RU2064138C1

RU2064138C1 - Water heater

Info

Publication number: RU2064138C1
Application number: RU93002767A
Authority: RU
Inventors: Николай Денисович Отычко; Николай Николаевич Ильин
Original assignee: Проектно-конструкторский и технологический институт "Газоаппарат"
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: heating of and hot-water supply to individual houses. SUBSTANCE: water heater has water tank, inlet and outlet pipes, heat pipe with overflow device. Heat pipe is provided with evaporation and condensation chambers. Top part of condensation chamber is movable thermosiphon and bottom one has condensate header. Water heating feeds steam to condensation chamber and stretches thermosiphon causing water ejection from water tank through outlet pipe to system. Upon condensation of water vapors within condensation chamber thermosiphon returns to initial position and new portion of water is sucked into water tank through inlet pipe. EFFECT: simplified design. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах децентрализованного отопления и горячего водоснабжения. The invention relates to the field of energy and can be used in decentralized heating systems and hot water supply.

Известен конденсационный отопительный котел, имеющий цилиндрическую форму с топкой, дымогарные трубы, кожух с колпаком, подтопочное пространство, емкость сбора конденсата (заявка ФРГ N 3329985, F 24 Н 1/36, 1983г.). Known condensation heating boiler, having a cylindrical shape with a furnace, smoke tubes, a casing with a cap, a heating space, a condensate collection tank (application Germany N 3329985, F 24 N 1/36, 1983).

Недостатком известного водонагревателя является большая удельная металлоемкость, обусловленная большой поверхностью теплообмена для достижения конденсации водяных паров из продуктов горения, а также наличием тягодутьевых устройств, необходимых для движения продуктов горения сверху вниз. A disadvantage of the known water heater is the large specific metal consumption due to the large heat exchange surface to achieve condensation of water vapor from the combustion products, as well as the presence of draft devices necessary for the combustion products to move from top to bottom.

Из уровня техники в области энергетики известны также водонагреватели, содержащие водяной бак с входным и выходным патрубками, камеру сгорания, горелочное устройство, а также тепловые трубы. The prior art in the field of energy also known water heaters containing a water tank with inlet and outlet pipes, a combustion chamber, a burner device, as well as heat pipes.

По совокупности признаков наиболее близким к заявленному из известных из уровня техники водонагревателей является водонагреватель, содержащий водяной бак, камеру сгорания, газовую горелку, жаровую трубу, тепловые трубы, испарители, которые установлены в камере сгорания и соединены между собой, а конденсаторы в водяном баке [1]
Известный водонагреватель по своей конструкции такой, что может работать лишь в системах отопления и горячего водоснабжения, снабженных насосом для осуществления принудительной циркуляции теплоносителя. Это усложняет систему отопления и горячего водоснабжения, делает высокими приведенные затраты на ее изготовление и эксплуатацию.According to the set of features, the closest to the claimed water heater known from the prior art is a water heater containing a water tank, a combustion chamber, a gas burner, a heat pipe, heat pipes, evaporators that are installed in the combustion chamber and interconnected, and the condensers in the water tank [ 1]
A well-known water heater in its design is such that it can only work in heating and hot water systems equipped with a pump for the forced circulation of the coolant. This complicates the heating system and hot water supply, makes the high costs for its manufacture and operation high.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном водонагревателе тепловая труба снабжена переливным устройством периодического действия, расположенным между ее испарительной и конденсационной частями, причем последняя выполнена подвижной, а входной и выходной патрубки снабжены обратными клапанами. The essence of the invention lies in the fact that in a known water heater, the heat pipe is equipped with a periodic overflow device located between its evaporative and condensation parts, the latter being movable, and the inlet and outlet pipes are equipped with check valves.

Переливное устройство может быть выполнено в виде гидрозатвора, может быть снабжено клапаном, взаимосвязанным с поверхностью конденсационной части тепловой трубы, или снабжено клапаном с термочувствительным водилом, либо с пневмочувствительным водилом. The overflow device can be made in the form of a water seal, can be equipped with a valve interconnected with the surface of the condensation part of the heat pipe, or equipped with a valve with a heat-sensitive carrier or with a pneumosensitive carrier.

Отличие заявленного водонагревателя от известного заключается в том, что кроме нагрева воды, т.е. выполнения им своей прямой функции, он, кроме того, обеспечивает и циркуляцию воды в системе отопления и горячего водоснабжения, используя один источник тепла (газовую или жидкотопливную горелку или любое твердое топливо). Водонагреватель предлагаемой конструкции может быть использован и как насос, например, на садовом участке для полива и подогрева воды, поступающей из колодца. При этом в качестве топлива может использоваться солома, ветки и т.п. The difference between the claimed water heater and the known one is that in addition to heating the water, i.e. performing his direct function, he, in addition, ensures the circulation of water in the heating system and hot water supply, using one heat source (gas or oil burner or any solid fuel). A water heater of the proposed design can also be used as a pump, for example, in a garden plot for irrigation and heating of water coming from a well. Moreover, straw, branches, etc. can be used as fuel.

Сущность изобретения поясняется также графическим материалом, где на фиг. 1 заявленный водонагреватель схематично изображен в разрезе, на фиг. 2
тепловая труба с переливным устройством, на фиг.3 вариант переливного устройства с термочувствительным водилом, на фиг. 4 вариант переливного устройства с клапаном.The invention is also illustrated by graphic material, where in FIG. 1, the claimed water heater is schematically shown in section; FIG. 2
a heat pipe with an overflow device, in FIG. 3 a variant of an overflow device with a heat-sensitive carrier, in FIG. 4 option overflow device with valve.

Водонагреватель содержит водяной бак 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, камеру сгорания 4, горелочное устройство 5, тепловую трубу 6 с переливным устройством 7. Тепловая труба имеет испарительную 8 и конденсационную 9 камеры, верхняя часть конденсационной камеры выполнена в виде сильфона 10, а нижняя снабжена сборником 11 конденсата 12. Продукты сгорания из камеры сгорания по жаровым трубам 13 поступают в дымоход 14. The water heater contains a water tank 1 with inlet 2 and outlet 3 nozzles, a combustion chamber 4, a burner 5, a heat pipe 6 with an overflow device 7. The heat pipe has an evaporation 8 and condensation 9 chambers, the upper part of the condensation chamber is made in the form of a bellows 10, and the bottom is equipped with a condensate collector 11. Combustion products from the combustion chamber through the heat pipes 13 enter the chimney 14.

Переливное устройство может быть снабжено клапаном 15, взаимодействующим с термочувствительным водилом 16 или со штоком 17. The overflow device may be equipped with a valve 15 that interacts with the heat-sensitive carrier 16 or with the stem 17.

Водонагреватель работает следующим образом. The water heater operates as follows.

При включении горелочного устройства 5 продукты сгорания омывают стенки камеры сгорания 4 и испарительную камеру 8 термосильфона 10. Далее продукты сгорания проходят по жаровым трубам 13 и отводятся в дымоход 14. При этом происходит нагрев воды во внутренней полости водяного бака 1 и жидкости в испарительной полости 8 тепловой трубы 6. В процессе испарения жидкости повышается давление внутри термосильфона 10, что приводит к его растяжению. Последний сжимает воду внутри водяного бака 1 и выталкивает ее через выходной патрубок 3 с обратным клапаном. В течение некоторого времени пар, контактируя со стенками камеры 9, конденсируется и стекает в сборник 11 конденсата 12. При этом давление внутри термосильфона снижается, и сильфон 10 возвращается в исходное состояние. Соответственно снижается давление в водяном баке 1, и через входной патрубок 2 с обратным клапаном засасывается порция воды. When the burner device 5 is turned on, the combustion products wash the walls of the combustion chamber 4 and the evaporation chamber 8 of the thermo bellows 10. Next, the combustion products pass through the heat pipes 13 and are discharged into the chimney 14. In this case, water is heated in the inner cavity of the water tank 1 and the liquid in the evaporation cavity 8 heat pipe 6. In the process of evaporation of the liquid, the pressure inside the thermo bellows 10 increases, which leads to its expansion. The latter compresses the water inside the water tank 1 and pushes it through the outlet pipe 3 with a check valve. For some time, the steam, in contact with the walls of the chamber 9, condenses and drains into the condensate collector 11. In this case, the pressure inside the thermo bellows decreases and the bellows 10 returns to its original state. Accordingly, the pressure in the water tank 1 decreases, and a portion of water is sucked in through the inlet pipe 2 with a check valve.

После полной конденсации жидкости внутри термосильфона ее уровень внутри сборника 11 достигает максимальной величины и через трубку переливного устройства 7 она сливается в камеру 8, после чего цикл повторяется. After complete condensation of the liquid inside the thermosylphon, its level inside the collector 11 reaches its maximum value and through the tube of the overflow device 7 it merges into the chamber 8, after which the cycle repeats.

Возможны несколько вариантов переливного устройства. На фиг. 3 изображено переливное устройство, трубка которого закрывается клапаном 15, взаимодействующим с термочувствительным водилом 16, а на фиг. 4 клапан 15 взаимодействует со штоком 17, закрепленном на крышке конденсационной камеры 9. ЫЫЫ2 Several overflow options are possible. In FIG. 3 shows an overflow device, the tube of which is closed by a valve 15 interacting with a heat-sensitive carrier 16, and in FIG. 4, the valve 15 interacts with the stem 17 mounted on the cover of the condensation chamber 9.

Claims

1. A water heater comprising a water tank with inlet and outlet nozzles, a combustion chamber, a burner, a heat pipe, the evaporation part of which is located in the combustion chamber, and a condensation part in the water tank, characterized in that the heat pipe is equipped with a periodic overflow device located between its evaporative and condensation parts, the latter being movable, and the inlet and outlet nozzles are equipped with check valves.

2. The water heater according to claim 1, characterized in that the overflow device is made in the form of a water seal.

3. The water heater according to claim 1, characterized in that the overflow device is equipped with a valve interconnected with the surface of the condensation part of the heat pipe.

4. The water heater according to claim 1, characterized in that the overflow device is equipped with a valve with a heat-sensitive carrier.

5. The water heater according to claim 1, characterized in that the overflow device is equipped with a valve with an air-sensitive carrier.