SK281453B6 - Elektrický prietokový ohrievač a spôsob výroby jeho rúrkovitého vyhrievacieho modulu - Google Patents
Elektrický prietokový ohrievač a spôsob výroby jeho rúrkovitého vyhrievacieho modulu Download PDFInfo
- Publication number
- SK281453B6 SK281453B6 SK1063-94A SK106394A SK281453B6 SK 281453 B6 SK281453 B6 SK 281453B6 SK 106394 A SK106394 A SK 106394A SK 281453 B6 SK281453 B6 SK 281453B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- heating
- electric instantaneous
- heater according
- instantaneous heater
- section
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 156
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 112
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000001609 comparable effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
- F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
- F24H9/2028—Continuous-flow heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
- F24H1/101—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
- F24H1/102—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance
- F24H1/103—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance with bare resistances in direct contact with the fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
- F24H15/174—Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature
- F24H15/175—Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature where the difference between the measured temperature and a set temperature is kept under a predetermined value
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
- F24H15/212—Temperature of the water
- F24H15/215—Temperature of the water before heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
- F24H15/212—Temperature of the water
- F24H15/219—Temperature of the water after heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
- F24H15/242—Pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
- F24H15/281—Input from user
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
- F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters
- F24H15/37—Control of heat-generating means in heaters of electric heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
- F24H15/407—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electrical switching, e.g. TRIAC
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1917—Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Elektrický prietokový ohrievač má vtok (1) studenej vody, regulačné zariadenie (3) na regulovanie vyhrievacieho výkonu v závislosti od objemového prúdu, izolačný úsek (4), vyhrievací úsek (5) a druhý izolačný úsek (6). Vyhrievací úsek (5) pozostáva z viacerých rúrkovitých modulov (5a, 5b, 5c) s plastovou rúrou (51) kruhového priemeru na upnutie vyhrievacej špirály (50a, 50b, 50c). Na vnútornej stene tejto upínacej rúry (51) sú montované špirálovité rebrá (52) na zvýšenie turbulencie vody pretekajúcej vyhrievacím modulom. Prvé a druhé izolačné úseky (4, 6) sú vytvorené ako pružné hadice, ktoré sú tlakotesne spojené vždy s prípojkou (44, 63) vyhrievacieho modulu (5a, 5c).ŕ
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka elektrického prietokového ohrievača, pozostávajúceho z prívodu studenej vody, prvého izolačného úseku, vyhrievacieho úseku nadväzujúceho na tento prvý izolačný úsek, druhého izolačného úseku a vývodu teplej vody, pričom vyhrievací úsek pozostáva z najmenej jedného vyhrievacieho modulu v tvare rúry, ktorý je tvorený v podstate priamou a v priereze kruhovou úložnou rúrou pre vodou obtekané vyhrievacie špirály, vybavený na oboch koncoch prípojkami a zaradenú v dráhe prúdenia vody a prvý izolačný úsek a druhý izolačný úsek sú tvorené ohybnými hadicami pripojenými tlakotesne k prípojkám vyhrievacieho modulu. Vynález sa ďalej týka spôsobu výroby rúrkovitého vyhrievacieho modulu tohto elektrického prietokového ohrievača.
Doterajší stav techniky
Novšie konštrukcie elektrických prietokových ohrievačov obvykle obsahujú blok z plastu, v ktorom je vytvorený rad kruhových otvorov, ktorými preteká ohrievaná voda. Časť týchto kruhových otvorov je súčasťou vyhrievacieho úseku a v každom z nich sa potom nachádza vyhrievacia špirála, zatiaľ čo ostatné kruhové otvory sú súčasťou prvého a druhého elektricky izolovaného úseku. Na čelách bloku z plastu sú vytvorené oblúky, ktorými sú kruhové otvory prepojené vzájomne tak, že na meandrovitý prvý izolačný úsek nadväzuje meandrovitý vyhrievací úsek a na tento nadväzuje opäť meandrovitý druhý izolačný úsek. Týmto spôsobom vzniknú v bloku z plastu mnohé priame priechody, ktoré sú prepojené taktiež mnohými oblúkmi na čelách bloku.
Táto známa konštrukcia nie je bez nedostatkov. Počet a dĺžka priechodov vytvorených v bloku z plastu musia byť volené tak, aby aj pri nepriaznivej kvalite vody, t. j. pri jej vysokej elektrickej vodivosti, bol zaistený predpísaný elektrický izolačný odpor vodného stĺpca tak na strane studenej vody, ako aj na strane teplej vody. Veľkosť celého bloku z plastu musí byť preto dimenzovaná podľa najnepriaznivejších možných situácií. Mnohé oblúky - pri jednej zo známych konštrukcií je napríklad desať oblúkov vždy o 180 stupňov - zvyšujú hydraulický odpor elektrického prietokového ohrievača a tiež aj zotrvačnosť regulácie tohto elektrického prietokového ohrievača. Zotrvačnosť, ktorá je takto vrodenou vlastnosťou systému, môže byť kompenzovaná len za cenu primerane nákladnej regulačnej sústavy. Táto regulačná sústava totiž musí zaistiť, aby požadovaná hodnota teploty teplej vody v mieste odberu mohla byť nastavená a udržiavaná aj pri zmenách prietokového množstva v mieste odberu. Ďalší podstatný nedostatok známych konštrukcií tohto bloku z plastu spočíva v tom, že pri výpadku jednej alebo viacerých vyhrievacích špirál a/alebo zablokovaniu či upchatiu jedného z mnohých priechodov v tomto bloku je nevyhnutná výmena celého tohto bloku. Náklady na takúto výmenu sa potom blížia k nadobúdacím nákladom elektrického prietokového ohrievača modernejšej konštrukcie. Týchto problémov sa teda týka predložený vynález.
V dokumente CZ 275 342 je opísaný elektrický prietokový ohrievač, ktorého vyhrievacie prvky sa opierajú o turbulenčné prvky, ktoré ale nie sú vyhotovené ako špirálovité rebrá. Tiež vyhrievacie prvky tu nemajú tvar špirál, takže tu opísané riešenie sa vyznačuje dosť veľkým hydraulickým odporom.
Ďalšie vzdialene podobne riešenia sú opísané v dokumentoch EP 0 280 612 Al a EP 0 300 711 Al, v ktorých taktiež nie je opísané, že by turbulenčné prvky tvorili opierku pre vyhrievacie špirály. Uvedené dokumenty sa netýkajú elektrického prietokového ohrievača, ale tepelného výmenníka, takže vyhrievacie špirály alebo iné vyhrievacie prvky v nich nie je možné ani očakávať.
Najbližší stav techniky je opísaný v dokumente DE 36 09 213 Al, kde je opísaný elektrický prietokový ohrievač pozostávajúci z prívodu studenej vody, prvého izolačného úseku, vyhrievacieho úseku nadväzujúceho na tento prvý izolačný úsek, druhého izolačného úseku a vývodu teplej vody, pričom vyhrievací úsek pozostáva z najmenej jedného vyhrievacieho modulu v tvare rúry, ktorý je tvorený v podstate priamou a v priereze kruhovou úložnou rúrou pre vodou obtekané vyhrievacie špirály, vybavenou na oboch koncoch prípojkami a zaradenou v dráhe prúdenia vody a prvý izolačný úsek a druhý izolačný úsek sú tvorené ohybnými hadicami pripojenými tlakotesne k prípojkám vyhrievacieho modulu.
Úlohou vynálezu je zníženie nadobúdacích a prevádzkových nákladov a ďalšie zdokonalenie opísaného elektrického prietokového ohrievača. Súčasne sa má dosiahnuť porovnateľných alebo zlepšených výkonných parametrov tohto elektrického prietokového ohrievača.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky známych konštrukcií do značnej miery odstraňuje elektrický prietokový ohrievač, ktorý pozostáva z prívodu studenej vody, prvého izolačného úseku, vyhrievacieho úseku nadväzujúceho na tento prvý izolačný úsek, druhého izolačného úseku a vývodu teplej vody, pričom vyhrievací úsek pozostáva z najmenej jedného vyhrievacieho modulu v tvare rúrky, ktorý je tvorený v podstate priamou a v priereze kruhovou úložnou rúrou pre vodou obtekané vyhrievacie špirály, vybavenou na oboch koncoch prípojkami a zaradenú v dráhe prúdenia vody a kde prvý izolačný úsek i druhý izolačný úsek sú tvorené ohybnými hadicami pripojenými tlakotesne k prípojkám vyhrievacieho modulu, ktorého podstata spočíva v tom, že prietokový ohrievač je vybavený regulačnou sústavou a na vnútornej stene kruhovej úložnej rúry pre vyhrievacie špirály je na spôsob vnútorného závitu vytvorené najmenej jedno rebro v tvare špirály pre vytváranie vírivého a priečneho prúdenia vo vnútornom priestore tejto úložnej rúry, pričom vyhrievacie špirály dosadajú na toto rebro.
Riešenie podľa vynálezu sa vzďaľuje od doteraz bežnej koncepcie združením oboch izolačných úsekov a vyhrievacieho úseku do jedinej nedeliteľnej konštrukčnej jednotky vo forme bloku. Namiesto toho sa podľa vynálezu predpokladá použitie oddelene vyrobených a až pri montáži spojovaných vyhrievacích modulov pre vyhrievací úsek a lacných a variabilných hadíc pre obidva izolačné úseky. Toto riešenie má mnoho výhod. Ohybné hadice sa dajú jednoducho optimálne uložiť v kryte elektrického prietokového ohrievača, ktorý je potrebný aj pre iné dôvody, pričom sa dosiahne minimum počtu oblúkov a ich zakrivenia, t. j. hadice sú uložené pokiaľ je to možné, v čo najväčších závitoch, aby sa minimalizoval prietokový odpor týchto hadíc. Dĺžky izolačných úsekov tvorených týmito hadicami je možné prispôsobiť danému mernému elektrickému odporu vody. Pri dobrej kvalite vody, prípadne pri jej vysokom mernom elektrickom odpore je možné pri dodržaní predpísaného izolačného odporu použiť pomerne krátke hadice,
SK 281453 Β6 zatiaľ čo pri nepriaznivých pomeroch sa použijú primerane dlhšie hadice, ktorých cena je taktiež pomerne nízka.
Tiež je výhodne, ak medzi prívodom studenej vody a prvým izolačným úsekom je v dráhe prúdenia kvapaliny zaradená v podstate neohybná rúrka , ku ktorej je priradená regulačná sústava.
Výrazné prevádzkové výhody vyplývajú z použitia špirálových turbulenčných prvkov na vnútornej stene úložnej rúry pre vyhrievacie špirály. Turbulencie vyvolávané týmito turbulenčnými prvkami zlepšujú prestup tepla z vyhrievacích špirál do ohrievanej zvírenej kvapaliny. Výsledkom je, že pri rovnakej potrebe tepla na mieste odberu je možné znížiť teploty vyhrievacích špirál v jednotlivých vyhrievacích moduloch. Nižšie teplotné namáhanie pri prestupe rovnakého množstva tepla zvyšuje životnosť týchto vyhrievacích špirál. Pri poruche jednej z vyhrievacích špirál alebo upchatí jedného z priechodov potom postačí opraviť alebo vymeniť príslušný vyhrievací modul, čo je spojené s pomerne nízkymi nákladmi.
Je preto výhodné, ak vo vnútornej stene kruhovej úložnej rúry pre vyhrievacie špirály je na spôsob vnútorného závitu vytvorená najmenej jedna špirálovitá drážka alebo rebro vytvárajúce v prúdení vody pretekajúce vnútorným priestorom úložnej rúry tak vírivé, ako aj priečne zložky a zosilnené turbulencie. Toto rebro má výhodne zaoblený alebo ostro hranný prierez. Toto vypracovanie rebier má výhodu spočívajúcu v tom, že vyhrievacie špirály priliehajúce počas prevádzky na vnútorné steny úložných rúr sú s rebrami len v bodovom styku. Zmienené turbulenčné prvky ale môžu byť tvorené tiež špirálovitými drážkami, ktoré sú vo vnútornej stene úložnej rúry s dostatočne veľkým stúpaním vytvorené na spôsob drážok a medziľahlých polí v hlavni strelnej zbrane. Pri špirálovitom priebehu turbulenčných prvkov sú zmysly stúpaní týchto turbulenčných prvkov a vyhrievacích špirál výhodne opačné, to znamená, že ich závity sú protichodné. Jedno z ďalších alternatívnych riešení turbulenčných prvkov spočíva v tom, že na vnútornú stenu úložnej rúry pre vyhrievacie špirály sa umiestni mriežka z plastu približne v tvare rúry a vyhrievacia špirála sa potom umiestni do priestoru vnútri tejto mriežky z plastu.
Jedno z výhodných riešení vynálezu spočíva v tom, že vyhrievací úsek pozostáva z radu za sebou usporiadaných vyhrievacích modulov prepojených rozoberateľné navzájom komplementárne riešenými prípojkami. Zostavovanie a vstavanie vyhrievacieho úseku sú ďalej zjednodušené tým, že prípojky priradené k vyhrievaciemu modulu sú tvorené navzájom komplementárnou zásuvnou časťou a zástrčnou časťou a/alebo komplementárnymi bajonetovými spojmi vystupujúcimi radiálne na navzájom protiľahlých stranách úložnej rúry. Pri tomto riešení môžu mať všetky vyhrievacie moduly identický tvar. Pri zostavovaní vyhrievacieho úseku sa v rade za sebou bajonetovo spojí viacej vyhrievacích modulov, krajné vyhrievacie moduly sú potom opatrené vhodnými prípojkami pre hadice tvoriace oba izolačné úseky na strane studenej a teplej vody. Týmto spôsobom je možné jednoduchou zmenou počtu použitých vyhrievacích modulov zostavovať z principiálne zhodných súčastí a vyhrievacích modulov elektrické prietokové ohrievače s výrazne odlišnými výkonmi.
Jednotlivé úložné rúry pre vyhrievacie špirály sú spolu s prípojkami výhodne tvorené jednodielnymi odliatkami z plastu získanými tlakovým vstrekovacím liatím a úložná rúra pre vyhrievacie špirály je na oboch axiálnych koncoch tlakotesne uzatvorená.
Je tiež možné riešenie, v ktorom každá úložná rúra pre vyhrievacie špirály pozostáva z radu axiálnych rúrkových úsekov, ktoré sú navzájom kvapalinotesne a pevne spojené, pričom prídržné prvky sú vytvorené popri miest spojov týchto rúrkových úsekov.
Ďalej je výhodné, ak vnútorný priemer úložnej rúry pre vyhrievacie špirály sa smerom k jednému jej koncu mierne kužeľovito rozširuje.
Aby sa obmedzilo nevyhnutné vychyľovanie vyhrievacích špirál v axiálnom smere v dôsledku náporu ohrievanej kvapaliny, môžu v ďalšom zdokonalení riešenia podľa vynálezu na vnútornej stene úložnej rúry pre vyhrievacie špirály vystupovať pridržiavacie prvky pre obmedzenie axiálneho pohybu vyhrievacích špirál. Tieto pridržiavacie prvky môžu byť riešené ako radiálne kolíky alebo podobne. Z hľadiska optimalizácie týchto pridržiavacich prvkov je výhodné, ak sú tieto pridržiavacie prvky tvorené množinou s axiálnymi odstupmi usporiadaných výstupkov, vytvorených výhodne s uhlovými odstupmi na vnútornom obvode úložnej rúry.
Zásluhou modulovej konštrukcie funkčných celkov elektrického prietokového ohrievača podľa vynálezu je pre tento ohrievač potrebný len pomerne malý kryt. Vyhrievacie moduly v tvare rúr môžu byť uložené v prichytávacich vybraniach spodnej časti krytu elektrického prietokového ohrievača. Podobne, tiež ohybné hadice z plastu, ktoré tvoria obidva izolačné úseky, môžu byť v závitoch uložené v spodnej časti krytu elektrického prietokového ohrievača a vybavené prostriedkami pre pridržiavanie v tomto stave bez vzniku zlomov. Dĺžka ohybných hadíc tvoriacich obidva izolačné úseky sa volí tak, aby bola dostatočná aj pre kvapaliny, t. j. vodu, s najviac prípustnou hodnotou elektrickej vodivosti.
Spätný ventil používaný obvykle pri prietokových ohrievačov môže byť zabudovaný v spojovacom bloku tvoriacom prívod studenej vody. Ak na tento spojovací blok pružným spojom nadväzuje regulačný úsek prívodu studenej vody, je možné takto obmedziť rušivé zvuky pri spätnom ráze, pretože spätný ráz a jeho zvuk sa len minimálne prenáša na tuhé časti prietokového ohrievača.
V jednom z ďalším výhodných riešení vynálezu vyhrievací úsek obsahuje najmenej dva jednotlivo regulovateľné a/alebo zapnuteľné vyhrievacie moduly, z ktorých najmenej jeden je regulovateľný v závislosti od potreby tepla a posledný z týchto vyhrievacích modulov je pripojiteľný k pokrytiu oblasti najvyššej potreby tepla.
Týmto odstupňovaním vyhrievacích modulov a možností ich oddelenej regulácie a zapínania je možné z rýchlou reakciou pokryť potrebu tepla v ľubovoľne veľkom rozsahu. Pri nízkej potrebe tepla postačí aktivovať len jeden vyhrievací modul s primerane veľkým výkonom.
Ak je podľa ďalšieho výhodného zdokonalenia riešenia podľa vynálezu v dráhe ohrievanej kvapaliny zaradené za sebou viacej vyhrievacích modulov, postačí posledný vyhrievací modul, ktorý pracuje na najvyššej teplote, aktivovať iba v prípade potreby a po najkratší čas. Teplotné najmenej namáhaný prvý vyhrievací modul sa naopak zapína okamžite pri zapnutí elektrického prietokového ohrievača, pracuje po celý čas prevádzky a je pritom regulovaný v závislosti od potreby tepla.
Výhrevný výkon vyhrievacích modulov je výhodne regulovateľný v závislosti od regulačnej odchýlky medzi požadovanou teplotou a skutočnou teplotou teplej vody meranou druhým snímačom teploty. Okrem toho je možné riešenie spočívajúce v tom, že elektrický prietokový ohrievač je vybavený prvým a druhým snímačom tlaku kvapaliny na strane studenej vody a teplej vody a regulačná sústava obsahuje prostriedky na reguláciu výkonu vyhrievacích modulov, ktoré sú aktivované v závislosti od vopred nastavi
SK 281453 Β6 teľného tlakového rozdielu. Ďalej je výhodné, ak regulačná sústava obsahuje prostriedky k oneskorovaniu aktivácie zapnutia vyhrievacích modulov.
Spoľahlivosť funkcie elektrického prietokového ohrievača je ďalej zvýšená tým, že regulačná sústava obsahuje prvý snímač teploty na meranie teploty v oblasti studenej vody a druhý snímač teploty na meranie teploty v oblasti teplej vody a ďalej prostriedky pre nútené chladenie na teplotu citlivých elektronických súčastí regulačnej sústavy, pričom prostriedky pre nútené chladenie sa aktivujú aspoň potom, keď teplota studenej vody meraná prvým snímačom teploty prekročí hornú maximálnu hodnotu.
Zásluhou tohto opatrenia podľa vynálezu je možné nežiaducemu prerušeniu prevádzky elektrického prietokového ohrievača v dôsledku spustenia tepelnej ochrany elektronických prvkov predísť aj vtedy, ak teplota privádzanej studenej vody je neobvykle vysoká a prekračuje teda zmienenú hornú maximálnu hranicu. V prípade potreby sa zapnú prostriedky pre nútené chladenie elektronických súčastí, ktoré sú tvorené ventilátorom a prívodným kanálom pre vzduch prepojeným teplozmenne s chladenými na teplotu citlivými elektronickými súčasťami.
Ďalšie zlepšenie funkcie elektrického prietokového ohrievača je v jeho ďalšom riešení dosiahnuté tým, že tento prietokový ohrievač je opatrený prostriedkami na meranie elektrického odporu vodného stĺpca medzi dvoma vyhrievacími prvkami a zariadením pre vyhodnocovanie výsledku tohto merania. Vyhrievacie špirály sú pritom tvorené odporovými drôtmi s kovovo čistým alebo eloxovaným povrchom.
Elektrický odpor medzi holými vyhrievacími špirálami závisí od kvality ohrievanej vody a tiež od dĺžky vodného stĺpca medzi vyhrievacími špirálami. Pretože dĺžka vodného stĺpca je konštantná, je elektrický odpor meradlom kvality vody. Meranie elektrického odporu medzi dvoma vyhrievacími špirálami je možné využiť tiež na signalizáciu a vylúčenie chodu prietokového ohrievača nasucho. Na tento účel obsahuje regulačná sústava hodnotiaci obvod a prostriedky na prerušenie prívodu elektrického prúdu do vyhrievacích špirál v prípade, že elektrický odpor medzi vyhrievacími špirálami prekročí určitú vopred zadanú maximálnu hodnotu.
Mimoriadne vysoká prevádzková spoľahlivosť, zlepšené chovanie pri poruchách a zvýšená rýchlosť, prípadne skrátený čas odozvy sú dosiahnuteľné v ďalšom riešení vynálezu tým, žc regulačná sústava obsahuje Fuzzy-logiku na spracovanie nameraných hodnôt a na reguláciu výkonu vyhrievacích prvkov. Táto Fuzzy-logika výhodne obsahuje prostriedky na riadenie indikátora funkcií. Pokiaľ má elektrický prietokový ohrievač napájať viacej miest odberu, je výhodné, ak je vybavený obmedzovačom prietokového množstva.
Predmetom vynálezu je taktiež spôsob výroby rúrkového vyhrievacieho modulu pre elektrický prietokový ohrievač, ktorého podstata spočíva v tom, že úložná rúra pre vyhrievacie špirály sa jednodielne vyrába tak, že sa vyrobí jadro s najmenej jedným špirálovým rebrom na spôsob závitu s veľkým stúpaním, jadro sa s rovnomernou vôľou okolo celého svojho obvodu vloží do vonkajšej formy, priestor medzi vonkajšou formou a jadrom sa potom vyplní vstrekovacím plastom, vstrekovací plast sa vytvrdí a jadro sa po vytvrdení z otvoru výrobku axiálne vytiahne za otáčavého pohybu proti tomuto výrobku sledujúceho špirálové rebro. Jadro má pritom výhodne v smere vyťahovania nepatrne sa zväčšujúci prierez.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Podstata vynálezu je ďalej objasnená na neobmedzenom príklade jeho riešenia, ktoré je opísané na základe pripojených výkresov, ktoré schematicky znázorňujú: na obr. 1 - schematické zobrazenie podstatných funkčných prvkov príkladu uskutočnenia elektrického prietokového ohrievača podľa vynálezu, na obr. 2 - batériu zostavenú z troch zhodných vzájomne spojených vyhrievacích modulov z plastu, ktoré sú súčasťou vyhrievacieho úseku elektrického prietokového ohrievača z obr. 1, a na obr. 3 - schéma zapojenia regulačnej sústavy príkladu uskutočnenia, ktorá obsahuje Fuzzy-logiku.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Elektrický prietokový ohrievač znázornený schematicky na obr. 1 obsahuje nasledujúce podstatné funkčné prvky: prívod 1 studenej vody, regulačnú sústavu 3, ktorá slúži hlavne na reguláciu vyhrievacieho výkonu, prvý izolačný úsek 4, za týmto zaradený vyhrievací úsek 5 pozostávajúci z prvého, druhého a tretieho vyhrievacieho modulu 5a, 5b, 5c, ktoré majú rovnaké riešenie, ďalej za vyhrievacím úsekom 5 zaradený druhý izolačný úsek 6 a vývod 7 teplej vody.
Prívod 1 studenej vody je tvorený kovovým blokom, v ktorom je okrem prípojky na studenú vodu usporiadaný tiež ručne ovládaný uzatvárací ventil 11, vodný filter 12 a spätný ventil 13. Na prívod 1 studenej vody v smere prietoku nadväzuje rúra 2, ktorá je obvykle tuhá a je na nej usporiadaná regulačná sústava 3 a rôzne ďalšie meracie a regulačné prvky, ktoré sú na prietokových ohrievačoch obvyklé. Patrí k nim diferenčný tlakový spínač alebo prietokový spínač 20, ktorý pri odbere vody z vývodu 7 teplej vody pripojuje elektrický vyhrievací okruh k regulačnej sústave 3, a ďalej pretlakový spínač 21, ktorý pri pretlaku v rúre 2 odpája prívod 24 prúdu a to aspoň na reguláciu výkonu. Teplota a prípadne tiež tlak na strane studenej vody sú snímané prvým snímačom 23, ktorý je prepojený s regulačnou sústavou 3. V tejto regulačnej sústave 3 sú zapojené triaky 31, ktoré slúžia k navzájom nezávislej regulácii vyhrievacieho výkonu jednotlivých vyhrievacích modulov 5a, 5b, 5e, z ktorých je zostavený vyhrievací úsek 5. Riadenie výkonu vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c je zaistené oddelenými vyhrievacími prívodmi 45. Činnosť a riešenie regulačnej sústavy 3 budú ďalej opísané v súvislosti s obr. 3.
Riadenie výkonu vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c sa robí výkonovými tranzistormi alebo triakmi 31, ktoré sú, ako je známe, citlivé na teplotu. Na chladenie triakov 31 sa v tomto príklade uskutočnenia ako aj v stave techniky využíva privádzaná studená voda. Triaky 31 sú namontované na tepelnom výmenníku 29, ktorý je v teplo zmennom styku s rúrou 2 a jej prostredníctvom s privádzanou studenou vodou. Na chladenie triakov 31 je najvhodnejšia studená voda v normálnom teplotnom rozsahu do 20 stupňov C, stratové teplo z triakov 31 je ostatne treba odvádzať iba vtedy, ak je elektrický prietokový ohrievač v prevádzke, kedy tiež tepelným výmenníkov 29 priebežne preteká čerstvá studená voda. Chladiaci účinok pritekajúcej studenej vody je však dostatočný iba vtedy, ak teplota studenej vody nepresiahne maximálnu hodnotu závisiacu od tepelného odporu montážneho usporiadania triakov 31 a ich stratového výkonu. Toto nie je vždy zaistené. Pri nedostatočnom chladení dôjde k núdzovému odpojeniu a tým k prerušeniu činnosti elektrického prietokového ohrievača.
V príklade uskutočnenia podľa obr. 1 je na zaistenie dostatočného chladenia triakov 31 i pri vysokých vstupných teplotách studenej vody použitý prídavný ventilátor 8, ktorý je v prípade potreby podľa údajov z prvého snímača 23 teploty studenej vody zapínaný regulačnou sústavou 3. Ak teplota studenej vody presiahne určitú maximálnu hodnotu, napríklad 20 stupňov C, dôjde k zapnutiu prídavného ventilátora 8. Prúd vzduchu vytváraný prídavným ventilátorom 8 je vhodným vzduchovým kanálom 80 vedený k chladiacim rebrám tepelného výmenníka 29, pozri obr. 1, takže je nepretržito zaistený dostatočný odvod tepla z triakov 31.
Vyhrievacie prvky, ktoré sú tvorené vyhrievacími špirálami 50a, 50b, 50c, pozostávajú z holých odporových drôtov, čím je zaistený vynikajúci prenos tepla do ohrievanej kvapaliny, v tomto prípade vody. Sú predpísané určité izolačné odpory medzi holými vyhrievacími špirálami 50a, 50b, 50c a najbližšimi kovovými pripájacími miestami v dráhe prúdenia vody. Tomu musí tiež zodpovedať dĺžka potrubia pretekaných kvapalinou medzi danými vyhrievacími modulmi 5a, resp. 5c a prípojkami 1, resp. 7 na strane studenej, prípadne teplej vody. Tieto potrubia sú v znázornenom elektrickom prietokovom ohrievači tvorené ohybnými hadicami z elektricky izolačného materiálu. Tieto ohybné hadice je možné na jednej strane jednoducho pripojiť k príslušnému prívodu 1 studenej vody a vývodu 7 teplej vody a na druhej strane jednoducho priestorovo úsporne uložiť. Zmienené hadice môžu byť napríklad v slučke uložené v neznázomenom kryte usporiadanom za vyhrievacím úsekom 5. Priemer slučiek je potrebné voliť dostatočne veľký, aby sa dosiahol nízky hydraulický odpor prúdenia a bolo takto možné minimalizovať tlakové straty v hadiciach tvoriacich izolačné úseky 4,6.
Na výstupe tretieho vyhrievacieho modulu 5c, ktorý je v smere prúdenia vody posledný, je usporiadaný druhý snímač 30 obsahujúci snímač teploty a tlakový snímač. Taktiež tento druhý snímač 30 je prepojený s regulačnou sústavou 3 a zúčastní sa riadenia alebo regulácie vyhrievacieho výkonu elektrického prietokového ohrievača pomocou triakov 31.
Podstatným znakom vynálezu je zvláštne uskutočnenie jednotlivých vyhrievacích modulov 5a, 5b, 5c, ktoré je ďalej podrobnejšie opísané na základe obr. 2.
Úložné rúry 51 troch vyhrievacích modulov 5a, 5b, 5c sú v schematickom znázornení na obr. 2 vzájomne rozoberateľné prepojené prípojkami, ktoré pozostávajú zo zásuvných častí 53 a zástrčných častí 54. Na zásuvnú časť 53 a zástrčnú časť 54 prvého vyhrievacieho modulu 5a a posledného vyhrievacieho modulu 5c sú kvapalinotesne a súčasne rozoberateľné napojené spojovacie nátrubky 44, 63. Ako je z obr. 2 zrejmé, je možné jednotlivé vyhrievacie moduly 5a, 5b, 5c uvoľnením a vzájomným zasunutím vzájomne komplementárnych zásuvných častí 53 a zástrčných častí 54 bez problémov vymieňať alebo dopĺňať. Tieto spojovacie nátrubky 44, 63, sú osebe známym spôsobom spojené s ohybnými hadicami tvoriacimi izolačné úseky 4, 6. Zásuvné časti 53, zástrčné časti 54 a spojovacie nátrubky 44, 63 vrátane prípadných tesniacich prvkov môžu mať bežné uskutočnenie. Podstatné je, aby na miestach spojeniach bolo pri tlakoch a teplotách pôsobiacich vo vyhrievacom úseku 5 zaistené potrebné utesnenie. Namiesto zásuvných častí 53 a zástrčných častí 54 a spojovacích nátrubkov 44, 63 znázornených na obr. 2, sa môžu použiť aj iné spoje, napríklad skrutkové spoje s prevliekajúcimi maticami alebo bajonetové spoje, ktoré sa pri vzájomnom pootočení vzájomne stiahnu, čím sa dosiahne požadované utesnenie.
Jednotlivé vyhrievacie moduly 5a, 5b, 5c sú v znázornení na obr. 2 otvorené a znázornené bez príslušných vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c. Na vnútornej stene každej úložnej rúry 51 je vytvarované rebro 52 s trojuholníkovým prierezom, ktorý má špirálový priebeh na spôsob strmého viacchodného závitu. Toto rebro 52 tvorí vonkajšiu obvodovú oporu pre príslušnú vyhrievaciu špirálu 50a, 50b, 50c. Smery stúpania závitu rebier 52 a vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c sú výhodne protichodné.
Vztyčné oporné miesta medzi závitmi vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c a rebier 52 sa nachádzajú v miestach vzájomného kríženia závitov a sú preto takmer bodové. Rebro 52 v tvare špirály vyčnieva do dráhy prúdenia ohrievanej kvapaliny, ktorá v podstate axiálne preteká za sebou v rade zaradenými úložnými rúrami 51. Prúdenie vody je na rebre 52 odchyľované v priečnom smere dovnútra, prípadne v dôsledku špirálovitého priebehu rebra 52 vzniká vírivý pohyb tejto vody. Vo vnútornom priestore každej z úložných rúr 51 tak vzniká výrazná turbulencia, ktorá prináša zlepšenie prestupu tepla medzi jednotlivými vyhrievacími špirálami 50a, 50b, 50c a prúdiacim médiom, t. j. vodou. Tento zlepšený prestup tepla je spolu s výrazne zvýšenou účinnosťou ohrevu jednou z výhod riešenia podľa vynálezu a je tiež v tomto riešení využitý. V porovnaní s doteraz známymi konštrukciami je možné takto napríklad znížiť prevádzkovú teplotu vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c.
Namiesto jedného rebra 52 v tvare špirály, ktoré je na obr. 2 znázornené vo všetkých vyhrievacích moduloch 5a, 5b, 5c, môže byť na vnútornej stene každej z úložných rúr 51 vytvorených viacej navzájom rovnobežných rebier. Prierez jednotlivých rebier 52 je pritom pomerne málo kritický. Namiesto pomerne ostrohranného prierezu rebra 52 «je možné použiť i zaoblený prierez. Porovnateľný účinok <je možný dosiahnuť tiež tak, že namiesto rebier 52 sa v obvode vnútornej steny úložnej rúry 51 vytvoria široké drážky, takže v tejto úložnej rúre 51 vzniknú drážky a medziľahlé pole podobne ako v drážkovanej hlavni strelnej zbrane.
Jednotlivé úložné rúry 51 spolu so svojimi vzájomnými komplementárnymi zásuvnými časťami 53 a zástrčnými časťami 54 a so zmieneným najmenej jedným rebrom 52 sa výhodne vyrobia špeciálnym tlakovým vstrekovacím liatím z plastu. Pri tejto výrobe sa do vonkajšej formy vloží jadro, ktorým sa vytvaruje vnútorný priestor 55 úložnej rúry 51. V tomto jadre, ktoré nie je na výkresoch znázornené, je vytvorená najmenej jedna špirálová drážka, pomocou ktorej sa pri tlakovom vstrekovacom liatí vytvaruje rebro 52 v tvare špirály. Vonkajšia forma sa uzavrie tak, aby medzi ňou a súosovým jadrom zostala vôľa, a uskutoční sa tlakové vstrekovacie liatie. Po vytvrdení výrobku nachádzajúceho sa medzi vonkajšou formou a jadrom sa vonkajšia forma roztvorí a jadro sa v axiálnom smere vytiahne otvorom 56 na čelnom konci úložnej rúry 51. Jadro sa pri tomto axiálnom pohybe proti úložnej rúre 51 otáča v zmysle danom špirálovitým priebehom rebra 52. Bolo zistené, že vynímanie jadra sa značne zjednoduší mierne kužeľovitým riešením tohto jadra, ktoré sa rozširuje smerom k otvoru 56 úložnej rúry 51. V prevádzke nebolo zistené žiadne ovplyvnenie funkcie úložnej rúry 51, ktoré by bolo spôsobené zmieneným kužeľovitým rozširovaním vnútorného priestoru 55 úložnej rúry 51, mierne kužeľovité rozširovanie v smere prúdenia vody naopak dokonca zvyšuje turbulenciu a účinnosť ohrevu.
Ako víriace prvky je možné tiež do vnútorného priestoru 55 úložnej rúry 51 otvorom 56 zastrčiť alebo vsunúť oddelene vyrobené prvky, ktoré narušujú, prípadne inak usmerňujú prúdenie. Do vnútorného priestoru 55 je možné takto vložiť napríklad vhodnú mriežku, ktorá je výhodne opatrená mriežkovým plášťom prispôsobeným vnútornému prierezu úložnej rúry 51. Možno použiť aj vhodnú vložku, ktorá sa súosovo zasunie do priestoru vnútri vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c.
Vyhrievacie špirály 50a, 50b, 50c jednotlivých vyhrievacích modulov 5a, 5b, 5c sa do úložnej rúry 51 zasunú ešte pred uzatvorením jej čelných koncov, ktoré po tlakovom vstrekovacom liatí zostali otvorené. Tieto čelné konce sa potom obvykle plynotesné uzatvoria uzatváracími čapičkami alebo doštičkami, ktoré sa zvaria alebo zlepia s úložnou rúrou 51 z plastu. Tieto postupy sú samé osebe známe z doterajšieho stavu techniky, takže tu môže byť od podrobnejšieho opisu upustené.
Celý vyhrievací úsek 5, ktorý pozostáva napríklad z troch za sebou zaradených vyhrievacích modulov 5a, 5b, 5c, môže byť v kryte elektrického prietokového ohrievača zasadený do vhodných vybraní v spodnej strane tohto krytu. V tomto kryte už môžu byť pripravené ďalšie vybrania určené na inštaláciu prídavných vyhrievacích modulov v prípade potreby zvýšenia vyhrievacieho výkonu, ktoré je potom možné v kryte umiestniť. Tiež hadice tvoriace prvý izolačný úsek 4 a druhý izolačný úsek 6 môžu byť uložené vo vhodných kruhovitých komorách krytu, ktorý nie je na výkresoch znázornený.
Na fixovanie vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c v axiálnom smere slúžia prídržné prvky 57, ktoré sú použitím vhodných prostriedkov nehybne prichytené v úložnej rúre 51. Tieto prídržné prvky 57 môžu byť tvorené napríklad kolíkmi prechádzajúcimi naprieč steny úložnej rúry 51 a vyčnievajúcimi radiálne smerom na os 58 úložnej rúry 51. Tieto kolíky je možné dostatočne, t. j. pri prichytení vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c, zasunúť zvonku priečne na stenu úložnej rúry 51 a tejto utesniť. Úložná rúra 51 môže okrem toho pozostávať v axiálnom smere z radu jednotlivých úsekov, ktoré sa po zhotovení a pripevnení prídržných prvkov 57 približne v deliacej rovine súosovo zostavia a utesnia.
S odvolaním na obr. 3 teraz nasleduje opis meracích, regulačných a indikačných prvkov a tiež výkonných prúdových okruhov opisovaného príkladu elektrického prietokového ohrievača, ktoré sú schematicky znázornené na tomto obr. 3.
Triaky 31 regulačnej sústavy 3 sú v tomto príklade uskutočnenia podľa obr. 3 riadené regulátorom 3a. Tento regulátor 3a obsahuje zadávaciu jednotku 32, do ktorej sa okrem nameraných hodnôt privádza tiež požadovaná hodnota teploty Ts teplej vody nastavená užívateľom, ďalej procesnú a časovaciu jednotku 33 a konečne Fuzzy-logiku 34, ktorá predstavuje vlastný regulátor. Táto Fuzzy-logika 34 ovláda cez regulačný obvod 35 výkonu jeden alebo viacej triakov 31. Cez tieto triaky 31 sa v závislosti od ich regulácie napájajú jednotlivé im priradené vyhrievacie moduly 5a, 5b, 5c tak, aby sa kryla potreba tepla. Táto potreba tepla závisí ako je známe od prietoku v rúre 2 a požadovanej hodnoty teploty Ts nastavenej užívateľom. Fuzzy-logika 34 riadi okrem regulačného obvodu 35 výkonu tiež blok 36 poistných funkcií, ktorým je riadený indikátor 37 funkcie a v určitých chybných prevádzkových stavoch, prípadne pri poruche, aj odpájací spínač 38, ktorý je zaradený medzi regulačný obvod 35 výkonu a všetky triaky 31. Informácia o činnosti triakov 31 prichádza do bloku 36 poistných funkcií prepojením s regulačným obvodom 35 výkonu.
Fuzzy-logika 34 je cez spätno-väzbový obvod 39 prepojená so zadávacou jednotkou 32 na prípravu zadávaných, prípadne meraných hodnôt. Pomocou tohto spätno-väzbového obvodu 39 môže Fuzzy-logika 34 ovplyvňovať spôsob prípravy zmienených hodnôt. Okrem toho môžu byť takto pri príprave meraných hodnôt a regulácií a časovaniu procesu spätno-väzbovo ako skúsenosť využité hodnoty z predchádzajúcich prevádzkových cyklov uložené v príslušnej pamäti, aby sa takto napríklad mohlo potlačiť prekmitnutie regulačnej sústavy 3 a mohla optimalizovať doba odozvy.
V príklade uskutočnenia elektrického prietokového ohrievača, ktorý je znázornený na obr. 3, sa do zadávacej jednotky 32 privádzajú nesledujúce veličiny: vstupná teplota Te z prvého snímača 23, výstupná teplota Ta z druhého snímača 30, vstupný tlak pe, výstupný tlak pa a konečne prostredníctvom signálového vedenia 46 tiež namerané hodnoty elektrického odporu, prípadne vodivosti vodného stĺpca medzi dvoma vyhrievacími modulmi, napríklad medzi vyhrievacími modulmi 5a a 5c.
Tlakový rozdiel p = pe - pa je možné využiť na zaistenie počiatku potreby vody pri otvorení vodovodného kohútika na mieste odberu a tým na zapnutie regulačnej sústavy 3. Pretože v prívode studenej vody obvykle panuje určitý pripojovací tlak, možno prípadne toto priebežné meranie vstupného tlaku pe vody vypustiť. V zadávacej jednotke 32, prípadne v procesore priradenom kFuzzy-logike 34 možno tlakový rozdiel p previesť tiež na náhradnú hodnotu zodpovedajúcu prietokovému množstvu V. Toto prietokové množstvo V, ktoré je potrebné poznať pre reguláciu teplotu, možno ale tiež vypočítať z elektrického výkonu, ktorý je regulačným obvodom 35 výkonu prepúšťaný cez triaky 31. Na tento účel možno napríklad integrovať riadiace impulzy na výstupe regulačného obvodu 35 výkonu. Kritické hodnoty kolísania sieťového napätia možno pritom vhodným spôsobom kompenzovať pomocou Fuzzy-logiky 34.
V zapojení podľa znázorneného príkladu uskutočnenia možno pred zapnutím výkonných okruhov najskôr pomocou signálového vedenia 46 určiť hodnotu elektrickej vodivosti, prípadne odporu medzi dvoma priestorovo oddelenými bodmi vodného stĺpca vo vyhrievacom úseku 5. Pri zistení príliš vysokého odporu dôjde k odpojeniu triakov 31 odpájacím spínačom 38, aby sa predišlo chodu elektrického prietokového ohrievača nasucho a tým tiež nebezpečiu poškodenia vyhrievacích špirál 50a, 50b, 50c. Naopak, pri zistení príliš vysokej vodivosti, t. j. príliš nízkeho elektrického odporu medzi signálovým vedením 46, môže nasledovať zásah do bezpečnostných funkcií, pretože je tu nebezpečie elektrického skratu alebo preťaženia.
Tepelný výmenník 29 je s úsekom studenej vody, t. j. rúrou 2 spojený tepelne tak, že môže počas prevádzky predávať teplo vyvíjané triakmi 31 do prúdu studenej vody. Informácie o tom, či množstvo tepla odvádzaného do prúdu studenej vody postačí k chladeniu triakov 31, vyplýva pre procesor vo Fuzzy-logike 34 priebežne z hodnoty vstupnej teploty Te. Ak je táto vstupná teplota Te príliš vysoká, napríklad väčšia alebo rovnajúca sa 20 stupňom C, dá Fuzzylogika 34 signál do bloku 36 poistných funkcií, ktorý zapne prídavný ventilátor 8 zaisťujúci potom nútené chladenie triakov. Toto na elektrických prietokových ohrievačoch celkom nové opatrenie je možné samozrejme s rovnakými výhodami použiť aj pri inak konštruovaných elektrických prietokových ohrievačoch, pokiaľ sa do procesora, prípadne príslušnej zadávacej jednotky privádza meracia hodnota zodpovedajúca vstupnej teplote vody. Nútené chladenie, ktoré môže byť zaistené tiež kvapalným chladivom preháňaným chladiacim okruhom pomocou obehového čerpadla, je potom účelné prerušiť v okamihu, kedy teplota primár
SK 281453 Β6 neho chladiaceho média, t. j. studenej vody ohrievanej následne vo vyhrievacom úseku 5 klesne na vstupnej strane pod určitú vopred zadanú maximálnu hodnotu.
V znázornenom príklade uskutočnenia elektrického prietokového ohrievača je na výstupe vyhrievacieho úseku 5, prípadne pred vývodom 7 teplej vody, usporiadaný obmedzovač 62 prietoku, pomocou ktorého možno naplno využiť výkonné rezervy elektrického prietokového ohrievača, čo má význam hlavne v prípade, že k tomuto elektrickému prietokovému ohrievaču je pripojených viacej odberných miest. Ako tento obmedzovač 62 prietoku môže poslúžiť jednoduchá škrtiaca dýza.
Vo všestrannej regulačnej sústave 3 podľa obr. 3 je navyše zaradené zariadenie na zmäkčovanie vody, ktoré je tvorené generátorom 42, ktorý vytvára pravouhlé impulzy napríklad s kmitočtom 2 až 10 kHz, takže v oblasti prívodu studenej vody vzniká zodpovedajúce elektromagnetické pole. Týmto elektromagnetickým poľom sa odstraňuje tvrdosť vody, čím sa obmedzí ukladanie vápenitých usadenín priamo v aktívnej oblasti vyhrievacieho úseku 5.
V rámci vynálezu je možný celý rad obmien. Napríklad, z dôvodu výrobných nákladov možno vypustiť rad jednotlivých funkcií, ktoré iba zvyšujú komfort obsluhy. Množstvo funkcii je dosiahnuteľných jednoduchými úpravami Fuzzy-logiky 34, t. j. bez výraznejšieho zvýšenia výrobných a investičných nákladov. Namiesto Fuzzy-logiky 34 je možné samozrejme použiť tiež iné ako známe regulačné zariadenie, hlavne v prípade, ak je možné dostatočne jednoznačne vopred určiť, prípadne modelovať proces až po dosiahnutí požadovanej hodnoty teplej vody vo vývode 7 teplej vody a nedochádza k žiadnej výraznejšej nestabilite alebo kmitaniu regulačnej sústavy 3. Naopak, v prípade potreby možno prídavné zaviesť oneskorenie niekoľkých sekúnd pri zapínaní, hlavne po výpadku elektrického prúdu. Ak sa objaví príliš vysoký tlak vo vyhrievacom úseku 5, môže zaúčinkovať obmedzovač tlaku.
Claims (24)
1. Elektrický prietokový ohrievač, pozostávajúci z prívodu (1) studenej vody, prvého izolačného úseku (4), vyhrievacieho úseku (5) nadväzujúceho na tento prvý izolačný úsek (4), druhého izolačného úseku (6) a vývodu (7) teplej vody, pričom vyhrievací úsek (5) pozostáva z najmenej jedného vyhrievacieho modulu (5a, 5b, 5c) v tvare rúrky, ktorý je tvorený v podstate priamou a v priereze kruhovou úložnou rúrou (51) pre vodou obtekané vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) vybavenou na oboch koncoch pripojovacími prírubami (53, 54) a zaradenú v dráhe prúdenia vody a prvý izolačný úsek (4) a druhý izolačný úsek (6) sú tvorené ohybnými hadicami pripojenými tlakotesne k pripojovacim prírubám (53, 54) vyhrievacieho modulu (5a, 5b, 5c), vyznačujúci sa tým, že prietokový ohrievač je vybavený regulačnou sústavou (3) a na vnútornej stene kruhovej úložnej rúry (51) pre vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) je na spôsob vnútorného závitu vytvorené najmenej jedno rebro (52) v tvare špirály na vytváranie vírivého a priečneho prúdenia vo vnútornom priestore (55) tejto úložnej rúry (51), pričom vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) dosadajú na toto rebro (52).
2. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vyhrievací úsek (5) pozostáva z radu za sebou usporiadaných vyhrievacích modulov (5a, 5b, 5c) prepojených rozoberateľné navzájom komplementárne usporiadanými pripojovacími prírubami (53, 54).
3. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že pripojovacie príruby priradené k vyhrievaciemu modulu (5a, 5b, 5c) sú tvorené navzájom komplementárne zásuvnou časťou (53) a zástrčnou časťou (54) a/alebo komplementárnymi bajonetovými spojmi vystupujúcimi radiálne na navzájom protiľahlých stranách úložnej rúry (51).
4. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov laž 3, vyznačujúci sa tým, že na vnútornej stene úložnej rúry (51) pre vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) vystupujú pridržné prvky (57) na obmedzenie axiálneho pohybu týchto vyhrievacích špirál (50a, 50b, 50c).
5. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) sú tvorené odporovými drôtmi z kovovo čistým alebo eloxovaným povrchom.
6. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov laž 5, vyznačujúci sa tým, že dĺžka ohybných hadíc tvoriacich obidva izolačné úseky (4, 6) je dostatočná i na vodu s najvyššie prípustnou hodnotou elektrickej vodivosti.
7. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov 1 až 6, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že jednotlivé úložné rúry (51) pre vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) spolu s pripojovacími prírubami (53, 54) sú tvorené jednodielnymi odliatkami z plastov a úložná rúra (51) pre vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) je na obidvoch axiálnych koncoch tlakotesne uzatvorená.
8. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že vnútorný prierez úložnej rúry (51) pre vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) sa smerom kjednému jej zakončeniu (56) mierne kužeľovité, rozširuje.
9. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku ,4, vyznačujúci sa tým, že pridržné prvky (5,7) sú tvorené množinou, s axiálnymi odstupmi usporiadaných výstupkov, vytvorených výhodne s uhlovými odstupmi na vnútornom obvode úložnej rúry (51).
10. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že každá úložná rúra (51) pre vyhrievacie prvky (50a, 50b, 50c) pozostáva z radu axiálnych rúrových úsekov, ktoré sú navzájom kvapalinotesne a pevne spojené, pričom pridržné prvky (57) sú vytvorené v blízkosti miest spojov týchto rúrových úsekov.
11. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov laž 10, vyznačujúci sa tým, že vyhrievacie moduly (5a, 5b, 5c) sú uložené v prichytávacích vybraniach spodnej časti krytu elektrického prietokového ohrievača.
12. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že ohybné hadice z plastu, ktoré tvoria obidva izolačné úseky (4, 6) sú v závitoch uložené v spodnej časti krytu elektrického prietokového ohrievača.
13. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov laž 12, vyznačujúci sa tým, že medzi prívodom (1) studenej vody a prvým izolačným úsekom (4) je v dráhe prúdenia kvapaliny zaradená v podstate neohybná rúra (2), ku ktorej je priradená regulačná sústava (3).
14. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov laž 13, vyznačujúci sa tým, že vyhrievací úsek (5) obsahuje minimálne dva samostatne regulovateľné a/alebo zapnuteľné vyhrievacie moduly (5a, 5b, 5c), z ktorých najmenej jeden je regulačnou sústavou (3) regulovateľný v závislosti od potreby tepla a posledný
SK 281453 Β6 z týchto vyhrievacích modulov (5c) je pripojiteľný k pokrytiu oblasti s najvyššou potrebou tepla.
15. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že regulačná sústava (3) obsahuje prvý snímač (23) teploty na meranie teploty (Te) v oblasti studenej vody a druhý snímač (30) teploty na meranie teploty (Ta) v oblasti teplej vody ako i prostriedky k nútenému chladeniu tepelne citlivých elektronických súčiastok (31) regulačnej sústavy (3), pričom ak teplota (Te) studenej vody meraná prvým snímačom (23) teploty prekročí hornú medznú hodnotu, sú potom uvedené do činnosti prostriedky k nútenému chladeniu.
16. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že prostriedky k nútenému chladeniu sú tvorené ventilátorom (8) a prívodným kanálom (80) pre vzduch prepojený teplozmenne s chladenými, na teplotu citlivými elektronickými súčiastkami (31).
17. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 15 alebo 16, vyznačujúci sa tým, že vyhrievací výkon vyhrievacích modulov (5a, 5b, 5c) je regulovateľný v závislosti od regulačnej odchýlky medzi požadovanou teplotou (Ts) a skutočnou teplotou (Ta) teplej vody, meranou druhým snímačom (30) teploty.
18. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov 14 až 17, vyznačujúci sa tým, že je vybavený prvým a druhým snímačom tlaku (pe, pa) kvapaliny na strane studenej vody i teplej vody a regulačná sústava (3) obsahuje prostriedky na reguláciu výkonu vykurovacích modulov (5a, 5b, 5c) v závislosti od vopred nastaviteľného tlakového rozdielu (p = pe - pa).
19. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že regulačná sústava (3) obsahuje prostriedky k oneskorovaniu aktivácie zapnutia vyhrievacích modulov (5a, 5b, 5c).
20. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov 14 až 19, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že je vybavená prostriedkami na meranie elektrického odporu vodného stĺpca medzi dvoma vyhrievacími prvkami (50a, 50b, 50c) a zariadením na vyhodnocovanie výsledkov tohto merania.
21. Elektrický prietokový ohrievač podľa niektorého z nárokov 14 až 20, vyznačujúci sa tým, že regulačná sústava (3) obsahuje Fuzzy-Iogiku (34) k spracovaniu nameraných hodnôt a k regulácii výkonu vyhrievacích špirál (50a, 50b, 50c).
22. Elektrický prietokový ohrievač podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že Fuzzy-logika (34) obsahuje prostriedky (36) na riadenie indikátora (37) funkcie.
23. Spôsob výroby rúrkovitého vyhrievacieho modulu na použitie v elektrickom prietokom ohrievači podľa niektorého z nárokov 1 až 22, vyznačujúci sa t ý m , že úložná rúra (51) pre vyhrievacie špirály (50a, 50b, 50c) sa jednodielne vyrobí tak, že
a) sa vyrobí jadro s aspoň jedným špirálovitým rebrom (52) na spôsob závitu s vysokým stúpaním;
b) jadro sa z rovnomernou vôľou okolo celého svojho obvodu vloží do vonkajšej formy ;
c) priestor medzi vonkajšou formou a jadrom sa potom vyplní vstrekovacím plastom;
d) vstrekovací plast sa vytvrdí a
e) jadro sa po vytvrdení z otvoru výrobku axiálne vytiahne za otáčavého pohybu proti tomuto výrobku, sledujúceho špirálovité rebro (52).
24. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa t ý m , že jadro má v smere vyťahovania nepatrne sa zväčšujúci prierez.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4208675A DE4208675C2 (de) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Elektrischer Durchlauferhitzer |
DE4211590A DE4211590C2 (de) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | Elektrischer Durchlauferhitzer |
PCT/EP1993/000572 WO1993019332A1 (de) | 1992-03-18 | 1993-03-12 | Elektrischer durchlauferhitzer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK106394A3 SK106394A3 (en) | 1995-04-12 |
SK281453B6 true SK281453B6 (sk) | 2001-03-12 |
Family
ID=25912950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK1063-94A SK281453B6 (sk) | 1992-03-18 | 1993-03-12 | Elektrický prietokový ohrievač a spôsob výroby jeho rúrkovitého vyhrievacieho modulu |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0630463B2 (sk) |
AT (1) | ATE138729T1 (sk) |
CZ (1) | CZ285655B6 (sk) |
DE (1) | DE59302757D1 (sk) |
HU (1) | HU216932B (sk) |
SK (1) | SK281453B6 (sk) |
WO (1) | WO1993019332A1 (sk) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1322896B1 (en) | 2000-10-02 | 2010-04-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Water flow heater |
GB2487431B (en) * | 2011-01-22 | 2016-07-13 | Applied Energy Products Ltd | Improvements in water heating |
EP2489948A1 (de) * | 2011-02-21 | 2012-08-22 | Gerdes OHG | Blankdrahtdurchlauferhitzer zur Wassererwärmung |
DE102012013346B4 (de) | 2012-07-06 | 2023-06-07 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Heizblock zum Erwärmen von Wasser |
KR102296867B1 (ko) * | 2020-01-06 | 2021-09-03 | (주)엔테크 | 원격 제어 기능을 가진 온수 공급 시스템 |
EP4253859A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-04 | Gealan Formteile GmbH | Flow heater assembly |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1232720B (de) * | 1960-08-22 | 1967-01-19 | Licentia Gmbh | Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer |
ATA288784A (de) * | 1984-09-10 | 1985-12-15 | Vaillant Gmbh | Elektrischer heizkoerper |
DE3609213A1 (de) * | 1985-11-26 | 1987-09-24 | Eckerfeld Erika | Kanalkoerper fuer elektrische durchlauferhitzer |
US5216743A (en) * | 1990-05-10 | 1993-06-01 | Seitz David E | Thermo-plastic heat exchanger |
-
1993
- 1993-03-12 EP EP93906510A patent/EP0630463B2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-12 WO PCT/EP1993/000572 patent/WO1993019332A1/de active IP Right Grant
- 1993-03-12 DE DE59302757T patent/DE59302757D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-12 AT AT93906510T patent/ATE138729T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-03-12 SK SK1063-94A patent/SK281453B6/sk unknown
- 1993-03-12 CZ CZ942137A patent/CZ285655B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-03-12 HU HU9402672A patent/HU216932B/hu not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ285655B6 (cs) | 1999-10-13 |
HU9402672D0 (en) | 1994-12-28 |
DE59302757D1 (de) | 1996-07-04 |
HUT68793A (en) | 1995-07-28 |
EP0630463A1 (de) | 1994-12-28 |
EP0630463B1 (de) | 1996-05-29 |
CZ213794A3 (en) | 1995-03-15 |
WO1993019332A1 (de) | 1993-09-30 |
HU216932B (hu) | 1999-10-28 |
SK106394A3 (en) | 1995-04-12 |
ATE138729T1 (de) | 1996-06-15 |
EP0630463B2 (de) | 1999-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0209867B1 (en) | Electric instantaneous boiler | |
CA3072186C (en) | Water heater | |
EP2828587B1 (en) | Dual purpose heat exchanger | |
EP1831609B1 (en) | Heat exchanger for a combined boiler, and combined boiler using said heat exchanger | |
KR102447439B1 (ko) | 수처리 장치용 온수생성모듈 | |
KR20140112765A (ko) | 순간 온수기 | |
EP2148149B1 (en) | Hydraulic valve assembly for wall-mounted boilers | |
SK281453B6 (sk) | Elektrický prietokový ohrievač a spôsob výroby jeho rúrkovitého vyhrievacieho modulu | |
KR200463542Y1 (ko) | 전기 순간온수기 | |
GB2427460A (en) | Heat exchanger having intertwined helically coiled heating elements. | |
PL171406B1 (pl) | Elektryczny grzejnik przeplywowy PL | |
CN210471912U (zh) | 加热装置和具有其的饮水机 | |
CN210471913U (zh) | 加热装置和具有其的饮水机 | |
CN112682945A (zh) | 加热组件及热水器 | |
KR101564263B1 (ko) | 온수가열시스템 및 이를 구비한 정수기 | |
JPH06147636A (ja) | 電気瞬間湯沸装置 | |
WO2022142942A1 (zh) | 加热组件及热水器 | |
US20030164402A1 (en) | Heating unit for heat-transfer fluid for a central heating installation | |
KR200366098Y1 (ko) | 급탕용 히터장치 | |
KR200404905Y1 (ko) | 팬코일 유니트의 배관구조 | |
CN209399473U (zh) | 一种分区管理型电磁采暖*** | |
GB2622273A (en) | Water heater | |
CN110513864A (zh) | 加热器和制热设备 | |
ITPR980016A1 (it) | Caldaia di tipo combinato per riscaldamento e per produzione di acquacalda sanitaria, e procedimento | |
EP1486735B1 (en) | Combined hot water and heating system |