен для сглаживания резких изменений потребления горячей воды при нескольких точках разбора. Минимальная величина объема буферной емкости определяется временем алгоритма модуляции мощности теплового генератора при изменении от минимальных значений до максимальных, плюс 1,5 литра. Например, время роста тепловой мощности газового котла при подготовке горячей воды при старте нагрева до выхода на максимальную мощность составляет 6 секунд. При максимальном потреблении двух точек водоразбора 20 литров в минуту объем воды за 6 секунд составит 2 литра. Объем буферной емкости следует принять 2 литра плюс 1,5 литра, итого 3 литра. Если тепловая мощность включается мгновенно, как при использовании одного электрического нагревательного элемента, то объем буферной емкости равен 1,5 литра.The solution to the issue of preparing hot water with wall-mounted heat generators is possible by using a buffer tank installed in the body of the heat generator, from which hot water is collected. Hot water, prepared in a burner device or an electric heat exchanger, enters a buffer tank, mixes with water in the tank and is supplied to the consumer through the boiler outlet. The recommended volume of the buffer tank for systems with two points of analysis is 1.5-3.5 liters, since a large volume of the buffer tank will increase the dimensions of the boiler, and a smaller volume will not be sufficient to smooth out sudden changes in hot water consumption at several points of analysis. The minimum value of the buffer tank volume is determined by the time of the heat generator power modulation algorithm when changing from minimum values to maximum values, plus 1.5 liters. For example, the time for the growth of the thermal power of a gas boiler when preparing hot water at the start of heating until reaching maximum power is 6 seconds. With a maximum consumption of two water points of 20 liters per minute, the volume of water in 6 seconds will be 2 liters. The volume of the buffer tank should be 2 liters plus 1.5 liters, for a total of 3 liters. If the thermal power is turned on instantly, as when using a single electric heating element, then the volume of the buffer tank is 1.5 liters.

Проблема использования буферной емкости для подготовки горячей воды в настенных котлах связана с тем, что при больших паузах в потреблении горячей воды, в таких случаях как отсутствие пользователей, ночной период, вода в буферной емкости остывает и для ее разогрева при включении водонагревателя потребуется время до 10 секунд. Теплоизоляция буферной емкости решает вопрос не полностью, поскольку паузы в потреблении горячей воды могут иметь продолжительное время, за которое вода остынет. Техническая задача предполагаемого изобретения состоит также в том, чтобы решить вопрос поддержания температуры в буферной емкости в период пауз между потреблением горячей воды. Применение электрических трубчатых резисторных элементов для поддержания температуры в буферной емкости, равной 40 градусов Цельсия, неэффективно. В проточных нагревателях вода содержит соли жесткости, которые осаждаются в виде накипи на наиболее нагретых поверхностях. Трубчатые нагревательные элементы, при отсутствии движения воды в буферной емкости в период пауз между потреблением воды, вызывают при нагреве закипание контактирующего с ними слоя воды, что способствует нарастанию накипи на поверхности трубчатого элемента, приводит к потере эффективности нагрева и быстрого выхода его из строя. Применение резисторных нагревательных элементов поверхностного типа («греющий провод») требует установки термостатов, что усложняет конструкцию водонагревателя.The problem of using a buffer tank for preparing hot water in wall-mounted boilers is due to the fact that during long pauses in the consumption of hot water, in such cases as the absence of users, the night period, the water in the buffer tank cools down and it will take up to 10 minutes to warm it up when the water heater is turned on. seconds Thermal insulation of the buffer tank does not completely solve the issue, since pauses in the consumption of hot water can take a long time during which the water cools down. The technical problem of the proposed invention is also to solve the issue of maintaining the temperature in the buffer tank during pauses between the consumption of hot water. The use of electrical tubular resistor elements to maintain the temperature in the buffer tank at 40 degrees Celsius is ineffective. In flow-through heaters, water contains hardness salts, which are deposited in the form of scale on the most heated surfaces. Tubular heating elements, in the absence of water movement in the buffer tank during pauses between water consumption, cause the layer of water in contact with them to boil when heated, which contributes to the growth of scale on the surface of the tubular element, leading to loss of heating efficiency and its rapid failure. The use of surface-type resistor heating elements (“heating wire”) requires the installation of thermostats, which complicates the design of the water heater.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается креплением к поверхности буферной емкости, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, терморезисторных РТС нагревательных элементов, обладающих саморегуляцией интенсивности нагрева. При повышении температуры в буферной емкости выше заданной температуры 40 градусов Цельсия омическое сопротивление терморезистора с положительным термическим коэффициентом (РТС) резко возрастает и нагрев буферной емкости терморезисторным РТС элементом не происходит.The technical result of the proposed invention is achieved by attaching to the surface of a buffer tank made of a material with high thermal conductivity, thermistor RTS heating elements that have self-regulation of heating intensity. When the temperature in the buffer tank rises above the set temperature of 40 degrees Celsius, the ohmic resistance of the thermistor with a positive thermal coefficient (PTC) increases sharply and the buffer tank is not heated by the thermistor PTC element.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фигуре 1 представлена схема предлагаемого изобретения.Figure 1 shows a diagram of the proposed invention.

1. Тепловой генератор производства горячей воды.1. Thermal generator for hot water production.

2. Входной патрубок2. Inlet pipe

3. Выходной патрубок3. Outlet pipe

4. Система модуляции тепловой мощности.4. Thermal power modulation system.

5. Буферная емкость.5. Buffer capacity.

6. Патрубок подключения к внутренним водопроводным сетям.6. Connection pipe to internal water supply networks.

7. Терморезисторный нагревательный элемент с положительным термическим коэффициентом.7. Thermistor heating element with positive thermal coefficient.

8. Теплоизоляционный материал.8. Thermal insulation material.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Холодная вода системы водоснабжения (на фигуре 1 не показана) поступает в тепловой генератор производства горячей воды 1 через входной патрубок 2, нагревается тепловым генератором производства горячей воды 1 и выходит через выходной патрубок 3, к которому присоединена буферная емкость 5 объемом 1,5-3,5 литра. Нагретая вода поступает через патрубок подключения к внутренним водопроводным сетям 6 потребителя. Потребитель использует горячую воду для своих нужд путем смешения горячей и холодной воды через смесители произвольной конструкции с возможностью использования нескольких точек водозабора одновременно. При использовании произвольно во времени нескольких точек водоразбора происходит резкое изменение расхода горячей воды. В связи с тепловой инерционностью теплового генератора производства горячей воды 1 системе модуляции тепловой мощности 4 необходимо время для изменения мощности генерации тепловой энергии в соответствие с измененным расходом воды, протекающей через тепловой генератор производства горячей воды 1.Cold water of the water supply system (not shown in figure 1) enters the heat generator for the production of hot water 1 through the inlet pipe 2, is heated by the heat generator for the production of hot water 1 and exits through the outlet pipe 3, to which a buffer tank 5 with a volume of 1.5-3 is attached .5 liters. The heated water flows through the connection pipe to the internal water supply networks 6 of the consumer. The consumer uses hot water for his needs by mixing hot and cold water through mixers of any design with the possibility of using several water intake points simultaneously. When using several water taps randomly over time, a sharp change in hot water flow occurs. Due to the thermal inertia of the hot water production thermal generator 1, the thermal power modulation system 4 needs time to change the thermal energy generation power in accordance with the changed water flow flowing through the hot water production thermal generator 1.

Технический результат задачи сглаживания колебания температуры в точках водозабора автономной системы теплоснабжения домохозяйства при одновременном произвольном во времени пользовании разных точек водозабора с регулировкой расхода воды и ее температуры с помощью смесителей произвольной конструкции достигается установкой буферной емкости 5 объемом 1,5-3,5 литра, выполненной из теплопроводного материала с размещенным на ее внешней поверхности пластинчатого терморезисторного нагревательного элемента с положительным термическим коэффициентом 7 мощностью 20-100 Ватт для поддержания температуры горячей воды в буферной емкости 5 в периоды отсутствия потребления горячей воды. Для снижения тепловых потерь и повышения энергетической эффективности буферная емкость 5 покрыта слоем теплоизоляционного материала 8.The technical result of the task of smoothing temperature fluctuations at water intake points of an autonomous household heat supply system with simultaneous random use of different water intake points with adjustment of water flow and its temperature using mixers of arbitrary design is achieved by installing a buffer tank 5 with a volume of 1.5-3.5 liters, performed made of thermally conductive material with a plate thermistor heating element with a positive thermal coefficient 7 with a power of 20-100 Watts placed on its outer surface to maintain the temperature of hot water in the buffer tank 5 during periods of no hot water consumption. To reduce heat losses and increase energy efficiency, the buffer tank 5 is covered with a layer of heat-insulating material 8.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The proposed invention compared to the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- наличие устройства поддержания температуры в паузах между потреблением горячей воды;- the presence of a device for maintaining temperature during pauses between hot water consumption;

- сглаживания колебания температуры в точках водоразбора автономной системы водоснабжения при одновременном произвольном во времени пользовании разных точек водоразбора;- smoothing temperature fluctuations at water collection points of an autonomous water supply system with simultaneous random use of different water collection points;

- высокая ремонтопригодность;- high maintainability;

- низкие экономические затраты в случае выхода из строя электрических нагревательных элементов;- low economic costs in case of failure of electric heating elements;

- малый рекомендованный объем буферной емкости, не увеличивающий размер теплового генератора, его общий вес и стоимость.- small recommended volume of buffer tank, which does not increase the size of the heat generator, its total weight and cost.

Поскольку заявленное изобретение отличается от наиболее близкого аналога рядом существенных признаков, оно соответствует условию патентоспособности «новизна». В основу заявленного изобретения положены известные законы материального мира, что позволяет утверждать о соответствии изобретения условию «промышленная применимость».Since the claimed invention differs from the closest analogue in a number of significant features, it meets the patentability condition of “novelty”. The claimed invention is based on the known laws of the material world, which allows us to assert that the invention complies with the condition of “industrial applicability”.

Поскольку из уровня техники неизвестна автономная система подготовки горячей воды для нескольких точек разбора с буферной емкостью с размещенным на ее внешней поверхности пластинчатого терморезисторного нагревательного элемента для поддержания температуры горячей воды, то можно сделать вывод о соответствии заявленного устройства и способа условию патентоспособности «изобретательский уровень».Since the prior art does not know an autonomous system for preparing hot water for several points of analysis with a buffer tank with a plate thermistor heating element placed on its outer surface to maintain the temperature of hot water, we can conclude that the claimed device and method comply with the patentability condition “inventive step”.

Claims (2)

1. Автономная система подготовки горячей воды для нескольких точек водоразбора, состоящая из теплового генератора производства горячей воды, входного, выходного патрубков, системы модуляции тепловой мощности в зависимости от потребной величины тепловой энергии на нагрев воды, отличающаяся тем, что к выходному патрубку теплового генератора производства горячей воды присоединена буферная емкость, выполненная из теплопроводного материала, с выходным патрубком для подключения к внутренним сетям водопровода потребителя, емкостью 1,5-3,5 литра, через которую протекает нагретая тепловым генератором вода, буферная емкость оснащена прижатым к ее внешней поверхности пластинчатым терморезисторным, с положительным тепловым коэффициентом, нагревательным элементом мощностью 20-100 Ватт.1. Autonomous hot water preparation system for several water collection points, consisting of a thermal generator for hot water production, inlet and outlet pipes, a thermal power modulation system depending on the required amount of thermal energy for heating water, characterized in that to the output pipe of the heat generator hot water is connected to a buffer tank made of heat-conducting material, with an outlet pipe for connecting to the internal water supply networks of the consumer, with a capacity of 1.5-3.5 liters, through which water heated by a heat generator flows, the buffer tank is equipped with a plate thermistor pressed to its outer surface , with a positive thermal coefficient, a heating element with a power of 20-100 watts. 2. Автономная система подготовки горячей воды по п. 1, отличающаяся тем, что буферная емкость покрыта по всей внешней поверхности теплоизоляционным материалом.2. Autonomous hot water preparation system according to claim 1, characterized in that the buffer tank is covered over the entire outer surface with heat-insulating material.
RU2023121816A 2023-08-21 Autonomous hot water preparation system for several water delivery points RU2812554C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2812554C1 true RU2812554C1 (en) 2024-01-30

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU16419U1 (en) * 2000-02-29 2000-12-27 Ильин Андрей Павлович ELECTRODE LIQUID HEATER AND ELECTRODE (OPTIONS)
RU100594U1 (en) * 2010-09-16 2010-12-20 Борис Григорьевич Белецкий BOILER FOR HEATING AND HOT WATER SUPPLY, BOILER HEAT EXCHANGER AND BOILER CAPACITY
RU2426035C1 (en) * 2010-04-21 2011-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии) Solar electric water heater
RU2496061C2 (en) * 2008-03-05 2013-10-20 Бери Интеллектуал Пропертис Селлеми Тулайдоньогокат Хасношито Эш Кезелё Кфт. Water heater design
CN209689168U (en) * 2018-12-11 2019-11-26 四川盛欣源电子科技有限公司 A kind of efficient PTC electrocaloric effect heap hot water apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU16419U1 (en) * 2000-02-29 2000-12-27 Ильин Андрей Павлович ELECTRODE LIQUID HEATER AND ELECTRODE (OPTIONS)
RU2496061C2 (en) * 2008-03-05 2013-10-20 Бери Интеллектуал Пропертис Селлеми Тулайдоньогокат Хасношито Эш Кезелё Кфт. Water heater design
RU2426035C1 (en) * 2010-04-21 2011-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии) Solar electric water heater
RU100594U1 (en) * 2010-09-16 2010-12-20 Борис Григорьевич Белецкий BOILER FOR HEATING AND HOT WATER SUPPLY, BOILER HEAT EXCHANGER AND BOILER CAPACITY
CN209689168U (en) * 2018-12-11 2019-11-26 四川盛欣源电子科技有限公司 A kind of efficient PTC electrocaloric effect heap hot water apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109489241B (en) Gas water heater and control method thereof
US9599365B2 (en) Companion water heater jacket
US7945146B2 (en) Tankless hot water heater with power modulation
EP2136152A2 (en) Heating System
CA2995710C (en) Sabbath controller for a hot water tank
WO2020209819A1 (en) Hot water generator that has the characteristics of natural gas combi-boilers and boilers
RU2812554C1 (en) Autonomous hot water preparation system for several water delivery points
CN110411036A (en) Wall-mounted furnace water outlet temperature control method, device and equipment and wall-mounted furnace
GB2446159A (en) Pre-heater for central heating and hot water supply systems
CN213273198U (en) Double water outlet type electric water heater
CN110848978A (en) Heating method of water heating device
CN108562048A (en) A kind of intelligence water system
TWM554975U (en) Intelligent temperature-regulating and energy-saving drinking water dispenser
CN203190639U (en) Constant temperature instant electric water heater
JP2011237083A (en) Heat source device, heating system, antifreeze control method thereof and antifreeze control program
CN111219866A (en) Gas water heater system with independent temperature-adjusting faucet
JP2009293868A (en) Hot water supply system
CN209910152U (en) Electric heating water boiler with adjustable temperature
CN219640434U (en) Water heater and temperature regulating system
US7123824B2 (en) System and method for generating steam for a steam bath
CN221324691U (en) Gas heating device
EP1559961A2 (en) Mixed boiler
CN219283626U (en) Heat exchange system and gas water heater
CN108444093B (en) Instant heating storage integrated electric water heater
CN206320845U (en) A kind of indoor fuel gas heating intelligent regulating system