RU2052177C1

RU2052177C1 - Thermal unit

Info

Publication number: RU2052177C1
Authority: RU
Inventors: Е.Д. Кругляк; А.Ф. Гаврилов; Ш.Р. Абдурашитов; Я.М. Саарсе; Ю.П. Артемьев; В.А. Комаров; Г.Н. Добров; М.В. Юбиус; В.Н. Теаро; Ю.А. Марголин
Original assignee: Кооператив "Бизнес"
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1996-01-10

Abstract

FIELD: heating systems and hot water supply systems. SUBSTANCE: heat-transfer agent enters heat exchanger 3 through branch pipe 4 where it is heated by flue gases of working furnace 11 after which it flows through branch pipe 5, connecting pipe line 6 and inlet manifold to pipes 13 where it is finally heated to required temperature. Then heat- transfer agent flows to consumer through outlet manifold 9. If temperature at outlet of manifold 9 exceeds preset magnitude which may result in boiling of water, temperature sensor 15 furnishes signal to regulator 16 for reducing the electric power of heater 3. At reduction of thermal load of consumer 10, adjusting valve 17 reduces flow rate of water through heater 8. As a result, part of water which was not heated to required temperature flows directly to consumer 10 via bypass line 16 past heater 8. Thus, flows of slightly heated heat-transfer agent from heat exchanger 3 and hot heat-transfer agent from heater 8 are mixed directly before feeding the heat-transfer agent to consumer. During operation of heater 8 in autonomous mode (at cold furnace when there is no need in cooking but only heating is required), heat exchanger 3 is disconnected by means of valve 20. Heat-transfer agent flows directly to inlet manifold 7 of heater 8 via line 18. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к бытовым агрегатам, предназначенным для отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений, а также приготовления пищи. The invention relates to energy, in particular to household units intended for heating and hot water supply of residential and industrial premises, as well as cooking.

Создание такого рода агрегатов диктуется необходимостью обеспечения комфортных условий жизни и работы людей в зонах, расположенных вдали от источников топлива и централизованных источников тепловой энергии. Задача заключается в создании универсального теплового агрегата, способного работать от любых источников энергии, в том числе и от нетрадиционных, таких например, как ветроэнергетические установки. The creation of such units is dictated by the need to provide comfortable living and working conditions for people in areas located away from fuel sources and centralized sources of thermal energy. The task is to create a universal thermal unit capable of working from any energy sources, including non-traditional ones, such as wind power plants.

Известен тепловой агрегат, содержащий установленный в общем корпусе с плитой, имеющей конфорки, теплообменник, сообщенный подводящим и отводящим патрубками соответственно с источником теплоносителя и через соединительный трубопровод с входным коллектором подогревателя, подключенного выходным коллектором к потребителю тепла. Теплообменник выполнен в виде змеевика, который в одном из вариантов исполнения имеет два участка разной конфигурации. A thermal unit is known, comprising a heat exchanger installed in a common housing with a stove having rings, communicated by the inlet and outlet pipes, respectively, with a heat source and through a connecting pipe to the inlet header of the heater connected by the outlet collector to the heat consumer. The heat exchanger is made in the form of a coil, which in one embodiment has two sections of different configurations.

Этот агрегат в целом решает проблему отопления жилых помещений малой площади и приготовления пищи. Однако он использует только тепло топлива, причем зимой требуется значительный расход топлива, и имеет место повышенный выход в атмосферу вредных веществ. Агрегат также не обеспечивает необходимой температуры теплоносителя при низких температурах окружающего воздуха зимой. Он недостаточно экономичен, имеет низкие экологические показатели, а работа теплообменника при высоких температурах дымовых газов в условиях частых пусков и остановов делает его весьма уязвимым элементом с точки зрения надежности. This unit as a whole solves the problem of heating small areas and cooking. However, it uses only fuel heat, and in winter significant fuel consumption is required, and there is an increased release of harmful substances into the atmosphere. The unit also does not provide the necessary coolant temperature at low ambient temperatures in winter. It is not economical enough, has low environmental performance, and the operation of the heat exchanger at high flue gas temperatures under conditions of frequent starts and stops makes it a very vulnerable element in terms of reliability.

Целью изобретения является повышение экономичности, экологичности, надежности работы теплообменника, расширение диапазона работы и повышение точности регулирования температуры теплоносителя. The aim of the invention is to increase the efficiency, environmental friendliness, reliability of the heat exchanger, expanding the range of work and improving the accuracy of regulating the temperature of the coolant.

Это достигается тем, что в тепловом агрегате, содержащем установленный в общем корпусе с плитой, имеющей конфорки, теплообменник, сообщенный подводящим и отводящим патрубками соответственно с источником теплоносителя и через соединительный трубопровод с входным коллектором подогревателя, подключенного выходным коллектором к потребителю тепла, корпус снабжен топкой, теплообменник расположен над последней и под конфорками, а подогреватель выполнен в виде параллельных труб с электронагревателями в каждой из них, связанными с датчиком температуры, дополнительно установленным в выходном коллекторе этого подогревателя. This is achieved by the fact that in a thermal unit containing a heat exchanger installed in a common housing with a stove having rings, communicated by the inlet and outlet pipes respectively to the heat carrier source and through the connecting pipe with the heater inlet header connected to the heat consumer by the outlet manifold, the body is equipped with a furnace , the heat exchanger is located above the last and under the burners, and the heater is made in the form of parallel pipes with electric heaters in each of them, connected with the sensor t temperature optionally installed in the output manifold of this heater.

Агрегат может дополнительно содержать байпасную и соединительную линии с регулирующим вентилем каждая, подключенные одними своими концами соответственно к выходному коллектору подогревателя и подводящему патрубку теплообменника, а другими к упомянутому соединительному трубопроводу, снабженному между точками подключения этих линий запорным вентилем. The unit may additionally contain a bypass and a connecting line with a control valve each, connected at one of its ends respectively to the output manifold of the heater and the inlet pipe of the heat exchanger, and others to the said connecting pipe, equipped with a shut-off valve between the points of connection of these lines.

На чертеже схематически изображен тепловой агрегат. The drawing schematically shows a thermal unit.

Тепловой агрегат содержит корпус 1 с плитой 2, имеющей конфорки. Теплообменник 3 установлен в верхней части корпуса 1 и сообщен подводящим патрубком 4 с источником теплоносителя, а отводящим патрубком 5 через соединительный трубопровод 6 с входным коллектором 7 подогревателя 8. Подогреватель 8 подключен выходным коллектором 9 к потребителю 10 тепла. Корпус 1 снабжен топкой 11. Теплообменник 3 расположен между топкой 11 и под конфорками. Подогреватель 8 выполнен в виде установленных в кожухе 12 параллельных труб 13 с электронагревателями 14 в каждой из них, связанными с датчиком 15 температуры, установленным в выходном коллекторе 9. The heat unit includes a housing 1 with a stove 2 having a burner. The heat exchanger 3 is installed in the upper part of the housing 1 and is communicated by a supply pipe 4 with a heat carrier source, and a discharge pipe 5 through a connecting pipe 6 with an input manifold 7 of a heater 8. The heater 8 is connected by an output collector 9 to a heat consumer 10. The housing 1 is equipped with a furnace 11. The heat exchanger 3 is located between the furnace 11 and under the burners. The heater 8 is made in the form of parallel pipes 13 installed in the casing 12 with electric heaters 14 in each of them, connected with a temperature sensor 15 installed in the output manifold 9.

Агрегат дополнительно содержит байпасную линию 16 с регулирующим вентилем 17 и соединительную линию 18 с регулирующим вентилем 19. Байпасная линия 16 одним концом подключена к выходному коллектору 9 подогревателя 8, а другим вместе с соединительной линией 18 к соединительному трубопроводу 6, снабженному между точками подключения линий 16 и 18 запорным вентилем 20. Другой конец линии 18 подключен к подводящему патрубку 4 теплообменника 3. The unit further comprises a bypass line 16 with a control valve 17 and a connecting line 18 with a control valve 19. The bypass line 16 is connected at one end to the output manifold 9 of the heater 8, and the other together with a connecting line 18 to a connecting pipe 6 provided between the connection points of the lines 16 and 18 with a shutoff valve 20. The other end of line 18 is connected to the inlet pipe 4 of the heat exchanger 3.

Агрегат работает следующим образом. The unit operates as follows.

Теплоноситель через патрубок 4 поступает в теплообменник 3, где предварительно нагревается уходящими дымовыми газами работающей топки 11, после чего он через патрубок 5 по соединительному трубопроводу 6 поступает через входной коллектор 7 в трубы 13, где подогревается до необходимой температуры. Через выходной коллектор 9 горячий теплоноситель поступает к потребителю. Если температура теплоносителя на выходе из коллектора 9 превышает заданное значение, что может привести к закипанию воды, датчик 15 температуры дает сигнал регулятору 16 на снижение электрической мощности подогревателя 8. При снижении тепловой нагрузки потребителя 10 регулирующий вентиль 17 уменьшает расход воды через подогреватель 8. При этом часть недогретой воды через байпасную линию 16 поступает непосредственно к потребителю 10, минуя подогреватель 8. Таким образом, непосредственно перед подачей теплоносителя к потребителю происходит смешение потоков слабоподогретого теплоносителя из теплообменника 3 и горячего теплоносителя из подогревателя 8. The coolant through the pipe 4 enters the heat exchanger 3, where it is preheated by the exhaust flue gases of the working furnace 11, after which it passes through the pipe 5 through the connecting pipe 6 through the inlet manifold 7 into the pipes 13, where it is heated to the required temperature. Through the output manifold 9, the hot coolant enters the consumer. If the temperature of the coolant at the outlet of the collector 9 exceeds a predetermined value, which can lead to boiling water, the temperature sensor 15 gives a signal to the controller 16 to reduce the electric power of the heater 8. When the heat load of the consumer 10 decreases, the control valve 17 reduces the water flow through the heater 8. When this part of the cold water through the bypass line 16 goes directly to the consumer 10, bypassing the heater 8. Thus, immediately before the coolant is supplied to the consumer, see Solving flows of slightly heated coolant from heat exchanger 3 and hot coolant from heater 8.

При работе подогревателя 8 в автономном режиме (при холодной топке, когда не требуется приготовления пищи, а имеется потребность только в отоплении) теплообменник 3 вентилем 20 отключается. Теплоноситель по линии 18 поступает непосредственно во входной коллектор 7 подогревателя 8. Расход теплоносителя в этом случае определяется степенью открытия регулирующего вентиля 19, причем вентиль 17 закрыт. В случае прекращения подачи электропитания к нагревателям 14 нагрев теплоносителя осуществляется только в теплообменнике 3 при полностью открытом вентиле 17. При этом вентиль 19 закрыт. When the heater 8 is in stand-alone mode (when the furnace is cold, when cooking is not required, but there is a need for heating only), the heat exchanger 3 by valve 20 is turned off. The coolant through line 18 enters directly into the input manifold 7 of the heater 8. The flow rate of the coolant in this case is determined by the degree of opening of the control valve 19, and the valve 17 is closed. If the power supply to the heaters 14 is cut off, the heat carrier is heated only in the heat exchanger 3 with the valve 17 fully open. In this case, the valve 19 is closed.

Предлагаемый агрегат более экономичен, надежен, универсален и экологически более чист, чем известные агрегаты аналогичного назначения. Кроме того, такие агрегаты, которые можно запитывать и от центральной электросети, способствуют поддержанию необходимой частоты тока в сети, например, в тех случаях, когда есть ветер, а избыток электроэнергии от ветроэлектрогенератора подается в сеть. В этом случае снижается расход топлива на тепловой станции. The proposed unit is more economical, reliable, versatile and environmentally friendly than known units of a similar purpose. In addition, such units, which can be powered from the central mains, help maintain the required current frequency in the network, for example, in cases where there is wind, and excess electricity from the wind generator is supplied to the network. In this case, fuel consumption at the heat station is reduced.

Агрегат может широко использовать серийно выпускаемые узлы и элементы, прост в обращении и дешев. Установка его не требует специального изолированного помещения. Для его работы подходит практически любой вид топлива: твердое, жидкое, газообразное. Наиболее оптимальна работа агрегата от возобновляемых источников энергии: ветра, солнца и т. д. The unit can widely use commercially available components and elements, easy to use and cheap. Installing it does not require a special isolated room. Almost any type of fuel is suitable for its operation: solid, liquid, gaseous. The most optimal operation of the unit from renewable energy sources: wind, sun, etc.

Claims

1. A HEAT UNIT containing a heat exchanger installed in a common housing with a stove having rings, communicated by the inlet and outlet pipes, respectively, with the heat carrier source and through the connecting pipe to the input manifold of the heater connected by the output collector to the heat consumer, characterized in that, with the purpose of increasing efficiency, environmental friendliness, reliability, expanding the operating range and improving the accuracy of regulating the temperature of the coolant, the body is equipped with a furnace, the heat exchanger is dix on the latter and under the burner and heater is in the form of parallel pipes with electric heaters in each of them associated with a temperature sensor is further mounted on the output collector of the heater.

2. The unit according to claim 1, characterized in that it further comprises a bypass and a connecting line with a control valve each, connected at one of its ends respectively to the inlet manifold of the heater and the inlet pipe of the heat exchanger, and the others to the aforementioned connecting pipe provided between the connection points these lines with a shut-off valve.