CZ10696U1 - water heater - Google Patents

Abstract

The invention relates to a construction of accumulative combined heater of flowing through water and possibilities to heat water by various power sources. The proposed water heater comprises a tank (1) suitable for connecting to a water-supply line (10) or a heated water-feeding equipment or outer heating network (15). The novelty is that a heat exchanger (6) having an inlet (7) and an outlet (11) arranged outside of the tank (1) is placed in an inner space (5) of the tank (1). The inlet (7) is connected to the water-supply line (10) through a feeding unit (9). The space (5) of the tank (1) also is connected to the feeding unit (9).

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká konstrukce akumulačního kombinovaného průtokového ohřívače vody s možností ohřevu vody různými zdroji energie.The technical solution relates to the design of an accumulative combined instantaneous water heater with the possibility of heating water by various energy sources.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době jsou známy různé druhy akumulačních ohřívačů vody, v nichž se do určitého objemu akumulované vody v nádrži, určeného k další spotřebě, akumuluje tepelná energie získávaná z různých zdrojů, jako jsou například elektrická či solární energie nebo energie vytvořená plynovými hořáky. Společnou nevýhodou všech známých ohřívačů je, že v nádržích, které slouží k ohřevu vody, se usazují nečistoty a minerály nacházející se ve vodě, takže nádrže je nutno v určitých intervalech čistit a odkalovat. Usazováním nečistot a minerálů se zkracuje životnost nádrží, přičemž neustálá cirkulace ohřívané pitné okysličené vody má za následek oxidaci materiálu, z něhož jsou nádrže vyrobeny, a tím se rovněž zkracuje životnost nádrží. Usazeniny a nečistoty v nádržích pak mají rovněž vliv na kvalitu vody z hygienického hlediska, takže většina ohřívačů splňuje podmínky pouze pro ohřev nikoliv pitné, ale pouze užitkové vody. Nečistoty a minerály se rovněž usazují na elektrických výhřevných tělesech umístěných uvnitř nádrže, což způsobuje zhoršování jejich funkčnosti, zkracování životnosti a v neposlední řadě rovněž zvyšování spotřeby energie, nutné pro ohřev vody.Various types of storage water heaters are currently known in which thermal energy obtained from various sources, such as electrical or solar energy or gas burner energy, is accumulated in a certain volume of accumulated water in a tank for further consumption. A common disadvantage of all known heaters is that the tanks used to heat the water accumulate the impurities and minerals present in the water, so that the tanks need to be cleaned and drained at certain intervals. The deposition of impurities and minerals shortens the life of the tanks, while the constant circulation of heated oxygenated drinking water results in oxidation of the material from which the tanks are made, thus also reducing the life of the tanks. The deposits and impurities in the tanks also have an impact on the water quality from a hygienic point of view, so that most heaters meet the conditions not only for the heating of the drinking water but only the service water. Impurities and minerals also settle on the electric heaters located inside the tank, causing deterioration in functionality, shortening the service life and, last but not least, increasing the energy consumption required for water heating.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry ohřívač vody, sestávající z nádrže, která je uzpůsobena pro připojení na vodovodní řád, na odběrné zařízení ohřáté vody a případně na vnější topný okruh, jehož podstata spočívá v tom, že ve vnitřním prostoru nádrže je uložen tepelný výměník, opatřený přívodem a vývodem vyvedenými vně nádrže, přičemž přívod je přes plnicí blok napojen na vodovodní řád, na který je přes plnicí blok propojen rovněž vnitřní prostor nádrže.These drawbacks are largely eliminated by a water heater consisting of a tank which is adapted to be connected to the water mains, to a hot water take-off device and possibly to an external heating circuit, which consists in the fact that a heat exchanger is housed in the interior of the tank provided with an inlet and an outlet lead outside the tank, the supply is connected via a filling block to the water main, to which the internal space of the tank is also connected via the filling block.

Je výhodné, že tepelný výměník je tvořen potrubím ve tvaru dvojchodé šroubovice a že plnicí blok je tvořen napouštěcím ventilem, který je vně nádrže paralelně připojen k vodovodnímu řádu, a to před jeho napojením na přívod tepelného výměníku, přičemž napouštěcí ventil je přes v sérii zapojený pojistný ventil napojen na plnicí otvor nádrže.It is advantageous that the heat exchanger consists of a double-helix pipe and that the filling block consists of an inlet valve which is connected outside the tank in parallel to the water main before it is connected to the heat exchanger inlet, the inlet valve being connected in series via safety valve connected to tank filler opening.

Také je výhodné, že v tělese nádrže je vytvořena sada připojovacích otvorů, z nichž jeden je opatřen odvzdušňovacím ventilem, a že ve vnitřním prostoru nádrže je umístěno alespoň jedno elektrické topné těleso, přičemž vnitřní prostor nádrže je přes připojovací otvory napojen na vnější topný okruh, který je tvořen alespoň tepelným zdrojem a cirkulačním čerpadlem.It is also advantageous that a set of connection openings are provided in the tank body, one of which is provided with a venting valve, and that at least one electric heater is arranged in the tank interior, the tank interior being connected to the external heating circuit via the connection openings. which comprises at least a heat source and a circulation pump.

Novou konstrukcí ohřívače vody se několikanásobně zvyšuje životnost nádrže, neboť v ní napuštěné teplonosné médium má stabilní vlastnosti, neokysličuje se a má v sobě minimální množství minerálů a solí. Další výhodou je, že voda vytékající z ohřívače si zachovává takové vlastnosti jaké měla na vstupu, takže uživatel používá ohřátou pitnou vodu. Nový ohřívač vody je akumulační o určité kapacitě teplonosného média, které může být ohříváno jak elektrickou energií, tak ústředním vytápěním, solární energií či jiným zdrojem, přičemž z hlediska ohřevu a odběru užitkové vody je ohřívač průtokový. Nezanedbatelnou výhodou je podstatné zkrácení doby ohřevu vody, což snižuje provozní náklady na činnost ohřívače při celkovém zvýšení jeho užitné hodnoty.The new design of the water heater increases the service life of the tank several times, because the heat transfer medium impregnated therein has stable properties, is not oxygenated and has a minimum amount of minerals and salts. Another advantage is that the water flowing out of the heater retains its inlet characteristics so that the user uses heated drinking water. The new water heater is an accumulator with a certain capacity of the heat transfer medium, which can be heated by both electric energy and central heating, solar energy or other source, while the heater is a flow-through heater. A noticeable advantage is the substantial reduction of the water heating time, which reduces the operating costs of the heater operation while increasing its overall utility value.

-1 CZ 10696 U1-1 CZ 10696 U1

Popis obrázků na připojeném výkreseDescription of the figures in the attached drawing

Konkrétní příklad provedení konstrukce ohřívače vody je schematicky znázorněn na obr. 1 na připojeném výkrese, představujícím ohřívač v axonometrickém pohledu s vertikálním řezem nádrže a naznačením připojení na topný okruh a na vodovodní řád.A particular embodiment of the water heater construction is schematically shown in Fig. 1 in the attached drawing, representing the heater in axonometric view with a vertical section of the tank and indicating the connection to the heating circuit and the water main.

Příklad provedení technického řešeníExample of technical solution

Ohřívač vody na obr. 1 je tvořen nádrží 1, s výhodou ve tvaru dutého válce, vyrobeného buď z povrchově upravené uhlíkové oceli nebo z ušlechtilých materiálů, jako jsou například nerezová ocel, měď nebo plastické hmoty. Těleso 101 nádrže i je opatřeno na vnitřním povrchu izolační vrstvou 1011 a je uzavřeno krytem 2. Vnitřní prostor 102 nádrže 1 je naplněn teplonosným médiem, například vodou. Ve vnitřním prostoru 102 nádrže i je naplněn teplonosný výměník 3, tvořený s výhodou potrubím ve tvaru dvojchodé šroubovice a vyrobeným z mědi. Přívod 31 tepelného výměníku 3 je vyveden dnem 103 nádrže i vně a je přes plnicí blok 4 napojen na vodovodní řad 5. Vývod 32 tepelného výměníku 3 je vyveden vně rovněž dnem 103 nádrže 1 a přes průtokový redukční ventil 6 je napojen k znázorněnému odběrnému zařízení, například vodovodní nebo sprchové baterii. Ve střední části dna 103 nádrže 1 jsou ve vnitřním prostoru 102 nádrže i upevněna elektrická topná tělesa 7, napojená na neznázoměný zdroj elektrické energie.The water heater in FIG. 1 is formed by a tank 1, preferably in the form of a hollow cylinder, made either of surface-treated carbon steel or of noble materials such as stainless steel, copper or plastics. The body 101 of the tank 1 is provided with an insulating layer 1011 on the inner surface and is closed by a cover 2. The inner space 102 of the tank 1 is filled with a heat transfer medium, for example water. In the inner space 102 of the tank 1 is filled a heat exchanger 3, preferably formed by a double-helix pipe made of copper. The inlet 31 of the heat exchanger 3 is led out of the tank bottom 103 and is connected via a filling block 4 to the water main 5. The outlet 32 of the heat exchanger 3 is also led outside the bottom 103 of the tank 1 and connected via a flow reducer 6 to the sampling device shown. such as a faucet or shower faucet. In the central part of the bottom 103 of the tank 1, electric heating elements 7 are connected in the inner space 102 of the tank 1, connected to a power source (not shown).

V tělese 101 nádrže i jsou vertikálně i stranově souměrně vytvořeny čtyři připojovací otvory 8, z nichž dva jsou vyčleněny pro případné připojení topného okruhu 9 vybaveného cirkulačním čerpadlem 91 a tepelným zdrojem 92, například kotlem nebo slunečním kolektorem. Třetí připojovací otvor 8, umístěný v horní části tělesa 101, je opatřen odvzdušňovacím ventilem 10 a poslední připojovací otvor 8 je zaslepen zátkou 11 a slouží pro možnost variabilní volby připojení topného okruhu 9 podle velikosti a úpravám zástavné plochy, v níž je ohřívač instalován. Dále je těleso 101 opatřeno připojovacími prvky 12, například závěsnými háky, pro uchycení na neznázoměnou konzolu. Dno 103 nádrže 1 je pak dále opatřeno plnicím otvorem 13, napojeným na plnicí blok 4.Four connection openings 8 are formed vertically and laterally symmetrically in the tank body 101, two of which are earmarked for the possible connection of a heating circuit 9 equipped with a circulation pump 91 and a heat source 92, for example a boiler or a solar collector. The third connection opening 8 located at the top of the body 101 is provided with a venting valve 10 and the last connection opening 8 is plugged with a plug 11 and serves for variable selection of the heating circuit connection 9 according to the size and modification of the heater surface. Further, the body 101 is provided with attachment elements 12, for example, suspension hooks, for attachment to a console (not shown). The bottom 103 of the tank 1 is then further provided with a filling opening 13 connected to the filling block 4.

Plnicí blok 4 je tvořen napouštěcím ventilem 41. který je vně nádrže 1 paralelně připojen k vodovodnímu řádu 5, a to před jeho napojením na přívod 31 tepelného výměníku 3. Napouštěcí ventil 41 je přes v sérii zapojený pojistný ventil 42 napojen na plnicí otvor 13 nádrže 1.The filling block 4 is formed by an inlet valve 41 which is connected outside the tank 1 in parallel to the water supply line 5 before it is connected to the heat exchanger inlet 3. The inlet valve 41 is connected to a tank opening 13 via a series safety relief valve 42. 1.

Při běžném provozu ohřívače je tepelná energie naakumulovávána do teplonosného média napuštěného ve vnitřním prostoru 102 nádrže 1 buď pomocí elektrických topných těles 7 a nebo tepelného zdroje 92 topného okruhu 9. Teplonosné médium pak ohřívá pitnou vodu přiváděnou do tepelného výměníku 3, která tímto tepelným výměníkem 3 pouze protéká, takže si zachovává stejné vlastnosti jaké měla na vstupu.In the normal operation of the heater, the heat energy is accumulated into the heat transfer medium impregnated in the interior 102 of the tank 1 either by electric heaters 7 or the heat source 92 of the heating circuit 9. The heat transfer medium then heats the drinking water supplied to the heat exchanger 3. it only flows, so it retains the same characteristics it had on the input.

Při plnění nádrže 1 teplonosným médiem se otevře odvzdušňovací ventil 10 a poté se otevře napouštěcí ventil 41 plnicího bloku 4, takže do vnitřního prostoru 102 nádrže 1 přitéká voda z vodovodního řádu 5. V okamžiku, kdy voda začne vytékat odvzdušňovacím ventilem 10, se tento zavře a po určité prodlevě, zaručující zaplnění vnitřního prostoru 102 nádrže 1 až po kryt 2, se uzavře napouštěcí ventil 41 a ohřívač je připraven k provozu. V případě nutnosti vypuštění teplonosného média z nádrže 1 se toto provádí pomocí pojistného ventilu 42 plnicího bloku 4.When filling the tank 1 with the heat transfer medium, the vent valve 10 is opened and then the filling valve 41 of the filling block 4 is opened so that water from the water supply line 5 flows into the interior 102 of the tank. and after a certain delay to fill the inner space 102 of the tank 1 up to the cover 2, the inlet valve 41 is closed and the heater is ready for operation. If it is necessary to drain the heat transfer medium from the tank 1, this is done by means of the safety valve 42 of the filling block 4.

Popsané provedení ohřívače není jedinou možnou konstrukcí podle technického řešení, ale nádrž i může být realizována v horizontálním provedení, a nemusí být těleso 101 opatřeno připojovacími prvky 12 pro zavěšení, ale ohřívač může být proveden ve stacionárním provedení s uložením na podpěrách nebo nožkách. V případě požadavku ohřevu teplonosného média pouze vnitřními elektrickými výhřevnými tělesy 7 nemusí být realizováno připojení na topný okruh 9 a tedy tři z připojovacích otvorů 8 v tělese 101 jsou zaslepeny a pouze v jednom z nich je uložen odvzdušňovací ventil 10. V opačném případě, například při využití solárního tepelného zdroje 92. může být ohřívač napojen pouze na topný okruh 9 a nemusí být vybaven elektrickými topnými tělesy 7.The described embodiment of the heater is not the only possible construction according to the technical solution, but the tank 1 can be realized in a horizontal design, and the body 101 need not be provided with connection elements 12 for suspension, but the heater can be designed in a stationary design with bearings or legs. If the heat transfer medium is required only by the internal electric heaters 7, the connection to the heating circuit 9 need not be realized and thus three of the connection openings 8 in the body 101 are blinded and only one of them has a venting valve 10. By using a solar heat source 92, the heater can only be connected to a heating circuit 9 and need not be equipped with electric heating elements 7.

-2CZ 10696 U1-2GB 10696 U1

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Ohřívač vody, podle technického řešení, lze s výhodou využít pro ohřev pitné vody jak v domácnostech, tak v rekreačních zařízeních, hotelech a společenských zařízeních, kde je potřeba průběžného odběru teplé vody.The water heater, according to the technical solution, can be advantageously used for the heating of drinking water both in households and in recreational facilities, hotels and social facilities, where a continuous hot water consumption is needed.

Claims (6)

5 NÁROKY NA OCHRANU. 5 Claims for protection 1. Ohřívač vody, sestávající z nádrže, která je uzpůsobena pro připojení na vodovodní řád, na odběrné zařízení ohřáté vody a případně na vnější topný okruh, vyznačující se tím, že ve vnitřním prostoru (102) nádrže (1) je uložen tepelný výměník (3), opatřený přívodem (31) a vývodem (32) vyvedenými vně nádrže (1), přičemž přívod (31) je přes plnicí blok (4) napojenA water heater comprising a tank which is adapted to be connected to a water supply system, a hot water take-off device and optionally an external heating circuit, characterized in that a heat exchanger (1) is arranged in the interior (102) of the tank (1). 3), provided with an inlet (31) and an outlet (32) extending outside the tank (1), the inlet (31) being connected via a filling block (4) 10 na vodovodní řád (5), na kteiý je přes plnicí blok (4) propojen rovněž vnitřní prostor (102) nádrže (1).10 to a water main (5), to which the inner space (102) of the tank (1) is also connected via a filling block (4). 2. Ohřívač vody podle nároku 1, vyznačující se tím, že tepelný výměník (3) je tvořen potrubím ve tvaru dvojchodé šroubovice.Water heater according to claim 1, characterized in that the heat exchanger (3) is formed by a double-helix pipe. 3. Ohřívač vody podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plnicí blok (4) je 15 tvořen napouštěcím ventilem (41), který je vně nádrže (1) paralelně připojen k vodovodnímu řádu (5), a to před jeho napojením na přívod (31) tepelného výměníku (3), přičemž napouštěcí ventil (41) je přes v sérii zapojený pojistný ventil (42) napojen na plnicí otvor (13) nádrže (1).Water heater according to claims 1 and 2, characterized in that the filling block (4) is formed by a filling valve (41) which is connected outside the tank (1) in parallel to the water supply system (5) before it is connected. to the inlet (31) of the heat exchanger (3), the inlet valve (41) being connected in series via a safety valve (42) to the filling opening (13) of the tank (1). 4. Ohřívač vody podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že v tělese (101) nádrže (1) je vytvořena sada připojovacích otvorů (8), z nichž jeden je opatřen odvzdušňovacímWater heater according to claims 1 to 3, characterized in that a set of connection openings (8) is formed in the body (101) of the tank (1), one of which is provided with a venting 20 ventilem (10).20 with the valve (10). 5. Ohřívač vody podle nároků laž4, vyznačující se tím, že ve vnitřním prostoru (102) nádrže (1) je umístěno alespoň jedno elektrické topné těleso (7).Water heater according to claims 1 to 4, characterized in that at least one electric heating element (7) is arranged in the inner space (102) of the tank (1). 6. Ohřívač vody podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vnitřní prostor (102) nádrže (1) je přes připojovací otvory (8) napojen na vnější topný okruh (9).Water heater according to Claims 1 to 4, characterized in that the inner space (102) of the tank (1) is connected to the external heating circuit (9) via the connection openings (8). 25 7. Ohřívač vody podle nároků laž6, vyznačující se tím, že topný okruh (9) je tvořen alespoň tepelným zdrojem (92) a cirkulačním čerpadlem (91).Water heater according to claims 1 to 6, characterized in that the heating circuit (9) is formed by at least a heat source (92) and a circulation pump (91).