CZ36963U1 - Teplovodní kotel - Google Patents

Description

Dosavadní stav techniky

Dosud známá provedení teplovodních kotlů na vytápění rodinných domů a jiných menších objektů produkují topnou vodu, jejíž teplota nepostačuje na generování páry pro pohon parního stroje s generátorem elektrické energie. Neumožňuje tudíž kogenerační výrobu tepla a elektrické energie.

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení je teplovodní kotel obsahující spalovací komoru, výměník topné vody umístěný ve spalinové cestě blíže ke spalinovému hrdlu a alespoň jeden samostatný okruh teplosměnného média s tím, že ve spalinové cestě je mezi spalovací komorou a výměníkem topné vody umístěn výměník horké vody na výrobu páry.

Toto konstrukční řešení umožní v teplovodním kotli vyrobit kromě topné vody do okruhu topného systému i horkou vodu o vyšší teplotě do dalšího odděleného okruhu, ve kterém je generována pára pro napájení parního stroje, případně jiné technologie.

Objasnění výkresů

Na obr. 1 je znázorněn teplovodní kotel obsahující výměník horké vody na výrobu páry a způsob jeho propojení s ostatními komponentami podle technického řešení pro vytápění a provoz s parním strojem.

Na obr. 2 je znázorněn teplovodní kotel obsahující výměník horké vody na výrobu páry a způsob jeho propojení s ostatními komponentami podle technického řešení pro provoz pouze v režimu vytápění bez provozu parního stroje.

Příklad uskutečnění technického řešení

Uskutečnění technického řešení je znázorněno na obr. 1 a 2.

K teplovodnímu kotli 1 obsahujícímu výměník 5 horké vody na výrobu páry jsou (obr. 1) připojeny tři samostatné okruhy s vlastní samostatnou náplní teplosměnného media, s výhodou vody.

První okruh je tvořen výměníkem 4 topné vody, topným systémem 6, nádobou 7 chladiče kondenzoru, nádobou 8 chladiče odparky a oběhovým čerpadlem 9 topného systému.

Druhý okruh je tvořen výměníkem 5 horké vody, třícestným ventilem 10, výměníkem 11 odparky umístěným v nádobě 12 odparky, chladičem 13 odparky umístěným v nádobě 8 chladiče odparky a oběhovým čerpadlem 14 odparky.

Třetí okruh je tvořen chladičem 15 kondenzoru umístěným v nádobě 7 chladiče kondenzoru,

- 1 CZ 36963 U1 výměníkem 16 kondenzoru umístěným v nádobě 17 kondenzoru a oběhovým čerpadlem 18 kondenzoru.

První okruh je určen k vytápění tím, že teplo získané ve výměníku 4 topné vody vede do topného systému 6 a zároveň je určen ke zpětnému získávání odpadního tepla z druhého okruhu z nádoby 8 chladiče odparky a z třetího okruhu z nádoby 7 chladiče kondenzoru, které přivádí ve zpětné větvi přes oběhové čerpadlo 9 topného systému zpět do teplovodního kotle 1 a do výměníku 4 topné vody.

Druhý okruh je určen k výrobě horké vody ve výměníku 5 horké vody, která je vedena přes třícestný ventil 10 do výměníku 11 odparky, kde slouží v nádobě 12 odparky k výrobě páry pro parní stroj.

O výparné teplo ochlazená horká voda odevzdá další část svého tepla v chladiči 13 odparky a přes nádobu chladiče 8 odparky, oběhové čerpadlo 9 topného systému zpět do teplovodního kotle 1 do vstupu výměníku 4 topné vody.

Zbylé teplo horké vody se vrací přes oběhové čerpadlo 14 odparky do vstupu výměníku 5 horké vody.

Třetí okruh využívá nízké teploty vracející se vody z topného systému 6 a je určen k ochlazování výměníku 16 kondenzoru za účelem kondenzace vodní páry vracející se od parního stroje do nádoby 17 kondenzoru.

Voda, která se ohřeje ve výměníku 16 kondenzoru kondenzací páry je vedena přes oběhové čerpadlo 18 kondenzoru do chladiče 15 kondenzoru, kde předá teplo do nádoby 7 chladiče kondenzoru a odtud přes nádobu 8 chladiče odparky, oběhové čerpadlo 9 topného systému zpět do teplovodního kotle 1 do vstupu výměníku 4 topné vody.

Výše uvedený popis se týká případu, kdy teplovodní kotel 1 současně vytápí objekt a vyrábí horkou vodu na výrobu páry.

Teplovodní kotel 1 může pracovat i v režimu (obr. 2) kdy veškeré vyrobené teplo použije na vytápění objektu bez výroby horké vody pro výrobu páry.

Pro tento případ se přestaví ve druhém okruhu třícestný ventil 10 do polohy, kdy horká voda neprotéká výměníkem 11 odparky, ale rovnou chladičem 13 odparky, kde předá většinu tepla do nádoby chladiče 8 odparky a odtud přes oběhové čerpadlo 9 topného systému do vstupu výměníku 4 topné vody, a tím do topného systému 6. Zbývající teplo horké vody za chladičem 13 odparky se přes oběhové čerpadlo 14 odparky vrací do vstupu výměníku 5 horké vody.

Aby nedocházelo k odvodu tepla (ztrátě) ve třetím okruhu z nádoby chladiče 7 kondenzoru do nádoby 17 kondenzoru, zastaví se oběhové čerpadlo 18 kondenzoru a tím se zamezí přenosu tepla mezi chladičem 15 kondenzoru a výměníkem 16 kondenzoru.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je využitelné k výrobě malých kogeneračních jednotek pro rodinné domy a jiné menší objekty pro společnou výrobu tepla a elektrické energie. Výhodou je možnost topit pevnými palivy z obnovitelných zdrojů s nulovou uhlíkovou stopou. Další výhodou tohoto obnovitelného zdroje je, že při výrobě elektrické energie nezávisí na svitu slunce a větru.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Teplovodní kotel (1), obsahující spalovací komoru (2); výměník (4) topné vody, umístěný ve spalinové cestě blíže ke spalinovému hrdlu (3); a alespoň jeden samostatný okruh teplosměnného media, vyznačující se tím, že ve spalinové cestě je mezi spalovací komorou (2) a výměníkem (4) topné vody umístěn výměník (5) horké vody na výrobu páry.
2. 2. Teplovodní kotel (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstup topné vody z výměníku (4) topné vody je připojen přes topný systém (6); nádobu (7) chladiče kondenzoru, v níž je umístěn chladič (15) kondenzoru; nádobu (8) chladiče odparky, v níž je umístěn chladič (13) odparky; a oběhové čerpadlo (9) topného systému do vstupu výměníku (4) topné vody.
3. 3. Teplovodní kotel (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstup horké vody z výměníku (5) horké vody je přes třícestný ventil (10), výměník (11) odparky v nádobě (12) odparky, dále přes chladič (13) odparky v nádobě (8) chladiče odparky, a přes oběhové čerpadlo (14) odparky napojen do vstupu výměníku (5) horké vody.
4. 4. Teplovodní kotel (1) podle nároku 2, vyznačující se tím, že výstup z chladiče (15) kondenzoru umístěného v nádobě (7) chladiče kondenzoru je přes výměník (15) kondenzoru, umístěný v nádobě (17) kondenzoru, a přes oběhové čerpadlo (18) kondenzoru připojen do vstupu chladiče (15) kondenzoru.