Конструкция водонагревателя

Авторы патента:


Конструкция водонагревателя
Конструкция водонагревателя

 


Владельцы патента RU 2496061:

БЕРИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛ ПРОПЕРТИС Селлеми Тулайдоньогокат Хасношито эш Кезелё Кфт. (HU)

Изобретение относится к конструкции водонагревательной системы, предназначенной для обеспечения горячей водой в бытовых (домашних) условиях. Технический результат, на решение которого направлено настоящее изобретение, состоит в разработке такого технического решения, которое даже в случае частого или только небольшого забора горячей воды исключает эффект запаздывания, в то же время создавая условия для благоприятного расхода энергии, требует небольших исходных капиталовложений и может выполнять свои функции даже в отсутствие подачи большого количества энергии. Технический результат достигается в водонагревательной системе с газовым водонагревательным устройством, которое подключено к впускной трубе для холодной воды и к выпускной трубе для горячей воды. Система дополнительно содержит электрический водонагреватель накопительного типа, встроенный по последовательной схеме в выпускную трубу для горячей воды и снабженный термостатом. Электрический водонагреватель может быть установлен внутри газового водонагревательного устройства или снаружи его. Накопительная емкость электрического водонагревателя может иметь накопительный объем менее 20 л. Электрический водонагреватель может быть установлен внутри газового водонагревательного устройства с возможностью поглощать и использовать тепло, выделяемое, но неиспользуемое указанным устройством. Электрический водонагреватель, установленный внутри газового водонагревательного устройства, может быть снабжен теплопроводным элементом, введенным в зону горения указанного устройства. Накопительная емкость электрического водонагревателя может быть покрыта теплоизоляционным материалом. Изобретение основано на осознании возможности скомбинировать преимущества газовых водонагревателей с преимуществами электрических водонагревателей, оснащенных небольшой емкостью, и обеспечить, за счет такой комбинации, условия для оптимального режима работы и практически неизменные общие габариты системы. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к конструкции водонагревательной системы, предназначенной для обеспечения горячей водой в бытовых (домашних) условиях. Предлагаемая система содержит газовый водонагреватель или комбинацию проточного нагревателя и водонагревательного средства и имеет впускную трубу для холодной воды и выпускную трубу для теплой воды.

Уровень техники

В домах и местах с ограниченной потребностью в горячей воде обычно используют газовые водонагреватели. Среди них можно выделить устройства проточного типа, которые активируются при протекании через них потока воды, возникающего при открывании крана для горячей воды в месте ее потребления (забора). Нагрев только воды, содержащейся в трубной секции между водонагревателем и местом забора воды, а также медленное начало теплообмена для нагрева воды на начальной стадии приводят к тому, что даже в течение относительно долгого времени к месту забора поступает холодная или недостаточно нагретая вода. Этот недостаток особенно нежелателен, если требуемое количество горячей воды невелико, т.к. в такой ситуации растрачиваются и практически не используются большие количества как времени, так и воды. Как правило, в начальный период подачи воды устройства начинают работать при максимальной энергии газовой горелки, однако, по окончании данного периода это может привести к перегреву. К тому же, например, при следующем открывании крана через короткое время неожиданный контакт с перегретой водой может вызвать недовольство пользователя.

Кроме того, применяют накопительные газовые бойлеры, т.е. устройства, в которые встроена буферная (накопительная) емкость. Горячая вода переносится к месту забора воды из буферной емкости, нагреваемой регулируемым образом, что выражается в более сглаженном режиме расхода энергии газовой горелки. Если размер буферной емкости невелик, она существенно не увеличивает габариты устройства, однако горячая вода будет быстро исчерпана. Когда данная емкость велика, горячая вода кончится позже, но использованная для нагрева энергия газа может оказаться потраченной напрасно, если горячую воду не расходуют в течение долгого времени. Этот недостаток можно отчасти исправить, применяя теплоизоляцию, что, однако, может увеличить затраты.

Можно также использовать буферную емкость, помещенную вне устройства. Это не увеличит его габариты, однако, для достижения контролируемой температуры необходим отдельный циркуляционный насос, который, помимо усложнения конструкции, повышает также стоимость устройства.

Общий недостаток перечисленных технических решений состоит в том, что они не обеспечивают наличия какого-либо количества горячей воды в отсутствие подачи газа, а подача более крупных объемов горячей воды возможна только при наличии большой буферной емкости.

Другая часто встречающаяся категория водонагревателей использует электрический нагрев, а в емкости устройства, снабженной теплоизоляцией, при контролируемой температуре сохраняется резервная горячая вода. Преимуществом данного варианта является возможность простого и недорогого выполнения регулировки температуры. Однако недостаток таких устройств заключается в том, что они обычно занимают много места по сравнению с проточными газовыми устройствами и расходуют существенное количество электрической энергии. Другим недостатком является прекращение подачи горячей воды при длительных отключениях энергии.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в разработке такого технического решения, которое даже в случае частого или только небольшого забора горячей воды исключает эффект запаздывания, в то же время создавая условия для благоприятного расхода энергии, требует небольших исходных капиталовложений и может выполнять свои функции даже в отсутствие подачи большого количества энергии.

Изобретение основано на осознании возможности скомбинировать преимущества газовых водонагревателей с преимуществами электрических водонагревателей, оснащенных небольшой емкостью, и обеспечить, за счет такой комбинации, условия для оптимального режима работы и практически неизменные общие габариты системы.

Другим достоинством предлагаемой конструкции является устранение эффекта, возникающего при заборе очень маленького количества горячей воды, когда вследствие забора маленького объема газа не срабатывает автоматическое включение водонагревателя, и даже в накопительную емкость нагревателя поступает только холодная вода (т.е после многих небольших заборов в такой емкости остается только холодная вода). Однако в предлагаемом техническом решении электрический водонагреватель с накопителем тепла постоянно нагревает воду во время пауз между короткими интервалами забора до тех пор, пока не будет получена заданная температура. Тем самым обеспечивается как тепловой баланс, так и сведение размера емкости к минимуму.

Задача, на решение которой направлено изобретение, решается посредством водонагревательной системы того типа, который охарактеризован в разделе «Область техники», причем в данной системе к выпускной трубе для горячей воды подключен по последовательной схеме электрический водонагреватель накопительного типа, снабженный термостатом.

Технический результат достигается в водонагревательной системе с газовым водонагревательным устройством, которое подключено к впускной трубе для холодной воды и к выпускной трубе для горячей воды. Система дополнительно содержит электрический водонагреватель накопительного типа, встроенный по последовательной схеме в выпускную трубу для горячей воды и снабженный термостатом.

Электрический водонагреватель может быть установлен внутри газового водонагревательного устройства или снаружи его.

Накопительная емкость электрического водонагревателя может иметь накопительный объем менее 20 л.

Электрический водонагреватель может быть установлен внутри газового водонагревательного устройства с возможностью поглощать и использовать тепло, выделяемое, но неиспользуемое указанным устройством.

Электрический водонагреватель, установленный внутри газового водонагревательного устройства, может быть снабжен теплопроводным элементом, введенным в зону горения указанного устройства.

Накопительная емкость электрического водонагревателя может быть покрыта теплоизоляционным материалом.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение поясняется со ссылками на чертежи, из которых фиг.1 иллюстрирует газовое водонагревательное устройство с электрическим водонагревателем по изобретению, подключенным снаружи, а фиг.2 иллюстрирует газовое водонагревательное устройство со встроенным электрическим водонагревателем по изобретению.

Осуществление изобретения

На фиг.1, как вариант, показано газовое проточное водонагревательное устройство 1, имеющее впускную трубу 2 для холодной воды и выпускную трубу 3 для горячей воды. В выпускную трубу 3 снаружи встроен по последовательной схеме электрический водонагреватель 4 по изобретению. Данный водонагреватель 4 имеет электрический разъем 8, подключенный к проводам от нагревательного элемента, а также термостат 5, который детектирует температуру воды в буферной емкости и соответствующим образом управляет нагревательными элементами. Электрический водонагреватель 4 согласно фиг.1 встроен в выпускную трубу 3 для горячей воды на участке, расположенном снаружи газового проточного водонагревательного устройства 1, но в непосредственной близости от него. Такое расположение позволяет обеспечить преимущество с точки зрения эффективности использования пространства. Поскольку вследствие своего наружного расположения электрический нагреватель 4 не находится в контакте с существенным количеством доступного избытка тепла, в данном варианте может оказаться целесообразным покрыть емкость нагревателя 4 теплоизоляционным материалом. Предусмотрена возможность разместить нагреватель 4 даже дальше от устройства 1, сместив его по выпускной трубе для горячей воды в сторону места ее забора.

В другом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, электрический водонагреватель установлен внутри газового проточного водонагревательного устройства 1. Преимущество такого расположения заключается в том, что отпадает необходимость удлинять или разбирать выпускную трубу для горячей воды. Другое достоинство данного варианта может проявиться в том случае, когда надлежащие конструкция и компоновка позволяют буферной накопительной емкости электрического водонагревателя 4 использовать выделяющееся в газовом проточном водонагревательном устройстве тепло, не используемое другим образом. Для этой цели предусмотрена возможность применения теплопроводного элемента 6, введенного в зону 7 горения. Посредством переноса тепла этот элемент осуществляет предварительный нагрев объема воды, содержащегося в электрическом водонагревателе 4, тем самым уменьшая количество электрической энергии, необходимое для нагрева этого объема до минимальной заданной температуры. Такой нагрев проводят регулируемым образом, т.е. термостат 5 содержит ту же воду, что и в водонагревателе 4, точнее в его буферной емкости.

Для электрического водонагревателя 4, выполняющего функцию буферной емкости, достаточно выбрать небольшую емкость для воды, поскольку данная емкость служит, в основном, для компенсации температурной инерционности и перегрева воды со стороны отдельного газового водонагревателя или комбинированного проточного водонагревательного устройства 1. В связи с этим обычно достаточно использовать буферную емкость с накопительным объемом менее 20 л, например с объемом 5-15 л. Даже при таких объемах буферной емкости в месте забора воды обеспечивается вполне установившаяся температура воды, которую можно регулировать термостатом 5 электрического водонагревателя 4. Кроме того, данный водонагреватель 4 нагревает систему и в период после забора воды, поэтому достаточно иметь емкость небольшого размера. Предусмотрена возможность выбрать эту температуру на относительно низком уровне, однако, в таком варианте не будет предотвращаться возможная ситуация, в которой к месту забора воды подойдет также гораздо более горячая вода, поданная с некоторым запаздыванием газовым водонагревательным устройством 1. Когда кран в месте забора воды перекрыт, вода, остающаяся в емкости электрического водонагревателя 4, по сравнению с уровнем, заданным термостатом 5, будет иметь более высокую температуру. В этом случае до тех пор, пока вода в буферной емкости не охладится, электрический нагрев не нужен. Таким образом, появляется возможность обеспечить функционирование с благоприятным расходом энергии и безвредное для окружающей среды.

Используя систему по изобретению, можно обеспечить возможность забора горячей воды в случае отсутствия газа или силового электрического тока. Кроме того, устраняется нежелательное запаздывание газового нагрева воды, причем при более благоприятных экономических показателях. Такой позитивный эффект связан с тем, что как в случае единичного водонагревателя, так и для комбинированных проточных водонагревательных систем вода, содержавшаяся в буферной емкости электрического водонагревателя, компенсирует замедленное изменение температуры или перегрев. Буферная емкость электрического водонагревателя, имеющая относительно небольшие размеры, увеличивает габариты только в незначительной степени и расходует немного электрической энергии. В случае объединения с газовым водонагревательным устройством в единое целое для буферной емкости существенная теплоизоляция не требуется.

Перечень обозначений

1 - газовое водонагревательное устройство

2 - впускная труба для холодной воды

3 - выпускная труба для горячей воды

4 - электрический водонагреватель

5 - термостат

6 - теплопроводный элемент

7 - зона горения

8 - электрический разъем

1. Водонагревательная система с газовым водонагревательным устройством (1), которое подключено к впускной трубе (2) для холодной воды и к выпускной трубе (3) для горячей воды, отличающаяся тем, что дополнительно содержит электрический водонагреватель (4) накопительного типа, встроенный по последовательной схеме в выпускную трубу (3) для горячей воды и снабженный термостатом (5).

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что электрический водонагреватель (4) установлен внутри газового водонагревательного устройства (1).

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что электрический водонагреватель (4) установлен снаружи газового водонагревательного устройства (1).

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что накопительная емкость электрического водонагревателя (4) имеет накопительный объем менее 20 л.

5. Система по п.2, отличающаяся тем, что электрический водонагреватель (4) установлен внутри газового водонагревательного устройства (1) с возможностью поглощать и использовать тепло, выделяемое, но не используемое указанным устройством.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что электрический водонагреватель (4) установлен внутри газового водонагревательного устройства (1) и снабжен теплопроводным элементом (6), введенным в зону горения указанного устройства (1).

7. Система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что накопительная емкость электрического водонагревателя (4) покрыта теплоизоляционным материалом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам и устройствам для нагревания жидкого теплоносителя. .

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в электроводонагревателях для нагрева воды. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в электрических накопительных водонагревателях. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и теплообменной технике, в частности к электронагревателям текучих сред, и предназначено для проточного или циркуляционного подогрева воды и маловязких жидкостей.

Изобретение относится к способам и техническим средствам нагрева и нагнетания токопроводящих жидкостей (ТПЖ) и может быть использовано в энергетике, в устройствах, предназначенных для перекачки и нагнетания ТПЖ в системах отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений, в различных производственных процессах, машинах и установках.

Изобретение относится к устройствам и способам обнаружения образования накипи в водонагревателе. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения, а также для нагрева гальванических ванн в производстве деталей приборо- и машиностроения.

Изобретение относится к области теплотехники и гидродинамики, а именно к подогревателям жидкости, и может быть использовано при проектировании котлов бойлеров, титанов, бытовых нагревательных приборов.

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в бытовых электронагревательных приборах, водонагревателях для промышленных целей, а также в отопительных системах частных жилых домов.

Изобретение относится к области энергетики и, в частности, к установкам отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. .

Заявляемое техническое решение относится к области электронагревательных приборов, предназначенных для подогрева и испарения воды в расходном режиме и в составе замкнутых водяных и пароводяных контуров. Суть изобретения заключается в том, что равновесный локально-термодинамический проницаемый тепловой излучатель с выровненным распределением потенциалов в пространстве, содержащий перфорированные электроды, которые установлены на равном расстоянии с образованием сквозных каналов и расположены по электрическим фазам поочередно, имеет отверстие электрода, выполненное в виде округлого отверстия. Такое выполнение позволит выравнивать распределение потенциалов в пространстве. 11 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водонагревателях для коммунально-бытового водоснабжения. Сущность изобретения в том, что дополнительное нагревательное устройство для нагрева воды в баке (1) водонагревателя с тепловым аккумулятором, рассчитанное на размещение внутри упомянутого бака, которое включается при каждом акте потребления воды и нагревает только воду внутри указанного дополнительного устройства и имеет камеру, впускной патрубок, ведущий в упомянутую камеру, выпускной патрубок, выходящий из упомянутой камеры, электрическое сопротивление, помещающееся внутри упомянутой камеры и регулируемое датчиком расхода в то время, когда необходима вода. Кроме того, предлагается водонагреватель с тепловым аккумулятором, содержащий накопительный бак, нагревательные устройства для нагрева накопленной воды в упомянутом баке, устройство регулирования температуры воды, накопленной в упомянутом баке, и упомянутое дополнительное нагревательное. При таком выполнении повышается эффективность нагрева воды. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электрическим приборам, в которых нагревается вода. Электрическая водонагревательная система с ограниченным отложением накипи содержит емкость для приема воды, ограничивающую внутреннее накопительное пространство для нагреваемой воды. Воду, хранимую в упомянутом внутреннем накопительном пространстве, можно нагревать посредством электрического нагревательного элемента, присутствующего в этом внутреннем накопительном пространстве. Кроме того, предусмотрены анодный элемент и катодный элемент, соединенные или выполненные с возможностью соединения с источником питания постоянного тока для создания разности потенциалов между катодным элементом и анодным элементом. Катодный элемент находится во внутреннем накопительном пространстве рядом с нагревательным элементом. При таком выполнении уменьшается количество отложение накипи на частях электрической водонагревательной системы. Предложенная водонагревательная система может быть установлена в чайниках, кофеварках, утюгах и в моечных машинах. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к генераторам тепловой и электрической энергии. Изобретение может быть использовано для нагрева жидкого теплоносителя с системой циркуляции нагреваемой среды. Устройство для генерирования тепловой и электрической энергии включает внешний механический возвратно-поступательный привод, магнитную систему с кольцевым зазором, в котором присутствует однородное магнитное поле, и токопроводящую обмотку (катушку), перемещающуюся в однородном магнитном поле кольцевого зазора, с проходящим через обмотку электрическим током, нагревающуюся при возвратно-поступательным перемещении ее в однородном магнитном поле кольцевого зазора магнитной системы за счет проходящего через нее электрического тока. Нагревающаяся обмотка выполнена из токопроводящей трубы в виде спирали, внутри которой циркулирует теплоноситель. Нагревающаяся обмотка может быть выполнена короткозамкнутой для обеспечения максимального съема тепловой энергии или с разрывом, к которому подключена полезная нагрузка, питающаяся электрическим током, проходящим через обмотку и нагрузку. Изобретение позволяет использовать тепло, выделяемое при прохождении тока в обмотке. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в электроводонагревателях. Сущность изобретения в том, что электроводонагреватель включает внутренний бак, в котором заключена камера накопления воды, и соединительную муфту, одним концом присоединенную ко внутреннему баку а другим концом соединенную с узлом подачи и слива воды, служащим для подачи воды в камеру накопления воды и слива воды из камеры накопления воды. При таком выполнении вода более легко и удобно отводится из камеры накопления, предотвращается отложение загрязнений во внутреннем баке и облегчается обслуживание водонагревателя, требующее слива воды. Водонагреватель имеет более высокие эффективность нагрева и срок службы. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения тепловой и электрической энергии в индивидуальных домах и квартирах. Сущность изобретения в том, что теплоэлектрический генератор для индивидуального энергоснабжения содержит подключенные друг к другу наружный и внутренний коробы, перекрытые с торцов крышками и днищами, образующими первичный и вторичный контуры, во внутреннем коробе расположена топка с газоходом, в котором расположены газовый коллектор и пластинчатый теплообменник, стенки и крышка наружного короба покрыты декоративными коробом и декоративной крышкой с образованием между ними щелей, стенки наружного и внутреннего коробов, крышек, днищ и вертикальных перегородок, соприкасающиеся с нагреваемой водой, выполнены с пазами, в которые вставлены ребра, представляющие собой теплоэлектрические секции, состоящие из последовательно соединенных термоэмиссионных преобразователей, концы которых соединены между собой контактными спаями, расположенных вдоль длины ребер в зонах нагрева и охлаждения, свободные концы с клеммами каждой теплоэлектрической секции присоединены к коллекторам с одноименными зарядами, соединенным с токовыводами. Такое выполнение повысит надежность и эффективность теплоэлектрического генератора. 13 ил.

Изобретение относится к средствам для получения низкотемпературного теплоносителя и обработки воздуха в электромагнитном поле. Изобретением решается задача повышения коэффициента полезного действия коаксиального нагревателя. Для решения поставленной задачи в коаксиальном нагревателе, состоящем из соосно расположенных внешней и внутренней труб, которые на одном конце элсктроизолированы друг от друга, а на другом конце имеют электрический контакт между собой, внутренняя труба имеет перфорацию в торце, причем электрический контакт между трубами осуществляется посредством кольца с перфорацией, и во внешней трубе на расстоянии 0,2-0,5 диаметра внешней трубы от кольца выполнена перфорация. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может найти применение в системах теплонагрева и отопления. Способ заключается в подаче холодной жидкости в корпус электродной нагревательной установки и ее нагреву. Нагрев жидкости ведут путем создания и поддержания горения низкотемпературной плазмы. Горение плазмы производят в замкнутом непроточном объеме жидкости промежуточного теплообменника, а нагрев жидкости ведут за счет омывания стенок теплообменника при пропускании ее через внутреннюю циркуляционную систему. Устройство для преобразования электрической энергии в тепловую, выполненное в виде электродной нагревательной установки, содержащей корпус, снабженный подводящим и отводящим патрубками, электродную систему. Устройство содержит замкнутый теплообменник с жидкостью, размещенный внутри корпуса и образующий своими стенками и стенками корпуса внутреннюю циркуляционную систему. Электродная система размещена в жидкости замкнутого теплообменника и включает отдельный изолированный электрод и стенки корпуса. Внутренняя циркуляционная система выполнена в виде размещенных в корпусе двух замкнутых полостей, соединенных друг с другом посредством диффузора. Изобретение позволяет улучшить технические показатели электродных установок прямого нагрева. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение предназначено для приготовления пищи в походных условиях. Туристический кипятильник с нагнетателем воздуха содержит корпус (2), кассету (3) с топливом (4) и поворотную дверцу (7). Внутри кассеты (3) с топливом (4) установлен перфорированный воздухопровод (5), соединенный в верхней части с нагнетателем воздуха (6). Обеспечиваются повышение мощности устройства и возможность в качестве топлива использовать плохо горящие виды древесины. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водонагревателях и в электронных устройствах, нагревающих воду, для предотвращения или уменьшения образования накипи на нагревательных элементах. Предлагается способ нагрева воды нагревательными элементами, при котором подают два сигнала переменного тока с различными частотами между нагревательными элементами и противоэлектродами. При подаче сигналов переменного тока может быть также добавлена компонента постоянного тока. Предложено также применение сочетания различного напряжения переменного и постоянного тока в нагревательном элементе для предотвращения образования накипи в водонагревателе. Такой способ может быть реализован в водонагревательной системе, которая включена в электронное устройство. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.
Наверх