RU199017U1

RU199017U1 - OUTDOOR WATER BOILER

Info

Publication number: RU199017U1
Application number: RU2020102269U
Authority: RU
Inventors: Алексей Леонидович Торопов
Original assignee: Алексей Леонидович Торопов
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2020-08-07

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к котлам наружного размещения, устройствам подвода воздуха для горения и может быть использована в децентрализованных и автономных системах отопления и горячего водоснабжения зданий с разной высотой и этажностью.Технический результат достигается с помощью размещения в организованном канале забора воздуха в теплогидроизолированном звукоизоляционном корпусе котла специального запорного двухпозиционного клапана, обеспечивающего свободное поступление воздуха в период работы котла и отсекающего сообщение камер сгорания котла с внешним воздухом в период рабочих пауз режимов нагрева, регулируемых системой управления котла наружного размещения.Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет преимущество в более высоком коэффициенте энергетической эффективности, что позволяет сократить выбросы парниковых газов, возникающих при работе котлов систем отопления и горячего водоснабжения, а также исключает влияние порывов ветра на данные показатели. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of energy, in particular to outdoor boilers, combustion air supply devices and can be used in decentralized and autonomous heating and hot water supply systems for buildings with different heights and number of storeys. The technical result is achieved by placing it in an organized air intake channel in a heat-insulated sound-insulated boiler body of a special shut-off two-position valve, which provides free air flow during the operation of the boiler and cuts off the communication of the boiler combustion chambers with external air during the working pauses of heating modes, regulated by the outdoor boiler control system. The proposed utility model in comparison with the prototype and others known technical solutions has the advantage of a higher energy efficiency, which makes it possible to reduce greenhouse gas emissions arising from the operation of boilers of heating systems and hot water supply and also excludes the influence of wind gusts on these indicators. 1 wp f-ly, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model belongs

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к котлам наружного размещения, устройствам подвода воздуха для горения и может быть использовано в децентрализованных и автономных системах отопления и горячего водоснабжения зданий с разной высотой и этажностью.The utility model relates to the field of energy, in particular to outdoor boilers, combustion air supply devices and can be used in decentralized and autonomous heating and hot water supply systems for buildings with different heights and storeys.

Уровень техникиState of the art

Известен котел наружного размещения, содержащий гидротеплоизолированный корпус с размещенным в нем теплообменником с прямой и обратной линиями, горелочным устройством, основанием дымовой трубы, циркуляционным насосом, при этом он дополнительно снабжен автоматическим клапаном с постоянно открытым соплом, а циркуляционный насос снабжен подающим и всасывающим патрубками и расположен вдоль обратной линии, причем автоматический клапан с постоянно открытым соплом установлен между соединениями патрубков на обратной линии (см. патент RU №2436018, МПК F24H 1/00, от 07.06.2010 г.)Known outdoor boiler containing a hydro-insulated housing with a heat exchanger with direct and return lines, a burner device, a base of a chimney, a circulation pump, is additionally equipped with an automatic valve with a permanently open nozzle, and the circulation pump is equipped with a supply and suction branch pipes and located along the return line, and an automatic valve with a permanently open nozzle is installed between the connections of the branch pipes on the return line (see patent RU No. 2436018, IPC F24H 1/00, dated 07.06.2010)

Недостатком данного котла является невысокая надежность, низкий коэффициент энергетической эффективности, большие размеры, забор воздуха, необходимого для горения происходит непосредственно из атмосферы через постоянно открытые каналы воздухозабора.The disadvantages of this boiler are low reliability, low coefficient of energy efficiency, large dimensions, intake of air necessary for combustion occurs directly from the atmosphere through constantly open air intake channels.

Известен конденсационный котел наружного размещения, содержащий гидротеплоизолированный корпус, внутри которого установлены газогорелочное устройство, жаротрубный теплообменник с прямой и обратной линиями, коаксиальный дымоход, соединенный с дымовой трубой, дополнительно снабженным конденсационным теплообменником и центробежным вентилятором, при этом коаксиальный дымоход с конденсационным теплообменником установлены за жаротрубным теплообменником в основании дымовой трубы, а в верхней части гидротеплоизаляционного корпуса, за жаротрубным теплообменником, установлен центробежный вентилятор с возможностью преодоления дополнительного сопротивления движения дымовых газов в коаксиальном дымоходе (см. патент RU №2449225, МПК F24H 1/00, опубликован 27.04.2012).Known outdoor condensing boiler containing a hydro-insulated housing, inside which a gas burner device is installed, a fire-tube heat exchanger with direct and return lines, a coaxial chimney connected to a chimney, additionally equipped with a condensation heat exchanger and a centrifugal fan, while the coaxial chimney with a condensation heat exchanger is installed behind the fire-tube a heat exchanger at the base of the chimney, and in the upper part of the hydrothermal insulation body, behind the fire-tube heat exchanger, a centrifugal fan is installed with the ability to overcome additional resistance to the movement of flue gases in the coaxial chimney (see patent RU No. 2449225, IPC F24H 1/00, published 04/27/2012) ...

Недостатком данной конструкции являются большие габариты и сложности обслуживания, высокая стоимость, забор воздуха происходит через постоянно открытые воздушные каналы.The disadvantages of this design are large dimensions and complexity of maintenance, high cost, air intake occurs through constantly open air channels.

Представленные выше конструкции котлов не могут быть применены для поквартирного отопления и горячего водоснабжения в многоэтажных домах или для объектов малых площадей из-за их габаритов.The above boiler designs cannot be used for apartment heating and hot water supply in multi-storey buildings or for objects of small areas due to their dimensions.

Наиболее близким по технической сути, достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является водогрейный котел наружного размещения, содержащий теплогидроизолированный корпус с размещенным в нем теплообменником с прямой и обратной линиями, горелочным устройством, основанием дымовой трубы, циркуляционным насосом, автоматическим клапаном с постоянно открытым соплом, деаэрационно-расширительным баком, трехходовым краном, теплообменник дополнительно снабжен второй прямой линией, причем первая линия соединяет верхнюю часть теплообменника с деаэрационно-расширительным баком, а вторая линия - с системой отопления, при этом автоматический клапан с постоянно открытым соплом установлен во второй прямой линии до подающей линии циркуляционного насоса (см. патент RU №2549921, МПК F24H 1/00, опубликовано 10.05.2015 г.).The closest in technical essence, the achieved positive effect and adopted by the author as a prototype is an outdoor hot water boiler containing a heat-hydraulically insulated casing with a heat exchanger with direct and return lines, a burner device, a chimney base, a circulation pump, an automatic valve with a permanently open nozzle. , a deaeration expansion tank, a three-way valve, the heat exchanger is additionally equipped with a second straight line, the first line connects the upper part of the heat exchanger with the deaeration expansion tank, and the second line with the heating system, while an automatic valve with a permanently open nozzle is installed in the second straight line to the supply line of the circulation pump (see patent RU No. 2549921, IPC F24H 1/00, published on May 10, 2015).

Недостатком данного котла является невозможность использования его для поквартирного отопления из-за больших размеров и сложной конструкции, необходимости периодического обслуживания, возможности установки только на горизонтальную поверхность, наличие дымохода значительной длины, постоянно открытые каналы забора воздуха.The disadvantage of this boiler is the impossibility of using it for apartment heating due to its large size and complex design, the need for periodic maintenance, the possibility of installation only on a horizontal surface, the presence of a chimney of considerable length, constantly open air intake channels.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of a utility model

Задачей предлагаемой полезной модели является разработка воздушных каналов котла наружного размещения для объектов децентрализованных систем отопления и горячего водоснабжения, включая квартиры многоэтажных домов, исключающих потери тепловой энергии в режимах пауз работы котла за счет охлаждения системы через постоянно открытые каналы забора воздуха в теплогидроизолированном корпусе котла.The objective of the proposed utility model is the development of outdoor boiler air ducts for objects of decentralized heating and hot water supply systems, including apartments in multi-storey buildings, excluding heat energy losses during boiler pauses by cooling the system through constantly open air intake channels in the heat-insulated boiler body.

Технический результат достигается с помощью размещения в организованных каналах поступления воздуха в теплогидроизолированном звукоизоляционном корпусе котла специального двухпозиционного клапанного устройства, обеспечивающего свободное поступления воздуха в период работы котла и отсекающего сообщение камер сгорания котла с внешним воздухом в период рабочих пауз режимов нагрева, регулируемых системой управления котла наружного размещения.The technical result is achieved by placing a special two-position valve device in the organized channels of air intake in the heat-insulated sound-insulating body of the boiler, which ensures free flow of air during the operation of the boiler and cuts off the communication of the combustion chambers of the boiler with external air during the working pauses of the heating modes regulated by the external boiler control system. placement.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фигуре 1 дана схема котла наружного размещения с каналом забора воздуха и каналом удаления продуктов сгорания, оборудованными двухпозиционными запорными клапанами.Figure 1 shows a diagram of an outdoor boiler with an air intake channel and a combustion product removal channel, equipped with two-position shut-off valves.

На фигуре 2 показана конструкция электромагнитного двухпозиционного клапанного устройства канала забора воздуха и канала удаления продуктов сгорания котла наружного размещения.Figure 2 shows the design of an electromagnetic on-off valve device for an air intake channel and a channel for removing combustion products from an outdoor boiler.

Осуществление полезной модели.Implementation of the utility model.

Котел наружного размещения, настенного крепления состоит из теплогидроизолированного и звукоизоляционного несущего корпуса 1, внутри которого установлен конденсационный или низкотемпературный конвекционный теплообменник 2 с подводящими линиями 3 теплоносителя и отводящими линиями 4 теплоносителя, линии подачи топлива 5, газовой атмосферной или полного смешивания горелки 6, канала забора воздуха 7 для образования горючей смеси, снабженным запорным двухпозиционным клапаном 11, канала удаления продуктов сгорания 8, снабженным запорным двухпозиционным клапаном 11, узла автоматической подпитки теплоносителя 9, электромагнитных приводов 10 запорных двухпозиционных клапанов 11 канала забора воздуха 7 и канала удаления продукта сгорания 8.An outdoor, wall-mounted boiler consists of a heat-insulated and sound-insulated supporting body 1, inside which there is a condensing or low-temperature convection heat exchanger 2 with supply lines 3 of the coolant and drain lines 4 of the coolant, fuel supply lines 5, gas atmospheric or complete mixing of the burner 6, intake duct air 7 for the formation of a combustible mixture, equipped with a shut-off two-position valve 11, a channel for the removal of combustion products 8, equipped with a shut-off two-position valve 11, a unit for automatic replenishment of the coolant 9, electromagnetic drives 10 shut-off two-position valves 11 for an air intake channel 7 and a channel for removing a combustion product 8.

Котел настенный наружного размещения, настенного крепления эксплуатируется следующим образом.Wall-mounted outdoor boiler, wall-mounted is operated as follows.

Теплогидроизолированный и звукоизоляционный корпус 1 снабжен несущим каркасом (на фигурах не показан), позволяющим размещать его на поверхности вертикальных стен зданий, а также на горизонтальных поверхностях крыш или балконов. Конструкция компактна и не занимает много места. Теплообменник 2 и горелка 6 позволяют эффективно производить тепловую энергию, необходимую для обеспечения объекта тепловой энергией для систем отопления и подготовки горячей воды. Для работы горелки топливо поступает по линии подачи топлива 5, смешивается с воздухом, поступающим по каналу забора воздуха 7, образовавшиеся в результате горения топлива газы удаляются через канал удаления продуктов сгорания 8. Соединение котла и внутренней системы отопления и системы подготовки горячей воды, в том числе и отопительных приборов помещений (на фигурах не показаны), осуществляется посредством подводящих линий 3 и отводящих линий 4 теплоносителя. В процессе работы котла периодически требуется подпитка теплоносителя для обеспечения постоянного давления в циркуляционном контуре системы отопления. Это обеспечивается узлом автоматической подпитки теплоносителя 9. При работе системы управления работой котла, особенно в весенне-осенний период времени, когда температура атмосферного воздуха находится в диапазоне от плюс 15 градусов Цельсия до минус 5 градусов Цельсия, котел работает не на полную мощность и периодически отключается. При этом, если канал забора воздуха и канал удаления продуктов сгорания открыты, то происходит интенсивное охлаждение теплообменника котла и всего циркуляционного контура системы отопления холодным атмосферным воздухом. Происходит неоправданная потеря энергии, что снижает общий коэффициент энергетической эффективности всей системы. Для исключения этого предлагается установить в канал забора воздуха 7 и канал удаления продуктов сгорания 8 двухпозиционные клапаны 11 с электромагнитными приводами 10, обеспечивающими полное закрытие данных каналов в моменты пауз работы котла. Необходимость применения электромагнитного привода клапана обусловлена тем, что необходимо обеспечить герметичность канала при порывах ветра. Механические гравитационные клапаны при порывах ветра не обеспечивают герметичность каналов.The heat-insulated and soundproof body 1 is equipped with a supporting frame (not shown in the figures), which allows it to be placed on the surface of vertical walls of buildings, as well as on horizontal surfaces of roofs or balconies. The design is compact and does not take up much space. Heat exchanger 2 and burner 6 make it possible to efficiently produce heat energy necessary to provide the facility with heat energy for heating systems and hot water preparation. To operate the burner, fuel enters through the fuel supply line 5, mixes with the air supplied through the air intake channel 7, the gases formed as a result of fuel combustion are removed through the combustion products removal channel 8. Connection of the boiler and the internal heating system and the hot water preparation system, including the number and heating devices of the premises (not shown in the figures), is carried out by means of supply lines 3 and outlet lines 4 of the coolant. During the operation of the boiler, it is periodically required to make up the coolant to ensure constant pressure in the circulation circuit of the heating system. This is provided by the unit for automatic replenishment of the coolant 9. During the operation of the boiler control system, especially in the spring-autumn period, when the ambient air temperature is in the range from plus 15 degrees Celsius to minus 5 degrees Celsius, the boiler does not work at full capacity and is periodically switched off ... In this case, if the air intake channel and the channel for the removal of combustion products are open, then intensive cooling of the boiler heat exchanger and the entire circulation circuit of the heating system with cold atmospheric air occurs. Unwarranted energy loss occurs, which reduces the overall energy efficiency ratio of the entire system. To exclude this, it is proposed to install two-position valves 11 with electromagnetic drives 10 in the air intake channel 7 and the combustion product removal channel 8, ensuring complete closure of these channels during pauses in the boiler operation. The need to use an electromagnetic valve drive is due to the fact that it is necessary to ensure the tightness of the channel in case of wind gusts. Mechanical gravity valves do not provide duct tightness in case of wind gusts.

Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет преимущество в более высоком коэффициенте энергетической эффективности, что позволяет сократить выбросы парниковых газов, возникающих при работе котлов систем отопления и горячего водоснабжения, а также исключает влияние порывов ветра на данные показатели.The proposed utility model, in comparison with the prototype and other known technical solutions, has the advantage of a higher energy efficiency factor, which makes it possible to reduce greenhouse gas emissions arising from the operation of boilers for heating and hot water supply systems, and also excludes the influence of wind gusts on these indicators.

Claims

1. An outdoor hot water boiler containing a heat-insulated casing with a heat exchanger with direct and return lines, a burner device, an automatic recharge of the coolant, characterized in that an air intake duct for the formation of a combustible mixture and a duct for the removal of combustion products are made in the heat-insulated sound-insulated casing equipped with shut-off two-position valves.

2. An outdoor hot water boiler according to claim 1, characterized in that the on / off valves of the air intake channel and the combustion products removal channel have electromagnetic actuators that ensure tightness during pauses in the boiler operation under any gusts of wind.