RU2347976C2

RU2347976C2 - Hot water boiler

Info

Publication number: RU2347976C2
Application number: RU2007103275/06A
Authority: RU
Inventors: Владислав Валентинович Проворов (RU); Владислав Валентинович Проворов; Валерий Федорович Киселев (RU); Валерий Федорович Киселев; Валерий Борисович Кулемин (RU); Валерий Борисович Кулемин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Нижегородский машиностроительный завод"
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2009-02-27
Also published as: RU2007103275A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: present invention is meant for heating water and can be used for heating and supplying hot water to residential and public buildings. The boiler has a sealed case, in the lower part of which there is a furnace with a burner and smoke tubes, and a heat exchanger over the smoke tubes. The boiler has a pressure sensor and a solenoid-operated valve in the top part of the boiler. The output of the solenoid-operated valve is connected by a pipe to the inner cavity of the burner.

EFFECT: increased heat transfer from the vapour of boiler water to the water in heat supply system and reduced content of nitrogen oxides in discharge gases.

1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.The invention relates to a power system, and in particular to hot water boilers, and can be used in heating and hot water systems of residential and public buildings.

Известны водогрейные котлы, основными элементами которых являются герметичный корпус, частично заполненный жидким теплоносителем, погруженные в теплоноситель топочная камера с горелкой и дымогарные трубы, размещенный над поверхностью теплоносителя теплообменник, например патент РФ №2080516, МПК F22B 7/00.Water-heating boilers are known, the main elements of which are a sealed enclosure partially filled with liquid coolant, a furnace chamber with a burner immersed in the coolant and smoke tubes, a heat exchanger placed above the surface of the coolant, for example, RF patent No. 2080516, IPC F22B 7/00.

При работе котла данного типа в результате испарения жидкого теплоносителя его паровая фаза контактирует с поверхностью теплообменника, конденсируется на ней, а конденсат стекает в объем жидкого теплоносителя.During the operation of a boiler of this type as a result of evaporation of a liquid coolant, its vapor phase contacts the surface of the heat exchanger, condenses on it, and condensate flows into the volume of the coolant.

Известный водогрейный котел является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению и выбран в качестве ближайшего аналога.Known hot water boiler is the closest in combination of essential features to the claimed invention and is selected as the closest analogue.

Недостатком известного котла является то, что в паровом пространстве котла (зона, где расположен теплообменник), наряду с паровой фазой теплоносителя, присутствует воздух, который ограничивает контакт паровой фазы теплоносителя с поверхностью теплообменника, тем самым ухудшает передачу тепла от паровой фазы теплоносителя к поверхности теплообменника и далее к нагреваемой воде системы теплоснабжения.A disadvantage of the known boiler is that in the steam space of the boiler (the zone where the heat exchanger is located), along with the vapor phase of the heat carrier, there is air that limits the contact of the vapor phase of the heat carrier with the surface of the heat exchanger, thereby impairing the transfer of heat from the vapor phase of the heat carrier to the surface of the heat exchanger and further to the heated water of the heat supply system.

Техническим результатом изобретения является увеличение теплопередачи от паровой фазы теплоносителя к воде системы теплоснабжения.The technical result of the invention is to increase heat transfer from the vapor phase of the coolant to the water of the heat supply system.

Увеличение теплопередачи достигается за счет освобождения парового пространства котла от воздуха, вследствие чего увеличивается мощность котла.The increase in heat transfer is achieved by freeing the boiler steam space from the air, as a result of which the boiler power increases.

Указанный технический результат достигается тем, что в водогрейном котле, содержащем герметичный корпус, в нижней части которого размещены топочная камера с горелкой и дымогарные трубы, над которыми расположен теплообменник, согласно изобретению котел снабжен датчиком давления и электромагнитным клапаном, расположенными в верхней части котла, при этом выход электромагнитного клапана соединен трубопроводом с внутренней полостью горелки.The specified technical result is achieved by the fact that in the boiler containing a sealed housing, in the lower part of which there is a combustion chamber with a burner and smoke tubes, above which a heat exchanger is located, according to the invention, the boiler is equipped with a pressure sensor and an electromagnetic valve located in the upper part of the boiler, the output of the electromagnetic valve is connected by a pipe to the internal cavity of the burner.

Благодаря указанному выполнению устройства котла воздух из парового пространства котла периодически удаляется, при этом улучшается передача тепла от паровой фазы теплоносителя к нагреваемой воде системы теплоснабжения, вследствие чего увеличивается мощность котла.Due to the specified embodiment of the boiler device, air is periodically removed from the steam space of the boiler, while the heat transfer from the vapor phase of the heat carrier to the heated water of the heat supply system is improved, as a result of which the boiler power increases.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен разрез водогрейного котла в рабочем состоянии.The invention is illustrated by the drawing, which shows a section of a boiler in working condition.

Водогрейный котел содержит герметичный корпус 1, в нижней части которого размещены топочная камера 2 с горелкой 3, дымогарные трубы 4. В верхней части котла размещен теплообменник 5. Верхняя часть корпуса 1 снабжена датчиком давления 6 и электромагнитным клапаном 7, при этом выход электромагнитного клапана соединен трубопроводом 8 с внутренней полостью горелки 3.The hot water boiler contains a sealed housing 1, in the lower part of which there is a combustion chamber 2 with a burner 3, smoke tubes 4. In the upper part of the boiler there is a heat exchanger 5. The upper part of the housing 1 is equipped with a pressure sensor 6 and an electromagnetic valve 7, while the output of the electromagnetic valve is connected pipeline 8 with the internal cavity of the burner 3.

Котел работает следующим образом.The boiler operates as follows.

Перед запуском котла в работу топка котла продувается воздухом путем включения вентилятора горелки 3. Затем подают в горелку газ и поджигают его. Продукты сгорания топлива проходят через топочную камеру 2 и систему дымогарных труб 4, при этом осуществляется передача тепла от горячего газа к воде, находящейся в котле. Вода в котле нагревается, начинается ее кипение и испарение. Пары воды поднимаются от поверхности жидкой фазы теплоносителя к трубкам теплообменника 5, на холодной поверхности трубок они конденсируются, и конденсат в виде капель падает в кипящую воду. Пар собирается в верхней части котла, то есть в области теплообменника 5, давление в котле увеличивается, так как в паровом пространстве присутствует воздух, и при достижении избыточного давления значения приблизительно 0,8 кг/см² датчик давления 6 выдает электрический сигнал на открытие электромагнитного клапана 7. При этом воздух из парового пространства через трубопровод 8 вместе с некоторой частью пара будет вытеснен во внутреннюю полость горелки 3, потому что давление во внутренней полости горелки во время ее работы ниже атмосферного. Процесс вытеснения воздуха из парового пространства будет продолжаться до тех пор, пока давление пара в котле не снизится до значения менее 0,7 кг/см², при этом электрический сигнал с датчика 6 перестает воздействовать на электромагнитный клапан 7, и он закрывается. При остановке котла или регулировании его мощности возможно натекание воздуха в котел. Присутствие воздуха в котле при повторном запуске вновь вызывает повышение давления в нем, вновь открывается клапан 7, выпуская воздух вместе с паром в горелку 3.Before starting the boiler into operation, the furnace of the boiler is blown with air by turning on the burner fan 3. Then, gas is supplied to the burner and ignited. The combustion products of the fuel pass through the combustion chamber 2 and the smoke pipe system 4, while the heat is transferred from the hot gas to the water in the boiler. The water in the boiler is heated, its boiling and evaporation begins. Water vapor rises from the surface of the liquid phase of the coolant to the tubes of the heat exchanger 5, they condense on the cold surface of the tubes, and condensate in the form of drops falls into boiling water. Steam is collected in the upper part of the boiler, that is, in the area of the heat exchanger 5, the pressure in the boiler increases because air is present in the steam space, and when the overpressure reaches a value of approximately 0.8 kg / cm ² , the pressure sensor 6 generates an electrical signal to open the electromagnetic valve 7. In this case, the air from the vapor space through the pipeline 8 together with some part of the steam will be forced into the internal cavity of the burner 3, because the pressure in the internal cavity of the burner during its operation is lower than atmospheric. The process of displacing air from the steam space will continue until the steam pressure in the boiler drops to a value of less than 0.7 kg / cm ² , while the electric signal from the sensor 6 ceases to act on the electromagnetic valve 7, and it closes. When the boiler is stopped or its power is regulated, air may leak into the boiler. The presence of air in the boiler upon restarting again causes an increase in pressure in it, valve 7 opens again, releasing air together with steam into the burner 3.

Процесс удаления воздуха из котла сопровождается удалением некоторого количества теплоносителя, поэтому в конструкции котла предусмотрен механизм восполнения утраченного теплоносителя, автоматически пополняющий котел теплоносителем до определенного уровня.The process of removing air from the boiler is accompanied by the removal of a certain amount of coolant, therefore, the design of the boiler provides a mechanism for replenishing the lost coolant, automatically replenishing the boiler with coolant to a certain level.

Процесс испарения и конденсации теплоносителя непрерывно повторяется, при этом происходит перенос тепла от паров теплоносителя к воде в системе теплоснабжения.The process of evaporation and condensation of the coolant is continuously repeated, while there is a transfer of heat from the vapor of the coolant to the water in the heat supply system.

Кроме того, поступление в горелку вместе с воздухом паров теплоносителя снижает содержание окислов азота в выбрасываемых в атмосферу отработанных газах.In addition, the introduction of coolant vapor into the burner together with air reduces the content of nitrogen oxides in the exhaust gases emitted into the atmosphere.

Таким образом, благодаря указанному выполнению устройства котла воздух из парового пространства при работе котла периодически удаляется, при этом существенно улучшается передача тепла от паровой фазы теплоносителя к нагреваемой воде системы теплоснабжения, вследствие чего увеличивается мощность котла и уменьшаются выбросы окислов азота в атмосферу.Thus, due to the indicated embodiment of the boiler device, the air from the steam space is periodically removed during the boiler operation, while the heat transfer from the vapor phase of the heat carrier to the heated water of the heat supply system is significantly improved, as a result of which the boiler power increases and the emissions of nitrogen oxides into the atmosphere decrease.

Claims

A water boiler containing a sealed housing, in the lower part of which there is a combustion chamber with a burner and smoke pipes, a heat exchanger located above them, characterized in that the boiler is equipped with a pressure sensor and an electromagnetic valve located in the upper part of the boiler, while the output of the electromagnetic valve is connected by a pipeline with the internal cavity of the burner.