RU2038542C1

RU2038542C1 - Hot-water boiler

Info

Publication number: RU2038542C1
Application number: RU94004909A
Authority: RU
Inventors: Л.Н. Антоненкова; О.И. Бурков; В.И. Иваненко; А.В. Колузаков; Н.П. Савкин; В.В. Симогин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Комплексные дорожные машины"
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: hot-water boilers. SUBSTANCE: hot gases obtained in furnace 5 transfer their heat to water flowing in water jacket 4 in flat coils installed in jacket 4 in areas adjoining the rear and side walls of furnace 5. Arrangement of coils in the above areas provides for stalling of the boundary layer of retarded water from the walls, since the water flow running through jacket 4 in the mentioned areas is turbulized by the coil tubes located there, which enhances the heat pick-up from the walls. Jacket 4 is connected to the heating system, and the coils to the hot-water supply system. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к котлам для отопления и горячего водоснабжения, которые могут быть использованы для теплоснабжения индивидуальных жилых домов, оборудованных системами отопления и горячего водоснабжения. The invention relates to boilers for heating and hot water supply, which can be used for heating individual houses equipped with heating systems and hot water supply.

Известны водогрейные котлы, содержащие снабженные слоем теплоизоляции корпус, обрамляющий подключенную к системе теплопотребления водяную рубашку топки с конвективным газоходом в верхней части, подключенным к газоотводящему патрубку с шибером, причем топка в нижней части снабжена топливосжигающим устройством в виде колосниковой решетки, а в верхней части выполнена с пережимом в виде наклонного охлаждаемого козырька [1]
Указанные котлы удобны при использовании для отопления и горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, так как в процессе эксплуатации легко очищаются от отложений как по газовой, так и по водяной стороне, вследствие несложного доступа как в топку, так и в водяную рубашку из-за прямолинейных стенок и той и другой, что значительно упрощает их ревизию. Кроме того, указанные котлы достаточно просты в изготовлении, так как не требуют сложной оснастки. Однако теплосъем в указанных котлах недостаточно эффективен, так как горячие газы прямолинейно через пережим уходят из топки и не успевают в достаточной степени отдать свое тепло. В водяной рубашке прямолинейное течение воды образует на стенах в зоне топки так называемый пограничный слой, заторможенный поверхностью стенки и экранирующий эффективную теплоотдачу через стенку нагреваемой воде.Water-heating boilers are known, comprising a body provided with a layer of thermal insulation framing a furnace water jacket connected to a heat consumption system with a convective gas duct in the upper part connected to a gas outlet pipe with a gate, the furnace in the lower part being equipped with a fuel-burning device in the form of a grate and the upper part is made with pinch in the form of an inclined cooled visor [1]
These boilers are convenient for use in heating and hot water supply of individual residential buildings, since during operation they are easily cleaned of deposits both on the gas and water sides, due to easy access both to the furnace and to the water jacket due to straight walls and both, which greatly simplifies their revision. In addition, these boilers are quite simple to manufacture, since they do not require complex equipment. However, the heat removal in these boilers is not effective enough, since hot gases straight out of the furnace straight through the pinch and do not have enough time to give up their heat. In a water jacket, a rectilinear flow of water forms on the walls in the furnace zone a so-called boundary layer, which is inhibited by the wall surface and shields the effective heat transfer through the wall to the heated water.

Частично указанные недостатки устранены в известных водогрейных котлах, содержащих снабженную слоем теплоизоляции корпус, обрамляющий подключенную к системе теплопотребления водяную рубашку топки с конвективным газоходом в верхней части, подключенным к газоотводящему патрубку с шибером и снабженным конвективной поверхностью нагрева в виде труб, сообщенных верхними и нижними открытыми торцами с полостью рубашки соответственно в зонах выше и ниже этого газохода, причем топка снабжена в нижней части топливосжигающим устройством в виде колосниковой решетки или горелки, в средней направляющей перегородкой, а в верхней пережимом в виде наклонного охлаждаемого козырька, причем перегородка и козырек образуют соответственно с передней и задней стенками топки проемы для прохода газов и придания их ходу зигзагообразного движения, способствующего эффективному омыванию горячими газами стенок водяной рубашки, при этом система теплоснабжения, подключенная к рубашке, предусматривает подсоединенные отопительных приборов, а также потребителей горячей воды на хозяйственные нужды [2]
Водогрейные котлы этого типа не только обладают всеми достоинствами известных котлов, описанных в источнике (1), т. е. простотой изготовления, легким доступом для очистки рубашки в топки, но и частично устраняют недостатки, связанные с теплосъемом введением направляющей перегородки в топке и установкой теплообменных труб в конвективном газоходе, которые с одной стороны снимают дополнительное тепло с газов, проходящих через этот газоход, а с другой стороны обеспечивают циркуляцию воды в зоне этого газохода в рубашке, перекачивая ее из-под нижней части газохода в верхнюю за счет ее нагрева в трубах. Однако данные котлы по-прежнему не решают задачи улучшения теплосъема с наиболее напряженных участков топки (рубашки), а именно с ее боковых и задней стенок, возникающей из-за возникновения на этих стенках со стороны воды так называемого пограничного заторможенного слоя. Кроме того, питание горячей водой отопительных приборов и разбор воды на хозяйственные нужды, носящий периодический характер, вносит нежелательные проблемы в работу системы отопления.Partially indicated drawbacks are eliminated in known hot water boilers containing a housing provided with a layer of thermal insulation, framing a furnace water jacket connected to a heat consumption system with a convective gas duct in the upper part, connected to a gas outlet pipe with a gate and provided with a convective heating surface in the form of pipes communicated with upper and lower open the ends with the cavity of the shirt, respectively, in the areas above and below this flue, and the furnace is equipped in the lower part with a fuel-burning device in the form e of the grate or burner, in the middle guide baffle, and in the upper pinch in the form of an inclined cooled visor, the baffle and visor forming openings for the passage of gases and giving them a zigzag motion, which contributes to the effective washing of the walls with hot gases, with the front and rear walls of the furnace a water jacket, while the heating system connected to the jacket provides for connected heating appliances, as well as consumers of hot water for household waiting [2]
Water-heating boilers of this type not only possess all the advantages of the known boilers described in the source (1), i.e., simplicity of manufacture, easy access to clean the shirts in the furnaces, but also partially eliminate the disadvantages associated with heat removal by introducing a guide wall in the furnace and installation heat exchanging pipes in a convective duct, which on the one hand remove additional heat from the gases passing through this duct, and on the other hand, provide water circulation in the duct in the jacket, pumping it from underneath the lower part of the duct to the upper due to its heating in the pipes. However, these boilers still do not solve the problem of improving heat removal from the most stressed sections of the furnace (shirt), namely from its side and back walls, which arises due to the appearance of the so-called boundary inhibited layer on these walls from the water side. In addition, the supply of hot water to heating appliances and the analysis of water for household needs, which is periodic, introduces undesirable problems in the operation of the heating system.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Для решения указанной задачи котел дополнительно снабжен плоскими теплообменными змеевиками, соединенными между собой, а также с системой горячего водоснабжения и установленными в водяной рубашке в зонах ее полостей, примыкающих к боковым и задней стенкам топки. The objective of the invention is to remedy these disadvantages. To solve this problem, the boiler is additionally equipped with flat heat-exchange coils, interconnected, as well as with a hot water supply system and installed in a water jacket in the zones of its cavities adjacent to the side and rear walls of the furnace.

Отношение ширины соответствующих полостей рубашки к наружному диаметру трубы плоского змеевика может составлять в/d_зм 1,5.3.The width of the cavities corresponding to the outer jacket pipe diameter plane coil can be in / d _gp 1,5.3.

На фиг. 1 представлен котел, продольный разрез; на фиг. 2 схема подключения котла к системе отопления и горячего водоснабжения. In FIG. 1 shows a boiler, a longitudinal section; in FIG. 2 diagram of the boiler connection to the heating system and hot water supply.

Котел содержит снабженный слоем теплоизоляции 1 корпус 2, обрамляющий подключенную к системе отопления 3 водяную рубашку 4 топки 5 с конвективными газоходом 6 в верхней части, подсоединенным к газоотводящему патрубку 7 с шибером 8 и снабженным конвективной поверхностью нагрева в виде овальных труб 9, сообщенных верхними и нижними открытыми торцами с полостью рубашки 4 в зонах соответственно выше и ниже газохода 6. Топка 5 снабжена в нижней части топливосжигающим устройством в виде колосниковой решетки 10 для горелки (на чертеже не показано), в верхней части выполнена с пережимом в виде наклонного охлаждаемого козырька 11, а в средней части топки 5 установлена направляющая перегородка, причем последняя и козырек 11 установлены с образованием соответственно с задней 13 и передней 14 стенками топки 5 проемов 15 и 16 для прохода газов. В полостях рубашки 4, примыкающих к боковым и задней 13 стенкам топки 5 установлены змеевики 17, подключенные к системе 18 горячего водоснабжения. Водяная рубашка 4 подключена к системе 3 отопления. The boiler contains a body 2 equipped with a thermal insulation layer 2, framing a water jacket 4 of the furnace 5 connected to the heating system 3 with a convective gas duct 6 in the upper part, connected to a gas outlet pipe 7 with a gate 8 and provided with a convective heating surface in the form of oval pipes 9 communicated by the upper and the lower open ends with the cavity of the shirt 4 in the areas respectively above and below the flue 6. The furnace 5 is equipped in the lower part with a fuel burning device in the form of a grate 10 for the burner (not shown), in rhney portion is configured to pinch a cooled inclined visor 11, and the middle part of the furnace 5 is mounted baffle, the latter and the hood 11 fitted respectively to form the rear 13 and front 14 walls of the furnace 5 and 16 apertures 15 for passage of gases. In the cavities of the shirt 4, adjacent to the side and rear 13 walls of the furnace 5, coils 17 are installed connected to the hot water supply system 18. Water jacket 4 is connected to the heating system 3.

Котел работает следующим образом. Горячие газы, полученные в результате сжигания топлива, с помощью горелки (газообразное топливо) или с помощью колосниковой решетки 10 (твердое топливо) поднимаются вверх и вследствие отклоняющего действия перегородки и козырька 11 равномерно смывают стенки топки 5, отдают свое тепло воде, протекающей в рубашке 4 и змеевиках 17, а затем, проходя через газоход 6, отдают оставшееся тепло овальным трубам 9. Нагретая в последних, вода поднимается вверх, перекачивая воду из-под газохода 6 в зону над ним, улучшая циркуляцию воды в этом месте рубашки и улучшая тем самым теплосъем. The boiler operates as follows. Hot gases obtained as a result of burning fuel, with the help of a burner (gaseous fuel) or with the grate 10 (solid fuel) rise up and, due to the deflecting effect of the partition and the visor 11, uniformly wash off the walls of the furnace 5, give off their heat to the water flowing in the jacket 4 and the coils 17, and then, passing through the gas duct 6, give the remaining heat to the oval pipes 9. Heated in the latter, the water rises, pumping water from under the gas duct 6 into the zone above it, improving the circulation of water in this place of the shirt and thereby teaching heat removal.

Нагреваемая вода, поступающая в рубашку 4 и смывающая стенки топки 5, турбулизируется размещенными там змеевиками 17, срывая пограничный слой заторможенной воды и тем самым увеличивая в этой зоне теплосъем. Кроме того, подаваемая параллельно в указанные змеевики 17, холодная вода увеличивает перепад температур на наиболее теплонапряженных стенках топки и также улучшает теплосъем. The heated water entering the jacket 4 and washing off the walls of the furnace 5 is turbulized by the coils 17 located there, tearing off the boundary layer of inhibited water and thereby increasing the heat removal in this zone. In addition, supplied in parallel to these coils 17, cold water increases the temperature difference at the most heat-stressed walls of the furnace and also improves heat removal.

Передача тепла от топки 5 воде в рубашке 4 а также змеевиках 17 благодаря такой конструкции идет достаточно эффективно. The transfer of heat from the furnace 5 to the water in the jacket 4 and the coils 17 due to this design is quite effective.

Параллельная раздача более горячей воды из рубашки 4 в систему 3 отопления и менее горячей из змеевиков 17 в систему 18 горячего водоснабжения на хозяйственные нужды делает данный котел удобным и надежным при использовании в индивидуальных жилых домах. The parallel distribution of hotter water from the shirt 4 to the heating system 3 and less hot from the coils 17 to the hot water supply system 18 for household needs makes this boiler convenient and reliable when used in individual residential buildings.

Claims

1. A WATER BOILER comprising a body provided with a layer of thermal insulation framing a water jacket connected to a heating system and enclosing a furnace with a convective gas duct in the upper part connected to a gas outlet pipe with a gate and provided with heat exchange pipes communicated with upper and lower open ends with the shirt cavity above and below this flue, respectively, the furnace being equipped at the bottom with a fuel burning device in the form of a grate or burner, in the middle guide wall and in the upper pinch in the form of an inclined cooled visor, forming an opening with the front wall of the furnace for the passage of gases into the gas duct, and a hot water supply system, characterized in that the boiler further comprises flat coils connected to each other, connected to the hot water supply system and installed in a water jacket in the zones of its cavities adjacent to the rear and side walls of the furnace.

2. The boiler according to claim 1, characterized in that the ratio of the width of the openings of the cavity of the shirt adjacent to the side and rear walls of the furnace, and the diameter of the pipe coil is 1.5 to 3.0.