RU218421U1 - HYBRID WALL GAS-ELECTRIC BOILER FOR APARTMENT HEATING - Google Patents

HYBRID WALL GAS-ELECTRIC BOILER FOR APARTMENT HEATING Download PDF

Info

Publication number
RU218421U1
RU218421U1 RU2023102251U RU2023102251U RU218421U1 RU 218421 U1 RU218421 U1 RU 218421U1 RU 2023102251 U RU2023102251 U RU 2023102251U RU 2023102251 U RU2023102251 U RU 2023102251U RU 218421 U1 RU218421 U1 RU 218421U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heating
hot water
energy
boiler
thermal
Prior art date
Application number
RU2023102251U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Леонидович Торопов
Original Assignee
Алексей Леонидович Торопов
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Леонидович Торопов filed Critical Алексей Леонидович Торопов
Application granted granted Critical
Publication of RU218421U1 publication Critical patent/RU218421U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области теплоэнергетики автономных систем теплоснабжения для получения тепловой энергии в виде горячей воды для отопления и горячего водоснабжения. Заявляемая конструкция может быть использована в промышленном и гражданском строительстве для отопления и горячего водоснабжения в автономных передвижных и стационарных объектах при выработке тепловой энергии за счет сжигания топливного газа и нагрева с помощью электрической энергии. В том числе, в автономных системах отопления и горячего водоснабжения многоквартирных зданий с разной высотой. Задачей полезной модели является разработка гибридного (работающего на двух видах энергии) котла для поквартирного отопления помещений малой площади, работающего в режиме «отопление» только на электрической энергии и на газообразном топливе только в режиме подготовки горячей воды. Технический результат поставленной задачи решается созданием гибридной конструкции настенного котла, работающего с двумя источниками тепловой энергии: энергии сгорания газообразного топлива при больших мощностях для подготовки горячей воды, подключенному к контуру водоснабжения и электрической энергии тепловых электрических нагревательных элементов для отопления, размещенных в проточном блоке теплового электрического нагрева, который подключен к магистрали отопительного контура.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of thermal power engineering of autonomous heat supply systems for obtaining thermal energy in the form of hot water for heating and hot water supply. The claimed design can be used in industrial and civil engineering for heating and hot water supply in autonomous mobile and stationary facilities in the production of thermal energy by burning fuel gas and heating with electrical energy. Including, in autonomous systems of heating and hot water supply of multi-apartment buildings with different heights. The objective of the utility model is to develop a hybrid (operating on two types of energy) boiler for apartment heating of small premises, operating in the "heating" mode only on electric energy and on gaseous fuel only in the hot water preparation mode. The technical result of the task is solved by creating a hybrid design of a wall-mounted boiler operating with two sources of thermal energy: the energy of combustion of gaseous fuel at high power for preparing hot water, connected to the water supply circuit and electric energy of thermal electric heating elements for heating, located in the flow block of the thermal electric heating, which is connected to the heating circuit line.
Figure 00000001

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к области теплоэнергетики автономных систем теплоснабжения для получения тепловой энергии в виде горячей воды для отопления и горячего водоснабжения. Заявляемая конструкция может быть использована в промышленном и гражданском строительстве для отопления и горячего водоснабжения в автономных передвижных и стационарных объектах при выработке тепловой энергии за счет сжигания топливного газа и нагрева с помощью электрической энергии. В том числе, в автономных системах отопления и горячего водоснабжения многоквартирных зданий с разной высотой.The utility model relates to the field of thermal power engineering of autonomous heat supply systems for obtaining thermal energy in the form of hot water for heating and hot water supply. The claimed design can be used in industrial and civil engineering for heating and hot water supply in autonomous mobile and stationary facilities in the production of thermal energy by burning fuel gas and heating with electrical energy. Including, in autonomous systems of heating and hot water supply of multi-apartment buildings with different heights.

Уровень техникиState of the art

Для теплоснабжения индивидуальных домов и квартир в качестве теплогенерирующего устройство часто используют газовые двухконтурные котлы, содержащие контур отопления и контур подготовки горячей воды. Необходимая тепловая мощность котла определяется размером отапливаемого помещения, количеством жильцов, местом расположения объекта и общими тепловыми потерями ограждающей конструкции дома. В большинстве случаев, для проживания одной семьи максимальная мощность теплогенератора не превышает 40 киловатт в час. С точки зрения экологии, выбросов парниковых газов, энергоэффективности в настоящее время наиболее эффективными являются газовые котлы с широким диапазоном изменения (модуляции) тепловой мощности. Конвекционные газовые котлы составляют 98% российского рынка отопительного оборудования, имеют диапазон изменения мощности от 40% до 100%, конденсационные котлы, составляющие оставшиеся 2% российского рынка, обладают возможностью регулировать тепловую мощность от 20% до 100%. Настенные газовые котлы мощностью до 24 киловатт нашли широкое распространение, как альтернатива централизованному теплоснабжению квартир в многоэтажных домах. Общее количество таких автономных систем теплоснабжения в Российской Федерации составляет около 3 миллионов. В автономных системах теплоснабжения объектов площадью до 100 квадратных метров, в большинстве случаев, используются двухконтурные настенные газовые котлы с возможностью применения одного теплового генератора для контура системы отопления (первый контур) и второго теплового генератора для подготовки горячей воды (второй контур). Газообразное топливо сгорает в камере с помощью горелочного устройства и нагревает теплообменник, по которому, под действием циркуляционного насоса, движется теплоноситель. Далее нагретый теплоноситель с помощью распределительного крана направляется в контур отопления для передачи тепловой энергии отопительным приборам отапливаемых помещений или в контур подготовки горячей воды для нагрева через второй теплообменник проточной холодной воды системы водоснабжения. Проблема работы газовых котлов автономных систем теплоснабжения заключаются в том, что расчет мощности тепловых генераторов по существующим в настоящее время нормативам выполняется из расчета обеспечением тепла при температуре окружающего атмосферного воздуха, соответствующей минимальной пятидневной температуре за последние 50 лет. Учитывая потепление климата в последние годы, а также то, что отопительный период длится от 5 до 7 месяцев в году, большую часть отопительного периода котельные установки должны работать в режиме, составляющем в 10 раз меньше, чем максимальная (расчетная) мощность котла. В частности, для квартир в многоэтажных домах, расположенных в центральной полосе РФ, площадью 45 квадратных метров максимальные тепловые потери при температуре окружающего воздуха минус 25 градусов Цельсия составляют не более 2,5 киловатт в час, а средние тепловые потери за отопительный период составляют 1,2 киловатта в час. 2-3 месяца в отопительном периоде года тепловые потери составляют менее 1 киловатта в час, что в 25 раз ниже мощности котла. Существующие газовые котлы не могут работать, как было указано выше, при таких маленьких тепловых нагрузках. Котлы переходят в режим работы постоянного включения - выключения, количество которых может составлять до 20 раз в час. Данный режим работы является нерасчетным и приводит к преждевременному выходу котла из строя. Работа газовых котлов в прерывистом режиме сопровождается резким снижением энергетической эффективности и повышенным выбросом угарного газа и других парниковых газов. Необходимо создать конструкцию, позволяющую обеспечить работу теплового генератора в широком диапазоне вырабатываемой мощности, составляющей до 50 раз, то есть мощность котла должна изменяться от 2% до 100%. Существующие конструкции газовых горелок любых газовых котлов не позволяют обеспечить такой широкий диапазон изменения мощности тепловой генерации.For heat supply of individual houses and apartments, gas double-circuit boilers are often used as a heat generating device, containing a heating circuit and a hot water preparation circuit. The required heat output of the boiler is determined by the size of the heated room, the number of residents, the location of the facility and the total heat loss of the building envelope. In most cases, for a single family, the maximum power of the heat generator does not exceed 40 kilowatts per hour. From the point of view of ecology, greenhouse gas emissions, energy efficiency, gas boilers with a wide range of changes (modulation) of thermal power are currently the most efficient. Convection gas boilers account for 98% of the Russian market for heating equipment, have a power variation range from 40% to 100%, condensing boilers, which make up the remaining 2% of the Russian market, have the ability to regulate thermal output from 20% to 100%. Wall-mounted gas boilers with a capacity of up to 24 kilowatts are widely used as an alternative to centralized heating of apartments in multi-storey buildings. The total number of such autonomous heat supply systems in the Russian Federation is about 3 million. In autonomous heat supply systems of objects with an area of up to 100 square meters, in most cases, double-circuit wall-mounted gas boilers are used with the possibility of using one heat generator for the heating system circuit (primary circuit) and a second heat generator for preparing hot water (second circuit). Gaseous fuel burns in the chamber with the help of a burner and heats the heat exchanger, through which, under the action of the circulation pump, the coolant moves. Next, the heated coolant is sent to the heating circuit with the help of a distribution valve to transfer thermal energy to the heating devices of heated rooms or to the hot water preparation circuit for heating through the second cold water heat exchanger of the water supply system. The problem of operation of gas boilers of autonomous heat supply systems lies in the fact that the calculation of the power of heat generators according to currently existing standards is carried out on the basis of providing heat at an ambient temperature corresponding to the minimum five-day temperature over the past 50 years. Given the warming of the climate in recent years, as well as the fact that the heating period lasts from 5 to 7 months a year, most of the heating period, boiler plants should operate in a mode that is 10 times less than the maximum (calculated) power of the boiler. In particular, for apartments in multi-storey buildings located in the central strip of the Russian Federation, with an area of 45 square meters, the maximum heat loss at an ambient temperature of minus 25 degrees Celsius is no more than 2.5 kilowatts per hour, and the average heat loss during the heating period is 1. 2 kilowatts per hour. 2-3 months in the heating period of the year, heat losses are less than 1 kilowatt per hour, which is 25 times lower than the boiler power. Existing gas boilers cannot operate, as mentioned above, with such small heat loads. The boilers go into the operating mode of constant on-off, the number of which can be up to 20 times per hour. This mode of operation is off-design and leads to premature failure of the boiler. The operation of gas boilers in intermittent mode is accompanied by a sharp decrease in energy efficiency and increased emissions of carbon monoxide and other greenhouse gases. It is necessary to create a design that allows the heat generator to operate in a wide range of generated power, up to 50 times, that is, the boiler power must vary from 2% to 100%. The existing designs of gas burners of any gas boilers do not allow for such a wide range of changes in the power of thermal generation.

Известен двухконтурный настенный газовый котел, содержащий вентилятор, главный теплообменник, контрольный датчик температуры, газовую горелку, электрозапальник, блок электронного регулирования, датчик протока нагреваемой воды для горячего водоснабжения, газовый вентиль, датчик температуры нагреваемой воды для горячего водоснабжения, запорный электромагнитный клапан контура отопительной воды, запорный электромагнитный клапан вторичного теплообменника, датчик давления отопительной воды, датчик работы вентилятора, автоматический выпускной клапан, предохранительный клапан, вторичный теплообменник, водяной насос, напорную трубу контура отопительной воды, возвратную трубу контура отопительной воды, трубу подачи нагретой воды для горячего водоснабжения, трубу подачи холодной воды для нагрева, трубу подпитки, обратный клапан подпиточной трубы, обратный клапан возвратной трубы, запорный электромагнитный клапан вторичного теплообменника, подпиточный насос, бак с подпиточной водой (см. патент на полезную модель RU №160237 U1, МПК F24H 1/00 от 24.03.2015 г.).A double-circuit wall-mounted gas boiler is known, containing a fan, a main heat exchanger, a temperature control sensor, a gas burner, an electric igniter, an electronic control unit, a heated water flow sensor for hot water supply, a gas valve, a heated water temperature sensor for hot water supply, a shut-off solenoid valve for the heating water circuit , shut-off solenoid valve of the secondary heat exchanger, heating water pressure sensor, fan operation sensor, automatic drain valve, safety valve, secondary heat exchanger, water pump, pressure pipe of the heating water circuit, return pipe of the heating water circuit, hot water supply pipe for domestic hot water, pipe cold water supply for heating, make-up pipe, check valve of the make-up pipe, check valve of the return pipe, shut-off solenoid valve of the secondary heat exchanger, make-up pump, make-up water tank (see utility model patent RU No. 160237 U1, IPC F24H 1/00 dated March 24, 2015).

Недостатком изобретения является то, что данный котел относится к конвекционным газовым котлам с диапазоном регулирования мощности от 40% до 100%, что не позволяет конструкции обеспечивать необходимый уровень компенсации тепловых потерь помещения при минимальных расчетных температурах и при температуре атмосферного воздуха в осенне-весенний период. Большую часть отапливаемого периода времени в году данный котел работает в режиме включения-выключения, что приводит к снижению энергетической эффективности, повышенным выбросам парниковых газов и дополнительным экономическим затратам.The disadvantage of the invention is that this boiler belongs to convection gas boilers with a power control range from 40% to 100%, which does not allow the design to provide the necessary level of compensation for heat losses in the room at the minimum design temperatures and at atmospheric air temperature in the autumn-spring period. Most of the heated period of the year, this boiler operates in on-off mode, which leads to reduced energy efficiency, increased greenhouse gas emissions and additional economic costs.

Известна КОНСТРУКЦИЯ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ (Патент RU №2496061 С2, МПК F24H 1/20. Опубликовано 20.10.2013, Бюл. №29).Known DESIGN OF THE WATER HEATER (Patent RU No. 2496061 C2, IPC F24H 1/20. Published 20.10.2013, Bull. No. 29).

Водонагревательная система с газовым водонагревательным устройством, которое подключено к впускной трубе для холодной воды и к выпускной трубе для горячей воды, отличающаяся тем, что дополнительно содержит электрический водонагреватель накопительного типа, встроенный по последовательной схеме в выпускную трубу для горячей воды и снабженный термостатом. Электрический водонагреватель установлен внутри газового водонагревательного устройства. Накопительная емкость электрического водонагревателя имеет накопительный объем менее 20 л.A water heating system with a gas-fired water heater connected to a cold water inlet pipe and a hot water outlet pipe, characterized in that it additionally contains an electric storage-type water heater built in series into the hot water outlet pipe and equipped with a thermostat. An electric water heater is installed inside a gas water heater. The storage capacity of the electric water heater has a storage capacity of less than 20 liters.

Недостатками данной конструкции является то, что она предназначена только для подготовки горячей воды и не решает вопросы отопления. Электрический водонагреватель, встроенный в котел, объемного типа, а основное назначение системы сгладить скачки температуры нагреваемой проточной воды в моменты начала потребления горячей воды или в периоды резкого изменения объема потребления. В данном конструктивном решении рассматривается только один момент - подготовки горячей воды. Не рассматриваются вопросы энергоэффективности при отоплении помещения, величины выбросов парниковых газов.The disadvantages of this design is that it is intended only for the preparation of hot water and does not solve heating issues. The electric water heater built into the boiler is of a volumetric type, and the main purpose of the system is to smooth out the temperature fluctuations of the heated running water at the start of hot water consumption or during periods of a sharp change in the volume of consumption. In this constructive solution, only one point is considered - the preparation of hot water. The issues of energy efficiency in space heating, the amount of greenhouse gas emissions are not considered.

Наиболее близким по технической сути является ГИБРИДНЫЙ НАСТЕННЫЙ ГАЗОВО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОТЕЛ (см. патент RU №2782081 С1, МПК F24H 1/08 от 25.01.2022), работающий с двумя источниками тепловой энергии: энергии сгорания газообразного топлива при больших мощностях и электрической энергии тепловых электрических нагревательных элементов, размещенных в проточном блоке теплового электрического нагрева, который установлен в обратную магистраль газового котла, после циркуляционного насоса, до главного теплообменника газового котла. Недостатком изобретения является то, что при поквартирном теплоснабжении, состоящим из отопления и подготовки горячей воды, использование природного газа необходимо только для обеспечения горячего водоснабжения, в котором необходимая тепловая мощность составляет 15-25 киловатт в час. В режиме «отопление» - тепловые потери ограждающих конструкций многоэтажных зданий незначительные и не превышают 3 киловатт в час. При этой мощности настенные газовые котлы работают в циклическом режиме постоянного включения и выключения (тактования) с низким КПД. При этом сокращается срок службы котла. В режиме «отопления» для квартир малой площади (до 50 квадратных метров) нет необходимости работы на газовом топливе, поскольку тепловые потери малы и котел в этом режиме всегда будет работать на электрической энергии. Работа настенного гибридного газового котла для поквартирного теплоснабжения должна происходить для обеспечения горячего водоснабжения только от природного газа, а в режиме «отопление» - только от электрической энергии. Если такой котел для квартир малой площади в режиме «отопление» никогда не переходит в режим использования газового топлива, то нет необходимости в гидравлическом распределительном узле, переключающем виды энергии с «электричество» на «газ» в этом режиме. Конструкция котла упрощается за счет исключения ряда деталей, становито более надежной и простой, имеет меньшую стоимость.The closest in technical essence is a HYBRID WALL GAS-ELECTRIC BOILER (see patent RU No. 2782081 C1, IPC F24H 1/08 dated January 25, 2022), operating with two sources of thermal energy: the combustion energy of gaseous fuel at high power and the electric energy of thermal electric heating elements placed in the flow block of thermal electric heating, which is installed in the return line of the gas boiler, after the circulation pump, to the main heat exchanger of the gas boiler. The disadvantage of the invention is that with apartment heating, consisting of heating and hot water preparation, the use of natural gas is necessary only to provide hot water, in which the required heat output is 15-25 kilowatts per hour. In the "heating" mode, the heat losses of the enclosing structures of multi-storey buildings are insignificant and do not exceed 3 kilowatts per hour. At this power, wall-mounted gas boilers operate in a cyclic mode of constant on and off (clocking) with low efficiency. This shortens the life of the boiler. In the "heating" mode for apartments of small area (up to 50 square meters), there is no need to work on gas fuel, since heat losses are small and the boiler in this mode will always work on electric energy. The work of a wall-mounted hybrid gas boiler for apartment heating should take place to provide hot water supply only from natural gas, and in the "heating" mode - only from electric energy. If such a boiler for small apartments in the "heating" mode never switches to the gas fuel mode, then there is no need for a hydraulic distribution unit that switches the types of energy from "electricity" to "gas" in this mode. The design of the boiler is simplified by eliminating a number of parts, it becomes more reliable and simple, and has a lower cost.

Раскрытие сущности полезной модели.Disclosure of the essence of the utility model.

Задачей предлагаемой полезной модели является разработка гибридного (работающего на двух видах энергии) котла для поквартирного отопления помещений малой площади, работающего в режиме «отопление» только на электрической энергии и на газообразном топливе только в режиме подготовки горячей воды. The objective of the proposed utility model is to develop a hybrid (operating on two types of energy) boiler for apartment heating of small areas, operating in the "heating" mode only on electric energy and on gaseous fuel only in the hot water preparation mode.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции котла за счет отсутствия необходимости в гидравлическом распределительном узле. The technical result of the proposed utility model is to simplify the design of the boiler due to the absence of the need for a hydraulic distribution unit.

Поставленная задача решается созданием гибридной конструкции настенного котла, работающего с двумя источниками тепловой энергии: энергии сгорания газообразного топлива при больших мощностях для подготовки горячей воды, подключенному к контуру водоснабжения и электрической энергии тепловых электрических нагревательных элементов только для отопления, размещенных в проточном блоке теплового электрического нагрева, который подключен к магистрали отопительного контура. Применение данной конструкции гибридного настенного котла позволяет снизить суммарные выбросы парниковых газов, поскольку при работе традиционного газового котла на малой мощности генерация тепла происходите режиме постоянного включения - выключения (тактования). Данный режим работы сопровождается резким снижением КПД, доходящим до 25%, сокращение срока службы котла до двух раз. Применение раздельного генерирования тепловой энергии в режиме ГВС только от энергии сгорания газообразного топлива и в режиме «отопление» только с использованием электрической энергии значительно упрощает конструкцию котла и снижает его стоимость. Данное техническое решении целесообразно применять в случаях, когда площадь квартиры не превышает 50 квадратных метров. В этом случае тепловые потери ограждающих конструкций в многоквартирных домах малы и необходимость отопления помещений с использованием энергии сжигания газообразного топлива отсутствует.The problem is solved by creating a hybrid design of a wall-mounted boiler operating with two sources of thermal energy: the energy of combustion of gaseous fuel at high power for the preparation of hot water, connected to the water supply circuit and electric energy of thermal electric heating elements for heating only, located in the flow block of thermal electric heating , which is connected to the heating circuit line. The use of this design of a hybrid wall-mounted boiler makes it possible to reduce total greenhouse gas emissions, since when a traditional gas boiler operates at low power, heat is generated in the mode of constant on-off (clocking). This mode of operation is accompanied by a sharp decrease in efficiency, reaching up to 25%, reducing the life of the boiler up to two times. The use of separate generation of thermal energy in the DHW mode only from the energy of combustion of gaseous fuel and in the "heating" mode only using electric energy greatly simplifies the design of the boiler and reduces its cost. This technical solution is advisable to apply in cases where the area of the apartment does not exceed 50 square meters. In this case, the heat losses of building envelopes in apartment buildings are small and there is no need for space heating using the energy of burning gaseous fuels.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фигуре 1 представлена схема гибридного настенного газово-электрического котла для поквартирного отопления, состоящего из двух контуров.The figure 1 shows a diagram of a hybrid wall-mounted gas-electric boiler for apartment heating, consisting of two circuits.

Конструкция котла состоит из:The design of the boiler consists of:

- корпуса котла 1;- boiler body 1;

- теплообменника 2 подготовки горячей воды;- heat exchanger 2 for hot water preparation;

- камеры сгорания 3 настенного котла;- combustion chambers of 3 wall-mounted boilers;

- газовой горелки 4 для нагрева воды в результате сгорания газообразного топлива;- gas burner 4 for heating water as a result of combustion of gaseous fuel;

- вентилятора 5 для удаления продуктов сгорания;- fan 5 to remove combustion products;

- воздушного клапана 6 удаления продуктов сгорания;- air valve 6 for removal of combustion products;

- патрубка подачи холодной воды 7;- cold water supply pipe 7;

- патрубка выхода горячей воды 8;- hot water outlet pipe 8;

- датчика потока холодной воды 9;- cold water flow sensor 9;

- блока теплового электрического нагрева 10 для нагрева теплоносителя;- block of thermal electric heating 10 for heating the coolant;

- тепловых электрических нагревательных элементов 11;- thermal electric heating elements 11;

- канала протока теплоносителя 12, выполненного в виде змеевика;- coolant flow channel 12, made in the form of a coil;

- циркуляционного насоса 13 отопительного контура;- circulation pump 13 of the heating circuit;

- расширительного бака 14 компенсации температурных расширений теплоносителя;- expansion tank 14 for compensation of thermal expansions of the coolant;

- предохранительного клапана 15 сброса давления;- pressure relief valve 15;

- воздухоудалительного клапана 16;- air valve 16;

- клапана заполнения и подпитки отопительного контура 17;- valve for filling and feeding the heating circuit 17;

- патрубка подачи 18 отопительного контура;- supply pipe 18 of the heating circuit;

- обратного патрубка 19 отопительного контура. - return pipe 19 of the heating circuit.

Осуществление полезной модели.Implementation of the utility model.

Настенный газовый котел работает в двух режимах: подготовка горячей воды в системе горячего водоснабжения (ГВС) и отопления (нагрева теплоносителя контура отопительных приборов).The wall-mounted gas boiler operates in two modes: preparation of hot water in the hot water supply system (DHW) and heating (heating of the heat carrier of the heating circuit).

При работе гибридного котла в режиме отопления (нагрева теплоносителя контура отопительных приборов) нагрев теплоносителя производится в блоке теплового электрического нагрева 10. Теплоноситель поступает в котел через обратный патрубок 19, проходит последовательно клапан заполнения и подпитки отопительного контура 17, воздухоудалительный клапан 16, предохранительный клапан 15 сброса давления. Компенсация температурных расширений теплоносителя производится расширительным баком 14 компенсации. Движение теплоносителя производится циркуляционным насосом 13. Теплоноситель поступает в блок теплового электрического нагрева 10 и движется по трубчатому каналу протока теплоносителя 12, выполненному в виде змеевика. В блоке теплового электрического нагрева 10 расположены тепловые электрические нагревательные элементы 11. Для передачи тепловой энергии от тепловых электрических нагревательных элементов 11 к трубчатому каналу протока теплоносителя 12, выполненному в виде змеевика, пространство между ними в блоке теплового электрического нагрева 10 заполнено материалом с высокой теплопроводностью. Далее нагретый теплоноситель поступает через патрубок подачи 18 отопительного контура в контур отопительных приборов (на рисунке не показан). Соединение всех элементов в корпусе осуществляется с помощью внутренних трубопроводов котла (на рисунке не обозначены). Для исключения тепловых потерь через дымоход (на рисунке не показан) после вентилятора 5 для удаления продуктов сгорания установлен воздушный клапан 6 удаления продуктов сгорания. Если газовый блок котла не работает, воздушный клапан 6 удаления продуктов сгорания находится в закрытом положении, вентилятор 5 для удаления продуктов сгорания не работает.When the hybrid boiler is operating in heating mode (heating of the coolant of the heating circuit), the heating of the coolant is carried out in the thermal electric heating unit 10. The coolant enters the boiler through the return pipe 19, passes in series the valve for filling and replenishing the heating circuit 17, the air vent valve 16, the safety valve 15 pressure release. Compensation for thermal expansion of the coolant is carried out by the expansion tank 14 compensation. The movement of the coolant is carried out by the circulation pump 13. The coolant enters the thermal electric heating unit 10 and moves along the tubular channel of the coolant flow 12, made in the form of a coil. Thermal electric heating elements 11 are located in the thermal electric heating unit 10. To transfer thermal energy from the thermal electric heating elements 11 to the tubular channel of the coolant flow 12, made in the form of a coil, the space between them in the thermal electric heating unit 10 is filled with a material with high thermal conductivity. Next, the heated coolant enters through the supply pipe 18 of the heating circuit into the heating circuit (not shown in the figure). The connection of all elements in the body is carried out using the internal pipelines of the boiler (not marked in the figure). To exclude heat losses through the chimney (not shown in the figure), an air valve 6 for removing combustion products is installed after the fan 5 to remove combustion products. If the gas block of the boiler does not work, the air valve 6 for removing combustion products is in the closed position, the fan 5 for removing combustion products does not work.

В режиме подготовки горячей воды системы горячего водоснабжения (ГВС) данный котел работает исключительно на газе, создавая максимальную тепловую мощность.In the hot water preparation mode of the hot water supply system (DHW), this boiler operates exclusively on gas, creating maximum heat output.

Потребитель открывает кран с горячей водой, начинается расход воды. При этом холодная вода начинает поступать через входной патрубок 7 и датчик потока холодной воды 9, который передает сигнал в систему управления котла (на рисунке не показана). Система управления подключает газовый блок котла. Холодная вода, с помощью сжигания газа в газовой горелке 4, нагревается в теплообменнике подготовки горячей воды 2, поступает потребителю в виде горячей воды через выходной патрубок 8. Соединение всех элементов в корпусе осуществляется с помощью внутренних трубопроводов котла (на рисунке не обозначены). В режиме работы котла для подготовки горячей воды в системе горячего водоснабжения (ГВС) воздушный клапан 6 удаления продуктов сгорания постоянно открыт, вентилятор 5 для удаления продуктов сгорания работает.The consumer opens the tap with hot water, the flow of water begins. In this case, cold water begins to flow through the inlet pipe 7 and the cold water flow sensor 9, which transmits a signal to the boiler control system (not shown in the figure). The control system connects the gas block of the boiler. Cold water, by means of gas combustion in the gas burner 4, is heated in the hot water preparation heat exchanger 2, supplied to the consumer in the form of hot water through the outlet pipe 8. All elements in the casing are connected using the internal pipelines of the boiler (not shown in the figure). In the mode of operation of the boiler for preparing hot water in the hot water supply system (DHW), the air valve 6 for removing combustion products is constantly open, the fan 5 for removing combustion products is running.

Гибридный котел имеет не пересекающиеся между собой независимые контуры - контур системы отопления и контур системы горячего водоснабжения (ГВС). Эти контуры имеют разные, независимые источники тепловой энергии и разные теплоносители. Такая схема позволяет обеспечить одновременную работу гибридного котла в режиме отопления и в режиме подготовки горячей воды системы горячего водоснабжения (ГВС). При одновременной работе гибридного котла: в режиме отопления от блока теплового электрического нагрева 10 и в режиме подготовки горячей воды от газового блока, воздушный клапан 6 удаления продуктов сгорания постоянно открыт, вентилятор 5 для удаления продуктов сгорания работает.The hybrid boiler has independent circuits that do not intersect with each other - the heating system circuit and the hot water supply circuit (DHW). These circuits have different, independent sources of thermal energy and different heat carriers. Such a scheme allows simultaneous operation of the hybrid boiler in the heating mode and in the hot water preparation mode of the hot water supply system (DHW). During the simultaneous operation of the hybrid boiler: in the heating mode from the thermal electric heating unit 10 and in the hot water preparation mode from the gas unit, the air valve 6 for removing combustion products is constantly open, the fan 5 for removing combustion products is running.

Применение двух источников тепловой энергии: электрического при потребной тепловой мощности для режима отопления и энергии сжигания горючего газа при режиме подготовки горячей воды системы горячего водоснабжения (ГВС) позволяет создать гибридный настенный гязово-электрический котел, достигающий наивысших показателей энергетической эффективности настенных котлов.The use of two sources of thermal energy: electric with the required thermal power for the heating mode and the energy of combustible gas combustion in the mode of preparing hot water of the hot water supply system (DHW) allows you to create a hybrid wall-mounted gas-electric boiler that achieves the highest energy efficiency of wall-mounted boilers.

Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The proposed utility model in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- применение двух источников тепловой энергии: электрического и энергии сжигания газообразного топлива позволяет создать гибридный настенный газово-электрический котел, достигающий наивысших показателей энергетической эффективности настенных котлов;- the use of two sources of thermal energy: electric and gaseous fuel combustion energy allows you to create a hybrid wall-mounted gas-electric boiler that achieves the highest energy efficiency of wall-mounted boilers;

- возможность одновременной работы режима отопления и режима подготовки горячей воды системы горячего водоснабжения (ГВС);- the possibility of simultaneous operation of the heating mode and the hot water preparation mode of the hot water supply system (DHW);

- пониженным выбросом парниковых газов;- reduced greenhouse gas emissions;

- сохранением ресурса работы котла;- preservation of the resource of the boiler;

- уменьшением тепловых потерь черед дымоход;- reduction of heat losses through the chimney;

- упрощение конструкции котла;- simplification of the boiler design;

- увеличение надежности котла.- increasing the reliability of the boiler.

Поскольку заявленная полезная модель отличается от наиболее близкого аналога рядом существенных признаков, она соответствует условию патентоспособности «новизна».Since the claimed utility model differs from the closest analogue by a number of essential features, it meets the condition of patentability "novelty".

В основу заявленной полезной модели положены известные законы материального мира, что позволяет утверждать о соответствии условию «промышленная применимость».The claimed utility model is based on the known laws of the material world, which allows us to assert that the condition "industrial applicability" is met.

Claims (1)

Настенный газово-электрический котел для отопления и подготовки горячей воды, содержащий общий корпус, теплообменники, газовую горелку, вентилятор, блок электрического нагрева, расширительный бак, циркуляционный насос, предохранительный клапан, воздухоудалительный клапан, внутренние трубопроводы котла, патрубки присоединения контуров отопления и горячего водоснабжения, отличающийся тем, что электрический нагреватель установлен с возможностью осуществлять нагрев воды только в контуре горячего водоснабжения, а газовая горелка - только в отопительном контуре, причем магистрали контуров отопления и горячего водоснабжения между собой не пересекаются.Wall-mounted gas-electric boiler for heating and hot water preparation, containing a common body, heat exchangers, a gas burner, a fan, an electric heating unit, an expansion tank, a circulation pump, a safety valve, an air vent valve, boiler internal pipelines, pipes for connecting heating and hot water supply circuits , characterized in that the electric heater is installed with the ability to heat water only in the hot water circuit, and the gas burner - only in the heating circuit, and the mains of the heating and hot water circuits do not intersect with each other.
RU2023102251U 2023-02-01 HYBRID WALL GAS-ELECTRIC BOILER FOR APARTMENT HEATING RU218421U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU218421U1 true RU218421U1 (en) 2023-05-25

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU89209U1 (en) * 2009-07-27 2009-11-27 Борис Григорьевич Белецкий WATER COMBINED BOILER
KR101835269B1 (en) * 2017-06-01 2018-03-08 (주)대우건설 Hybrid boiler for low-carbon and Eco-friendly, and the control method thereof
RU184497U1 (en) * 2017-08-17 2018-10-29 Общество с ограниченной ответственностью "ТИНТА" Gas-fired boiler
RU2782081C1 (en) * 2022-01-25 2022-10-21 Алексей Леонидович Торопов Hybrid wall gas-electric boiler

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU89209U1 (en) * 2009-07-27 2009-11-27 Борис Григорьевич Белецкий WATER COMBINED BOILER
KR101835269B1 (en) * 2017-06-01 2018-03-08 (주)대우건설 Hybrid boiler for low-carbon and Eco-friendly, and the control method thereof
RU184497U1 (en) * 2017-08-17 2018-10-29 Общество с ограниченной ответственностью "ТИНТА" Gas-fired boiler
RU2782081C1 (en) * 2022-01-25 2022-10-21 Алексей Леонидович Торопов Hybrid wall gas-electric boiler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030213245A1 (en) Organic rankine cycle micro combined heat and power system
CN204100217U (en) Power economized boiler
CN104807171A (en) Gas-electric combined type water heater
CN201983415U (en) Secondary heat exchange type fuel-gas water heater
RU218421U1 (en) HYBRID WALL GAS-ELECTRIC BOILER FOR APARTMENT HEATING
CN202133025U (en) Heating hot-water system with heat accumulating type domestic electric water heater
RU2782081C1 (en) Hybrid wall gas-electric boiler
RU203004U1 (en) WALL-MOUNTED CONVECTION GAS BOILER FOR APARTMENT HEATING WITH DOUBLE-WALL ATMOSPHERIC BURNER
CN210688157U (en) Steam system
CN201724312U (en) Heating device with solar energy water heater and coal burning boiler for complementation
RU2333432C1 (en) Condensation universal water-heating installation of external accommodation
CN214172381U (en) Novel small-scale liquid alcohol-based heat supply system
CN201662035U (en) Energy-saving steam and hot water boiler with heat exchange function
CN105387507A (en) Energy-saving and environment-friendly fuel gas condensation module heating unit
CN205245299U (en) Energy -concerving and environment -protective type gas condensation module unit heater
ES1231070U (en) Mixed electric boiler for heating and/or DHW with thermal oil (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
CN211476314U (en) Sectional type burning wall hanging stove
CN104929707B (en) Power station exhaust steam latent heat and exhaust smoke waste heat combined generating system and optimizing running method
RU2327096C1 (en) Universal heater
RU2110017C1 (en) Combined heating system with solar hot water supply unit
Toropov Gas-electric hybrid wall-mounted boiler
CN2435632Y (en) Multi-functional oil-burning pressureless hot water boiler
Series Construction specifications
RU199017U1 (en) OUTDOOR WATER BOILER
Qazoqov Possibilities of modern heating systems for private homes