RU90541U1

RU90541U1 - WATER HEATER

Info

Publication number: RU90541U1
Application number: RU2009135026/22U
Authority: RU
Inventors: Денис Александрович Бахтин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Тепловое оборудование"
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2010-01-10

Abstract

Использование: в устройствах нагрева воды, предназначенных для обеспечения потребителей автономным источником горячей воды. Сущность: полезная модель направлена на повышение надежности и информативности при использовании водонагревателя, а также повышении экономичности. Указанный технический результат достигается за счет того, что водонагреватель, содержит теплоизолированный герметичный рабочий бак 1, патрубок 2 подвода холодной воды, патрубок 3 выпуска горячей воды размещенное внутри рабочего бака нагревательное устройство 6 и определитель температуры 7. Особенностью водонагревателя является то, что на лицевой стороне определителя температуры 7 расположен цветовой термоиндикатор 8, выполненный в виде подложки с нанесенной на ее поверхность термореактивной краской. фиг. Usage: in water heating devices designed to provide consumers with an autonomous source of hot water. Essence: a utility model is aimed at improving reliability and information content when using a water heater, as well as increasing efficiency. The specified technical result is achieved due to the fact that the water heater contains a thermally insulated sealed working tank 1, a pipe 2 for supplying cold water, a pipe 3 for releasing hot water, a heating device 6 located inside the working tank and a temperature determiner 7. A feature of the water heater is that on the front side a temperature indicator 7 is a color thermal indicator 8, made in the form of a substrate with a thermoset paint applied on its surface. FIG.

Description

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована в устройствах нагрева воды, предназначенных для обеспечения потребителей автономным источником горячей воды во время периодических или аварийных отключений от централизованного снабжения горячей водой, а также в тех случаях, когда горячее водоснабжение вообще отсутствует.The utility model relates to the electric power industry and can be used in water heating devices designed to provide consumers with an autonomous source of hot water during periodic or emergency shutdowns from the centralized hot water supply, as well as in cases where there is no hot water supply at all.

Конструкции водонагревателей отличаются большим разнообразием и непрерывно совершенствуются. При конструировании водонагревателей разработчики сталкиваются с решением целого ряда проблем, таких как повышение экономичности, надежности, скорости нагрева воды, защиты от коррозии, уменьшения материальных затрат, увеличения срока службы прибора и др.The designs of water heaters are very diverse and are constantly being improved. When designing water heaters, developers are faced with a number of problems, such as increasing efficiency, reliability, speed of heating water, corrosion protection, reducing material costs, increasing the life of the device, etc.

Известно устройство (патент RU 2220381 С1 кл. MПК F24H 1/20 опубл. 27.12.2003 г.) для нагрева проточной жидкости, содержащее цилиндрический корпус с подводящим и отводящим патрубками, оси которых перпендикулярны оси корпуса, крышки со смонтированным на одной из них трубчатым электронагревателем (ТЭН), герметично установленные на корпусе, сливную медную трубку, расположенную внутри корпуса и проходящую вне зоны размещения ТЭН, жестко закрепленную в сливном патрубке.A device is known (patent RU 2220381 C1 class MPK F24H 1/20 publ. December 27, 2003) for heating a flowing fluid, comprising a cylindrical body with inlet and outlet pipes, the axes of which are perpendicular to the axis of the body, lids with a tubular mounted on one of them an electric heater (TEN), hermetically mounted on the case, a drain copper tube located inside the case and passing outside the zone of placement of the heater, rigidly fixed in the drain pipe.

Такой теплообменник имеет две крышки, герметично установленные на корпусе. На одной из крышек закреплены трубчатый электронагреватель и дискретный регулятор нагрева, содержащий биметаллический элемент. Сливная трубка проходит через внутреннюю полость корпуса и упирается в его верхнюю часть. Наличие сливной трубки предложенной конструкции препятствует сокращению габаритов теплообменника, что создает объемы жидкости, не подвергаемые нагреву. Течение струи жидкости происходит, в основном, вдоль нагревателя. Частые включения и отключения нагревателей в процессе регулирования температуры приводят к снижению срока их службы, ухудшают качество питающего напряжения.Such a heat exchanger has two covers hermetically mounted on the housing. A tubular electric heater and a discrete heating controller containing a bimetallic element are fixed on one of the covers. The drain pipe passes through the internal cavity of the housing and abuts against its upper part. The presence of a drain pipe of the proposed design prevents the reduction of the dimensions of the heat exchanger, which creates volumes of liquid that are not exposed to heat. The flow of a liquid stream occurs mainly along the heater. Frequent on and off heaters in the process of temperature control lead to a decrease in their service life, worsen the quality of the supply voltage.

Известен водонагреватель накопительного типа (см. европейский патент ЕР №1171742, МПК F24Н 1/20, опубл. 16.01.02), содержащий резервуар, в нижнюю часть которого подводится холодная вода, а из верхней части отводится нагретая вода. В нижней части резервуара расположен источник тепла (ТЭН), который охватывается колпаком с расположенным внизу входным отверстием для ввода холодной воды внутрь колпака. Вверху расположено выходное отверстие, к которому присоединяется труба. Выходной конец трубы расположен над или на высоте пограничного слоя, создающегося в резервуаре между верхним объемом горячей воды и нижним объемом холодной воды, и перемещается вместе с ним. При этом холодная вода, нагретая внутри колпака, поднимается по трубе через окружающую холодную воду и поступает в резервуар в области пограничного слоя или несколько выше его.A storage water heater is known (see European patent EP No. 1171742, IPC F24H 1/20, publ. 16.01.02), comprising a reservoir, cold water is supplied to the lower part, and heated water is discharged from the upper part. In the lower part of the tank there is a heat source (TEN), which is covered by a cap with an inlet located below at the bottom to enter cold water into the cap. At the top is the outlet to which the pipe joins. The outlet end of the pipe is located above or at the height of the boundary layer created in the tank between the upper volume of hot water and the lower volume of cold water, and moves with it. In this case, cold water heated inside the cap rises through the pipe through the surrounding cold water and enters the reservoir in the region of the boundary layer or slightly above it.

Известен, например, бойлер, (см. патент Германии №60105123Т, МПК F24Н 1/18, опубл. 2005.09.01, аналог: ЕР 1254343). Корпус бойлера изготовлен из сложной полимерной композиции и состоит из двух слоев: внутреннего и наружного. Внутренний слой выполнен из термопластичного эластомера и предназначен для непосредственного контакта с водой. Наружный слой корпуса бойлера образован множеством нитей или полосок из синтетического материала, покрытого смолой. Наружный слой спекается, в результате чего образуется сетчатая структура, устойчивая к относительно высоким давлениям. В нижней части рабочего бака установлены: нагревательный элемент (ТЭН), термостат и патрубок подачи холодной воды. Выпуск горячей воды из бака осуществляется патрубком выпуска горячей воды.A boiler, for example, is known (see German Patent No. 60105123T, IPC F24H 1/18, publ. 2005.09.01, analogue: EP 1254343). The boiler body is made of a complex polymer composition and consists of two layers: internal and external. The inner layer is made of thermoplastic elastomer and is intended for direct contact with water. The outer layer of the boiler body is formed by many threads or strips of synthetic material coated with resin. The outer layer is sintered, resulting in the formation of a mesh structure that is resistant to relatively high pressures. In the lower part of the working tank are installed: a heating element (TEN), a thermostat and a cold water supply pipe. Hot water is discharged from the tank by a hot water outlet.

Следует отметить недостатки присущие этим бакам, а именно: сложность конструкции рабочего бака; технологические сложности, связанные с применением специальных материалов, обеспечивающих высокую механическую прочность рабочего бака; большие материальные затраты, а, следовательно, высокая стоимость электроводонагревателя.It should be noted the disadvantages inherent in these tanks, namely: the complexity of the design of the working tank; technological difficulties associated with the use of special materials providing high mechanical strength of the working tank; high material costs, and, consequently, the high cost of an electric heater.

Наиболее близким по своей конструкции и технической сущности к предлагаемой полезной модели является бытовой водонагреватель (патент РФ на ПМ №49197, кл. МПК 24Н 1/20, от 07.02.2005 г.), который предназначен для нагрева воды в бытовых условиях, например, в ванной комнате или на кухне.The closest in its design and technical nature to the proposed utility model is a domestic water heater (RF patent for ПМ No. 49197, class IPK 24N 1/20, dated 02/07/2005), which is intended for heating water in a domestic environment, for example, in the bathroom or in the kitchen.

Водонагреватель содержит внутренний бак (внутреннюю емкость) и наружный корпус с торцевыми крышками, теплоизолированными друг от друга. Внутренний бак выполнен из нержавеющей стали и на нем смонтирован электронагревательный элемент и труба забора горячей воды. В нижней части наружного корпуса расположена пластмассовая крышка со световой индикацией электронагревательного элемента. На наружном корпусе установлен электронный цифровой термометр. В постоянном режиме табло цифрового термометра отображает информацию о текущей температуре воды в водонагревателе.The water heater contains an inner tank (inner tank) and an outer case with end caps that are thermally insulated from each other. The inner tank is made of stainless steel and an electric heating element and a hot water intake pipe are mounted on it. In the lower part of the outer casing there is a plastic cover with a light indication of the electric heating element. An external digital thermometer is installed on the outer casing. In constant mode, the digital thermometer displays information about the current temperature of the water in the water heater.

Несмотря на несомненные достоинства известного водонагревателя, следует отметить и недостатки, присущие анализируемому техническому решению. Существенным недостатком является дополнительный расход энергии для питания электронного измерителя температуры, кроме того, электронная система не всегда надежна.Despite the undoubted advantages of the well-known water heater, it should be noted the disadvantages inherent in the analyzed technical solution. A significant drawback is the additional energy consumption for powering the electronic temperature meter, in addition, the electronic system is not always reliable.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности, экономичности и информативности при использовании водонагревателя.The objective of the proposed utility model is to increase the reliability, efficiency and information content when using a water heater.

Для достижения поставленной задачи предлагается водонагреватель, который, как и наиболее близкий к нему, выбранный в качестве прототипа, содержит теплоизолированный герметичный рабочий бак, патрубок подвода холодной воды, патрубок выпуска горячей воды, размещенное внутри рабочего бака нагревательное устройство и определитель температуры. Особенностью предлагаемой полезной модели, отличающей ее от известного водонагревателя, принятого за прототип, является то, что на лицевой стороне определителя температуры расположен цветовой термоиндикатор, выполненный в виде подложки с нанесенной на ее поверхность термореактивной краской.To achieve this objective, a water heater is proposed, which, like the one closest to it, selected as a prototype, contains a thermally insulated sealed working tank, a cold water supply pipe, a hot water discharge pipe, a heating device and a temperature gauge located inside the working tank. A feature of the proposed utility model that distinguishes it from the well-known water heater adopted for the prototype is that on the front side of the temperature determinant there is a color thermal indicator made in the form of a substrate with thermoset paint applied to its surface.

Технический результат, достигаемый при создании предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности и информативности при использовании водонагревателя, а также повышении экономичности. Повышение надежности и информативности при использовании водонагревателя, а также экономичности по сравнению с прототипом достигается за счет того, что на лицевой стороне определителя температуры расположен цветовой термоиндикатор, выполненный в виде подложки с нанесенной на ее поверхность термореактивной краской. Термоиндикатор позволяет по изменению цвета контролировать изменение температуры нагрева воды. При наличии термоиндикатора отпадает необходимость анализировать цифры, что особенно важно для людей с ослабленным зрением. Кроме того, важным является надежность: электронная система всегда будет менее надежна, чем механическая. Электронная система, в отличие от механической, требует питания, т.е. расхода энергии.The technical result achieved when creating the proposed utility model is to increase the reliability and information content when using a water heater, as well as increase efficiency. Improving the reliability and information content when using a water heater, as well as efficiency compared to the prototype is achieved due to the fact that on the front side of the temperature determinant is a color thermal indicator, made in the form of a substrate with a thermoset paint applied to its surface. The temperature indicator allows you to control the change in temperature of water heating by color change. If there is a thermal indicator, there is no need to analyze the numbers, which is especially important for people with impaired vision. In addition, reliability is important: an electronic system will always be less reliable than a mechanical one. An electronic system, unlike a mechanical one, requires power, i.e. energy consumption.

Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленные задачи.Thus, the combination of the above features allows us to solve the tasks.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлен один из конкретных примеров предлагаемого водонагревателя. На фиг. изображен общий вид предлагаемого водонагревателя. Водонагреватель состоит из рабочего бака 1, предназначенного для нагрева и хранения воды. Рабочий бак 1 может быть изготовлен из стали, например, стали 08-ПС ГОСТ 16523-97.The proposed utility model is illustrated in the drawing, which shows one of the specific examples of the proposed water heater. In FIG. depicts a General view of the proposed water heater. The water heater consists of a working tank 1, designed for heating and storage of water. The working tank 1 can be made of steel, for example, steel 08-PS GOST 16523-97.

К рабочему баку 1 водонагревателя подведен патрубок 2 подвода холодной воды и патрубок 3 выпуска горячей воды. Рабочий бак 1 водонагревателя размещен в наружном корпусе 4, имеющим также декоративное назначение. Объем между наружным корпусом 4 и рабочим баком 1 заполнен теплоизоляцией 5, выполненной из экологически чистого пенополиуретана. Пенополиуретан имеет низкий коэффициент теплопроводности и является наиболее эффективным теплоизоляционным материалом.A pipe 2 for supplying cold water and a pipe 3 for releasing hot water are brought to the working tank 1 of the water heater. The working tank 1 of the heater is placed in the outer casing 4, which also has a decorative purpose. The volume between the outer casing 4 and the working tank 1 is filled with thermal insulation 5 made of environmentally friendly polyurethane foam. Polyurethane foam has a low coefficient of thermal conductivity and is the most effective heat-insulating material.

Внутри рабочего бака 1 размещено нагревательное устройство 6 с термостатом, которое представляет собой тонкостенную металлическую трубку с расположенным нагревательным элементом. Оно может быть различной конфигурации: прямой, кольцевой, согнутой в различных плоскостях.Inside the working tank 1 there is a heating device 6 with a thermostat, which is a thin-walled metal tube with a heating element located. It can be of various configurations: straight, annular, bent in various planes.

На наружном корпусе водонагревателя установлен определитель температуры 7, который через подпружиненную металлическую пластину с высокой теплопроводностью (на чертеже не представлена) соединен с рабочим баком 1. На лицевой стороне определителя температуры расположен цветовой термоиндикатор 8.A temperature determiner 7 is installed on the outer casing of the water heater, which is connected to a working tank 1 through a spring-loaded metal plate with high thermal conductivity (not shown in the drawing) 1. A color thermal indicator 8 is located on the front side of the temperature determiner.

Термоиндикатор 8 может быть выполнен в виде подложки с нанесенной на ее поверхность термореактивной краской с заранее заданными свойствами, соответствующими определенным температурным режимам. Изменение цвета термоиндикатора по температурным интервалам задается по технологии «термоколер».The temperature indicator 8 can be made in the form of a substrate with a thermoset paint applied to its surface with predetermined properties corresponding to certain temperature conditions. The color change of the thermal indicator according to temperature intervals is set according to the technology of “thermal cololer”.

Возможен вариант, когда краска наноситься в два слоя, при нагреве обесцвечивается верхний слой краски, (например, синего цвета) под воздействием температуры становится прозрачным, а под ним (нанесен, например, красный) слой который становится виден из-под обесцветившегося верхнего слоя.It is possible that the paint is applied in two layers, when heated, the upper layer of the paint becomes discolored (for example, blue) when exposed to temperature it becomes transparent, and under it (for example, red is applied) a layer that becomes visible from under the discolored top coat.

Термореактивная краска имеет свойство менять свой цвет в зависимости от степени нагрева. Она последовательно может из черной становиться зеленой, затем бордовой и красной. Причем нижний и верхний пороги температурного интервала, внутри которого происходят данные изменения, можно программировать.Thermoset paint has the ability to change its color depending on the degree of heating. It can consistently turn from black to green, then burgundy and red. Moreover, the lower and upper thresholds of the temperature interval, within which these changes occur, can be programmed.

Предлагаемый накопительный водонагреватель работает следующим образом:The proposed storage water heater works as follows:

Перед включением в электрическую сеть водонагреватель заполняют холодной водой. Холодная вода через входной патрубок 2 поступает в рабочий бак, вытесняя из него воздух через выходной патрубок 3. Как только вода достигнет верхнего уровня выходного патрубка 3, она начнет выливаться через него наружу, что является признаком полного заполнения рабочего бака. После этого на выходном патрубке 3 закрывается выходной вентиль (на фиг. не показан) и водонагреватель подключается к электрической сети. По мере нагрева, вода за счет конвекции поднимается в верхнюю часть рабочего бака, постепенно нагревая и замещая в нем холодную воду. Расход горячей воды происходит из верхней части рабочего бака, при этом за счет максимальной удаленности точки забора горячей воды от точки поступления холодной из водонагревателя отбирается вода максимальной заданной температуры. Нагрев воды в рабочем баке осуществляется нагревательным элементом 6. Передача тепла осуществляется через подпружиненную металлическую пластину от внутреннего бака к термоиндикатору определителя температуры. По мере нагрева воды происходит изменение цвета термоиндикатора 8 в соответствии с заданными уровнями нагрева. Достижение термоиндикатором 8 красного цвета (или любого другого запрограммированного цвета), сигнализирует о максимальном уровне нагрева воды.Before connecting to the electric network, the water heater is filled with cold water. Cold water through the inlet pipe 2 enters the working tank, forcing air out of it through the outlet pipe 3. As soon as the water reaches the upper level of the outlet pipe 3, it will begin to pour out through it, which is a sign of the full filling of the working tank. After that, the outlet valve (not shown in Fig.) Is closed at the outlet pipe 3 and the water heater is connected to the electric network. As it heats up, water due to convection rises to the upper part of the working tank, gradually heating and replacing cold water in it. The consumption of hot water occurs from the upper part of the working tank, while due to the maximum distance from the point of intake of hot water from the point of entry of cold water from the water heater, the maximum set temperature is selected. Water is heated in the working tank by the heating element 6. Heat is transferred through a spring-loaded metal plate from the internal tank to the temperature indicator of the temperature gauge. As the water heats up, the color of the thermal indicator 8 changes in accordance with the set heating levels. When the temperature indicator 8 reaches red (or any other programmed color), it signals the maximum level of water heating.

Снижение нагрева приводит к обратному процессу изменения цвета термоиндикатора. При снижении температуры воды термостат автоматически подключает питание, поддерживая, таким образом, температуру воды. При расходе горячей воды ее объем непрерывно замещается равным количеством подогретой воды из нижней части рабочего бака за счет подпора давлением водопровода.Reduced heating leads to the reverse process of changing the color of the thermal indicator. When the water temperature drops, the thermostat automatically connects power, thus maintaining the water temperature. At a flow rate of hot water, its volume is continuously replaced by an equal amount of heated water from the lower part of the working tank due to backwater pressure supply.

Таким образом, предлагаемый водонагреватель, по сравнению с прототипом, позволяет повысить надежность, и экономичность т.к. механическая система определителя температуры не требует расхода энергии. Кроме того, цветовой индикатор обеспечивает повышение информативности, что особенно важно для людей с ослабленным зрением, так как, отпадает необходимость анализировать цифры.Thus, the proposed water heater, in comparison with the prototype, allows to increase the reliability and efficiency since The mechanical temperature measuring system does not require energy consumption. In addition, the color indicator provides an increase in information content, which is especially important for people with visual impairments, since there is no need to analyze the numbers.

Claims

1. A water heater comprising a thermally insulated, sealed working tank, a cold water supply pipe, a hot water discharge pipe, a heating device and a temperature detector located inside the working tank, characterized in that a color thermal indicator is located on the front side of the temperature detector.

2. The water heater according to claim 1, characterized in that the color thermal indicator is made in the form of a substrate with a thermoset paint applied to its surface.