Водонагреватель

 

Устройство предназначено для водоснабжения и отопления. Водонагреватель содержит корпус, кожух, средства нагрева среды, системы подвода холодной воды и отвода горячей и элемент для дополнительного нагрева среды в виде замкнутой емкости. Замкнутая емкость выполнена с возможностью ее установки внутри корпуса и автономно от него и имеет патрубок для присоединения съемной трубы изменяющейся высоты с поплавком, системы подвода холодной и отвода горячей воды, а также средства сохранения герметичности корпуса при снятой крышке замкнутой емкости. Труба изменяющейся высоты с поплавком присоединена нижним концом к верхнему наружному патрубку замкнутой емкости при размещении ее внутри корпуса водонагревателя или внешнего бака-аккумулятора и присоединена внутри бака-аккумулятора в месте подвода горячей воды от внешней замкнутой емкости при ее размещении снаружи бака-аккумулятора. Водонагреватель снабжен дополнительным теплообменником для нагрева воды теплоносителем от внешнего источника тепла. Замкнутая емкость и присоединенная к ней труба изменяющейся высоты теплоизолированы, а в месте присоединения нижней части трубы изменяющейся высоты установлено запорно-регулирующее устройство, регулирующее подачу нагретой воды через нее. Водонагреватель значительно экономит топливоэнергетические ресурсы и металл. 3 з.п. ф-лы., 5 ил.

Изобретение относится к санитарной технике, к системам отопления и горячего водоснабжения и может быть использовано для нагрева жидкости, в том числе в системах отопления и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий, коттеджей, дач и гаражей.

Известны используемые в сельской местности совмещенные системы горячего водоснабжения и квартирного отопления, в которых вода, нагретая в небольших водогрейных котлах или во вмонтированных в кухонные очаги водонагревателях, поступает в квартирную систему отопления и в теплообменник аккумуляционного водонагревателя системы горячего водоснабжения, а остывшая вода по трубам вновь поступает в котел для нагревания. Подача холодной воды в аккумуляционный водонагреватель осуществляется через снабженный шаровым краном уравнительный бачок, а нагретая вода из него поступает к точкам горячего водоразбора (Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов /В.Е. Козин, Т.А. Левина и др. - М.: Высшая школа, 1980, с. 54).

Недостатками данных систем являются периодичность работы систем квартирного отопления, в результате чего для обеспечения непрерывного горячего водоснабжения приходится устанавливать аккумуляторы, так как при их отсутствии подача горячей воды к водоразборным точкам возможна только в период топки кухонной печи, а также отсутствие регулирования степени нагрева воды в аккумуляционном водонагревателе горячего водоснабжения.

Известны конструкции аккумуляционных водонагревателей, оборудованных внутренней камерой, объем которой мал по сравнению с объемом всего прибора, для предотвращения распространения тепла от установленного во внутренней камере нагревательного элемента по всему резервуару в начале процесса нагревания и для обеспечения подачи нагреваемой воды прежде всего в верхнюю часть резервуара. Например, известен электрический аккумуляционный нагреватель для получения горячей воды, внутри которого в нижней части резервуара имеется теплоизолированная камера с размещенным в ней электрическим нагревательным элементом, которая сообщается с нижней частью резервуара через отверстие в стенке, а с верхней частью резервуара - через присоединенную к ней вертикальную трубу, в месте присоединения которой установлено закрывающее устройство в виде биметаллической пластины, в результате чего нагретая вода поступает в верхнюю часть аккумуляционного водонагревателя и затем движется сверху вниз (Патент Швейцарии N 533283 "Elektrisch beheizter Heisswasserspeicher", кл. F 24 H 1/20).

Недостатками данного прибора являются возможность получения горячей воды из него только в случае одновременного поступления в него холодной воды из водопровода, поэтому в случае падения давления в водопроводе прекращается и подача горячей воды, а также невозможность его использования при отсутствии водопровода или при частичном заполнении прибора водой.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является комбинированный водо- и воздухонагреватель, содержащий корпус, кожух, средства нагрева среды, системы подвода холодной воды и отвода горячей, систему подвода и отвода воздуха и элемент дополнительного нагрева среды, отличающийся тем, что элемент дополнительного нагрева среды выполнен в виде замкнутой емкости, размещенной в верхней части корпуса и имеющей патрубки для подвода и отвода воздуха и штуцеры для залива и слива воды, причем патрубок для подвода воздуха снабжен барботажным устройством, а патрубок для отвода воздуха соединен со средствами для его обработки и распределения, при этом в корпусе установлена перегородка, соединенная с его днищем и внутренними боковыми поверхностями и разделяющая его на две сообщенные между собой в верхней части емкости, соединенные соответственно со штуцером для подвода холодной воды и смесителем и дополнительной переливной трубой, расположенной в упомянутой емкости со штуцером для подвода холодной воды, переливной и сливной трубами, которые выполнены съемными (Патент Российской Федерации N 2038546 "Комбинированный водо- и воздухонагреватель", кл. F 24 H 6/00).

Недостатками прототипа являются: 1) значительное время нагрева заполняющей замкнутую емкость среды из-за отсутствия внутри нее средств нагрева, поскольку нагрев среды в ней происходит только в результате поступления тепла через стенки замкнутой емкости от заполняющей корпус комбинированного водо- и воздухонагревателя нагретой воды; 2) большая трудоемкость выполнения работ при удалении съемной крышки замкнутой емкости для ее очистки и создаваемые при этом неудобства для владельца, включая возможность прекращения на длительное время работы присоединенной к комбинированному водо- и воздухонагревателю системы отопления, так как при существующей конструкции приходится предварительно сливать воду из системы отопления в связи с происходящей при удалении съемной крышки замкнутой емкости разгерметизацией корпуса.

Указанные недостатки устраняются в предлагаемом водонагревателе, содержащем корпус, кожух, средства нагрева среды, системы подвода холодной воды и отвода горячей и элемент для дополнительного нагрева среды в виде замкнутой емкости. Замкнутая емкость выполнена с возможностью ее установки внутри корпуса и автономно и имеет патрубок для присоединения съемной трубы изменяющейся высоты с поплавком, системы подвода холодной и отвода горячей воды, а также средства для сохранения герметичности корпуса при снятой крышке замкнутой емкости.

Труба изменяющейся высоты с поплавком присоединена нижним концом к верхнему наружному патрубку замкнутой емкости при размещении ее внутри корпуса водонагревателя или внешнего бака-аккумулятора, и присоединена внутри бака-аккумулятора в месте подвода горячей воды от внешней замкнутой емкости при ее размещении снаружи бака-аккумулятора.

Водонагреватель снабжен дополнительным теплообменником для нагрева воды теплоносителем от внешнего источника тепла.

Замкнутая емкость и присоединенная к ней труба изменяющейся высоты теплоизолированы, а в месте присоединения нижней части трубы изменяющейся высоты установлено запорно-регулирующее устройство, регулирующее подачу нагретой воды через нее.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где представлены вертикальные разрезы водонагревателя при различном расположении замкнутой емкости по отношению к корпусу водонагревателя и внешнего бака-аккумулятора: на фиг. 1 - водонагреватель при размещении замкнутой емкости в верхней части корпуса для горячего водоснабжения и отопления; на фиг. 2 - водонагреватель при размещении замкнутой емкости в нижней части корпуса для горячего водоснабжения; на фиг. 3 - водонагреватель при размещении замкнутой емкости в нижней части боковой поверхности корпуса и установке дополнительного теплообменника для нагрева воды теплоносителем от внешнего источника тепла; на фиг. 4 - водонагреватель при автономной установке замкнутой емкости в нижней части бака-аккумулятора для горячего водоснабжения и использования корпуса водонагревателя в качестве генератора тепла квартирной системы отопления при управлении нагревом одним общим пультом управления; на фиг. 5 - водонагреватель при автономной установке замкнутой емкости ниже внешнего бака-аккумулятора для горячего водоснабжения и использовании корпуса водонагревателя в качестве генератора тепла квартирной системы отопления при управлении нагревом одним общим пультом управления.

В предлагаемом водонагревателе (фиг. 1 и 2) имеются корпус 1 с размещенными внутри его электрическими нагревательными элементами 2 и замкнутой емкостью 3 со съемной крышкой 4 и электрическими нагревательными элементами 5 и разъемный наружный кожух 6 со съемной крышкой 7. Замкнутая емкость 3 выполнена с возможностью ее установки внутри корпуса 1 водонагревателя или автономно и соединяется с ним фланцевым соединением 8 с прокладками 9, герметизирующим элементом 10 и средствами крепления 11, например, в виде внутреннего и наружного рядов болтов, обеспечивающим сохранение герметичности корпуса 1 водонагревателя и присоединенной к нему квартирной системы отопления даже при снятой съемной крышке 4 замкнутой емкости 3, что повышает удобство и надежность эксплуатации водонагревателя.

Замкнутая емкость 3 имеет на наружной поверхности патрубки 12 и 13, каждый из которых при различных режимах эксплуатации водонагревателя может использоваться для присоединения съемной гибкой трубы изменяющейся высоты 14 с поплавком 15, обеспечивающей подачу нагретой воды в верхнюю часть корпуса 1 при различном уровне воды в нем, или трубопроводов систем подвода холодной воды 16 и отвода горячей воды 17, а также закрываться пробками 18. На наружной поверхности съемной крышки 4 замкнутой емкости 3 имеются патрубки 19 и 20, к которым могут присоединяться трубопроводы системы подвода холодной воды 16 и отвода горячей воды 17 или пробки 18, а с внутренней стороны съемной крышки 3 к патрубку 19 может присоединяться патрубок 21.

Корпус 1 водонагревателя имеет на наружной боковой поверхности в ее верхней и нижней части соответственно наружные патрубки 22 и 23, к которым могут присоединяться соответственно подающая 24 и обратная 25 магистрали системы отопления, трубопроводы систем подвода холодной воды 16 и отвода горячей воды 17, а также пробки 18. В дне корпуса 1 водонагревателя, опирающегося на основание 26, имеется наружный патрубок 27, который может закрываться пробкой 18. В случаях установки замкнутой емкости 3 отдельно от корпуса 1 или внутри него при компановке, показанной на фиг. 3, к фланцевому соединению 6 корпуса 1 присоединяется съемная крышка 28, имеющая наружный патрубок 29. Наружная поверхность корпуса 1, замкнутой емкости 3 и съемных крышек 4 и 28 может быть покрыта теплоизоляцией 30.

Внутри корпуса 1 водонагревателя находится дополнительный теплообменник 31 для нагрева воды теплоносителем от внешнего источника тепла, а в месте присоединения съемной гибкой трубы изменяющейся высоты 14 к замкнутой емкости 3 и может быть установлено запорно-регулирующее устройство 32, например, в виде биметаллической пластины или растягивающегося сильфона, регулирующее подачу нагретой воды через нее. При раздельной установке корпуса 1 водонагревателя и замкнутой емкости 3 для обеспечения независимой работы систем отопления и горячего водоснабжения, как показано на фиг. 4 и фиг. 5, управление нагревом воды осуществляется с одного общего пульта управления 33 по кабелям 34, а замкнутая емкость 3 размещается в случае необходимости внутри разъемного наружного кожуха 35.

Замкнутая емкость 3 с размещенными внутри нее нагревательными элементами 5 может устанавливаться внутри или снаружи внешнего бака-аккумулятора 36, а съемная гибкая труба изменяющейся высоты 14 с поплавком 15 размещается в этом случае внутри данного бака-аккумулятора и обеспечивает подачу нагретой воды в его верхнюю часть при колебаниях уровня воды в широком диапазоне.

Заполнение бака-аккумулятора 36, имеющего переливную трубу 37 и крышку 38, водой из водопровода 39 осуществляется через поплавковый клапан 40 и трубу 41, а для подачи горячей воды через кран 42 к раковине 43 самотеком имеются труба 44 с запорной арматурой 45 для слива воды из верхней части бака-аккумулятора 36 и труба 46 с запорной арматурой 47 для слива воды из его нижней части через патрубок 48. Размещенный в баке-аккумуляторе 36 дополнительный теплообменник 49 соединен с главным стояком 50 системы квартирного отопления подающей подводкой 51, на которой установлен регулятор температуры 52, а с обратной магистралью 25 системы отопления - обратной подводкой 53 и обратным стояком 54.

Нагрев воды в системах квартирного отопления, показанных на фиг. 4 и 5, происходит в водогрейном котле 55 и в корпусе 1 водонагревателя, который закрыт съемной крышкой 28 и находится внутри разъемного наружного кожуха 6, а их параллельное соединение в системе отопления обеспечивается трубами 56 и 25. Нагретая в них вода по главному стояку 50 поступает к расширительному баку 57 и в верхнюю подающую магистраль 58 с запорной арматурой 59, стояки 60 с отопительными приборами 61 и по обратной магистрали 25 возвращается для повторного нагрева.

Работа водонагревателя происходит следующим образом.

1. Нагрев воды для горячего водоснабжения и квартирного отопления электроэнергией при двухконтурной работе водонагревателя при наличии водопровода.

Для обеспечения одновременного или последовательного нагрева воды электроэнергией для горячего водоснабжения и квартирного отопления при двухконтурной работе водонагревателя при наличии водопровода используется компановка, показанная на фиг. 1.

При данном режиме эксплуатации водонагревателя замкнутая емкость 3 с закрытыми пробками 18 патрубками 12 и 13 установлена внутри корпуса 1 водонагревателя в верхней его части и закрыта съемной крышкой 4, причем для обеспечения герметичности фланцевого соединения 8 между фланцами корпуса 1 и замкнутой емкости 3 находится резиновая прокладка 9, закрепленная установленным на фланце замкнутой емкости 3 вдоль его внутренней поверхности герметизирующим элементом 10, например, металлическим опорным элементом, повторяющим форму фланца, но имеющим меньшую ширину, и средствами крепления 11 в виде внутреннего ряда болтов. Выше их установлены вторая резиновая прокладка 9 и съемная крышка 4 замкнутой емкости 3, закрепленные наружным рядом болтов 11. Такая конструкция элементов герметизации и крепления в месте контакта фланцев замкнутой емкости 3 и корпуса 1 водонагревателя позволяет обеспечить герметичность и работоспособность присоединенной к патрубкам 22 и 23 квартирной системы отопления в случаях, когда необходимо производить осмотр и очистку от накипи нагревательных элементов 5, установленных в замкнутой емкости 3 и обеспечивающих нагрев воды для горячего водоснабжения, что значительно повышает удобство и надежность эксплуатации водонагревателя. Поэтому для осмотра и очистки от накипи нагревательных элементов 5 потребителю достаточно снять крышку кожуха 7 и разъемный наружный кожух 6 водонагревателя и удалить съемную крышку 4 замкнутой емкости 3, отвернув наружный ряд болтов 11, что устраняет необходимость слива теплоносителя из квартирной системы отопления и длительных перерывов в ее работе.

Работа водонагревателя при компановке, показанной на фиг. 1, происходит в каждом из контуров следующим образом.

В замкнутой емкости 3 нагревательный элемент 5 нагревает холодную воду, поступающую из водопровода по трубе 16 через патрубки 19 и 21, которая в процессе нагревания поднимается в верхнюю часть замкнутой емкости 3 и через патрубок 20 и трубу 17 поступает к точке водоразбора. При работе нижнего контура водонагревателя, обеспечивающего нагрев воды для системы квартирного отопления, происходит дополнительный нагрев используемой для горячего водоснабжения воды в результате поступления тепла через стенки замкнутой емкости 3.

Нагрев воды, поступающей из обратной магистрали 25 квартирной системы отопления через патрубок 23, осуществляется нагревательными элементами 2 внутри корпуса 1 водонагревателя в объеме, заключенном между наружной поверхностью замкнутой емкости 3 и внутренней поверхностью корпуса 1 водонагревателя, после чего нагретая вода поднимается вверх и поступает через патрубок 22 в подающую магистраль 24 квартирной системы отопления.

2. Нагрев воды для горячего водоснабжения при периодической работе водопровода или его отсутствии при использовании электроэнергии.

При периодической работе водопровода или его отсутствии для нагрева воды для горячего водоснабжения электроэнергией используют компановки водонагревателя, показанные на фиг. 2 и 3.

При компановке, показанной на фиг. 2, заполнение водонагревателя водой до уровня присоединения патрубка 23 производят через этот патрубок или через патрубок 22. При включении нагревательных элементов 5 вода в замкнутой емкости 3 быстро нагревается и через патрубок 12 и гибкую трубу изменяющейся высоты 14, удерживаемую в верхнем слое воды поплавком 15, поступает в верхнюю часть корпуса 1 водонагревателя, где происходит дополнительный нагрев воды до заданной температуры установленными в нем нагревательными элементами 2, а через патрубок 13 в замкнутую емкость 3 поступает холодная вода, которая после нагрева также поступает в верхнюю часть корпуса 1 через патрубок 12 и трубу изменяющейся высоты 14, причем запорно-регулирующее устройство 32 позволяет регулировать температуру поступающей в верхнюю часть водонагревателя воды. К патрубку 27 присоединена переливная труба 37.

Таким образом, данная компановка водонагревателя позволяет быстро получить нагретую воду в верхней части корпуса 1 и подать ее для водоразбора через патрубок 23 по трубе 16, подавая в нижнюю часть водонагревателя холодную воду через патрубок 22. В случае прекращения подачи холодной воды из водопровода или при его отсутствии потребитель может получать горячую воду из водонагревателя через патрубок 22 по трубе 17, причем при снижении уровня воды в корпусе 1 водонагревателя гибкая труба изменяющейся высоты 14 опускается вместе с поплавком 15, что обеспечивает сохранение циркуляции нагреваемой воды внутри корпуса 1 водонагревателя и ее эффективный и равномерный прогрев во всем объеме.

Такая компановка водонагревателя обеспечивает энергосберегающий режим его эксплуатации, так как потребитель имеет возможность нагревать до наружной температуры не всю находящуюся в водонагревателе воду, а только необходимое ему в данный момент количество воды. Это уменьшает расход энергии для нагрева воды и величину тепловых потерь в окружающую среду, а также позволяет быстрее получать нагретую воду.

3. Нагрев воды для горючего водоснабжения при периодической работе водопровода или его отсутствии электроэнергией и различными видами топлива.

Данный режим осуществляется при показанной на фиг. 3 компановке.

Заполнение водонагревателя водой до уровня патрубка 22 производится через этот патрубок по трубе 16 или через патрубок 20, к патрубку 29 присоединена переливная труба 37. Нагрев воды нагревательным элементом 5 в замкнутой емкости 3 и в корпусе 1 водонагревателя происходит аналогично описанному выше в пункте 2, в том числе и в случае снижения уровня воды в водонагревателе. Наружные поверхности замкнутой емкости 3 и съемной трубы изменяющейся высоты 14 теплоизолированы.

Подача горячей воды для водоразбора в случае подвода холодной водопроводной воды в водонагреватель через патрубок 20 и трубу 17 или через патрубок 19 осуществляется через патрубок 22 по трубе 16, а в случае отсутствия подачи в водонагреватель холодной водопроводной воды - самотеком через патрубок 20 по трубе 17 или через патрубок 27 в случае его присоединения к соответствующему трубопроводу.

Особенностью показанной на фиг. 3 компановки является то, что она позволяет обеспечить нагрев воды для горячего водоснабжения не только электроэнергией, но и с помощью дополнительного теплообменника 31, в который может подаваться теплоноситель, нагреваемый при сжигании любого топлива во внешнем источнике тепла, например, в водогрейном котле 55. Она обеспечивает энергосберегающий режим работы водонагревателя, уменьшающий расход электроэнергии и топлива для нагрева воды и величину тепловых потерь в окружающую среду и позволяющий потребителю быстро получить нагретую воду.

4. Нагрев воды для обеспечения автономного горячего водоснабжения и квартирного отопления при внутреннем присоединении замкнутой емкости внешнему баку-аккумулятору.

Данный режим осуществляется при компановке водонагревателя, показанной на фиг. 4.

При раздельной установке корпуса 1 водонагревателя и замкнутой емкости 3, присоединенной внутри внешнего бака-аккумулятора 36, первый обеспечивает автономное квартирное отопление, а второй - горячее водоснабжение как при наличии водопровода, так и при его отсутствии или перерывах в работе. Управление работой установленных в них нагревательных элементов 2 и 5 осуществляют с общего пульта управления 33, присоединенного кабелями 34.

При такой компановке нагрев воды в квартирной системе отопления с естественной или принудительной циркуляцией (циркуляционный насос на чертежах не показан) обеспечивают водогрейный котел 55 и присоединенный к нему параллельно трубами 56 и 25 через патрубки 29 и 23 соответственно корпус 1 водонагревателя с крышкой 28. Это позволяет потребителю использовать для отопления и горячего водоснабжения электроэнергию и различные виды топлива, что повышает надежность получения горячей воды и снижает ее стоимость.

Нагреваемая установленными в корпусе 1 водонагревателя нагревательными элементами 2 вода по трубе 56 поступает в главный стояк 50, по верхней подающей магистрали 58 при открытой запорной арматуре 59 поступает в стояки 60 и отопительные приборы 61, остывает в них и по обратной магистрали 25 возвращается в корпус 1 для повторного нагрева. Кроме того, часть нагретой воды по подающей подводке 51, на которой установлен регулятор температуры 52, поступает в дополнительный теплообменник 49, размещенный во внешнем баке-аккумуляторе 36, остывает в нем и по обратной подводке 53 и обратному стояку 54 возвращается в обратную магистраль 25 системы отопления. Удаление воздуха из системы отопления происходит через расширительный бак 57, а отключение верхней подающей магистрали 58 системы отопления в летнее время для направления всей нагретой воды через дополнительный теплообменник 49 внешнего бака-аккумулятора 36 производят запорной арматурой 59.

Воду для горячего водоснабжения в баке-аккумуляторе 36, покрытом теплоизоляцией 30, нагревают нагревательным элементом 5 в размещенной в его нижней части замкнутой емкости 3, и дополнительным теплообменником 49, что позволяет использовать электроэнергию и различные виды топлива. Бак-аккумулятор 36 заполняют водой из водопровода 39 через поплавковый клапан 40 и трубу 41, а излишки воды удаляются через переливную трубу 37.

Вода из нижней части бака-аккумулятора 36 поступает через открытый патрубок 12 в замкнутую емкость 3, нагревается нагревательным элементом 5 и через присоединенную к патрубку 13 гибкую трубу изменяющейся высоты 14 с поплавком 15, обеспечивающим нахождение верхнего отверстия этой трубы на заданном расстоянии от уровня воды в баке-аккумуляторе 36 независимо от колебаний уровня воды, поступает в верхнюю часть бака-аккумулятора 36. Таким образом, показанная на фиг. 4 конструкция внешнего бака-аккумулятора 36 обеспечивает циркуляцию нагреваемой в нем воды при любой степени его заполнения водой, что позволят быстрее нагревать оставшуюся в нем воду и дает возможность потребителю быстро и с минимальными затратами топлива и электроэнергии использовать наиболее нагретую воду из верхней части бака-аккумулятора 36. Подача нагретой воды из замкнутой емкости 3 в гибкую трубу изменяющейся высоты 14 регулируется запорно-регулирующим устройством 32 в виде биметаллической пластины или растягивающегося сильфона, патрубок 19 закрыт пробкой 18, а к патрубкам 20 и 48 присоединены соответственно труба 44 с запорной арматурой 45 и труба 46 с запорной арматурой 47, обеспечивающие подачу нагретой воды из бака-аккумулятора 36 к крану 42.

В случае отключения водопровода после заполнения бака-аккумулятора 36 уровень воды в нем снижается в результате водоразбора, однако циркуляция воды не прекращается, так как вместе с уровнем воды опускается и поплавок 15 за счет собственного веса и изгиба гибкой трубы изменяющейся высоты 14. При уровне воды в баке-аккумуляторе 36 выше патрубка 13 нагретая вода к крану 42 поступает через патрубок 20 по трубе 44 при открытой запорной арматуре 45, а при дальнейшем снижении уровня воды - через патрубок 48 по трубе 46 при открытой запорной арматуре 47.

Таким образом, показанная на фиг. 4 схема автономного присоединения замкнутой емкости 3 к внешнему баку-аккумулятору 36 и корпуса 1 водонагревателя к квартирной системе отопления параллельно с водогрейным котлом 55 позволяет обеспечить значительную экономию топливно-энергетических ресурсов и надежное горячее водоснабжение как при наличии водопровода, так и при его отсутствии или перерывах в работе. Кроме того, использование для нагрева воды электрических нагревательных элементов 2 и 5, автоматически включающихся при снижении температуры воды в системах отопления и горячего водоснабжения ниже заданных величин, позволяет надежно поддерживать необходимый температурный режим.

5. Нагрев воды для обеспечения автономного горячего водоснабжения и квартирного отопления при наружном присоединении замкнутой емкости к внешнему баку-аккумулятору.

Компановка водонагревателя, показанная на фиг. 5, также обеспечивает автономное квартирное отопление и горячее водоснабжение, причем система квартирного отопления подключена и работает аналогично показанной на фиг. 4 и описанной выше.

Установка замкнутой емкости 3, закрытой разъемным наружным кожухом 35, ниже внешнего бака-аккумулятора 36 и присоединение гибкой трубы изменяющейся высоты 14 с поплавком 15 к дну бака-аккумулятора 36 в месте поступления в него горячей воды из замкнутой емкости 3 через патрубок 20 по трубе 44 при открытой запорной арматуре 45, позволяет потребителю быстро получать нужное количество нагретой воды в верхней части бака-аккумулятора 36 и использовать ее для горячего водоснабжения. Такая компановка также обеспечивает равномерную циркуляцию воды в баке-аккумуляторе 36, так как более холодная вода из его нижней части по трубе 46 при открытой запорной арматуре 47 поступает в замкнутую емкость 3, нагревается нагревательным элементом 5 и по гибкой трубе изменяющейся высоты 14 поступает в верхнюю часть бака-аккумулятора 34.

Для подачи горячей воды к крану 42 из верхней части бака-аккумулятора 36 через гибкую трубу изменяющейся высоты 14 и замкнутую емкость 3 закрывают запорную арматуру 47 на трубе 46 и открывают кран 42 при открытой запорной арматуре 45 на трубе 44. В остальном работа при данной компановке аналогична описанной выше для фиг. 4 и обеспечивает экономию топливно-энергетических ресурсов и удобство эксплуатации.

Важными преимуществами предлагаемого водонагревателя являются возможность его использования для аккумуляционного и проточного нагрева воды для горячего водоснабжения без какой-либо переналадки даже в условиях периодической работы водопровода или его отсутствия, возможность надежного обеспечения потребителей горячей водой даже в случае наличия у потребителя только стандартной маломощной электрической проводки и возможность в каждом конкретном случае нагревать до нужной потребителю температуры только то количество воды, которое ему необходимо. Это значительно повышает технико-экономические характеристики водонагревателя и эффективность его использования для обеспечения надежного и наиболее экономичного отопления и горячего водоснабжения любых помещений при использовании любых видов топлива, так как позволяет потребителю в любой момент иметь нужное количество горячей воды и заданную температуру воздуха в помещении, затрачивая для этого минимально возможное количество электроэнергии и топлива.

Достоинствами предлагаемого водонагревателя являются: 1) возможность обеспечить надежное и экономическое автономное квартирное отопление и горячее водоснабжение практически в любых условиях, включая случаи перерывов в подаче водопроводной воды или отсутствия водопровода; 2) возможность быстрого начала работы систем горячего водоснабжения и квартирного отопления и нагрева только того количества воды, которое необходимо для использования в данный момент, что позволяет обеспечить значительную экономию топливно-энергетических ресурсов;
3) наличие ряда энергосберегающих режимов работы при различной компановке;
4) многофункциональность, позволяющая удовлетворять различные потребности потребителя с помощью одного и того же прибора;
5) возможность без переналадки использовать аккумуляционный или проточный нагрев вода и в любой момент времени иметь нужное количество горячей воды, затрачивая на ее нагрев минимально возможное количество электроэнергии или топлива;
6) возможность автономной установки корпуса и замкнутой емкости водонагревателя в различных местах для обеспечения одновременной совместной или автономной работы квартирной системы отопления и горячего водоснабжения при использовании одного общего пульта управления, что упрощает размещение, монтаж и эксплуатацию этих систем и снижает их стоимость;
7) устранение необходимости длительного отключения и опорожнения присоединенной к водонагревателю квартирной системы отопления при периодическом осмотре и удалении накипи с установленных в замкнутой емкости нагревательных элементов за счет сохранения герметичности корпуса водонагревателя и соединенной к ним системы отопления при удалении съемной крышки замкнутой емкости;
8) возможность использования водонагревателя в любых системах отопления и горячего водоснабжения с естественной или насосной циркуляцией нагреваемой воды, включая его параллельную установку с водонагревателями, работающими на различном топливе;
9) небольшие габаритные размеры и вес водонагревателя и возможность его транспортировки на любые расстояния;
10) предоставление потребителю возможности использовать и сделать энергосберегающими баки-аккумуляторы любых размеров и формы, в том числе и уже имеющиеся в наличии к моменту покупки водонагревателя;
11) возможность одновременного использования различных теплоносителей;
12) максимальное использование при всех эксплуатационных режимах естественного циркуляционного давления, что позволяет экономить электроэнергию и обеспечить надежность в эксплуатации;
13) быстрота и удобство подготовки к работе и перевода водонагревателя в любой из эксплуатационных режимов, а также в транспортное положение;
14) простота и надежность конструкции, что обеспечивает малую трудоемкость и себестоимость при изготовлении, технологичность и ремонтопригодность водонагревателя.

Таким образом, конструкция водонагревателя обеспечивает различные режимы работы при постоянном базовом модуле с минимальной переналадкой. Это позволяет удовлетворять различные потребности людей и значительно снизить материальные и трудовые затраты по сравнению с изготовлением и эксплуатацией известных аналогов.

Предлагаемый водонагреватель может применяться в быту и на производстве и обеспечивать более комфортные условия жизни для широких слоев населения, значительную экономию топливно-энергетических ресурсов и металла, уменьшение габаритных размеров и веса и повышение надежности различных устройств и установок для горячего водоснабжения и отопления и более эффективное использование производственной, административной и жилой площади, особенно в жилых зданиях и на объектах, где это особенно необходимо.

Испытания изготовленных опытных образцов водонагревателей показали их высокую эффективность.

Формула изобретения

1. Водонагреватель, содержащий корпус, кожух, средства нагрева среды, системы подвода холодной воды и отвода горячей и элемент для дополнительного нагрева среды в виде замкнутой емкости, отличающийся тем, что замкнутая емкость выполнена с возможностью ее установки внутри корпуса и автономно от него и имеет патрубок для присоединения съемной трубы изменяющейся высоты с поплавком, системы подвода холодной и отвода горячей воды, а также средства сохранения герметичности корпуса при снятой крышке замкнутой емкости.

2. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что труба изменяющейся высоты с поплавком присоединена нижним концом к верхнему наружному патрубку замкнутой емкости при размещении ее внутри корпуса водонагревателя или внешнего бака-аккумулятора и присоединена внутри бака-аккумулятора в месте подвода горячей воды от внешней замкнутой емкости при ее размещении снаружи бака-аккумулятора.

3. Водонагреватель по п. 2, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным теплообменником для нагрева воды теплоносителем от внешнего источника тепла.

4. Водонагреватель по п. 2, отличающийся тем, что замкнутая емкость и присоединенная к ней труба изменяющейся высоты теплоизолированы, а в месте присоединения нижней части трубы изменяющейся высоты установлено запорно-регулирующие устройство, регулирующее подачу нагретой воды через нее.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5