Электроводонагреватель

(51)7 24 1/20 НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(76) Пестова Галина Сергеевна Банников Анатолий Федорович(57) Полезная модель относится к приборам электронагрева воды, а именно к электроводонагревателям для мгновенного подогрева воды, непрерывно поступающей из водопроводной сети. Повышение электробезопасности, возможность регулирования температуры нагреваемой воды и контроля наличия заземления достигается тем, что электроводонагреватель, содержащий снабженный заземляющим контактом и патрубками подвода и отвода корпус, расположенный в последнем нагревательный элемент, соединенный с трехпроводной электросетью, а также выключатель и крышку, согласно изобретению, снабжен регулятором температуры, предохранителем тепловым, электропроводным датчиком уровня, платой управления, при этом выключатель выполнен в виде симистора, управляющий электрод которого соединен через плату управления с датчиком температуры, изолированный контакт катода соединен с фазой электросети через силовой разъем, а открытый контакт анода через один из контактов нагревательного элемента,предохранитель тепловой, прижатый к другому контакту нагревательного элемента, и силовой разъем соединен с нулем электросети. 66 Полезная модель относится к приборам электронагрева воды, а именно к электроводонагревателям для мгновенного подогрева воды, непрерывно поступающей из водопроводной сети, и может быть использована в приборах для нагрева воды, например, на бытовые нужды. Известны водонагреватели, которые могут быть использованы для получения теплой воды при наличии электроэнергии и водопровода. Известен электроводонагреватель (патент РФ 2008570, кл. 24 Н 1/20, 1994), содержащий корпус, часть стенки которого выполнена в виде мембраны, подключенные к корпусу трубопроводы подвода и отвода воды, подпружиненный клапан, установленный на трубопроводе отвода воды, и имеет сквозное отверстие, площадь которого зависит от площади мембраны, расположенный в корпусе электронагреватель. Включение нагревателя осуществляется через мембранный исполнительный механизм. Недостатком указанного устройства является отсутствие регулирования температуры воды, низкая надежность работы мембранного исполнительного механизма включения электронагревателя и подпружиненного клапана отвода воды. Известен электроводонагреватель (а. с. ССР 1171651, кл. 24 Н 1/20, 1985), в котором для предотвращения перегрева электронагревателя установлена погружная головка. Недостатком этого электроводонагревателя является сложность защиты электроводонагревателя от перегрева. Известен электроводонагреватель (а. с. СССР 1872915, кл. 24 Н 1/20, 1981), содержащий основной и байпасный трубопроводы холодной воды, камеру нагрева, электронагреватель и патрубок отвода горячей воды. Недостатком устройства является сложность конструкции и установки электроводонагревателя на водопроводной сети. Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является электроводонагреватель (а. с. СССР 1763811, кл. 24 Н 1/20, 1992), содержащий снабженный заземляющим контактом и патрубками подвода и отвода корпус, расположенный в последнем нагревательный элемент, соединенный с двухпроводной электросетью, а также выключатель, выполненный в виде тиристора, крышку, сапун с неподвижным контактом. Недостатками указанного электроводонагревателя являются пониженная электробезопасность, отсутствие контроля температуры нагрева воды, плохие условия эксплуатации тиристора из-за коррозии корпуса и выводов вследствие электролиза, невозможность контроля заземления прибора. Задачей полезной модели является повышение электробезопасности конструкции электроводонагревателя за счет установки предохранителя теплового на контакте электроводонагревателя, регулирование температуры нагреваемой воды за счет датчи 2 ка температуры и симистора, контроля наличия заземления за счет электропроводного датчика уровня. Для этого электроводонагреватель, содержащий снабженный заземляющим контактом и патрубками подвода и отвода корпус, расположенный в последнем нагревательный элемент, соединенный с трехпроводной электросетью, а также выключатель и крышку, согласно изобретению, снабжен регулятором температуры, предохранителем тепловым, электропроводным датчиком уровня, платой управления,при этом выключатель выполнен в виде симистора,управляющий электрод которого соединен через плату управления с датчиком температуры, изолированный контакт катода соединен с фазой электросети через силовой разъем, а открытый контакт анода через один из контактов нагревательного элемента,предохранитель тепловой, прижатый к другому контактунагревательного элемента, и силовой разъем в нулем электросети. Регулятор температуры включает датчик температуры, плату управления и нагревательный элемент. Предохранитель тепловой выполнен в форме таблетки из легкоплавкого металла. Симистор расположен вне корпуса и имеет радиатор охлаждения, выполненный в виде пластины. Заземляющий контакт выполнен в виде поводка,соединяющего корпус с крышей, и винта с гайкой. Датчик уровня выполнен в виде металлической шпильки. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен электроводонагреватель, продольный разрез на фиг. 2 - то же, вид сверху на фиг. 3 - вид А на фиг. 2 на фиг. 4 - схема подключения нагревательного элемента, симистора и датчиков. Электроводонагреватель содержит корпус 1 с патрубком подвода 2 и патрубком отвода 3, размещенный внутри корпуса нагревательный элемент 4,регулятор температуры, симистор 5, размещенный вне корпуса на монтажной крышке 6, датчик температуры 7, датчик уровня 8, размещенные на крышке 9 корпуса 1, нагревательный элемент 4 крепится к крышке 9 через уплотнение 10 винтами 11, которые одновременно закрепляют монтажную крышку 6 на крышке 9 корпуса 1. Контакты нагревательного элемента расположены над крышкой 9, к одному из них винтом 13 прижат предохранитель тепловой 14, выполненный из олова и рассчитанный на температуру расплава 200250 С. Предохранитель выполнен в форме таблетки, установленной в гнездо гибкой пластины 15, которая в свою очередь закреплена на медной шине 16. Шина 16 вместе с пластиной 15 закреплены на изолирующей пластине 17. Пластина 17 закреплена заклепками 18 на монтажной крышке 6. Винты 13 расположены в монтажной крышке 6 и прижимают предохранитель тепловой 14 к контакту 12 нагревательного элемента через изолирующую прокладку 19. На монтажной крышке 6 размещены разъемы управляющий 20 и силовой 21. 66 К корпусу 1 крепится крышка 22, на которой размещены плата управления 23 и задатчик температуры 24. Крышка 22 выполнена с прорезями 25 для охлаждения, в торце выполнено отверстие 26 ввода кабеля включения электроводонагревателя. Управляющий электрод симистора 27 соединен через плату управления 23 с датчиком температуры 7, изолированный контакт катода 28 соединен с фазой электросети через силовой разъем 21, а открытый контакт анода 29 через один из контактов нагревательного элемента, предохранитель тепловой,прижатый к другому контакту нагревательного элемента, и силовой разъем соединен с нулем электросети. Заземляющий контакт выполнен в виде поводка 30 из провода, соединяющего корпус 1 с крышкой 9 через провод 31, и контактом 32 в виде винта и гайки. Корпус 1 имеет пояс 33 и проушины 34 в нем,которыми он устанавливается на вертикальной плоскости в месте эксплуатации. Проходное сечение патрубка подвода равно проходному сечению водопроводного крана, проходное сечение сливного патрубка может быть равно или больше сечения патрубка подвода. Патрубок подвода 2 соединяется с водопроводным краном резиновым шлангом. Регулятор температуры включает датчик температуры 7, плату управления 23 и нагревательный элемент 4. Датчик уровня 8 выполнен в виде металлической шпильки. Симистор 5 имеет радиатор охлаждения, выполненный в виде пластины 37 из алюминия, меди, площадью 16 см 2. В качестве нагревательного элемента применен трубчатый нагревательный элемент мощностью 2,2 кВт, в частности, нагревательный элемент производства Корея, Китай сопротивление элемента 20 Ом симистор марки ТС 122-25-9 датчик температуры применен автомобильный марки ТМ. Для подключения устройства к сети служит вилка 35. Сетевой фильтр 36 установлен перед силовым разъемом 21. Работает электроводонагреватель следующим образом. Устанавливают на задатчике температуры 24 положение Выкл., открывают водопроводный кран. По заполнении корпуса электроводонагревателя водой из сливного патрубка 3 будет вытекать холодная вода. Подключают электроводонагреватель к сети вилкой 35. Нагревательный элемент 4 включается, т. к. срабатывает цепь электропроводный датчик уровня 8 - проводящая среда (вода) - силовой вывод земля разъема 21 - заземление корпуса 1. Устанавливают на задатчике температуры 24 нужную температуру воды в интервале температур на задатчике, например, от 20 до 80 С. Ток от сети через вилку 35, сетевой фильтр 36,силовой разъем 21 поступает на изолированный контакт катода 28 симистора 5, с открытого контакта анода 29 симистора на нагревательный элемент 4,контакты 12 нагревательного элемента 4, силовой разъем 21, электросеть. Так осуществляется нагрев элемента и, соответственно, нагрев воды. Симистор 5 применен как бесконтактный переключатель при подаче на анод 29 симистора напряжения включения, например, напряжение сети 220 В, симистор открывается, т. е. пропускает ток на нагревательный элемент 4. Максимальный ток симистора 5 лимитируется допустимой мощностью,рассеиваемой симистором. В данном случае максимальный ток равен 10 А, мощность - 5 Вт. При токе,меньшем определенного значения, называемом током удержания (паспортная характеристика симистора), симистор закрывается, т. е. ток не проходит через симистор 5 на нагревательный элемент, симистор выключает нагревательный элемент. Как бесконтактные переключатели симисторы используют в схемах защиты, регулируемых выпрямителях и т. д. Поддержание заданной температуры осуществляется следующим образом. Датчик температуры 7 измеряет температуру воды, сигнал от датчика 7 поступает на плату управления 23, на плате сигнал усиливается и сравнивается с заданным опорным сигналом (заданной задатчиком 24 температуре соответствует определенный сигнал). В результате сравнения сигналов возникает управляющий сигнал,например, управляющий ток, который с платы 23 подается на управляющий электрод 27 симистора,симистор 5 пропускает управляющий ток через открытый контакт анода 29 на нагревательный элемент 4. Определенной температуре воды, заданной задатчиком 24, соответствует определенный ток управления. Как только ток управления соответствует заданной температуре, симистор закрывается, ток на нагревательный элемент не проходит, элемент не нагревается, температура воды соответствует заданной. При понижении температуры воды датчик температуры 7 подает сигнал на плату управления 23,опять происходит сравнение сигналов, возникает ток управления, открывающий симистор 5, ток проходит на нагрев нагревательного элемента 4 до тех пор,пока температура воды поднимается до заданной. По достижении заданного значения температуры воды симистор опять закроется. Т. е. поддержание температуры воды на заданном уровне осуществляет управляющий ток, возникающий на плате от сравнения сигналов, который открывает-закрывает симистор, т. е. пропуская или не пропуская электрический ток на нагревательный элемент. Т. е. независимо от величины открытия водопроводного крана нагревательный элемент будет выдавать мощность, необходимую для поддержания заданной температуры нагрева воды. В случае аварийного перегрева нагревательного элемента предохранитель тепловой расплавится,стечет по контакту, цепь разомкнется, нагреватель выключится. Заменить предохранитель при полном отключении от электросети несложно, сняв крышку 22, винт 13 вывинтить из крышки 6 на необходимое расстояние, вставить запасной предохранитель в 3 66 гнездо гибкой пластины 15, поджать винтом 13 пластину 15 к контакту 12 нагревательного элемента. Помехи, оказываемые нагревательным элементом на бытовую электросеть, воспринимает сетевой фильтр 36, установленный перед силовым разъемом 21. Водонагреватель может быть составлен из нескольких нагревательных элементов с увеличением корпуса и количества необходимых конструктивных элементов. Возможны варианты исполнения водонагревателя, в частности, при применении оптопары, т. е. светодиода и фотодиода, и электроклапана водонагреватель будет подавать горячую воду при перекрытии луча оптопары поднесением рук, посуды и т. д. В этом случае патрубок подвода и водопровод необходимо соединить металлической трубкой или гибким металлорукавом. Удобство в эксплуатации, надежность элементов водонагревателя, автоматический контроль наличия заземления, использование нержавеющей стали для корпусных деталей, защита нагревательного элемента от перегрева и легкость замены предохранителя выгодны для изготовителя и потребителя. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Электроводонагреватель, содержащий снабженный заземляющим контактом и патрубками подвода и отвода корпус, расположенный в последнем нагревательный элемент, соединенный с трехпро водной электросетью, а также выключатель и крышку, отличающийся тем, что он снабжен регулятором температуры, предохранителем тепловым, электропроводным датчиком уровня, платой управления,при этом выключатель выполнен в виде симистора,управляющий электрод которого соединен через плату управления с датчиком температуры, изолированный контакт катода соединен с фазой электросети через силовой разъем, а открытый контакт анода через один из контактов нагревательного элемента,предохранитель тепловой, прижатый к другому контакту нагревательного элемента, и силовой разъем соединен с нулем электросети. 2. Электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что регулятор температуры включает датчик температуры, плату управления и нагревательный элемент. 3. Электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что предохранитель тепловой выполнен в форме таблетки из легкоплавкого металла. 4. Электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что симистор расположен вне корпуса и имеет радиатор охлаждения, выполненный в виде пластины. 5. Электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что заземляющий контакт выполнен в виде поводка, соединяющего корпус с крышкой и винта с гайкой. 6. Электроводонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что датчик уровня выполнен в виде металлической шпильки.