RU2319908C1

RU2319908C1 - Device for heating water

Info

Publication number: RU2319908C1
Application number: RU2006117742/06A
Authority: RU
Inventors: ндин Владимир Дмитриевич Ну (RU); Владимир Дмитриевич Нуяндин; Владимир Сергеевич Григорьев (RU); Владимир Сергеевич Григорьев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КАМЕТ"
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2008-03-20
Also published as: RU2006117742A

Abstract

FIELD: heat supply systems.

SUBSTANCE: device comprises metallic tank for water to be heated, U-shaped heater that is submerged into the water, and automatic gas-burning unit. The supply and return ducts of the heater are connected in series. The return duct is made of two hemispheres whose flat surfaces are provided with pins and have cylindrical strikers welded to the surface so that to be directed inward. When the strikers vibrate due to burning, they strike on the spherical surface thus causing a sound wave that removes scale and film boiling.

EFFECT: enhanced reliability and efficiency and reduced sizes.

4 dwg

Description

Изобретение относится к газовым водогрейным системам, используемых для автономного теплообеспечения и горячего водоснабжения производственных и жилых помещений.The invention relates to gas water heating systems used for autonomous heat supply and hot water supply of industrial and residential premises.

Известны водогрейные устройства для автономного теплоснабжения различной мощности, такие как котлы фирмы STG (COMPACT, STANDART), Юнкерс, Сонье-Дюваль (каталог продукции 2005 г.) и др. Это жаротрубные, стальные котлы двух- и трехходового типа, которые применяются для отопления и горячего водоснабжения промышленных и производственных зданий.Water-heating devices for autonomous heat supply of various capacities are known, such as STG (COMPACT, STANDART) boilers, Junkers, Saunier-Duval (2005 product catalog) and others. These are fire tube, steel boilers of two- and three-way type, which are used for heating and hot water for industrial and industrial buildings.

Недостатком таких установок является большая удельная масса, высокие требования к качеству нагреваемой воды, частые прогары и тепловые деформации нагревательных элементов.The disadvantage of such installations is the large specific gravity, high requirements for the quality of heated water, frequent burnouts and thermal deformations of heating elements.

В качестве прототипа принят газовый отопительный модуль «Самара» (патент РФ №2117877), состоящий из бака с нагреваемой водой, системы подвода газа и воздуха, автоматизированного газогорелочного блока, теплогенерирующего элемента, дымохода и вспомогательных устройств, причем теплогенерирующий элемент выполнен в виде U-образного короба, имеющего последовательно расположенные прямой и обратный ходы прямоугольной формы, соединенные поворотным коленом и имеющие общий фланец для крепления, а обратный ход имеет цилиндрические шины, установленные по всей длине обратного хода. Для горения применена горелка растянутого диффузионного пламени. Нагреваемая вода подается в отопительный контур зданий.As a prototype, the Samara gas heating module (RF patent No. 2117877) was adopted, consisting of a tank with heated water, a gas and air supply system, an automated gas burner unit, a heat generating element, a chimney, and auxiliary devices, the heat generating element being made in the form of U- a shaped box having sequentially arranged forward and reverse strokes of a rectangular shape, connected by a rotary elbow and having a common flange for fastening, and the return stroke has cylindrical tires, installed s across the length of the backstop. For combustion, a burner of an extended diffusion flame is used. Heated water is supplied to the heating circuit of buildings.

Недостатком прототипа являются высокие требования к качеству нагреваемой воды и возможность прогара при отложении накипи на нагревательном элементе.The disadvantage of the prototype is the high demands on the quality of the heated water and the possibility of burnout when scale is deposited on the heating element.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является нечувствительность модуля к качеству нагреваемой воды, повышение теплоотдачи и уменьшение габаритов и веса.The technical result of the invention is the insensitivity of the module to the quality of the heated water, increasing heat transfer and reducing dimensions and weight.

Технический результат достигается тем, что в газовом водогрейном модуле, состоящем из металлического бака для нагреваемой воды, погруженного в него нагревательного элемента U-образной формы с последовательно расположенными прямым и обратным ходом с автоматизированным газогорелочным блоком, обратный ход выполнен из двух полусфер, плоские поверхности которых ошипованы на 1/3 своей площади и имеют приваренные вертикально внутрь цилиндрические ударники, которые при вибрации, вызванной горением, ударяют по сферической части и вызывают звуковую волну, устраняющую накипь и пленочное кипение.The technical result is achieved by the fact that in a gas water heating module, consisting of a metal tank for heated water, a U-shaped heating element immersed in it with successive forward and reverse steps with an automated gas burner unit, the return stroke is made of two hemispheres, the flat surfaces of which studded on 1/3 of its area and have cylindrical impactors vertically welded vertically inward, which, when vibrated by combustion, strike the spherical part and cause a sound a marketing wave, eliminating limescale and film boiling.

Внутри полусфер перпендикулярно к плоской части приварены цилиндрические ударники, недостающие до сферической плоскости 1-2 мм. Тонколистовая плоская, ошипованная поверхность при горении вибрирует, передавая удары через ударники на весь нагревательный элемент и исключая отложение накипи. Звуковая волна высокого тона не увеличивает звуковой нагрузки, которая сопровождает горение, но резко снижает адгезионные свойства накипи и исключает пленочное кипение на неошипованных поверхностях.Inside the hemispheres, cylindrical impactors, missing up to a 1-2 mm spherical plane, are welded perpendicularly to the flat part. The thin-sheeted, studded surface vibrates during combustion, transmitting blows through the strikers to the entire heating element and excluding scale deposits. A high-pitched sound wave does not increase the sound load that accompanies combustion, but sharply reduces the adhesive properties of scale and eliminates film boiling on non-studded surfaces.

На фиг.1 изображен водогрейный модуль, общий вид. На фиг.2 - разрез А-А. На фиг.3 - разрез Б-Б. На фиг.4 - ударник.In Fig.1 shows a water-heating module, General view. Figure 2 is a section aa. Figure 3 is a section bB. Figure 4 - drummer.

Газовый водогрейный модуль состоит из металлического бака с водой 1, нагревательного элемента U-образной формы 2, автоматизированного газогорелочного блока с горелкой растянутого диффузионного пламени 3 и дымохода со сборником конденсата 4.The gas water heating module consists of a metal tank with water 1, a U-shaped heating element 2, an automated gas burner unit with an extended diffusion flame burner 3, and a chimney with a condensate collector 4.

Нагревательный элемент имеет общий фланец 5 для прямого и обратного хода и крепится к вертикальной стороне бака шпильками для облегчения монтажа и демонтажа. Нагревательный элемент 2 представляет собой двухходовую U-образную конструкцию, расположенную горизонтально и состоящую из цилиндрической топки прямого хода 6 с цилиндрическим коленом, соединяющим ее с полусферическими каналами обратного хода 7. Полусферические каналы обратного хода 7 продуктов сгорания располагаются параллельно и обращены друг к другу плоскими поверхностями, образующие канал 8 для подъема нагреваемой воды, определенной ширины. Ошипованные с двух сторон части плоских поверхностей 9 находятся в начале каналов и во избежание пленочного кипения смещены относительно друг друга.The heating element has a common flange 5 for forward and reverse motion and is attached to the vertical side of the tank with studs to facilitate installation and disassembly. The heating element 2 is a two-way U-shaped structure located horizontally and consisting of a cylindrical fire chamber of forward motion 6 with a cylindrical elbow connecting it to hemispherical reverse channels 7. Hemispherical reverse channels 7 of combustion products are arranged in parallel and face each other with flat surfaces forming a channel 8 for lifting heated water of a certain width. The parts of the flat surfaces 9 studded on both sides are located at the beginning of the channels and are offset from each other to avoid film boiling.

Для увеличения поверхности теплосъема в конце обратных каналов, в шахматном порядке, расположены переточные, вертикальные трубы 10. Ошипованная площадь составляет 1/3 площади плоских поверхностей. Переточные трубы занимают 2/3 длины полусферических каналов.To increase the heat removal surface at the end of the return channels, staggered vertical pipes are arranged 10. The studded area is 1/3 of the area of flat surfaces. The transfer pipes occupy 2/3 of the length of the hemispherical channels.

К вибрирующей вертикальной плоскости по всей ее длине вертикально приварены 12 цилиндрических ударников 11, недостающие до сферической поверхности 1-2 мм и вызывающие звуковую волну при ударах о сферическую поверхность.12 cylindrical impactors 11, missing up to a 1-2 mm spherical surface and causing a sound wave upon impact on a spherical surface, are vertically welded to a vibrating vertical plane along its entire length.

Количество ударников, их диаметр определяются мощностью нагревателя, высотой и уровнем звука, распределяемого по объему нагревателя. Звуковое давление в интервале 18-24 ДБА является оптимальным, т.к. полностью устраняет отложение накипи и исключает пленочное кипение по всей нагреваемой поверхности.The number of projectiles, their diameter is determined by the power of the heater, the height and level of sound distributed over the volume of the heater. Sound pressure in the range of 18-24 DBA is optimal, because completely eliminates scale deposits and eliminates film boiling over the entire heated surface.

Газовый водогрейный модуль работает следующим образом. Газогорелочный блок установлен в U-образной конструкции, которая погружена в теплоноситель. Поток продуктов сгорания при его вибрационном горении передает эту вибрацию на плоские элементы U-образного нагревательного элемента, к которым приварены цилиндрические ударники определенной длины и диаметра. Цилиндрические ударники соприкасаются со сферическими частями нагревателя, вызывая звуковую волну, устраняющую накипь и пленочное кипение.Gas water heating module operates as follows. The gas burner unit is installed in a U-shaped structure, which is immersed in the coolant. The flow of combustion products during its vibrational combustion transfers this vibration to the flat elements of the U-shaped heating element, to which cylindrical impactors of a certain length and diameter are welded. Cylindrical impactors are in contact with the spherical parts of the heater, causing a sound wave that eliminates scale and film boiling.

Предлагаемая конструкция нагревателя позволяет повысить его теплоотдачу на 20-24%, уменьшить его размеры и сделать не чувствительным к качеству нагреваемой воды.The proposed heater design allows to increase its heat transfer by 20-24%, reduce its size and make it insensitive to the quality of the heated water.

Claims

Gas water-heating module, consisting of a metal tank for heated water, immersed in it a U-shaped heating element with successive forward and reverse strokes, an automated gas burner unit, characterized in that the reverse stroke is made of two hemispheres, the flat surfaces of which are studded by 1 / 3 of their area and have cylindrical percussions welded vertically inward, which, when vibrated by combustion, strike the spherical part and cause a sound wave that eliminates scale and film boiling.