RU965U1 - Проточный электрический водонагреватель - Google Patents

Abstract

1. Проточный электрический водонагреватель, содержащий корпус, имеющий в нижней части вход и выход нагреваемой жидкости, по меньшей мере один электронагревательный элемент, расположенный внутри корпуса, температурное реле, находящееся в тепловом контакте с корпусом, канал подвода нагреваемой жидкости, соединенный с реле давления и входом корпуса, канал отвода нагреваемой жидкости, соединенный с вертикальной отводящей трубкой, расположенной внутри корпуса и связанной с его выходом, отличающийся тем, что верхний открытый конец отводящей трубки расположен выше уровня внутренней поверхности верхней части корпуса.2. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что канал отвода нагреваемой жидкости снабжен регулировочной шайбой, диаметр внутреннего отверстия которой не больше внутреннего диаметра канала отвода.3. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что каналы подвода и отвода нагреваемой жидкости выполнены в монолитном основании.

Description

Полезная модель относится к электроэнергетике, а именно, к электрическим нагревателям непрерывного потока воды, и может быть использована для горячего водоснабжения жилых и общественных помещений

Известен проточный электрический водонагреватель, описанный в акцептованной заявке Японии № I-3II07 Электроводоподогреватель по классу F24H I/IO, заявленной Јb.IO,tЈr,, опубликованной «i3.06.69r. Данный водонагреватель содержит корпус, имеющий в нижней части патрубки входа и выхода нагреваемой жидкости, с закрепленным в верхней его части электронагревательным элементом, расположенным внутри корпуса, термический плавкий предохранитель, закрепленный на внешней боковой поверхности корпуса, канал подвода нагреваемой жидкости, соединенный через механизм регулирования его проходного сечения с реле давления и патрубком входа нагреваемой жидкости, канал отвода нагреваемой жидкости, соединенный с патрубком выхода нагреваемой жидкости.

Недостатками данного водонагревателя являются низкая надежность, неудобство эксплуатации и сложность сборки.

Эти недостатки обусловлены тем, что при отводе нагретой жидкости из нижней части корпуса, образующиеся в нагреваемой среде пузырьки воздуха скапливаются в верхней части корпуса и не уносятся оттуда потоком нагреваемой жидкости, что вызывает ухудшение режима теплопередачи и перегрев электронагревательного эле- , мента, верхняя часть которого постоянно подвергается отрицательному воздействию пузырьков воздуха. Это приводит к быстрому выходу из строя электронагревательного элемента.

Кроме того известный рассматриваемый водонагреватель имеет постоянные, рассчитанные исходя из нормативного значения напора жидкости на входе водонагревателя, сечения каналов подвода и отвода нагреваемой жидкости Но при такой конструкции с заранее выбранными внутренними диаметрами каналов подвода и отвода, водонагреватель не сможет надежно работать при падении напора жидкости на его входе ниже нормативного.

Неудобство эксплуатации данного водонагревателя связано с тем, что:

-отвод жидкости в нем производится из нижней части корпуса, в то время как нагретая жидкость занимает верхнюю его часть;

-термический плавкий предохранитель, входящий в состав водонагревателя, требуется менять каждый раз после его срабатывания при перегреве корпуса

Выполнение каналов подвода и отвода жидкости в виде труб влечет за собой и сложность сборки водонагревателя, так как в этом случае необходимо использовать различную соединительную арматуру для подсоединения труб к элементам и узлам водонагревателя

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому проточному электрическому водонагревателю является водонагреватель, описанный в международной заявке 1 8Ј/Q3IIb Водонагреватель (класс ШСИ FЈ4H I/IO, публикация ,82г, приоритет. Австрии от Ю.03«81г,) и выбранный в качестве прототипа.

Данный водонагреватель содержит корпус, имеющий в нижней части вход и выход нагреваемой жидкости, электронагревательный элемент, расположенный внутри корпуса, температурное реле находящееся в тепловом контакте с корпусом, канал подвода нагреваемой

жидкости, соединенный с реле давления и входом корпуса, канал отвода нагреваемой жидкости, соединенный с вертикальной отводящей трубкой, расположенной а полости корпуса и связанной с его выходом, причем открытый конец отводящей трубки расположен вблизи верхней поверхности корпуса

Недостатками данного водонагревателя являются низкая надежность и сложность сборки водонагревателя

Эти недостатки объясняются тем, что пузырьки воздуха, содержащиеся в нагреваемой жидкости, поднимаются вверх и образуют постоянную воздушную прослойку в промежутке между верхним концом отводящей трубки и поверхностью корпуса. Скорость вывода из корпуса пузырьков воздуха потоком нагреваемой жидкости мала, что вызывает ухудшение условий теплопередачи и перегрев верхней части электронагревательного элемента, находящейся постоянно в зоне воздушной прослойки. Таким образом, постоянный контакт электронагревательного элемента с воздухом приводит к его быстрому выходу из строя, что говорит о низкой надежности всего водонагревателя.

В данном водонагревателе соотношение внутренних диаметров каналов подвода и отвода является величиной постоянной, рассчитанной исходя из нормативного значения напора жидкости на входе водонагревателя. Такое выполнение каналов не позволяет водонагревателю надежно работать при снижении давления на его входе ниже нормативного, например на верхних этажах зданий, так как в этом случав давление жидкости в корпусе не всегда достигает величины, необходимой для нормальной работы водонагревателя.

Сложность сборки водонагревателя вызвана выполнением каналов подвода и отвода в виде труб, для соединения которых с элементами

водонагревателя необходимо использовать рааличную соединительную арматуру.

Целью заявляемой полезной модели является повышение надежности и простота сборки.

Поставленная цель достигается тем, что:

В известном проточном электрическом водонагревателе, содержащем корпус, имеющий в нижней части вход и выход нагреваемой жидкости, по крайней мере один электронагревательный элемент, расположенный внутри корпуса, температурное реле, находящееся в тепловом контакте с корпусом, канал подвода нагреваемой жидкости,соединенный с реле давления и входом корпуса, канал отвода нагреваемой жидкости, соединенный с вертикальной отводящей трубкой, расположенной в полости корпуса и связанной о его выходом, согласно полезной модели, верхний открытый конец отводящей трубки расположен выше уровня внутренней поверхности верхней части корпуса.

Ј В проточном электрическом водонагревателе по пД, согласно полезной модели, канал отвода нагреваемой жидкости снабжен регулировочной шайбой, диаметр внутреннего отверстия которой не больше внутреннего диаметра канала отвода нагреваемой жидкости.

3. В проточном электрическом водонагревателе по , согласно полезной модели, каналы подвода и отвода нагреваемой жидкости выполнены в монолитном основании.

Расположение верхнего открытого конца отводяцей трубки выше уровня внутренней поверхности верхней части корпуса позволяет исключить возможность образования воздушной прослойки, контактирующей с электронагревательным элементом. Это связано с тем, что пузырьки воздуха будут скапливаться только у открытого конца отводящей трубки, откуда будут уноситься потоком нагретой жидкости, не вызывая перегрева нагревательного элемента и не снижая надежности всего водонагревателя

Снабжение канала отвода нагреваемой жидкости регулировочной шайбой, диаметр внутреннего отверстия которой может быть равен или меньше внутреннего диаметра этого канала, позволяет изменять сопротивление истечению нагретой жидкости из корпуса, то есть регулировать давление внутри корпуса, обеспечивая тем самым надежную работу водонагревателя независимо от фактического давления на его входе, например на разных этажах высотных зданий Надежность работы водонагревателя обеспечивается подбором внутреннего диаметра шайбы в зависимости от этажа, на котором он будет установлен.

Выполнение каналов подвода и отвода нагреваемой жидкости в монолитном основании позволяет упростить сборку водонагревателя, так как в этом случае исключается необходимость использования соединительных труб и различной соединительной арматуры Вся сборка водонагревателя производится на монолитном основании с помощью резьбовых соединений.

Заявляемый проточный электрический водонагреватель соответствует критерию новизна 1, так как характеризуется наличием перечисленных выше признаков, отличающих его от прототипа

Заявляемое устройство является промышенно применимым, так как оно может быть использовано для снабжения потребителей горячей водой, обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата и осуществляется с помощью описанных в заявке технических средств.

Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами,где на фиг,1 схематично представлена конструкция проточного электрического водонагревателя, на фиг,Ј - электрическая схема соединений водонагревателя

Проточный электрический водонагреватель (см.фиг.1) содержит цилиндрический корпус I, имеющий в нижней части отверстия 2 и 3 входа и выхода нагреваемой жидкости, закрытый сверху съёмной крышкой 4, на которой закреплен электронагревательный элемент 5, расположенный внутри корпуса I Снаружи корпуса I установлено температурное реле б, находящееся с ним в тепловом контакте Канал 7 подвода нагреваемой жидкости через механизм 8 регулирования его проходного сечения соединен с входным отверстием 2, а через канал 9 - с реле 10 давления Канал II отвода нагреваемой жидкости входом соединен с вертикальной отводящей трубкой 12 нагреваемой жидкости, расположенной в полости корпуса I между витками электронагревательного элемента 5 и вставленной в выходное отверстие 3 корпуса I Верхний открытый конец отводящей трубки 12 заканчивается в углублении 13, выполненном в крышке 4« В канале II отвода нагреваемой жидкости установлена шайба 14Ф Каналы 7, 9 и II выполнены в монолитном основании 15, Канал 7 своим входом соединен с подводящим сетевым трубопроводом 16 холодной воды, являющимся входом водонагревателя, а канал II выходом соединен с водоразборным трубопроводом 17, являющимся выходом водонагревателя

Температурное реле 6 состоит из биметаллической пластины 18, один конец которой закреплен на крышке 4, а другой свободный конец через подпружиненный шток 19 связан с микровыключателем 20«

Реле 10 давления состоит из резиновой мембраны 21, связанной с микровыключателем 22 через подпружиненный шток 23

Корпус I заземлен (на чертеже не показано).

Электрическая схема (см,фиг.2) соединений водонагревателя содержит источник 24 питания напряжением 220 В, к которому через

последовательно соединенные нормально разомкнутые контакты 25

выключателя Ј6, нормально замкнутые контакты 27 микровыключателя 20 и нормально разомкнутые контакты 28 микровыключателя 22 подсоединена катушка 29 магнитного пускателя (на чертеже не обозначен). Выводы нагревательного элемента 5 через нормально разомкнутые контакты 30 и 31 магнитного пускателя подсоединены к источнику 24 питания. Параллельно нагревательному элементу Ь через резистор 32 подключена сигнальная лампа 33

Составные части проточного электроводонагревателя имеют следующие назначения и исполнения.

Электронагревательный элемент 5 служит для подогрева поступающей в корпус I жидкости (воды) и выполнен в виде цилиндрического спирального элемента. В качестве электронагревательного элемента 5 используют ТЭН 4ШО/5Р.220

Температурное реле б предназначено для отключения электронагревательного элемента 5 от источника 24 питания при превышении температуры нагретой воды выше установленного значения, на которое настроено температурное реле 6.

Механизм В регулирования проходного сечения, установленный в канале 7 подвода нагреваемой жидкости, служит для регулирования количества жидкости, поступающей в корпус I из сетевого трубопровода 16, что позволяет осуществлять регулирование температуры отводимой нагретой жидкости Механизм 8 выполнен в виде вентильной головки (CM.T023I ОШ095-Ш, QM 5Ш 01.000).

Реле 10 давления служит для подключения к источнику 24 питания электронагревателяного элемента Ь при условии достижения внутри корпуса I необходимого давления нагреваемой жидкости Реле 10 собрано и закреплено на основании 15, в котором выполнена полость 34, с помощью которой мембрана 21 сообщается с полостью корпуса I.

Углубление 13, выполненное в крышке 4, служит для сбора пузырьков воздуха Диаметр углубления 13 выполнен близким к внешнему диаметру трубки 12, а высота углубления гарантирует.наличие зазора между трубкой 12 и торцем углубления 13.

Регулировочная шайба 14 служит для повышения гидравлического сопротивления при истечении жидкости из корпуса I, обеспечивая тем самым необходимое рабочее давление в корпусе I, на которое настроено реле 10 давления. Диаметр внутреннего отверстия шайбы 14 может быть равным или меньше диаметра отводящего канала II,

Монолитное основание 15 предназначено для выполнения в нем каналов 7,9 и II, и для крепления на нем всех необходимых элементов водонагревателя Основание 15 изготовлено из устойчивого к коррозии металла, например, алюминия, в котором методом рассверловки выполнены каналы 7,9,11.

Магнитный пускатель, состоящий из катушки 29 и нормально разомкнутых контактов 30 и 31, предназначен для подключения электронагревательного элемента 5 к источнику 24 питания. В данном водонагревателе используется магнитный пускатель типа ШШ 21000,

Лампа 33 служит для сигнализации подключения нагревательного элемента 5 к источнику 24 питания. В данном случае используется лампа .

Проточный электрический водонагреватель работает следующим образом.

В исходном состоянии канал 7 подключен к сетевому трубопроводу 16 холодной воды, канал II соединен с водоразборным трубопроводом 17, вентиль В закрыт, полость корпуса I пуста, выключатель 26 выключен, катушка 29 магнитного пускателя обесточена, контакты 30 и 31 магнитного пускателя и контакты 28 реле 10 давления разомкнуты, контакты 27 температурного реле 6 замкнуты,

If

электронагревательный элемент Ь и лампа 33 обесточены

Для получения на выходе 17 водонагревателя горячей воды,потребитель, поворачивая головку вентиля 8, открывает канал 7 подвода нагреваемой жидкости в полость корпуса I.

Постепенно заполняя полость корпуса I, жидкость начинает истекать через верхний открытый конец отводящей трубки 12, давление жидкости внутри корпуса I повышается и достигает той величины, на которую настроено реле 10 давления. Мембрана 21 прогибается и через шток 23 включает микровыключатель 22, замыкая его контакты 28. Нагревательный элемент 5 обесточен.

Потребитель включает выключатель 26, контакты 25 которого замыкаются, на катушку 29 магнитного пускателя подается-, напряжение и контакты 30 и 31 замыкаются, электронагревательный элемент 5 и лампа 33 подключаются к источнику 24 питания. Жидкость в корпусе I начинает нагреваться и нагретая жидкость через открытый конец отводящей трубки 12 поступает на выход 17 водонагревателя.

Пузырьки воздуха, содержащиеся в жидкости, поднимаются вверх и концентрируются в углублении 13 над верхним открытым концом трубки 12, откуда они захватываются и уносятся потоком нагретой истекающей жидкости, не перемешиваясь при этом повторно с жидкостью в полости корпуса I.

Регулирование температуры выходящей из водонагревателя нагретой жидкости производится вентилем 8, то есть путем увеличения или уменьшения количества поступающей из трубопровода 16 жидкости в полость корпуса I.

Если уровень жидкости в корпусе понизился, истечение ее из водонагревателя прекратилось, давление в корпусе снизилось, а контакты 2В реле 10 давления не разомкнулись и электронагревательный элемент Ь остался подключенным к источнику 24 питания, жидкость в корпусе I продолжает нагреваться, что приводит к чрезмерному повышению её температуры и повышению температуры корпуса I, . Температурное реле 6 срабатывает, контакты 27 микровыключателя 20 размыкаются, цепь питания катушки 29 магнитного пускателя прерывается, контакты 30 и 31 магнитного пускателя размыкаются, электронагревательный элемент 5 и лампа 33 обесточиваются, нагрев жидкости прекращается.

После охлаждения корпуса I и его крышки 4 до температуры настройки температурного реле 65 его контакты 27 опять замыкаются и нагревательный элемент 5 и лампа 33 подключаются к источнику 24 питания.

Аналогичная ситуация, приводящая к перегреву жидкости и корпуса I, может возникнуть при снижении скорости обтекания жидкостью нагревательного элемента 5.

Заявляемый проточный электрический водонагреватель в сравнении с описанным выше прототипом обеспечивает более высокую надежность работы на любом этаже многоэтажных зданий и простоту его сборки.

/

Автор М.С.Аронов В.В.Лавриченко В.В.Горбунов С.М.Абдулин

Claims (3)

1. Проточный электрический водонагреватель, содержащий корпус, имеющий в нижней части вход и выход нагреваемой жидкости, по меньшей мере один электронагревательный элемент, расположенный внутри корпуса, температурное реле, находящееся в тепловом контакте с корпусом, канал подвода нагреваемой жидкости, соединенный с реле давления и входом корпуса, канал отвода нагреваемой жидкости, соединенный с вертикальной отводящей трубкой, расположенной внутри корпуса и связанной с его выходом, отличающийся тем, что верхний открытый конец отводящей трубки расположен выше уровня внутренней поверхности верхней части корпуса.

2. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что канал отвода нагреваемой жидкости снабжен регулировочной шайбой, диаметр внутреннего отверстия которой не больше внутреннего диаметра канала отвода.

3. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что каналы подвода и отвода нагреваемой жидкости выполнены в монолитном основании.