Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью
Изобретение относится к области горячего водоснабжения и может быть использовано для подготовки и подачи воды необходимой температуры различным потребителям. В термосифонном электроводонагревателе с накопительной емкостью, содержащем декоративный кожух и полый накопительный бак с теплоизолированным снаружи корпусом, блок управления, термосифонный патрубок с теплоизолированными стенками, нагревательный элемент с защитным термореле, два и более датчика температуры воды, терморегуляторы, блок управления, патрубки подвода холодной воды и отбора нагретой воды, причем накопительный бак снабжен одним и более дополнительными нагревательными элементами, в том числе образующими вместе с имеющимся нагревательным элементом или без него блок двух и более трубчатых электрических тэнов одинаковой или разной мощности с общими или отдельными защитными термореле, встроенными своими рабочими частями во входную полость термосифонного патрубка либо в корпус накопительного бака в области нижнего основания последнего, в том числе через дополнительное или общее монтажное отверстие или монтажно-запорное устройство, причем блок управления снабжен программным блоком и таймером, подключенными к цепям управления соответствующих нагревательных элементов. Использование изобретения будет способствовать сокращению времени подготовки нагретой воды в ограниченном объеме внутренней полости накопительного бака при недопущении закипания воды в полости термосифонного патрубка, и повышению экономичности устройства за счет снижения потерь тепла через корпус накопительного бака. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области горячего водоснабжения и может быть использовано для подготовки и подачи воды необходимой температуры различным потребителям.
Уровень техники
Известна конструкция термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, содержащего декоративный кожух и полый накопительный бак с теплоизолированным снаружи корпусом, блок управления, установленный внутри корпуса накопительного бака вертикально с возможностью обеспечения свободной циркуляции потока воды через входную и выходную полости термосифонный патрубок с теплоизолированными стенками, нагревательный элементе защитным термореле, рабочие части которых имеют общее крепежное основание и встроены во входную полость термосифонного патрубка через монтажное отверстие на нижнем основании корпуса накопительного бака с помощью монтажно-запорного устройства, два и более датчика температуры воды, встроенные в корпус накопительного бака на заданных уровнях, терморегуляторы, подключенные последовательной электрической цепью к соответствующим датчикам температуры воды, нагревательному элементу и блоку управления, патрубки подвода холодной воды, и отбора нагретой воды, сообщенные, соответственно, с нижней и верхней областями полости накопительного бака (см. А.С. СССР №1110998, МПК F24H 1/20,1984 г.).
Недостатком известного термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью является низкая надежность работы, связанная с перегревом трубчатого нагревательного элемента и относительно быстрым выходом его из строя из-за замедления скорости циркуляции воды через внутреннюю полость термосифонного патрубка с заданным гидравлическим сопротивлением по мере увеличения объема нагретой воды в полости накопительного бака, а также в связи с ускоренным накоплением накипи у основания рабочей части нагревательного элемента, при заданных эффективных параметрах термосифонного патрубка.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является конструкция термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, содержащего декоративный кожух и полый накопительный бак с теплоизолированным снаружи корпусом, блок управления, установленный внутри корпуса накопительного бака вертикально с возможностью обеспечения свободной циркуляции потока воды через входную и выходную полости термосифонный патрубок с теплоизолированными стенками, нагревательный элемент с защитным термореле, рабочие части которых имеют общее крепежное основание и встроены во входную полость термосифонного патрубка через монтажное отверстие на нижнем основании корпуса накопительного бака с помощью монтажно-запорного устройства, два и более датчика температуры воды, встроенные в корпус накопительного бака на заданных уровнях, терморегуляторы, подключенные последовательной электрической цепью к соответствующим датчикам температуры воды, защитному термореле, нагревательному элементу и блоку управления, патрубки подвода холодной воды, и отбора нагретой воды, сообщенные, соответственно, с нижней и верхней областями полости накопительного бака (см. (см. Патент RU 2659686, МПК F24H 1/00, 2018 г).
Недостатком данного термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью является также необходимость увеличения, с целью обеспечения необходимой надежности работы, расчетного диаметра термосифонного патрубка с учетом уменьшения скорости циркуляции воды через внутреннюю полость термосифонного патрубка по мере увеличения объема нагретой воды в полости накопительного бака в ущерб эффективности и экономичности его работы.
Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности работы, при одновременном обеспечении ее надежности.
Раскрытие сущности изобретения
Поставленная цель достигается тем, что в термосифонном электроводонагревателе с накопительной емкостью, содержащем декоративный кожух и полый накопительный бак с теплоизолированным снаружи корпусом, блок управления, установленный внутри корпуса накопительного бака вертикально с возможностью обеспечения свободной циркуляции потока воды через входную и выходную полости термосифонный патрубок с теплоизолированными стенками, нагревательный элементе защитным термореле, рабочие части которых имеют общее крепежное основание и встроены во входную полость термосифонного патрубка через монтажное отверстие на нижнем основании корпуса накопительного бака с помощью монтажно-запорного устройства, два и более датчика температуры воды, встроенные в корпус накопительного бака на заданных уровнях, терморегуляторы, подключенные последовательной электрической цепью к соответствующим датчикам температуры воды, защитному термореле, нагревательному элементу и блоку управления, патрубки подвода холодной воды, и отбора нагретой воды, сообщенные, соответственно, с нижней и верхней областями полости накопительного бака, накопительный бак снабжен одним и более дополнительными нагревательными элементами, в том числе образующими вместе с имеющимся нагревательным элементом или без него блок двух и более трубчатых электрических тэнов одинаковой или разной мощности с общими или отдельными защитными термореле, встроенными своими рабочими частями во входную полость термосифонного патрубка, либо в корпус накопительного бака в области нижнего основания последнего, в том числе, через дополнительное или общее монтажное отверстие или монтажно-запорное устройство, причем блок управления снабжен программным блоком и таймером, подключенными к цепям управления соответствующих нагревательных элементов, и тем, что накопительный бак снабжен дополнительным термосифонным патрубком, установленным в его полости параллельно имеющемуся термосифонному патрубку с использованием аналогичных или отличающихся, общих или раздельных крепежных узлов, а также водоприемных и водовыпускных устройств, а рабочие части одного и более дополнительных нагревательных элементов и их защитных термореле встроены во входную полость дополнительного термосифонного патрубка, в том числе, через дополнительное или общее монтажное отверстие или монтажно-запорное устройство, и тем, что термосифонные патрубки выполнены единым блоком, и тем, что конструктивные параметры термосифонных патрубков и их водоприемных и водовыпускных устройств подбирают из условия обеспечения неравенства суммарных гидравлических сопротивлений каналов циркуляции водного потока через них при равенстве суммарных мощностей нагревательных элементов, рабочие части которых встроены во входную полость соответствующего термосифонного патрубка, и тем, что термосифонные патрубки выполнены разной длины.
Краткое описание чертежей
Предлагаемое изобретение поясняется следующими схематическими изображениями.
На фиг. 1 показана схема термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью с одним термосифонным патрубком, во внутреннюю полость которого встроены рабочие части двух идентичных трубчатых нагревательных элементов с общим защитным термореле.
На фиг. 2 показана схема термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью с одним термосифонным патрубком и двумя идентичными трубчатыми нагревательными элементами с защитными термореле, один из которых с его защитным термореле встроены своими рабочими частями во входную полость термосифонного патрубка, а другой -в корпус накопительного бака в области нижнего основания последнего.
На фиг. 3 показана схема термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью с двумя термосифонными патрубками и двумя идентичными трубчатыми нагревательными элементами с защитными термореле, встроенными своими рабочими частями во входную полость соответствующего термосифонного патрубка.
Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью содержит декоративный кожух (не показан) и полый накопительный бак 1 с теплоизолированным снаружи корпусом 2, блок управления (не показан), установленный внутри корпуса 2 накопительного бака 1 вертикально с возможностью обеспечения свободной циркуляции потока воды через входную 3а и выходную 3б полости термосифонный патрубок 3 с теплоизолированными стенками 3в, нагревательный элемент 4 с защитным термореле 5, рабочие части, соответственно, 4а и 5а которых имеют общее крепежное основание 6 и встроены во входную полость 3а термосифонного патрубка 3 через монтажное отверстие (не показано) на нижнем основании корпуса 2 накопительного бака 1 с помощью монтажно-запорного устройства 7, два датчика 8 и 9 температуры воды, встроенные в корпус 2 накопительного бака 1 на заданных уровнях, терморегуляторы (не показаны), подключенные последовательной электрической цепью к соответствующим датчикам 8 и 9 температуры воды, защитному термореле 5, нагревательному элементу 4 и блоку управления, патрубки 10 и 11, соответственно, подвода холодной воды, и отбора нагретой воды, сообщенные, соответственно, с нижней и верхней областями полости накопительного бака 1.
Накопительный бак 1 в схеме термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, приведенной на фиг. 1, снабжен одним дополнительным нагревательным элементом 12, образующим вместе с имеющимся нагревательным элементом 4 блок двух трубчатых электрических тэнов одинаковой мощности с общим защитным термореле 5, встроенным своей рабочей частью 5а во входную полость 3а термосифонного патрубка 3 через общее монтажное отверстие (не показано).
Накопительный бак 1 в схеме термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, приведенной на фиг. 2, снабжен одним дополнительным нагревательным элементом 12 с защитным термореле 13, встроенными своими рабочими частями, соответственно, 12а и 13а в корпус 2 накопительного бака 1 в области нижнего основания последнего через дополнительное монтажное отверстие (не показано) с помощью дополнительного монтажно-запорного устройства 14.
Накопительный бак в схеме термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, приведенной на фиг. 3, снабжен дополнительным термосифонным патрубком 15, установленным в полости накопительного бака 1 параллельно имеющемуся термосифонному патрубку 3 с использованием аналогичных или отличающихся, общих или раздельных крепежных узлов (не показаны, а также водоприемных и водовыпускных устройств (не показаны), и одним дополнительным нагревательным элементом 12 с защитным термореле 13, встроенными своими рабочими частями 12а и 13а во входную полость 15а дополнительного термосифонного патрубка 15 через общее монтажное отверстие (не показано), причем термосифонные патрубки 3 и 15 выполнены единым блоком 16, и могут иметь разные величины размеров по длине.
При этом конструктивные параметры термосифонных патрубков 3 и 15 и их водоприемных и водовыпускных устройств подбираются из условия обеспечения неравенства суммарных гидравлических сопротивлений каналов циркуляции водного потока через них при равенстве суммарных мощностей нагревательных элементов 4 и 12, рабочие части 4а и 12а которых встроены во входные полости 3а и 15а соответствующего термосифонного патрубка 3 и 15 (с учетом влияния встроенных рабочих частей 4а и 12а нагревательных элементов 4 и 12 на гидравлические сопротивления соответствующих каналов циркуляции водного потока).
Однако значения мощностей нагревательных элементов 4 и 12 во всех приведенных схемах могут и отличаться друг друга, что может определять целесообразный порядок их включения и отключения, который задается предварительно с помощью программного блока.
Если же мощности нагревательных элементов, рабочие части которых встроены во входные полости соответствующих термосифонных патрубков в схеме термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, приведенной на фиг. 3 отличаются, то вышеупомянутые суммарные гидравлические сопротивления каналов циркуляции водного потока могут быть приняты равными или отличаться друг друга.
При этом нагрев воды в накопительном баке 1 в зоне контроля датчика 8 температуры воды осуществляется нагревательным элементом большей мощности, рабочая часть которого встроена во входную полость термосифонного патрубка, который характеризуется большим значением суммарного гидравлического сопротивления канала циркуляции водного потока, а в зоне контроля датчика 9 температуры воды - нагревательным элементом меньшей мощности, рабочая часть которого встроена во входную полость термосифонного патрубка, который характеризуется меньшим или равным значением суммарного гидравлического сопротивления канала циркуляции водного потока, так как на начальном этапе нагрева воды в накопительном баке 1 термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью имеет место наибольшее значение гидростатического напора, обеспечивающего циркуляцию потока воды, что уменьшает вероятность закипания воды в соответствующем термосифонном патрубке.
Вместе с тем следует отметить, что во всех вышеприведенных схемах термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью величины мощности нагревательных элементов 4 и 12 и конструктивные параметры термосифонных патрубков 3 и 15 и их водоприемных и водовыпускных устройств, определяющие значения суммарных гидравлических сопротивлений соответствующих каналов циркуляции водного потока, устанавливаются из условия недопущения закипания воды во внутренней полости соответствующего термосифонного патрубка 3 и 15.
Осуществление изобретения
Подготовка к работе термосифонных электроводонагревателей с накопительной емкостью, приведенных на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 осуществляется по одинаковому алгоритму следующим образом.
Первичное заполнение накопительного бака 1 водой осуществляется подачей холодной воды через патрубок 10 и отводом воздуха из его внутренней полости через специальный клапан (не показан), вмонтированный в верхней части корпуса накопительного бака 1, или (и) через патрубок 11 отбора нагретой воды аналогично процессу заполнения накопительных баков соответствующих бытовых электроводонагревателей, после чего с помощью соответствующих защитных термореле и терморегуляторов задаются уставки значений температуры воды, при которых должны осуществляться аварийные отключения нагревательных элементов 4 и 12 для предупреждения закипания воды и выхода из строя соответствующего нагревательного элемента, а также значений требуемой рабочей температуры нагрева накопленной воды на заданных уровнях воды в накопительном баке 1 (рабочие уставки температуры разрыва электрических цепей нагревательных элементов 4 и 12 и их обратного подключения), что означает перевод термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью в состояние готовности к работе.
При этом накопительный бак 1 остается в постоянно заполненном состоянии в течении всего времени эксплуатации за исключением случаев консервации работы или проведения определенных ремонтно-профилактических работ.
Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью, схема которой приведена на фиг. 1 работает следующим образом.
При включении термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью блок управления подает напряжение в электрические цепи нагревательных элемента 4 и 12.
При этом вся внутренняя полость термосифонного патрубка 3 заполняется нагретой водой и благодаря возникшему дисбалансу весов столбов нагретой воды внутри термосифонного патрубка 3 и пока еще холодной воды в полости самого накопительного бака 1 создается гидростатический напор обеспечивающий циркуляцию воды между полостями термосифонного патрубка 3 и накопительного бака 1.
В результате нагретая вода начиная с верхней области внутренней полости накопительного бака 1 постепенно заполняет все большие объемы пространства полости последнего.
Таким образом процесс приращения температуры воды в предложенном термосифонном электроводонагревателе с накопительной емкостью происходит интегрально начиная с верхних слоев воды во внутренней полости накопительного бака 1 в течение расчетного количества циклов циркуляции воды через термосифонный патрубок 3, и по истечению некоторого времени нагревательные элементы 4 и 12 доводят температуру воды в верхней половине накопительного бака 1 выше уровня установки датчика 8 температуры воды до заданного значения, после чего нагревательный элемент 12 отключается соответствующим терморегулятором и водонагреватель переходит в режим работы с одним нагревательным элементом 4 продолжая дальше греть воду в накопительном баке 1.
При этом объем нагретой до заданной температуры воды в накопительном баке 1 увеличивается, а нижняя ее граница снижается.
Одновременно уменьшается и скорость циркуляции воды через термосифонный патрубок 3.
Как только нижняя граница воды нагретой до заданного значения температуры достигнет уровня нижнего датчика 9 температуры воды, последний разрывает цепь соответствующего терморегулятора, тем самым прерывая подачу напряжения на нагревательный элемент 4.
Таким образом термосифонный водонагреватель с накопительной емкостью выходит на «дежурный» режим поддерживания температуры воды в накопительном баке 1 на заданном уровне с помощью нагревательного элемента 4 и соответствующего терморегулятора, который при некотором понижении температуры воды в накопительном баке 1 за счет его теплоотдачи в окружающую среду вновь включает нагревательный элемент 4 в работу.
При отборе нагретой воды через патрубок 11 холодная вода через патрубок 10 поступает в нижнюю область внутренней полости накопительного бака 1 вытесняя при этом нагретую воду через патрубок 11 отбора нагретой воды.
Как только уровень холодной воды в накопительном баке 1 покроет отметку установки датчика 9 температуры воды, соответствующий терморегулятор включает нагревательный элемент 4, который прогревая столб воды в термосифонном патрубке 3 вновь создает циркуляционный поток воды в накопительном баке 1 через термосифонный патрубок 3 и термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью переходит в рабочий режим нагрева воды одновременно с процессом ее отбора.
При этом если отбор нагретой воды осуществляется в относительно в малом количестве, то большая часть холодной воды поступающей в накопительный бак 1 через патрубок 10 прогреваясь в термосифонном патрубке 3 выходит в верхнюю область накопительного бака 1, где перемешиваясь с предварительно нагретой водой в накопительном баке 1 поступает к потребителю через патрубок 11 отбора нагретой воды.
Если же отбор нагретой воды через патрубок 11 происходит достаточно интенсивно, то большая часть поступающей через патрубок 10 холодной воды остается в нижней части накопительного бака 1, что способствует повышению уровня холодной воды в последнем и вытеснению из него нагретой воды через патрубок 11 отбора нагретой воды.
При этом как только температура нагретой воды на уровне расположения датчика 8 температуры воды окажется ниже заданного значения соответствующий терморегулятор подает напряжение в электрическую цепь питания нагревательного элемента 12 вновь.
Если отбор нагретой воды продолжает осуществляться интенсивно и иссякает весь объем накопленной нагретой воды то термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью продолжает выдавать потребителю нагретую воду с несколько меньшей температурой, величина которой зависит от интенсивности отбора воды, суммарного гидравлического сопротивления канала циркуляции водного потока через термосифонный патрубок 3 и его водоприемное и водовыпускное устройства и суммарной мощности работающих нагревательных элементов 4 и 12.
Если же уменьшилась интенсивность водопотребления или прекратился отбор воды через патрубок 11 вообще, то термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью, соответственно, продолжая выдавать потребителю ограниченное количество воды необходимой температуры или без такового, нагревает воду в накопительном баке 1 согласно вышеописанному порядку и переходит вновь на «дежурный» режим работы.
Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью, схема которой приведена на фиг. 2, работает следующим образом.
При включении термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью блок управления подает напряжение в электрическую цепь нагревательного элемента 4.
При этом вся внутренняя полость термосифонного патрубка 3 заполняется нагретой водой и благодаря возникшему дисбалансу весов столбов нагретой воды внутри термосифонного патрубка 3 и пока еще холодной воды в полости самого накопительного бака 1 создается гидростатический напор обеспечивающий циркуляцию воды между полостями термосифонного патрубка 3 и накопительного бака 1.
В результате нагретая вода начиная с верхней области внутренней полости накопительного бака 1 постепенно заполняет все большие объемы пространства полости последнего.
Таким образом процесс приращения температуры воды в накопительном баке 1 и в этом варианте предложенного термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью происходит интегрально начиная с верхних слоев воды в его внутренней полости, и по истечению некоторого времени нагревательный элемент 4 доводит температуру воды в верхней части полости накопительного бака 1, расположенной выше уровня установки датчика 8 температуры воды до заданного значения, после чего соответствующий терморегулятор отключает нагревательный элемент 4 и включает нагревательный элемент 12, который продолжает дальше греть воду в накопительном баке 1.
При этом дальнейший нагрев воды в накопительном баке 1 осуществляется как в обычных электронагревателях с накопительной емкостью без циркуляции водного потока через термосифонный патрубок 3.
Как только температура воды на уровне установки нижнего датчика 9 температуры воды достигнет расчетного значения, последний разрывает цепь соответствующего терморегулятора, тем самым прерывая подачу напряжения на нагревательный элемент 12.
Таким образом термосифонный водонагреватель с накопительной емкостью выходит на «дежурный» режим поддерживания температуры воды в накопительном баке 1 на заданном уровне с помощью нагревательного элемента 12 и соответствующего терморегулятора, который при некотором понижении температуры воды в накопительном баке 1 за счет его теплоотдачи в окружающую среду вновь включает нагревательный элемент 12 в работу как в обычных электронагревателях с накопительной емкостью.
При отборе нагретой воды через патрубок 11 холодная вода через патрубок 10 поступает в нижнюю область внутренней полости накопительного бака 1 вытесняя при этом нагретую воду через патрубок 11 отбора нагретой воды.
Как только уровень холодной воды в накопительном баке 1 покроет уровень установки датчика 9 температуры воды, соответствующий терморегулятор включает нагревательный элемент 12, который вновь начинает греть толщу воды в полости накопительного бака 1.
При этом поступающая через патрубок 10 холодная вода в основном остается в нижней части накопительного бака 1, что способствует повышению уровня холодной воды в накопительном баке 1 и вытеснению из него нагретой воды через патрубок 11 отбора нагретой воды.
Когда уровень холодной воды достигает уровня расположения датчика 8 температуры воды, соответствующий терморегулятор выключает нагревательный элемент 12 и подает напряжение в электрическую цепь питания нагревательного элемента 4 вновь, который прогревая столб воды в термосифонном патрубке 3 снова создает циркуляционный поток воды в накопительном баке 1 через полость термосифонного патрубка 3 способствуя продлению времени выдачи нагретой воды заданной температуры термосифонным электроводонагревателем с накопительной емкостью.
Если отбор нагретой воды продолжает осуществляться интенсивно и иссякает весь объем накопленной нагретой воды, то термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью продолжает выдавать потребителю нагретую воду с несколько меньшей температурой, величина которой зависит от интенсивности отбора воды, суммарного гидравлического сопротивления канала циркуляции водного потока через термосифонный патрубок 3 и его водоприемное и водовыпускное устройства и мощности работающего нагревательного элемента 4.
Если же уменьшилась интенсивность водопотребления или прекратился отбор воды через патрубок 11 вообще, то термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью, соответственно, продолжая выдавать потребителю ограниченное количество воды необходимой температуры или без такового, нагревает воду в накопительном баке 1 согласно вышеописанному порядку и переходит вновь на «дежурный» режим работы.
Работа термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, схема которой приведена на фиг. 3, на начальном этапе до момента включения нагревательного элемента 12 идентична его работе согласно предыдущей схеме.
Отличие дальнейшей работы заключается лишь в том, что после включения нагревательного элемента 12 циркуляция водного потока происходит через термосифонный патрубок 15, суммарное гидравлическое сопротивление канала циркуляции водного потока которого выбирают меньшей величины, чем у термосифонного патрубка 3.
При этом процесс приращения температуры воды в накопительном баке 1 и в этом варианте предложенного термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью происходит интегрально начиная с верхних слоев воды во внутренней полости накопительного бака 1 в течение расчетного количества циклов циркуляции воды через внутренние полости сначала термосифонного патрубка 3, а потом - термосифонного патрубка 15.
Как только температура воды на уровне нижнего датчика 9 температуры воды достигнет расчетного значения, последний разрывает электрическую цепь соответствующего терморегулятора, тем самым прерывая подачу напряжения на нагревательный элемент 12.
Таким образом термосифонный водонагреватель с накопительной емкостью выходит на «дежурный» режим поддерживания температуры воды в накопительном баке 1 на заданном уровне с помощью нагревательного элемента 12 и соответствующего терморегулятора, который при некотором понижении температуры воды в накопительном баке 1 за счет его теплоотдачи в окружающую среду вновь включает нагревательный элемент 12 в работу, тем самым восстанавливая циркуляцию водного потока через термосифонный патрубок 15.
При отборе нагретой воды через патрубок 11 холодная вода через патрубок 10 поступает в нижнюю область внутренней полости накопительного бака 1 вытесняя при этом нагретую воду через патрубок 11 отбора нагретой воды.
Как только уровень холодной воды в накопительном баке 1 покроет отметку установки датчика 9 температуры воды, соответствующий терморегулятор включает нагревательный элемент 12, который прогревая столб воды в термосифонном патрубке 15 вновь создает циркуляционный поток воды в накопительном баке 1 через термосифонный патрубок 15 и термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью переходит в рабочий режим нагрева воды одновременно с процессом ее отбора.
При этом если отбор нагретой воды осуществляется в относительно в малом количестве, то, большая часть холодной воды, поступающей в накопительный бак 1 через патрубок 10 прогреваясь в термосифонном патрубке 15 выходит в верхнюю область накопительного бака 1, где перемешиваясь с предварительно нагретой водой в накопительном баке 1 поступает к потребителю через патрубок 11 отбора нагретой воды.
Если же отбор нагретой воды через патрубок 11 происходит достаточно интенсивно, то относительно большая часть поступающей через патрубок 10 холодной воды остается в нижней части накопительного бака 1, что способствует повышению уровня холодной воды в накопительном баке 1 и вытеснению из него нагретой воды патрубок 11 отбора нагретой воды.
При этом, как только температура нагретой воды на уровне расположения датчика 8 температуры воды окажется ниже заданного значения соответствующий терморегулятор отключает нагревательный элемент 12, и подает напряжение в электрическую цепь питания нагревательного элемента 4 вновь.
Если отбор нагретой воды продолжает осуществляться интенсивно и иссякает весь объем накопленной нагретой воды то термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью продолжает выдавать потребителю нагретую воду с несколько меньшей температурой, величина которой зависит от интенсивности отбора воды, суммарного гидравлическиого сопротивления канала циркуляции водного потока через термосифонный патрубок 3 и его водоприемное и водовыпускное устройства и мощности работающего нагревательного элемента 4.
Если же уменьшилась интенсивность водопотребления или прекратился отбор воды через патрубок 11 вообще, то термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью, соответственно, продолжая выдавать потребителю ограниченное количество воды необходимой температуры или без такового, нагревает воду в накопительной емкости 1 согласно вышеописанному порядку и переходит вновь на «дежурный» режим работы.
Очевидно возможны и другие варианты работы схем предложенного термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, в том числе с использованием большего количества нагревательных элементов, рабочие части которых встроены в соответствующий термосифонный патрубок, с разбивкой полости накопительного бака 1 по высоте на большее количество зон контроля температуры воды путем размещения в нем соответствующего количества датчиков температуры воды.
Кроме того в схеме термосифонного электронагревателя с накопительной емкостью, приведенной на фиг. 1, возможна и одиночная работа нагревательного элемента 4 в зоне контроля датчика 8 температуры воды, как и в его схеме, приведенной на фиг. 3, что целесообразно при использовании нагревательного элемента 4 с большей номинальной мощностью, чем у нагревательного элемента 12.
Между тем включение в схему блока управления программного блока и таймера позволит улучшить эксплуатационные характеристики предлагаемого термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью за счет обеспечения возможности предварительного программирования порядка включения двух и более нагревательных элементов и выбора желаемого порядка, а также возврата в исходное состояние после частичной отработки заданной программы в течение определенного промежутка времени с использованием таймера, выдержки заданной временной паузы, и повторной частичной отработки заданной программы с заданным количеством циклов.
Следует также отметить, что датчики 8 и 9 температуры воды могут быть установлены выше или ниже отметок, указанных в схемах термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, приведенных на фиг. 1, 2 и 3, в том числе и на нижнем основании корпуса 2 накопительного бака 1.
Вместе с тем исполнение предлагаемого изобретения по пункту 3 его формулы обеспечит удобство в обслуживании термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью, снабженного двумя термосифонными патрубками, а его исполнение по пункту 5 формулы изобретения, позволит регулировать скорости циркуляции водного потока через соответствующие термосифонные патрубки 3 и 15.
Очевидно предложенная конструкция термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью может быть использована и в случаях необходимости нагрева и подачи потребителям других жидких сред.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит сократить время подготовки нагретой воды в ограниченном объеме внутренней полости накопительного бака 1 не допуская при этом закипания воды в полости термосифонного патрубка 3, что будет способствовать также повышению экономичности устройства за счет снижения потерь тепла через корпус 2 накопительного бака 1.
Кроме того, использование предлагаемого изобретения позволит потребителю продлить время отбора накопленной нагретой воды на выходе термосифонного электрического водонагревателя с накопительной емкостью за счет ее одновременного более эффективного восполнения и даже получать ограниченное количество нагретой воды более высокой температуры после отбора запасенного объема нагретой воды в накопительном баке 1.
Предложенная конструкция термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью относительно легко может быть реализована на действующих серийных производствах электрических водонагревателей с накопительной емкостью согласно изобретению.
Отсутствие в технической и патентной литературе сведений по использованию заявленной конструкции термосифонного электроводонагревателя с накопительной емкостью в целях достижения описанного эффекта и технического результата показывает новизну взаимосвязи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и его положительным эффектом.
Это обеспечивает существенное отличие данного изобретения от всех известных конструкций электроводонагревателей с накопительной емкостью.
1. Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью, содержащий декоративный кожух и полый накопительный бак с теплоизолированным снаружи корпусом, блок управления, установленный внутри корпуса накопительного бака вертикально с возможностью обеспечения свободной циркуляции потока воды через входную и выходную полости термосифонный патрубок с теплоизолированными стенками, нагревательный элемент с защитным термореле, рабочие части которых имеют общее крепежное основание и встроены во входную полость термосифонного патрубка через монтажное отверстие на нижнем основании корпуса накопительного бака с помощью монтажно-запорного устройства, два и более датчика температуры воды, встроенные в корпус накопительного бака на заданных уровнях, терморегуляторы, подключенные последовательной электрической цепью к соответствующим датчикам температуры воды, защитному термореле, нагревательному элементу и блоку управления, патрубки подвода холодной воды, и отбора нагретой воды, сообщенные соответственно с нижней и верхней областями полости накопительного бака, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности и экономичности работы при одновременном обеспечении ее надежности термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью снабжен одним и более дополнительными нагревательными элементами, в том числе образующими вместе с имеющимся нагревательным элементом или без него блок двух и более трубчатых электрических тэнов одинаковой или разной мощности с общими или отдельными защитными термореле, встроенными своими рабочими частями во входную полость термосифонного патрубка, либо в корпус накопительного бака в области нижнего основания последнего, в том числе через дополнительное или общее монтажное отверстие или монтажно-запорное устройство, причем блок управления снабжен программным блоком и таймером, подключенными к цепям управления соответствующих нагревательных элементов.
2. Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью по п. 1, отличающийся тем, что накопительный бак снабжен дополнительным термосифонным патрубком, установленным в его полости параллельно имеющемуся термосифонному патрубку с использованием аналогичных или отличающихся, общих или раздельных крепежных узлов, а также водоприемных и водовыпускных устройств, а рабочие части одного и более дополнительных нагревательных элементов и их защитных термореле встроены во входную полость дополнительного термосифонного патрубка, в том числе через дополнительное или общее монтажное отверстие или монтажно-запорное устройство.
3. Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью по п. 2, отличающийся тем, что термосифонные патрубки выполнены единым блоком.
4. Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью по любому из пп. 2, 3, отличающийся тем, что конструктивные параметры термосифонных патрубков и их водоприемных и водовыпускных устройств подбирают из условия обеспечения неравенства суммарных гидравлических сопротивлений каналов циркуляции водного потока через них при равенстве суммарных мощностей нагревательных элементов, рабочие части которых встроены во входную полость соответствующего термосифонного патрубка.
5. Термосифонный электроводонагреватель с накопительной емкостью по любому из пп. 2, 3,4, отличающийся тем, что термосифонные патрубки выполнены разной длины.
