RU105972U1 - BOILER FOR HEATING AND / OR HOT WATER SUPPLY AND BOILER HEAT EXCHANGER - Google Patents
BOILER FOR HEATING AND / OR HOT WATER SUPPLY AND BOILER HEAT EXCHANGER Download PDFInfo
- Publication number
- RU105972U1 RU105972U1 RU2011109439/06U RU2011109439U RU105972U1 RU 105972 U1 RU105972 U1 RU 105972U1 RU 2011109439/06 U RU2011109439/06 U RU 2011109439/06U RU 2011109439 U RU2011109439 U RU 2011109439U RU 105972 U1 RU105972 U1 RU 105972U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- boiler
- heat
- copper
- finned tube
- Prior art date
Links
Landscapes
- Details Of Fluid Heaters (AREA)
Abstract
1. Котел для отопления и/или горячего водоснабжения, содержащий корпус, внутри которого расположена топочная камера с газовой горелкой, теплообменники контура отопления, сборник продуктов сгорания газа, расположенный в верхней части котла, и систему управления, соединенную с газовой горелкой, при этом первый теплообменник контура отопления выполнен в виде водяной рубашки, расположенной, по меньшей мере, по части периметра топочной камеры, и включает витой змеевик контура горячего водоснабжения, установленный в его полости, и снабжен патрубками подвода-отвода теплоносителя и подвода-отвода воды, а второй теплообменник выполнен в виде медной или на основе медного сплава оребренной трубы, расположенной в верхней части топочной камеры и сообщающейся с первым теплообменником, причем внутренняя полость оребренной трубы снабжена рядом вертикальных ребер из меди или сплава на основе меди, при этом каждое ребро включает верхнее и нижнее отверстия с перемычкой между ними, причем верхние и нижние отверстия каждого ребра расположены соосно друг другу, а сообщение теплообменников контура отопления выполнено в виде, по меньшей мере, двух пар патрубков на торцевых участках оребренной трубы, одни из которых соединяют ее верхнюю часть с верхней частью водяной рубашки первого теплообменника, а другие - ее нижнюю часть с нижней частью водяной рубашки. ! 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что патрубки верхней и нижней частей оребренной трубы в месте соединения с водяной рубашкой в максимально возможной степени разнесены по ее высоте, при этом патрубки верхней части выполнены по высоте короче патрубков нижней части. ! 3. Котел 1. A boiler for heating and / or hot water supply, comprising a housing, inside which there is a combustion chamber with a gas burner, heat exchangers for the heating circuit, a collection of gas combustion products located in the upper part of the boiler, and a control system connected to the gas burner, the first the heating circuit heat exchanger is made in the form of a water jacket located at least along the perimeter of the combustion chamber, and includes a twisted coil of the hot water supply circuit installed in its cavity, and is equipped with a heat transfer fluids inlet and outlet and water inlet-outlet, and the second heat exchanger is made in the form of a copper or based on a copper alloy finned tube located in the upper part of the combustion chamber and communicating with the first heat exchanger, and the inner cavity of the finned tube is equipped with a number of vertical copper fins or a copper-based alloy, with each rib comprising upper and lower holes with a jumper between them, the upper and lower holes of each rib being aligned with each other, and the message of the heat exchangers the heating circuit is made in the form of at least two pairs of nozzles at the end sections of the finned tube, one of which connects its upper part to the upper part of the water jacket of the first heat exchanger, and the other to its lower part to the lower part of the water jacket. ! 2. The boiler according to claim 1, characterized in that the pipes of the upper and lower parts of the finned pipe at the junction with the water jacket are spaced as much as possible along its height, while the pipes of the upper part are made shorter in height than the pipes of the lower part. ! 3. The boiler
Description
Полезные модели относятся к области производственной и коммунальной теплоэнергетики и могут быть использованы в конструкциях котлов, предназначенных для отопления и/или горячего водоснабжения, а также для организации технологических процессов локального тепло- и/или водоснабжения.Utility models relate to the field of industrial and municipal heating systems and can be used in boiler designs designed for heating and / or hot water supply, as well as for the organization of technological processes of local heat and / or water supply.
Известен котел водогрейный для систем отопления и горячего водоснабжения в бытовых помещениях, который включает контуры систем отопления и горячего водоснабжения, содержащие первичный и размещенный в нем вторичный теплообменники, установленные над газовой горелкой [Описание полезной модели к патенту РФ №58669 от 17.07.2006, МПК F24H 1/00, опубл. 27.11.2006]. Первичный теплообменник котла выполнен в виде ряда параллельных горизонтальных оребренных труб, объединенных коллекторами, а вторичный - в виде змеевика. Трубы обоих теплообменников имеют поперечное сечение в форме эллипса, что, по мнению патентообладателя, повышает технологичность изготовления котла и упрощает конструкцию вторичного теплообменника.A well-known hot water boiler for heating systems and hot water supply in domestic premises, which includes the circuits of heating systems and hot water supply, containing primary and placed in it secondary heat exchangers installed above the gas burner [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 58669 of July 17, 2006, IPC F24H 1/00, publ. November 27, 2006]. The primary heat exchanger of the boiler is made in the form of a series of parallel horizontal finned tubes connected by collectors, and the secondary in the form of a coil. The pipes of both heat exchangers have an elliptical cross section, which, according to the patentee, increases the manufacturability of the boiler and simplifies the design of the secondary heat exchanger.
К недостаткам котла можно отнести сложность конструкции первичного теплообменника, в частности, изготовление оребрения на трубах овального сечения является сложной технологической операцией, а изготовление змеевика с одинаковым по всей длине, включая прямолинейные участки, овальным сечением также затруднительно. Кроме этого сборка двух теплообменников предусматривает множество соединений, которые необходимо уплотнять от протекания как теплоносителя, так и нагреваемой воды.The disadvantages of the boiler include the design complexity of the primary heat exchanger, in particular, the manufacture of fins on oval pipes is a complex technological operation, and the manufacture of a coil with the same oval cross section along the entire length, including straight sections, is also difficult. In addition, the assembly of two heat exchangers provides for many compounds that need to be sealed against leakage of both heat carrier and heated water.
Известен водогрейный котел для раздельного отопления и горячего водоснабжения, содержащий корпус, в котором размещена топка с газовой горелкой и дымовой коробкой, теплообменник круглого сечения, внутри которого установлен витой змеевик контура горячего водоснабжения, и в верхней части имеются вертикальные конвективные каналы круглого сечения, в полости которых размещены металлические турбулизоторы, в виде металлических пластин, а также патрубки подвода-отвода теплоностителя и воды, и патрубки для подачи воздуха в топку к газовой горелке и удаления продуктов сгорания, и систему автоматики, соединенную с газовой горелкой [Описание полезной модели к патенту РФ №79985 от 25.04.2008, МПК F24H 1/08, опубл. 20.01.2009]. Работа котла не зависит от электроснабжения.A well-known hot water boiler for separate heating and hot water supply, comprising a housing in which a furnace with a gas burner and a smoke box is located, a circular heat exchanger, inside which a twisted coil of a hot water supply circuit is installed, and in the upper part there are vertical convective channels of circular cross section, in the cavity which are placed metal turbulotors, in the form of metal plates, as well as pipes for supplying and removing heat and water, and pipes for supplying air to the furnace to the gas mount burning and removal of combustion products, and an automation system connected to a gas burner [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 79985 dated 04/25/2008, IPC F24H 1/08, publ. 01/20/2009]. The operation of the boiler is independent of power supply.
К недостаткам котла следует отнести сложность конструкции, малую унификация узлов и деталей, и низкую ремонтопригодность.The disadvantages of the boiler include the complexity of the design, a small unification of components and parts, and low maintainability.
Части перечисленных недостатков лишен водогрейный котел для раздельного отопления и горячего водоснабжения, содержащий корпус, в котором размещена топка с газовой горелкой и дымовой коробкой, теплообменник четырехугольного сечения с пластинчатыми конвективными каналами такого же сечения, а внутри теплообменника, в его верхней части установлен витой змеевик контура горячего водоснабжения, а также патрубки подвода-отвода теплоностителя и воды, циркуляционный насос, связанный с патрубком подвода теплоносителя, и патрубки для подачи воздуха в топку к газовой горелке и удаления продуктов сгорания, и систему автоматики, соединенную с газовой горелкой [Описание полезной модели к патенту РФ №90174 от 04.08.2009, МПК F24H 1/08, опубл. 27.12.2009].Part of these shortcomings is deprived of a hot-water boiler for separate heating and hot water supply, comprising a housing in which a firebox with a gas burner and a smoke box is placed, a quadrangular section heat exchanger with plate convective channels of the same section, and a twisted loop coil is installed inside the heat exchanger in its upper part hot water supply, as well as pipes for supplying and discharging a heat carrier and water, a circulation pump connected to a pipe for supplying a heat carrier, and pipes for supplying spirit of the furnace to the gas burner and the flue gas, and automation system coupled to the gas burner [Description useful model to RF patent №90174 dated 04.08.2009, IPC F24H 1/08, publ. 12/27/2009].
К недостаткам котла следует отнести невозможность его работы в отсутствии электропитания.The disadvantages of the boiler include the impossibility of its operation in the absence of power supply.
Известен отопительный котел для теплоснабжения индивидуальных домов и зданий, оборудованных системами водяного отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, содержащий корпус, в нижней части которого расположены топочная камера с газовыми горелками, а над ними теплообменник в виде пучка оребренных труб, выполненных из меди или медно-никелевого сплава и подключенных к выходному и оснащенному насосом входному водяным коллекторам, а в верхней части корпуса расположен коллектор дымовых газов с выходным отверстием. Каждая труба теплообменника снабжена отражательными пластинами. Кроме этого котел оснащен тягопрерывателем потока дымовых газов и блоком управления, который включает реле наличия тяги и реле наличия потока воды, связанные с блоком зажигания [Описание изобретения к патенту РФ №2169316 от 11.10.2000, МПК F24H 1/00, опубл. 20.06.2001]. Настоящее исполнение котла позволяет повысить эффективность использования тепла дымовых газов и обеспечивает возможность его эксплуатации без привлечения обслуживающего персонала.A heating boiler is known for heating individual houses and buildings equipped with water heating systems with forced circulation of a heat carrier, comprising a housing, in the lower part of which there is a combustion chamber with gas burners, and above them a heat exchanger in the form of a bundle of finned tubes made of copper or copper-nickel alloy and connected to the outlet and equipped with a pump inlet water collectors, and in the upper part of the housing is a flue gas collector with an outlet. Each heat exchanger pipe is equipped with reflective plates. In addition, the boiler is equipped with a flue gas trap chopper and a control unit, which includes a traction relay and a water flow relay associated with the ignition unit [Description of the invention to the RF patent No. 2169316 from 11.10.2000, IPC F24H 1/00, publ. 06/20/2001]. The present design of the boiler allows to increase the efficiency of the use of flue gas heat and provides the possibility of its operation without the involvement of maintenance personnel.
Среди недостатков котла следует отметить то, что площадь теплообменника, несмотря на наличие отражательных пластин, работает неравномерно с преимущественной загрузкой лишь средней его части. Кроме этого часть тепла от сгоревшего газа теряется за счет ее передачи боковым стенкам корпуса, что может быть небезопасно для окружающих.Among the disadvantages of the boiler, it should be noted that the area of the heat exchanger, despite the presence of reflective plates, does not work uniformly with predominant loading of only its middle part. In addition, part of the heat from the burnt gas is lost due to its transfer to the side walls of the housing, which may be unsafe for others.
Более совершенной конструкцией вышеописанного котла, является котел отопительный водогрейный газовый каскадный, содержащий топочный блок с топочной камерой и газовой горелкой, теплообменную поверхность с расположенным над топочной камерой верхним теплообменником с пучком медных оребренных труб и нижним теплообменником в виде полого элемента из листового материала, расположенного по периметру вокруг топки, при этом его водяная полость соединена посредством перепускного патрубка с расположенным над ним верхним теплообменником, который выполнен медно-чугунно-стальным. Топочная камера с газовой горелкой, нижний и верхний теплообменники теплообменной поверхности и сборник продуктов сгорания газа размещены в корпусе, таким образом, что их теплообменные поверхности соединены последовательно по циркуляции воды в единый контур при помощи циркуляционного насоса. Имеется микропроцессорное управление с единой для котла приборной панелью [Описание изобретения к патенту РФ №2381421 от 17.09.2007, МПК F24H 1/00, опубл. 20.06.2001]. Техническое решение обеспечивает минимизацию занимаемой котлом площади помещения, повышение КПД и ремонтопригодности котла.A more advanced design of the boiler described above is a gas-fired cascade heating boiler containing a combustion unit with a combustion chamber and a gas burner, a heat exchange surface with an upper heat exchanger located above the combustion chamber with a bundle of copper finned tubes and a lower heat exchanger in the form of a hollow element made of sheet material located along the perimeter around the furnace, while its water cavity is connected via an overflow pipe to the upper heat exchanger located above it, which ry made copper-cast iron-steel. The combustion chamber with a gas burner, the lower and upper heat exchangers of the heat exchange surface and the collection of gas combustion products are placed in the housing, so that their heat exchange surfaces are connected in series through the circulation of water in a single circuit using a circulation pump. There is microprocessor control with a single dashboard for the boiler [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2381421 from 09/17/2007, IPC F24H 1/00, publ. 06/20/2001]. The technical solution minimizes the area occupied by the boiler, increasing the efficiency and maintainability of the boiler.
Недостатком котла является сложность и низкая технологичность конструкции, что, в первую очередь, определяется особенностями исполнения теплообменников.The disadvantage of the boiler is the complexity and low adaptability of the design, which, first of all, is determined by the characteristics of the heat exchangers.
Задача, решаемая первой полезной моделью группы и достигаемый технический результат, заключаются в разработке очередного котла для отопления и/или горячего водоснабжения на основе надежного, универсального и унифицированного теплообменника повышенной мощности, обладающего высоким КПД, увеличенной производительностью по теплопередаче, а также в повышении ресурса работы на отказ и ремонтопригодности. Кроме этого увеличивается температура отходящих дымовых газов, что препятствует образованию росы на внутренней поверхности соответствующих патрубков в холодное время года.The task to be solved by the first useful model of the group and the technical result achieved is to develop another boiler for heating and / or hot water supply based on a reliable, universal and unified heat exchanger with high power, high efficiency, increased heat transfer performance, as well as an increase in the service life for failure and maintainability. In addition, the temperature of the exhaust flue gases increases, which prevents the formation of dew on the inner surface of the respective pipes in the cold season.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в котле для отопления и/или горячего водоснабжения, содержащем корпус, внутри которого расположена топочная камера с газовой горелкой, теплообменники контура отопления, сборник продуктов сгорания газа, расположенный в верхней части котла и систему управления, соединенную с газовой горелкой, первый теплообменник контура отопления выполнен в виде водяной рубашки, расположенной, по меньшей мере, по части периметра топочной камеры и включает витой змеевик контура горячего водоснабжения, установленный в его полости, и снабжен патрубками подвода-отвода теплоносителя и подвода-отвода воды, а второй теплообменник выполнен в виде медной или на основе медного сплава оребренной трубы, расположенной в верхней части топочной камеры и сообщающейся с первым теплообменником, причем внутренняя полость оребренной трубы снабжена рядом вертикальных ребер из меди или сплава на основе меди, при этом каждое ребро включает верхнее и нижнее отверстия с перемычкой между ними, причем верхние и нижние отверстия каждого ребра расположены соосно друг другу, а сообщение теплообменников контура отопления выполнено в виде, по меньшей мере, двух пар патрубков на торцевых участках оребренной трубы, одни из которых соединяют ее верхнюю часть с верхней частью водяной рубашки первого теплообменника, а другие - ее нижнюю часть с нижней частью водяной рубашки.To solve the problem and achieve the claimed technical result in a boiler for heating and / or hot water supply, comprising a housing inside which there is a combustion chamber with a gas burner, heat exchangers for the heating circuit, a collection of gas combustion products located in the upper part of the boiler and a control system connected with a gas burner, the first heat exchanger of the heating circuit is made in the form of a water jacket located at least along the perimeter of the combustion chamber and includes a twisted coil The hot water supply system installed in its cavity is equipped with nozzles for supplying and discharging a coolant and supplying and discharging water, and the second heat exchanger is made in the form of a copper or based on a copper alloy finned tube located in the upper part of the combustion chamber and communicating with the first heat exchanger, the inner cavity of the finned tube is provided with a number of vertical ribs of copper or a copper-based alloy, with each rib including upper and lower holes with a jumper between them, with upper and lower holes Each fins are arranged coaxially to each other, and the heating circuit heat exchangers communicate in the form of at least two pairs of nozzles at the end sections of the finned tube, one of which connects its upper part to the upper part of the water jacket of the first heat exchanger and the others to its lower part with the bottom of the water shirt.
Кроме этого:Besides:
- патрубки верхней и нижней частей оребренной трубы в месте соединения с водяной рубашкой в максимально возможной степени разнесены по ее высоте, при этом патрубки верхней части выполнены по высоте короче патрубков нижней части;- the pipes of the upper and lower parts of the finned tube at the junction with the water jacket are as far as possible spaced along its height, while the pipes of the upper part are made shorter in height than the pipes of the lower part;
- в верхней части топочной камеры установлен, по меньшей мере, один дополнительный теплообменник на основе оребренной трубы сообщающийся с первым теплообменником аналогично второму;- at least one additional heat exchanger based on a finned pipe in communication with the first heat exchanger is similar to the second one in the upper part of the combustion chamber;
- система управления включает блок автоматического управления газовой горелкой, автоматический клапан воздуховыпуска, датчик опрокидывания тяги, и датчик контроля температуры теплоносителя, установленный на втором теплообменнике на патрубке отвода теплоносителя и связанный с блоком автоматического управления газовой горелкой.- the control system includes a gas burner automatic control unit, an automatic air exhaust valve, a draft tipping sensor, and a coolant temperature control sensor mounted on a second heat exchanger on the coolant outlet pipe and connected to the automatic gas burner control unit.
Известен теплообменник отопительного котла, включающий пучок оребренных труб из меди или медно-никелевого сплава [см. описание изобретения к патенту РФ №2169316].A heat exchanger of a heating boiler is known, including a bundle of finned tubes made of copper or a copper-nickel alloy [see Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2169316].
Для снятия максимально возможного количества тепла от сгоревшего газа в настоящем теплообменнике, его трубы выполнены с малым проходным сечением, а их ребра расположены на минимальном удалении друг от друга и, кроме этого, конвективные потоки сгоревшего газа тормозятся специально установленными над ребрами отражательными пластинами. Для устранения закипания воды ее принудительно проталкивают вдоль оребренных труб с помощью насоса. Однако в случае снижения скорости или остановки потока воды неизбежно ее закипание в трубах, что недопустимо в отопительном оборудовании.To remove the maximum possible amount of heat from the burnt gas in a real heat exchanger, its pipes are made with a small cross-section, and their ribs are located at a minimum distance from each other and, in addition, the convective flows of the burnt gas are inhibited by specially installed reflective plates above the ribs. To eliminate the boiling of water, it is forcibly pushed along the finned tubes using a pump. However, if the speed decreases or the flow of water stops, its boiling is inevitable in pipes, which is unacceptable in heating equipment.
Известен теплообменник котла отопительного водогрейного газового, который включает пучок корпусов в виде оребренных медных труб круглого сечения, торцевые участки которых выполняют функцию патрубков подвода-отвода теплоностителя, в качестве которого выступает вода из системы отопления производственных, административных или жилых зданий [см. описание изобретения к патенту РФ №2381421].A heat exchanger is known for a heating gas-fired boiler, which includes a bundle of bodies in the form of round finned copper pipes, the end sections of which serve as pipes for supplying and discharging a heat carrier, which is water from the heating system of industrial, administrative or residential buildings [see Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2381421].
Настоящему теплообменнику присущи те же самые недостатки, что и предыдущему.A real heat exchanger has the same disadvantages as the previous one.
Задача, решаемая второй полезной моделью группы и достигаемый технический результат, заключаются в разработке новой конструкции надежного, универсального и унифицированного теплообменника повышенной мощности, обладающего высоким КПД, увеличении его производительности по теплопередаче, а также в повышении ресурса работы на отказ и ремонтопригодности отопительного оборудования.The task to be solved by the second useful model of the group and the technical result achieved is to develop a new design of a reliable, universal and unified heat exchanger with increased power, high efficiency, increase its heat transfer performance, as well as to increase the service life for failure and maintainability of heating equipment.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в теплообменнике котла, включающем корпус в виде оребренной трубы круглого сечения и патрубки подвода-отвода теплоностителя, внутренняя полость оребренной трубы снабжена рядом вертикальных ребер, каждое из которых включает верхнее и нижнее отверстия с перемычкой между ними, при этом верхние и нижние отверстия каждого ребра расположены соосно друг другу. To solve the problem and achieve the claimed technical result in the boiler heat exchanger, which includes a body in the form of a finned tube of circular cross section and nozzles for supplying and discharging the heat carrier, the inner cavity of the finned tube is equipped with a number of vertical fins, each of which includes upper and lower holes with a jumper between them, the upper and lower holes of each rib are aligned with each other.
Кроме этого:Besides:
- оребренная труба снабжена заглушками, а патрубки установлены на ее торцевых участках и выполнены с возможностью подвода теплоносителя отдельно к ее нижней части и отвода теплоносителя от верхней части;- the finned tube is equipped with plugs, and the nozzles are installed at its end sections and are configured to supply the coolant separately to its lower part and to remove the coolant from the upper part;
- верхние и нижние отверстия ряда вертикальных ребер на своих участках, противолежащих перемычкам выполнены на прорыв их стенок;- the upper and lower holes of a number of vertical ribs in their sections opposite to the jumpers are made to break through their walls;
- труба корпуса, ребра наружного оребрения и внутренние вертикальные ребра выполнены из меди и/или сплава на основе меди;- the pipe of the body, the ribs of the outer fins and the inner vertical ribs are made of copper and / or an alloy based on copper;
- соединение ребер наружного оребрения и внутренних вертикальных ребер с трубой выполнено паяным;- the connection of the ribs of the external fins and internal vertical ribs with the pipe is made soldered;
- ребра наружного оребрения трубы срезаны по высоте со стороны верхних и/или нижних отверстий ряда вертикальных ребер, расположенных внутри ее полости.- the ribs of the outer fins of the pipe are cut in height from the side of the upper and / or lower holes of a number of vertical ribs located inside its cavity.
Полезные модели иллюстрируются чертежом, где:Utility models are illustrated in the drawing, where:
- на фиг.1 показан общий вид котла для отопления и/или горячего водоснабжения с условно симметричной конструкцией первого теплообменника и со схемой организации движения потоков продуктов сгорания природного газа;- figure 1 shows a General view of the boiler for heating and / or hot water supply with a conditionally symmetrical design of the first heat exchanger and with a diagram of the organization of the movement of flows of products of combustion of natural gas;
- на фиг.2 - вид А фиг.1 - вид котла со стороны второго теплообменника контура отопления;- figure 2 is a view And figure 1 is a view of the boiler from the side of the second heat exchanger of the heating circuit;
- на фиг.3 изображено сечение Б-Б фиг.1 - поперечное сечение второго теплообменника;- figure 3 shows a section bB of figure 1 - a cross section of a second heat exchanger;
- на фиг.4 показана конструкция вертикального ребра внутренней полости оребренной трубы второго теплообменника;- figure 4 shows the design of the vertical rib of the inner cavity of the finned tube of the second heat exchanger;
- на фиг.5 - поз. В фиг.1 - вариант соединения ребер с трубой второго теплообменника;- figure 5 - pos. In Fig.1 - a variant of connecting the ribs with the pipe of the second heat exchanger;
- на фиг.6 - принципиальная схема организации тепловых потоков теплоносителя в теплообменниках контура отопления;- Fig.6 is a schematic diagram of the organization of heat fluxes of a heat carrier in heat exchangers of a heating circuit;
- на фиг.7 изображен вариант исполнения котла - с условно асимметричной конструкцией первого теплообменника.- figure 7 shows a variant of the boiler - with a conditionally asymmetric design of the first heat exchanger.
Котел для отопления и/или горячего водоснабжения содержит корпус 1, внутри которого расположена топочная камера 2 с газовой горелкой 3, теплообменники 4 и 5 контура отопления 6, сборник 7 продуктов сгорания газа, расположенный в верхней части котла и систему управления 8, соединенную с газовой горелкой 3, при этом первый теплообменник 4 контура отопления 6 выполнен условно симметричным, - в виде водяной рубашки, расположенной по периметру топочной камеры 2, или условно асимметричным - 4', - в виде водяной рубашки, расположенной по части периметра топочной камеры 2, и включает витой змеевик 9 или 9' контура горячего водоснабжения 10, установленный в его полости, и снабжен патрубками подвода 11 и отвода 12 теплоносителя и патрубками подвода 13 и отвода 14 воды, а второй теплообменник 5 выполнен в виде медной или на основе медного сплава оребренной трубы 15, расположенной в верхней части топочной камеры 2 и сообщающейся с первым теплообменником 4 (4'), причем внутренняя полость оребренной трубы 15 снабжена рядом вертикальных ребер 16 из меди или сплава на основе меди, при этом каждое ребро 16 включает верхнее 17 и нижнее 18 отверстия с перемычкой 19 между ними, причем верхние 17 и нижние 18 отверстия каждого ребра 16 расположены соосно друг другу, а сообщение теплообменников 4 и 5 контура отопления 6 выполнено в виде, по меньшей мере, двух пар патрубков 20, 21 и 22, 23 на торцевых участках 24 оребренной трубы 15, из которых патрубки 20 и 21 соединяют ее верхнюю часть с верхней частью водяной рубашки первого теплообменника 4, а патрубки 22 и 23 - ее нижнюю часть с нижней частью водяной рубашки. Используемый в описании термин «водяная рубашка» не ограничивает тип используемого теплоносителя одной водой. Это относится и к другим типам теплоносителей, например, специальному водно-солевому раствору (рассолу), обладающему большей по сравнению с водой теплоемкостью и тормозящему процессы коррозии в системе отопления.The boiler for heating and / or hot water supply contains a housing 1, inside which there is a combustion chamber 2 with a gas burner 3, heat exchangers 4 and 5 of the heating circuit 6, a collection 7 of gas combustion products located in the upper part of the boiler and a control system 8 connected to the gas burner 3, while the first heat exchanger 4 of the heating circuit 6 is made conditionally symmetric, - in the form of a water jacket located around the perimeter of the combustion chamber 2, or conditionally asymmetric - 4 ', - in the form of a water jacket, located on the part of the perimeter soil chamber 2, and includes a twisted coil 9 or 9 'of the hot water supply circuit 10 installed in its cavity, and is equipped with nozzles for supplying 11 and outlet 12 of the coolant and nozzles for supplying 13 and outlet 14 of water, and the second heat exchanger 5 is made in the form of copper or based on a copper alloy of a finned tube 15 located in the upper part of the combustion chamber 2 and communicating with the first heat exchanger 4 (4 '), the inner cavity of the finned tube 15 provided with a number of vertical ribs 16 of copper or an alloy based on copper, each rib 16 includes at More than 17 and lower 18 holes with a jumper 19 between them, the upper 17 and lower 18 holes of each rib 16 are aligned with each other, and the message of the heat exchangers 4 and 5 of the heating circuit 6 is made in the form of at least two pairs of pipes 20, 21 and 22, 23 at the end sections 24 of the finned tube 15, of which the pipes 20 and 21 connect its upper part to the upper part of the water jacket of the first heat exchanger 4, and the pipes 22 and 23 - its lower part to the lower part of the water jacket. Used in the description, the term "water jacket" does not limit the type of coolant used to one water. This also applies to other types of coolants, for example, a special water-salt solution (brine), which has a higher heat capacity in comparison with water and inhibits the corrosion processes in the heating system.
Дополнительно, патрубки 20, 21 и 22, 23 верхней и нижней частей оребренной трубы 15 в месте соединения с водяной рубашкой в максимально возможной степени разнесены по ее высоте, при этом патрубки 20 и 21 верхней части оребренной трубы 15 выполнены короче патрубков 22 и 23 в ее нижней части. Для расширения функциональных возможностей котла, в верхней части топочной камеры 2 может быть установлен, по меньшей мере, один дополнительный теплообменник 5' на основе оребренной трубы 15, сообщающийся с первым теплообменником 4 (4') аналогично теплообменнику 5, например, через параллельную врезку (для фиг.1) или общий коллектор необходимого проходного сечения (для фиг.7) - тот и другой условно не показаны. Система управления 8 включает блок 25 автоматического управления газовой горелкой 3, автоматический клапан 26 воздуховыпуска, датчик 27 опрокидывания тяги, и датчик 28 контроля температуры теплоносителя, установленный на втором теплообменнике 5 на его патрубке 21 (или 20) отвода теплоносителя и связанный при помощи капиллярной трубки с блоком 25 автоматического управления газовой горелкой 3. Показания датчика 28 контроля температуры теплоносителя могут визуализироваться при помощи термометра на передней панели котла (на фиг. условно не изображено).Additionally, the nozzles 20, 21 and 22, 23 of the upper and lower parts of the finned tube 15 at the junction with the water jacket are as far as possible spaced along its height, while the nozzles 20 and 21 of the upper part of the finned tube 15 are shorter than the nozzles 22 and 23 in its lower part. To expand the functionality of the boiler, at least one additional heat exchanger 5 'based on the finned tube 15 can be installed in the upper part of the combustion chamber 2, communicating with the first heat exchanger 4 (4') similarly to the heat exchanger 5, for example, through a parallel insert ( for figure 1) or a common collector of the required flow area (for figure 7) - one and the other are conditionally not shown. The control system 8 includes a unit 25 for automatic control of a gas burner 3, an automatic air exhaust valve 26, a traction rollover sensor 27, and a coolant temperature control sensor 28 mounted on a second heat exchanger 5 on its branch pipe 21 (or 20) of the coolant outlet and connected by a capillary tube with a block 25 for automatic control of the gas burner 3. The readings of the sensor 28 for monitoring the temperature of the coolant can be visualized using a thermometer on the front panel of the boiler (in fig. but).
Соответственно, второй теплообменник 5 (5') котла, как самостоятельное изделие, включает корпус в виде оребренной трубы 15 круглого сечения и патрубки: верхние - отвода 20, 21 теплоносителя и нижние - подвода 22, 23 теплоносителя. Внутренняя полость оребренной трубы 15 снабжена рядом вертикальных ребер 16, каждое из которых включает верхнее 17 и нижнее 18 отверстия с перемычкой 19 между ними, при этом верхние 17 и нижние 18 отверстия каждого ребра 16 расположены соосно друг другу. Кроме этого, оребренная труба 15 снабжена заглушками 29, а патрубки 20, 21 и 22, 23 установлены на ее торцевых участках 24 и выполнены с возможностью подвода теплоносителя отдельно к ее нижней части - патрубки 22 и 23, - и отвода теплоносителя от верхней части - патрубки 21 и 22. Верхние 17 и нижние 18 отверстия ряда вертикальных ребер 16 на своих участках, противолежащих перемычкам 19 выполнены на прорыв их стенок. Труба 15 корпуса теплообменника, ребра 30 наружного оребрения и внутренние вертикальные ребра 16 выполнены из меди и/или сплава на основе меди, а соединение ребер 30 наружного оребрения и внутренних вертикальных ребер 16 с трубой 15 выполнено паяным. Дополнительно, ребра 30 наружного оребрения трубы 15 срезаны по высоте 31 со стороны верхних 17 и/или нижних 18 отверстий ряда вертикальных ребер 16, расположенных внутри ее полости.Accordingly, the second heat exchanger 5 (5 ') of the boiler, as a stand-alone product, includes a casing in the form of a finned tube 15 of circular cross section and pipes: the upper ones are the heat pipes 20, 21 and the lower ones are the coolant supply 22, 23. The inner cavity of the finned tube 15 is provided with a series of vertical ribs 16, each of which includes an upper 17 and a lower 18 holes with a jumper 19 between them, while the upper 17 and lower 18 holes of each rib 16 are aligned with each other. In addition, the finned tube 15 is equipped with plugs 29, and the nozzles 20, 21 and 22, 23 are installed on its end sections 24 and are made with the possibility of supplying the coolant separately to its lower part - nozzles 22 and 23, and the removal of the coolant from the upper part - nozzles 21 and 22. The upper 17 and lower 18 holes of a series of vertical ribs 16 in their sections opposite the jumpers 19 are made to break through their walls. The pipe 15 of the heat exchanger body, the fins 30 of the outer fins and the inner vertical fins 16 are made of copper and / or an alloy based on copper, and the connection of the fins 30 of the outer fins and the inner vertical fins 16 with the pipe 15 is made soldered. Additionally, the ribs 30 of the external fins of the pipe 15 are cut to a height of 31 from the side of the upper 17 and / or lower 18 holes of a series of vertical ribs 16 located inside its cavity.
Рассмотрим подробнее существенные признаки полезных моделей. Let us consider in more detail the essential features of utility models.
Наличие двух теплообменников 4 и 5 в контуре отопления 6 позволяет увеличить КПД котла и, как следствие поднять температуру отходящих газов, что препятствует запотеванию стенок дымохода. Кроме этого первый теплообменник 4 выполняет функцию буферной емкости с запасом теплоносителя, что позволяет переключать котел с режима «отопление и горячее водоснабжение» на режим «только горячее водоснабжение». Существует два характерных варианта исполнения первого теплообменника: первый - 4 - это когда он выполнен в виде условно симметричной водяной рубашки, расположенной по периметру топочной камеры 2 и, собственно формирует ее (см. фиг.1), а другой - 4' - это когда водяная рубашка выполнена на части периметра топочной камеры 2, например, в виде условно асимметричной выраженной объемной полости 32 и менее объемных полостей 33 на оставшейся части периметра (см. фиг.7), или топочная камера 2 сформирована объемной полостью 31 и, вместо продолжения водяной рубашки (менее объемных полостей 33), - специальным экраном 34 на оставшейся части периметра. Экран 34 может быть с отводом тепла, например, со змеевиком на его поверхности (или иметь каналы для протока теплоносителя), или без отвода тепла, например, с теплоизолирующей поверхностью, отражающей излучение горелки 3 и т.д.The presence of two heat exchangers 4 and 5 in the heating circuit 6 can increase the efficiency of the boiler and, as a result, increase the temperature of the exhaust gases, which prevents fogging of the chimney walls. In addition, the first heat exchanger 4 performs the function of a buffer tank with a supply of coolant, which allows you to switch the boiler from "heating and hot water" to "only hot water". There are two characteristic versions of the first heat exchanger: the first - 4 - this is when it is made in the form of a conditionally symmetric water jacket located around the perimeter of the combustion chamber 2 and actually forms it (see Fig. 1), and the other - 4 '- this is when the water jacket is made on the part of the perimeter of the combustion chamber 2, for example, in the form of a conditionally asymmetric pronounced volume cavity 32 or less of the volume cavity 33 on the remaining part of the perimeter (see Fig. 7), or the combustion chamber 2 is formed by the volume cavity 31 and, instead of continuing the water rub shki (less volume of the cavities 33), - a special screen 34 on the remainder of the perimeter. The screen 34 may be with heat dissipation, for example, with a coil on its surface (or have channels for the flow of coolant), or without heat dissipation, for example, with a heat insulating surface reflecting the radiation of burner 3, etc.
Выполнение второго теплообменника 5 на основе оребренной трубы 15 с самостоятельными ребрами 16 в ее внутренней полости позволило совместить в себе преимущества, как трубчатых теплообменников, так и объемных.The implementation of the second heat exchanger 5 based on the finned tube 15 with independent fins 16 in its internal cavity made it possible to combine the advantages of both tubular and volumetric heat exchangers.
Таких теплообменников 5 на основе оребренной трубы 15 с внутренними ребрами 16 в составе котла может быть, как один, так и более (см. фиг.2 - поз.5'). Каждый дополнительный теплообменник 5', незначительно изменяя габариты котла, практически пропорционально увеличивает его мощность.Such heat exchangers 5 based on a finned tube 15 with internal ribs 16 in the boiler can be one or more (see figure 2 - position 5 '). Each additional heat exchanger 5 ', slightly changing the dimensions of the boiler, almost proportionally increases its power.
Наличие патрубков 20, 21 и 22, 23 разной длины для соединения с первым теплообменником 4 (4') и их разнесение по высоте обеспечивает более выраженную принудительную циркуляцию теплоносителя в контуре первого теплообменника 4, где размещается витой змеевик 9 контура горячего водоснабжения 10. Это позволяет обеспечить практически стабильную температуру в контуре горячего водоснабжения 10 независимо от расхода горячей воды и подключения котла, а именно - его первого теплообменника 4, - к контуру отопления.The presence of pipes 20, 21 and 22, 23 of different lengths for connection with the first heat exchanger 4 (4 ') and their spacing in height provides a more pronounced forced circulation of the coolant in the circuit of the first heat exchanger 4, where a twisted coil 9 of the hot water circuit 10 is located. This allows to ensure a practically stable temperature in the hot water supply circuit 10, regardless of the flow of hot water and connecting the boiler, namely its first heat exchanger 4, to the heating circuit.
Система управления 8 котлом включает автоматический клапан 26 выпуска воздуха из первого теплообменника 4 (4'), блок автоматического управления газовой горелкой 3, который находится либо в работающем положении при наличии давления природного газа на горелке 3, включая работу одного лишь запального устройства, либо в неработающем - при отсутствии давления газа. Кроме этого, имеются датчик 27 опрокидывания тяги, подающий команду на отключение подачи газа и к основной горелке 3 и к запальному устройству в случае отсутствия тяги в дымоходе, и датчик 28 контроля температуры теплоносителя, установленный на патрубке 21 (или 20) отвода теплоносителя со второго теплообменника 5, который перекрывает подачу газа к основной горелке 3 в случае недопустимого превышения температуры теплоносителя. Инерционность работы датчика 28 компенсируется достаточным объемом теплоносителя в контуре (полости) первого теплообменника 4 (4'). В случае снижения температуры теплоносителя до установленного уровня открывается подача газа к основной горелке 3 и запальное устройство зажигает его. Существует возможность механической регулировки температуры теплоносителя в контуре отопления 6 - не только настройкой датчика 28 контроля температуры теплоносителя, но также и регулировкой положения задвижки (условно не показана) на контуре отопления 6. Во всех случаях система управления 8 котлом адекватно и надежно среагирует на изменившиеся условия.The boiler control system 8 includes an automatic valve 26 for discharging air from the first heat exchanger 4 (4 '), an automatic control unit for the gas burner 3, which is either in the operating position when there is natural gas pressure on the burner 3, including the operation of the ignition device alone, or idle - in the absence of gas pressure. In addition, there is a traction overturn sensor 27 giving a command to turn off the gas supply to both the main burner 3 and the ignition device if there is no draft in the chimney, and a coolant temperature control sensor 28 installed on the coolant outlet pipe 21 (or 20) from the second heat exchanger 5, which shuts off the gas supply to the main burner 3 in case of unacceptable excess temperature of the coolant. The inertia of the sensor 28 is compensated by a sufficient amount of coolant in the circuit (cavity) of the first heat exchanger 4 (4 '). If the coolant temperature drops to the set level, the gas supply to the main burner 3 opens and the ignition device ignites it. There is a possibility of mechanical adjustment of the temperature of the coolant in the heating circuit 6 - not only by setting the sensor 28 to control the temperature of the coolant, but also by adjusting the position of the valve (not shown conditionally) on the heating circuit 6. In all cases, the boiler control system 8 will adequately and reliably respond to changing conditions .
Как видно, использование типовых высоконадежных механических датчиков давления 27 и 28 позволяет обеспечить безопасную работу котла в автоматическом режиме без использования, каких бы то ни было электрических и электронных устройств.As you can see, the use of standard highly reliable mechanical pressure sensors 27 and 28 allows you to ensure the safe operation of the boiler in automatic mode without the use of any kind of electrical and electronic devices.
Следует отметить некоторые особенности конструкции второго теплообменника 5, который также может использоваться и самостоятельно - в составе любого другого теплотехнического оборудования.It should be noted some design features of the second heat exchanger 5, which can also be used independently - as part of any other heat engineering equipment.
Как упоминалось выше, второй теплообменник 5 контура отопления 6 выполнен в виде трубы 15 с наружными ребрами 30 для увеличения площади поверхности, взаимодействующей с продуктами сгорания газа, и внутренними ребрами 16 для увеличения площади поверхности, взаимодействующей с теплоносителем. Для беспрепятственного перемещения теплоносителя внутри полости трубы 15 на внутренних ребрах 16 выполнены As mentioned above, the second heat exchanger 5 of the heating circuit 6 is made in the form of a pipe 15 with outer ribs 30 to increase the surface area interacting with the products of gas combustion, and inner ribs 16 to increase the surface area interacting with the coolant. For smooth movement of the coolant inside the cavity of the pipe 15 on the inner ribs 16 are made
отверстия 17 и 18 с перемычкой 19 между ними. Отверстия 17 и 18 располагаются в два ряда - верхний и нижний с таким расчетом, чтобы потоки холодного (охлажденного) теплоносителя беспрепятственно перемещались вдоль нижней части трубы 15 от ее торцевых участков 24 к центру, а потоки нагретого (горячего) теплоносителя также беспрепятственно перемещались между внутренними ребрами 16 и вдоль верхней части трубы 15 к ее торцевым участкам 24, без образования воздушных пробок. Для этого, по меньшей мере, верхние отверстия 17 в ребрах 16 выполняют на прорыв стенок (см. фиг.4). Для обеспечения технологичности изготовления внутренних ребер 16 на прорыв стенок выполняют оба отверстия 17 и 18. Наружные ребра 30 по условиям теплопередачи в своих верхних и нижних частях недогружены, по этой причине их можно срезать по высоте 31 для оптимизации раскроя и экономии металла - без ущерба эксплуатационным возможностям теплообменника. В качестве материала для изготовления теплообменника можно использовать медь или сплавы на основе меди, как обладающие оптимальным сочетанием веса, теплопроводности, коррозионной стойкости, обрабатываемости и стоимости.holes 17 and 18 with a jumper 19 between them. Holes 17 and 18 are arranged in two rows - the upper and lower so that the flows of cold (cooled) coolant freely move along the bottom of the pipe 15 from its end sections 24 to the center, and the flows of heated (hot) coolant also move freely between the internal ribs 16 and along the upper part of the pipe 15 to its end sections 24, without the formation of air jams. For this, at least the upper holes 17 in the ribs 16 are made to break through the walls (see figure 4). To ensure manufacturability of manufacturing the inner ribs 16, both holes 17 and 18 are made to break through the walls. The outer ribs 30 are underloaded in terms of heat transfer in their upper and lower parts, for this reason they can be cut to a height of 31 to optimize cutting and save metal - without compromising on operational heat exchanger capabilities. As a material for the manufacture of the heat exchanger, you can use copper or copper-based alloys, as having the optimal combination of weight, thermal conductivity, corrosion resistance, machinability and cost.
При сборке теплообменника вначале во внутреннюю полость трубы 15 в определенном порядке запрессовывают сориентированные соответствующим образом внутренние ребра 16, а потом, на наружную поверхность напрессовывают, также сориентированные соответствующим образом наружные ребра 30. Собранный теплообменник паяется, например, окунанием в расплав припоя, после чего на трубу 15 ставят заглушки 29 и патрубки подвода 22, 23 и отвода 20, 21 теплоносителя. Срезанные участки (поз.31) наружных ребер 30 четко информируют о местоположении рядов отверстий 17 и 18 на внутренних ребрах 16, что позволяет правильно ориентировать теплообменник на всех операциях его изготовления.When assembling the heat exchanger, first, the correspondingly oriented inner ribs 16 are pressed into the inner cavity of the pipe 15 in a certain order, and then, the outer ribs 30 are also pressed accordingly onto the outer surface. The assembled heat exchanger is soldered, for example, by dipping the solder in the melt, and then onto the pipe 15 is equipped with plugs 29 and nozzles for supply 22, 23 and outlet 20, 21 of the coolant. The cut sections (pos. 31) of the outer ribs 30 clearly inform about the location of the rows of holes 17 and 18 on the inner ribs 16, which allows you to correctly orient the heat exchanger in all operations of its manufacture.
Вне зависимости от области применения теплообменника его патрубки 22 и 23 должны обеспечить подвод охлажденного теплоносителя отдельно в нижнюю часть трубы 15, патрубки 20 и 21 - отвод нагретого теплоносителя от ее (поз.15) верхней части. В случае если теплообменник используется без принудительной подачи теплоносителя на нагрев некой буферной емкости или в паре с другим объемным теплообменником следует предусмотреть выполнение патрубков 20 и 21 отвода теплоносителя от его верхней части по высоте короче патрубков 22 и 23 подвода теплоносителя к нижней части. В этом случае конвективные потоки нагретого теплоносителя будут более интенсивно засасывать холодный теплоноситель с нижнего уровня сопрягаемой емкости, например, из нижней части водяной рубашки первого теплообменника 4 (4') котла. В этом состоит одно из преимуществ объемных теплообменников.Regardless of the scope of application of the heat exchanger, its pipes 22 and 23 must provide the supply of the cooled coolant separately to the lower part of the pipe 15, pipes 20 and 21 - the removal of the heated coolant from its (pos. 15) upper part. If the heat exchanger is used without forcing the coolant to heat a buffer tank or paired with another volumetric heat exchanger, it should be ensured that the pipes 20 and 21 of the coolant are removed from its upper part in height shorter than the pipes 22 and 23 of the coolant inlet to the bottom. In this case, the convective flows of the heated coolant will more actively suck in the coolant from the lower level of the mating tank, for example, from the bottom of the water jacket of the first heat exchanger 4 (4 ') of the boiler. This is one of the advantages of volumetric heat exchangers.
В случае принудительной подачи теплоносителя второй теплообменник 5 будет работать, как обычный трубчатый, что никак не скажется на его технико-эксплуатационных показателях. Просто при этом отпадает необходимость в «лишней» паре патрубков 22 и 21 или 23 и 20 подвода-отвода теплоносителя.In the case of forced supply of the coolant, the second heat exchanger 5 will work like a regular tubular, which will not affect its technical and operational performance. It’s just that there is no need for an “extra” pair of nozzles 22 and 21 or 23 and 20 of the coolant inlet and outlet.
Перечисленные совокупности существенных признаков технических решений котла для отопления и/или горячего водоснабжения и его теплообменник 5 на основе оребренной трубы 15 не позволили выявить решения, в том числе тождественные, обеспечивающие тот же самый технический результат, что позволило сделать вывод о соответствии заявленных решений условиям охраноспособности «новизна» и «промышленная применимость».The listed sets of essential features of the technical solutions of the boiler for heating and / or hot water supply and its heat exchanger 5 based on the finned tube 15 did not allow to identify solutions, including identical ones, providing the same technical result, which made it possible to conclude that the claimed solutions meet the eligibility conditions “Novelty” and “industrial applicability”.
Рассмотрим работу котла и, соответственно его теплообменников на наиболее характерных примерах.Consider the operation of the boiler and, accordingly, its heat exchangers on the most characteristic examples.
Пример 1. Режим отопления и горячего водоснабжения.Example 1. The mode of heating and hot water.
Конструктивные особенности котла: первый теплообменник 4 выполнен условно симметричным в виде водяной рубашки, равномерно расположенной по периметру топочной камеры 2 (фиг.1) и включает витой змеевик 9 контура горячего водоснабжения 10, установленный в его полости с копированием его очертаний - также по периметру топочной камеры 2.Design features of the boiler: the first heat exchanger 4 is made conditionally symmetrical in the form of a water jacket evenly spaced around the perimeter of the combustion chamber 2 (Fig. 1) and includes a twisted coil 9 of the hot water supply circuit 10 installed in its cavity with a copy of its outline - also around the perimeter of the furnace cameras 2.
Котел устанавливают на полу в специально отведенном месте и подключают его к системе (контуру) отопления 6 с учетом размещения и выхода патрубков подвода 11 и отвода 12 теплоносителя. Неиспользуемые патрубки 11' и 12' глушат специальными заглушками. Через патрубки 13 и 14 производят подключение к системе горячего водоснабжения. Сборник 7 продуктов сгорания газа соединяют с дымоходом 35. Проверяют наличие тяги.The boiler is installed on the floor in a specially designated place and connected to the heating system (circuit) 6, taking into account the placement and exit of the supply pipes 11 and the heat transfer pipe 12. Unused nozzles 11 'and 12' are jammed with special plugs. Through the pipes 13 and 14 make a connection to the hot water system. The collection 7 of the products of gas combustion is connected to the chimney 35. Check for traction.
В систему отопления 6 заливают теплоноситель, например, воду. Воздушные пробки самостоятельно покидают систему через автоматический клапан 26 воздуховыпуска. Проверяют герметичность гидравлических соединений и устраняют возникшие течи. К патрубку 36 подводят природный газ с соблюдением всех мер предосторожности и техники безопасности.In the heating system 6 pour coolant, for example, water. Air plugs themselves leave the system through an automatic air release valve 26. Check the tightness of hydraulic connections and eliminate leaks. Natural gas is supplied to the pipe 36 in compliance with all safety and precautionary measures.
На передней панели корпуса 1 котла (условно не показана) выставляют температуру теплоносителя. Открывают газовый кран и принудительно (вручную) включают подачу газа на запальное устройство и зажигают его. После разогрева биметаллической пластины блока 25 автоматического управления газовой горелкой 3 включается автоматическая подача газа и на горелку 3 и на запальное устройство, после чего принудительную (ручную) подачу отключают.On the front panel of the boiler body 1 (not shown conditionally), the temperature of the coolant is set. Open the gas valve and force (manually) turn on the gas supply to the ignition device and light it. After heating the bimetallic plate of the automatic gas burner control unit 25, the automatic gas supply to both the burner 3 and the ignition device is turned on, after which the forced (manual) supply is turned off.
В результате сгорания газа в топочной камере 2 формируется открытое пламя, и появляются продукты сгорания, которые за счет конвенции и тяги устремляются вверх в дымоход 35. Излучение от пламени улавливается стенками первого теплообменника 4. Эти же стенки улавливают часть тепла от поднимающихся вверх продуктов сгорания газа. В верхней части первого теплообменника 4 размещен второй теплообменник на основе оребренной трубы 15. Продукты сгорания, проходя вдоль наружных ребер 30 и охватывая трубу 15, передают им большую часть имеющегося тепла, а те, в свою очередь, передают тепло внутренним ребрам 16. Охлажденные дымовые газы покидают топочную камеру 2 и через дымоход 35 покидают помещение. Тепло от нагретых стенок и ребер обеих теплообменников передается теплоносителю (см. фиг.6). Его теплые слои начинают подниматься в верхнюю часть полости первого теплообменника 4, к торцевым участкам 24 трубы 15 второго теплообменника 5 и, в итоге, тоже в верхнюю часть полости первого теплообменника 4. На место горячей воды устремляется более холодная вода из нижней части первого теплообменника 4. По мере нагрева воды в полости первого теплообменника 4 она собирается возле патрубка 12 отвода теплоносителя и интенсивно выдавливается из него в систему отопления 6. Другая часть горячей воды перемешивается внутри полости первого теплообменника 4 с холодной водой и постепенно поднимает ее температуру. По мере нагрева воды внутри первого теплообменника 4 нагревается встроенный змеевик 9 и становится возможным отбирать горячую воду из патрубка 14.As a result of gas combustion, an open flame is formed in the combustion chamber 2, and combustion products appear, which, due to convention and draft, are directed upward into the chimney 35. Radiation from the flame is captured by the walls of the first heat exchanger 4. These walls trap some of the heat from the gas combustion products rising up . In the upper part of the first heat exchanger 4 there is a second heat exchanger based on the finned tube 15. Combustion products, passing along the outer fins 30 and covering the pipe 15, transfer most of the available heat to them, and they, in turn, transfer heat to the inner fins 16. Chilled flue gases leave the combustion chamber 2 and through the chimney 35 leave the room. Heat from the heated walls and fins of both heat exchangers is transferred to the coolant (see Fig.6). Its warm layers begin to rise in the upper part of the cavity of the first heat exchanger 4, to the end sections 24 of the pipe 15 of the second heat exchanger 5 and, as a result, also in the upper part of the cavity of the first heat exchanger 4. In place of hot water rises colder water from the bottom of the first heat exchanger 4 As water is heated in the cavity of the first heat exchanger 4, it is collected near the nozzle 12 of the heat carrier and is intensively squeezed out of it into the heating system 6. Another part of the hot water is mixed inside the cavity of the first heat exchanger CENI 4 with cold water and gradually raises its temperature. As the water heats up inside the first heat exchanger 4, the built-in coil 9 heats up and it becomes possible to draw hot water from the nozzle 14.
По достижении заданной температуры теплоносителя срабатывает датчик 28 контроля температуры теплоносителя (датчик давления), установленный на патрубке 21 отвода теплоносителя со второго теплообменника 5, как обладающего наиболее выраженной температурой и дающего максимально объективную информацию о ее величине. Датчик 28 передает команду на подачу газа к горелке 3, и он перекрывается. Горит лишь одно пламя запального устройства. Циркуляция теплоносителя по системе отопления 6 и полостям теплообменников 4 и 5 продолжается до момента срабатывания датчика 28, изменение давления в котором снова формирует команду на подачу газа к горелке 3. Пламя запального устройства зажигает горелку 3, и процесс подачи горячей воды в систему отопления 6 продолжается.Upon reaching the set temperature of the coolant, the sensor 28 controls the temperature of the coolant (pressure sensor) installed on the pipe 21 of the heat carrier from the second heat exchanger 5, as having the most pronounced temperature and giving the most objective information about its value. The sensor 28 transmits a command to supply gas to the burner 3, and it is blocked. Only one ignition device flame is on. The circulation of the coolant through the heating system 6 and the cavities of the heat exchangers 4 and 5 continues until the sensor 28 is triggered, the pressure change in which again generates a command to supply gas to the burner 3. The flame of the ignition device ignites the burner 3, and the process of supplying hot water to the heating system 6 continues .
Для борьбы с запотеванием стенок дымохода 35, особенно в холодное время года, существует возможность поднять температуру отходящих продуктов сгорания. Она регулируется за счет установленного расстояния между наружными ребрами 30 второго теплообменника 5 и может быть частично изменена за счет изменения величины зазоров между обоими теплообменниками 4 и 5. В результате этого за счет незначительного уменьшения КПД котла становится возможной его эксплуатация при любых отрицательных температурах воздуха.To combat fogging of the walls of the chimney 35, especially in the cold season, it is possible to raise the temperature of the exhaust combustion products. It is controlled by the set distance between the outer ribs 30 of the second heat exchanger 5 and can be partially changed by changing the gaps between the two heat exchangers 4 and 5. As a result, due to a slight decrease in the boiler efficiency, it can be operated at any negative air temperature.
В случае перерыва в подаче природного газа биметаллическая пластина блока 25 автоматического управления газовой горелкой 3 перекрывает подачу газа. Для повторного включения котла надо будет повторить все предыдущие операции по его розжигу.In the event of a break in the supply of natural gas, the bimetallic plate of the automatic gas burner control unit 25 shuts off the gas supply. To restart the boiler, it will be necessary to repeat all the previous operations for its ignition.
В случае снижения уровня тяги в дымоходе 35 или ее отсутствии срабатывает датчик 27 опрокидывания тяги, который передает управляющее воздействие (некое давление, превышающее рабочее) на биметаллическую пластину блока 25 автоматического управления газовой горелкой 3 и газ автоматически перекрывается. Для повторного включения котла надо будет устранить неисправности тяги и повторить все предыдущие операции по розжигу.If the draft level in the chimney 35 is reduced or absent, the draft tip sensor 27 is activated, which transmits a control action (a certain pressure exceeding the working pressure) to the bimetal plate of the automatic burner control unit 25 and the gas automatically shuts off. To restart the boiler, it will be necessary to eliminate the malfunction of the traction and repeat all previous ignition operations.
Два последних случая являются нетипичными в работе котла. Тем не менее, возможность реагирования на них системы управления 8 котла предусмотрена его параметрическим резервом.The last two cases are atypical in the operation of the boiler. Nevertheless, the possibility of responding to them by the control system 8 of the boiler is provided for by its parametric reserve.
В случае использования котла в местах отсутствия природного газа, например, на даче, в качестве источника последнего может использоваться баллонный газ с поправкой на ресурс работы баллона.In the case of using the boiler in places where there is no natural gas, for example, in a summer cottage, bottled gas adjusted for the life of the cylinder can be used as the source of the latter.
Пример 2. Режим только горячего водоснабжения.Example 2. The mode of hot water only.
В этом режиме в котле по Примеру 1 на выходе с патрубка 12 отвода теплоносителя система (контур) отопления 6 перекрывается, и теплоноситель начинает интенсивно перемешиваться внутри полости первого теплообменника 4. По достижении заданной температуры все происходит, как и в Примере 1, с поправкой на отвод тепла исключительно за счет нагрева воды в змеевике 9 контура горячего водоснабжения 10.In this mode, in the boiler according to Example 1, at the outlet of the coolant discharge pipe 12, the heating system (circuit) 6 is closed, and the coolant begins to mix intensively inside the cavity of the first heat exchanger 4. Upon reaching the set temperature, everything happens, as in Example 1, adjusted for heat removal solely by heating the water in the coil 9 of the hot water circuit 10.
Таким образом, для перевода котла из режима отопления и горячего водоснабжения в режим просто горячего водоснабжения, например, по окончании отопительного сезона, и наоборот достаточно перекрыть или открыть контур системы отопления 6.Thus, to transfer the boiler from the heating and hot water supply mode to the simply hot water supply mode, for example, at the end of the heating season, and vice versa, it is enough to close or open the heating system circuit 6.
Пример 3. Режим только отопления.Example 3. Only heating mode.
Этот режим характерен для населенных пунктов, где отсутствует водопровод. В этом режиме в котле по Примеру 1 патрубки 13 и 14 подвода-отвода воды глушат. В остальном все происходит, как и в Примере 1, с поправкой на отсутствие в системе горячего водоснабжения 10 горячей воды.This mode is typical for settlements where there is no water supply. In this mode, in the boiler according to Example 1, the nozzles 13 and 14 of the water inlet-outlet are jammed. Otherwise, everything happens, as in Example 1, adjusted for the absence of 10 hot water in the hot water supply system.
Пример 4. Режим увеличенной мощности.Example 4. The increased power mode.
Для реализации этого режима следует использовать котел по Примеру 1 с большим, нежели один, количеством теплообменников 5 на основе оребренной трубы 15, установленных параллельно основному - второму теплообменнику 4 (см. фиг.2). Увеличение количества теплообменников 5 в верхней части топочной камеры при незначительных изменениях конструкции котла практически пропорционально увеличивает его мощность. В этом случае может потребоваться и более мощная газовая горелка 3.To implement this mode, you should use the boiler according to Example 1 with more than one, the number of heat exchangers 5 based on the fin pipe 15, installed parallel to the main - the second heat exchanger 4 (see figure 2). The increase in the number of heat exchangers 5 in the upper part of the combustion chamber with minor changes in the design of the boiler almost proportionally increases its power. In this case, a more powerful gas burner 3 may be required.
Пример 5. Режимы по Примерам 1-3.Example 5. Modes in Examples 1-3.
Конструктивные особенности котла: первый теплообменник 4' выполнен условно асимметричным в виде водяной рубашки, расположенной не просто по периметру топочной камеры 2, но с выраженной асимметричной полостью 32 увеличенного объема и менее объемных полостей 33 на оставшейся части периметра (фиг.7), внутри которой размещен более компактный витой змеевик 9' контура горячего водоснабжения 10. В результате такого исполнения появляется возможность разместить, например, двадцатипятикилограммовый котел не только на полу, но и на стене.Design features of the boiler: the first heat exchanger 4 'is made conditionally asymmetric in the form of a water jacket located not just around the perimeter of the combustion chamber 2, but with a pronounced asymmetric cavity 32 of increased volume and less volume cavities 33 on the remaining part of the perimeter (Fig. 7), inside of which a more compact twisted coil 9 'of the hot water circuit 10 is placed. As a result of this design, it becomes possible to place, for example, a twenty-five kilogram boiler not only on the floor, but also on the wall.
В таком котле соединение первого 4' и второго 5 теплообменников выполнено более технологичным.In such a boiler, the connection of the first 4 'and second 5 heat exchangers is more technologically advanced.
В отличие от Примеров 1-3 основной нагрев и интенсивное перемешивание теплоносителя происходит в увеличенной полости 32 первого теплообменника 4'. В остальной части периметра первого теплообменника 4' происходит обычная утилизация части излучения от пламени горелки 3 и части тепла от поднимающихся вверх продуктов сгорания газа.In contrast to Examples 1-3, the main heating and intensive mixing of the coolant occurs in the enlarged cavity 32 of the first heat exchanger 4 '. In the remaining part of the perimeter of the first heat exchanger 4 ', the normal part of the radiation from the flame of the burner 3 and part of the heat from the rising gas combustion products occurs.
В остальном эксплуатация котла аналогична Примерам 1-3.The rest of the operation of the boiler is similar to Examples 1-3.
Пример 6. Режим увеличенной мощности.Example 6. The mode of increased power.
В этом режиме используется тот же принцип, что и в Примере 4, с поправкой на параллельное, более технологичное соединение теплообменников 5 на основе оребренных труб 15 через специальные коллекторы (условно не показаны) с большим проходным сечением, нежели сечение патрубков 20,21 и 22, 23.In this mode, the same principle is used as in Example 4, adjusted for parallel, more technologically advanced connection of heat exchangers 5 based on finned tubes 15 through special collectors (not shown conditionally) with a larger bore section than the section of pipes 20,21 and 22 , 23.
Пример 7. Режимы по Примерам 5 и 6.Example 7. The modes of Examples 5 and 6.
Конструктивные особенности котла: первый теплообменник 4' выполнен также условно асимметричным в виде водяной рубашки, расположенной всего лишь с одной стороны топочной камеры 2.Design features of the boiler: the first heat exchanger 4 'is also conditionally asymmetric in the form of a water jacket located only on one side of the combustion chamber 2.
Как и в Примерах 5 и 6 основной нагрев и интенсивное перемешивание теплоносителя происходит в увеличенной полости 32 первого теплообменника 4'. В остальной части периметра топочной камеры 2 имеется отражающий излучение и частично изолирующий тепло экран 34.As in Examples 5 and 6, the main heating and intensive mixing of the coolant occurs in the enlarged cavity 32 of the first heat exchanger 4 '. The rest of the perimeter of the combustion chamber 2 has a reflective radiation and partially heat insulating screen 34.
Эксплуатация котла аналогична Примерам 5 и 6.The operation of the boiler is similar to Examples 5 and 6.
Возможны другие примеры реализации котельного отопительного оборудования, основу которых составляет универсальный теплообменник 5 на основе оребренной трубы 15.Other examples of the implementation of boiler heating equipment are possible, the basis of which is a universal heat exchanger 5 based on a finned tube 15.
В результате использования полезных моделей был создан новый котел для отопления и/или горячего водоснабжения и надежный, универсальный и унифицированный теплообменник повышенной мощности к нему, обладающие высоким КПД, увеличенной производительностью по теплопередаче, а также повышенным ресурсом работы на отказ и ремонтопригодностью. Дополнительно, увеличилась температура отходящих дымовых газов, что позволило исключить образование росы на внутренней поверхности дымовых труб в холодное время года.As a result of the use of utility models, a new boiler was created for heating and / or hot water supply and a reliable, universal and unified heat exchanger with increased power to it, having high efficiency, increased heat transfer performance, and an increased service life for failure and maintainability. In addition, the temperature of the exhaust flue gases increased, which eliminated the formation of dew on the inner surface of the chimneys in the cold season.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011109439/06U RU105972U1 (en) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | BOILER FOR HEATING AND / OR HOT WATER SUPPLY AND BOILER HEAT EXCHANGER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011109439/06U RU105972U1 (en) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | BOILER FOR HEATING AND / OR HOT WATER SUPPLY AND BOILER HEAT EXCHANGER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU105972U1 true RU105972U1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011109439/06U RU105972U1 (en) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | BOILER FOR HEATING AND / OR HOT WATER SUPPLY AND BOILER HEAT EXCHANGER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU105972U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2721496C2 (en) * | 2016-02-01 | 2020-05-19 | Интергэс Хитинг Эсетс Б.В. | Water heater, gas combustion gases discharge pipe for water heater and method of fluid medium heating |
-
2011
- 2011-03-15 RU RU2011109439/06U patent/RU105972U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2721496C2 (en) * | 2016-02-01 | 2020-05-19 | Интергэс Хитинг Эсетс Б.В. | Water heater, gas combustion gases discharge pipe for water heater and method of fluid medium heating |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2480271T3 (en) | Stove comprising an apparatus for heat capture | |
| PT2006135145W (en) | Discrete double heat exchange type hot water boiler | |
| RU2452906C2 (en) | Boiler for heating and hot water supply, boiler heat exchanger, buffer reservoir of boiler and method of boiler operation | |
| PT1776904E (en) | Method and device for the preparation and distribution of a chocolate drink | |
| RU2285208C1 (en) | Heating boiler | |
| US9587852B2 (en) | Exchanger for heating boilers | |
| ES2759067T3 (en) | Plate heat exchanger, in particular for condensing boilers | |
| RU2452907C1 (en) | Boiler for heating and/or hot water supply and boiler heat exchanger | |
| EP2664858B1 (en) | An adapter capable of being attached to a gas water heater to achieve an additional central heating function | |
| RU105972U1 (en) | BOILER FOR HEATING AND / OR HOT WATER SUPPLY AND BOILER HEAT EXCHANGER | |
| RU142739U1 (en) | BOILER | |
| KR100776971B1 (en) | A coal and oil fired boiler | |
| US20080105755A1 (en) | High-thermal-mass hydronic furnace | |
| JP6449687B2 (en) | Heat source equipment | |
| RU100594U1 (en) | BOILER FOR HEATING AND HOT WATER SUPPLY, BOILER HEAT EXCHANGER AND BOILER CAPACITY | |
| ES2237230B1 (en) | HOT WATER GENERATOR FOR LOW TEMPERATURE OPERATION. | |
| CN210602239U (en) | Combustion chamber and gas water heating equipment | |
| RU2293255C1 (en) | System for air heating and ventilation | |
| CN110906529A (en) | Wall-mounted furnace | |
| CN219913476U (en) | Wall-hanging stove flue gas heat transfer structure | |
| CN211400281U (en) | Wall-mounted furnace | |
| JP2000249404A (en) | Heat exchanging device | |
| CN220017745U (en) | Local heating type water heater | |
| CN214501744U (en) | Heat exchanger for wall-mounted furnace | |
| KR200325395Y1 (en) | Boiler |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120228 |
|
| QZ11 | Official registration of changes to a registered agreement (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20120228 Effective date: 20121101 |
|
| QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130806 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160316 |