RU2169316C1

RU2169316C1 - Heating boiler

Info

Publication number: RU2169316C1
Application number: RU2000125504/06A
Authority: RU
Inventors: В.А. Чумель; И.Н. Чумаченко; А.В. Ладыгин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Гидронмаш"
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2001-06-20

Abstract

FIELD: preheating of heat-transfer agent; heating of living spaces and production areas equipped with water heating systems at forced circulation of heat-transfer agent. SUBSTANCE: heating boiler has insulated shell with furnace in its lower portion; furnace chamber is provided with gas burners; heat exchanger in form of tube bundle is arranged under burners; tubes are connected to inlet and outlet water headers; flue gas header with outlet hole is arranged in upper portion. Tubes of heat exchanger are made from copper or from copper-and-nickel alloy and water headers are made from cast iron. Each tube of heat exchanger is provided with baffles. Flue gas header is provided with flue gas flow draft interrupter. Boiler is also provided with control unit which includes relay showing presence of draft fitted in flue gas header and relay showing presence of water flow in inlet header; both relays are connected with ignition unit. EFFECT: enhanced efficiency of utilization of heat of boiler flue gases; possibility of performing unattended maintenance. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к водогрейным котлам, предназначенным для теплоснабжения индивидуальных домов и зданий коммунально-бытового назначения, оборудованных системами водяного отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. The invention relates to a power system, in particular, to hot water boilers designed for heating individual houses and buildings for public use, equipped with water heating systems with forced circulation of the coolant.

Известен отопительный котел, содержащий изолированный корпус с топкой и теплообменником в виде пучка труб, подключенных к входному и выходному водяным коллекторам (см. RU 94011526 A1, 20.12.1995). A heating boiler is known that contains an insulated casing with a furnace and a heat exchanger in the form of a bundle of pipes connected to the inlet and outlet water collectors (see RU 94011526 A1, 12.20.1995).

Однако известный водогрейный котел характеризуется невысокой эффективностью использования тепловой энергии. However, the well-known hot water boiler is characterized by low efficiency of use of thermal energy.

Известен также отопительный котел, принятый за прототип и содержащий изолированный корпус, включающий размещенные в нижней части топочную камеру с газовыми горелками, над ними теплообменник в виде пучка труб, подключенных к входному и выходному водяным коллекторам, а в верхней части - коллектор дымовых газов с выходным отверстием (см. WO 93/05347, 18.03.1993). Also known is a heating boiler, adopted for the prototype and containing an insulated casing, including a combustion chamber with gas burners located at the bottom, a heat exchanger in the form of a tube bundle connected to the inlet and outlet water collectors, and in the upper part a flue gas collector with an outlet hole (see WO 93/05347, 03/18/1993).

Недостатком известного котла является его сравнительно низкая производительность вследствие невысокой теплоотдачи поверхностей нагрева теплообменника и отсутствия автоматизированной системы регулирования и контроля. A disadvantage of the known boiler is its relatively low productivity due to the low heat transfer from the heating surfaces of the heat exchanger and the lack of an automated control and regulation system.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности использования тепла дымовых газов котла, а также обеспечение возможности его эксплуатации без привлечения обслуживающего персонала. The objective of the present invention is to increase the efficiency of heat utilization of the flue gases of the boiler, as well as providing the possibility of its operation without the involvement of staff.

Поставленная задача решается тем, что отопительный котел, содержащий изолированный корпус, включающий размещенные в нижней части топочную камеру с газовыми горелками, над ними теплообменник в виде пучка труб, подключенных к входному и выходному водяным коллекторам, а в верхней части - коллектор дымовых газов с выходным отверстием, согласно изобретению снабжен блоком управления, трубы теплообменника выполнены из меди или медно-никелевого сплава, а водяные коллекторы - из чугуна, каждая труба теплообменника снабжена отражательными пластинами, закрепленными на диффузорах, установленных на водяных коллекторах, в коллекторе дымовых газов установлен тягопрерыватель потока дымовых газов, а блок управления включает реле наличия тяги, размещенное в коллекторе дымовых газов, и реле наличия потока воды во входном коллекторе, связанные с блоком зажигания. The problem is solved in that a heating boiler containing an insulated casing, including a combustion chamber with gas burners located in the lower part, a heat exchanger in the form of a tube bundle connected to the inlet and outlet water collectors, and in the upper part, a flue gas collector with an outlet according to the invention, the hole is provided with a control unit, the heat exchanger tubes are made of copper or a copper-nickel alloy, and the water collectors are made of cast iron, each heat exchanger tube is equipped with reflective plates We, mounted on diffusers mounted on water collectors, have a flue gas flow breaker installed in the flue gas collector, and the control unit includes a thrust relay located in the flue gas collector and a water flow presence relay in the input manifold associated with the ignition unit.

Поставленная задача решается также тем, что водяные коллекторы могут быть расположены с одной стороны корпуса, а с противоположной его стороны размещена смесительная камера. The problem is also solved by the fact that the water collectors can be located on one side of the housing, and on the opposite side of it there is a mixing chamber.

На фиг. 1 представлен предлагаемый отопительный котел. In FIG. 1 shows the proposed heating boiler.

На фиг. 2 - отопительный котел в разрезе. In FIG. 2 - sectional heating boiler.

На фиг. 3 - элемент теплообменника. In FIG. 3 - element of the heat exchanger.

Предлагаемый отопительный котел содержит изолированный корпус 1, включающий размещенные в нижней части топочную камеру 2 с газовыми горелками 3, над ними теплообменник в виде пучка оребренных труб 4, подключенных к входному и выходному водяным коллекторам 5 и 6 соответственно, а в верхней части - коллектор 7 дымовых газов с выходным отверстием 8. Трубы 4 теплообменника выполнены из меди или медно-никелевого сплава, а водяные коллекторы 5 и 6 - из чугуна. Каждая труба 4 теплообменника снабжена отражательными пластинами 9, установленными на его поверхности и скрепленными стяжками 10. В коллекторе 7 дымовых газов установлен тягопрерыватель 11 потока дымовых газов. Котел также снабжен блоком управления, который включает реле 12 наличия тяги, размещенное в коллекторе 7 дымовых газов, и реле 13 наличия потока воды во входном коллекторе 5, связанные с блоком 14 зажигания. В случае расположения водяных коллекторов 5 и 6 с одной стороны корпуса 1 с противоположной его стороны размещена смесительная камера 15. The proposed heating boiler contains an insulated housing 1, including a combustion chamber 2 with gas burners 3 located in the lower part, a heat exchanger in the form of a bundle of finned tubes 4 connected to the inlet and outlet water collectors 5 and 6, respectively, and the collector 7 in the upper part flue gas with an outlet 8. The pipes 4 of the heat exchanger are made of copper or a copper-nickel alloy, and the water collectors 5 and 6 are made of cast iron. Each pipe 4 of the heat exchanger is equipped with reflective plates 9 mounted on its surface and fastened with screeds 10. In the flue gas collector 7, a flue gas flow trap 11 is installed. The boiler is also equipped with a control unit, which includes a thrust relay 12, located in the flue gas collector 7, and a water flow presence relay 13 in the inlet manifold 5, connected to the ignition unit 14. If the water collectors 5 and 6 are located on one side of the housing 1, a mixing chamber 15 is placed on its opposite side.

Работа котла осуществляется следующим образом. The operation of the boiler is as follows.

Теплоноситель из системы подается котловым насосом (не показан) во входной коллектор 5, далее проходит по трубам 4 теплообменника, нагревается и выходит через выходной коллектор 6 к потребителю. При расположении водяных коллекторов 5 и 6 с одной стороны корпуса 1 котла теплоноситель проходит из входного коллектора 5 по части труб 4, попадает в смесительную камеру 15, разворачивается на 180^o и проходит по другой части труб 4 в выходной коллектор 6. Теплообменник котла выбран малоемкостным с трубами 4 из меди или медно-никелевого сплава с внутренним диаметром, равным 21-23 мм, и с наружным оребрением, что позволяет эффективно забирать тепло от теплосодержащих дымовых газов, проходящих от газовых горелок 3 в топочной камере 2 через трубы 4 теплообменника в коллектор 7. Трубы 4 покрыты сверху отражательными пластинами 9, создающими завихрения потока дымовых газов, тем самым увеличивая эффективность использования их тепла. Дымовые газы, отдав тепло через трубы 4 теплоносителю, поступают в коллектор 7, где установлен тягопрерыватель 11. Основной функцией тягопрерывателя 11 является обеспечение независимости процесса удаления дымовых газов из котла от изменяющейся аэродинамики дымовой трубы (не показана). Поскольку аэродинамическое сопротивление описываемого котла мало, возможно применение дымовых труб минимальной высоты. Автоматический блок управления котлом включает блок 14 электронного зажигания и контроля пламени, реле 12 наличия тяги и реле 13 наличия потока воды. В случае прекращения циркуляции воды, прекращения подачи электроэнергии, утечки воды из системы автоматика котла обеспечивает отключение подачи газа к горелкам 3, а при восстановлении исходных рабочих условий котла блок 14 электронного зажигания включает его в работу. Наличие такой системы управления позволяет эксплуатировать предлагаемый котел без привлечения обслуживающего персонала.The coolant from the system is supplied by a boiler pump (not shown) to the input manifold 5, then passes through the pipes 4 of the heat exchanger, heats up and exits through the output manifold 6 to the consumer. When the water collectors 5 and 6 are located on one side of the boiler body 1, the coolant passes from the inlet manifold 5 along part of the pipes 4, enters the mixing chamber 15, rotates 180 ^° and passes through the other part of the pipes 4 to the output manifold 6. The boiler heat exchanger is selected as low-capacitance with pipes 4 made of copper or a copper-nickel alloy with an inner diameter equal to 21-23 mm, and with external fins, which allows you to effectively collect heat from heat-containing flue gases passing from gas burners 3 in the combustion chamber 2 through pipes 4 heat exchanger into the collector 7. Pipes 4 are coated on top with reflective plates 9, creating swirls of the flue gas stream, thereby increasing the efficiency of their heat use. Flue gases, passing heat through the pipes 4 to the coolant, enter the collector 7, where the trap chopper 11 is installed. The main function of the trap chopper 11 is to ensure that the process of removing flue gases from the boiler is independent of the changing aerodynamics of the chimney (not shown). Since the aerodynamic drag of the described boiler is small, it is possible to use chimneys of a minimum height. The automatic boiler control unit includes an electronic ignition and flame control unit 14, a thrust relay 12 and a water flow relay 13. In the event of a cessation of water circulation, a power outage, water leakage from the system, the boiler automatics shuts off the gas supply to the burners 3, and when the initial working conditions of the boiler are restored, the electronic ignition unit 14 turns it on. The presence of such a control system allows you to operate the proposed boiler without the involvement of staff.

Claims

1. A heating boiler comprising an insulated casing including a combustion chamber located in the lower part with gas burners, above them a heat exchanger in the form of a tube bundle connected to the inlet and outlet water collectors, and in the upper part - a flue gas collector with an outlet, characterized in that it is equipped with a control unit, the heat exchanger pipes are made of copper or a copper-nickel alloy, and the water collectors are made of cast iron, each heat exchanger pipe is equipped with reflective plates, in the flue gas collector a flue gas flow trap is installed, and the control unit includes a draft presence relay located in the flue gas collector and a water flow presence relay in the inlet manifold associated with the ignition unit.

2. The boiler according to claim 1, characterized in that the water collectors are located on one side of the housing, and a mixing chamber is located on its opposite side.