RU2733893C1 - Double-circuit wall-mounted gas boiler - Google Patents
Double-circuit wall-mounted gas boiler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733893C1 RU2733893C1 RU2020108195A RU2020108195A RU2733893C1 RU 2733893 C1 RU2733893 C1 RU 2733893C1 RU 2020108195 A RU2020108195 A RU 2020108195A RU 2020108195 A RU2020108195 A RU 2020108195A RU 2733893 C1 RU2733893 C1 RU 2733893C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- heating
- pressure
- hot water
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области конструкции устройств для сжигания топливного природного газа с целью получения тепловой энергии в виде горячей воды для отопления и воды для горячего водоснабжения. Изобретение может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве для отопления и горячего водоснабжения, в автономных передвижных и стационарных объектах при выработке тепловой энергии за счет сжигания топливного природного газа.The invention relates to the field of construction of devices for burning fuel natural gas in order to obtain thermal energy in the form of hot water for heating and water for hot water supply. The invention can be used in industrial and civil construction for heating and hot water supply, in autonomous mobile and stationary facilities when generating thermal energy by burning fuel natural gas.
Известен котел содержащий вентилятор, главный теплообменник, контрольный датчик температуры, газовую горелку, трубу подачи топливного газа, электрозапальник, датчик наличия факела, механизм перемещения электрозапальника, блок электронного регулирования, датчик протока нагреваемой воды для горячего водоснабжения, газовый вентиль, датчик температуры нагреваемой воды для горячего водоснабжения, запорные электромагнитные клапаны, датчик давления отопительной воды, датчик работы вентилятора, автоматический выпускной клапан, предохранительный клапан, вторичный теплообменник, водяной насос, напорную трубу контура отопительной воды, обратную трубу контура отопительной воды, подающую трубу контура нагреваемой воды для горячего водоснабжения, обратную трубу контура для горячего водоснабжения, трубу подпитки, обратный клапан, подпиточный насос, бак с подпиточной водой, газоанализатор окислов азота в продуктах сгорания, датчик температуры наружного воздуха на горение, газоанализатор состава топливного газа, подаваемого на горение, датчик температуры наружного воздуха, подаваемого на горение (см. описание патента РФ на полезную модель №168389, 23.06.2016, МПК F24H 1/00).A known boiler contains a fan, a main heat exchanger, a control temperature sensor, a gas burner, a fuel gas supply pipe, an electric igniter, a torch presence sensor, an electric igniter movement mechanism, 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, shut-off solenoid valves, heating water pressure sensor, fan operation sensor, automatic vent valve, safety valve, secondary heat exchanger, water pump, heating water pressure pipe, heating water return pipe, heating water supply pipe for hot water supply, return pipe for hot water supply, make-up pipe, non-return valve, make-up pump, make-up water tank, gas analyzer for nitrogen oxides in combustion products, outside combustion air temperature sensor, gas analyzer for fuel composition combustion air temperature sensor for combustion air temperature (see. description of the patent of the Russian Federation for a useful model No. 168389, 23.06.2016, IPC F24H 1/00).
Недостатки известного устройства:Disadvantages of the known device:
1. При большом повышении давления отопительной воды вследствие ее нагрева срабатывает автоматический выпускной клапан, который не подсоединен блоку электронного регулирования, и значительная часть воды выбрасывается через этот клапан из контура отопительной воды, давление в отопительном контуре понижается ниже допустимого и котел выключается из-за срабатывания предохранительного клапана, соединенного с блоком электронного регулирования.1. With a large increase in the pressure of heating water due to its heating, an automatic outlet valve is triggered, which is not connected to the electronic control unit, and a significant part of the water is thrown through this valve from the heating water circuit, the pressure in the heating circuit drops below the permissible level and the boiler is turned off due to triggering safety valve connected to the electronic control unit.
2. После автоматического выключения котла из-за срабатывания предохранительного клапана, пуск котла в работу возможен только в ручном режиме и только после подпитки котла в ручном режиме, так как блок электронного управления на дисплее показывает неисправность котла.2. After the automatic shutdown of the boiler due to the actuation of the safety valve, the boiler can only be started up in manual mode and only after making up the boiler in manual mode, since the electronic control unit shows a boiler malfunction on the display.
Указанные недостатки устранены в заявляемой конструкции, которая направлена на решение задачи повышения надежности работы котла, предупреждения аварийного выключения котла вследствие срабатывания автоматического выпускного клапана.These disadvantages are eliminated in the claimed design, which is aimed at solving the problem of improving the reliability of the boiler, preventing emergency shutdown of the boiler due to the operation of the automatic exhaust valve.
Указанная задача в заявляемом изобретении технически решена путем замены автоматического выпускного клапана на расширительный бак, имеющий внутри разделительную упругую мембрану, отделяющую контур отопительной воды от атмосферы. Мембрана уравновешена с одной стороны давлением воды в отопительном контуре, а с другой стороны давлением сжатого воздуха, предварительно нагнетаемого компрессором. При повышении давления воды в отопительном контуре вследствие роста температуры мембрана прогибается, сжимая воздух с ее противоположной стороны, и выброса воды с резким снижением ее давления не происходит и котел в аварийном режиме не останавливается.The specified problem in the claimed invention is technically solved by replacing the automatic outlet valve with an expansion tank having an elastic separating membrane inside, separating the heating water circuit from the atmosphere. The diaphragm is balanced on one side by the water pressure in the heating circuit, and on the other side by the pressure of the compressed air pre-pumped by the compressor. When the water pressure in the heating circuit rises, due to the temperature rise, the membrane bends, compressing the air from its opposite side, and water ejection with a sharp decrease in its pressure does not occur and the boiler does not stop in emergency mode.
На чертеже показана схема заявляемой конструкции.The drawing shows a diagram of the claimed design.
Позициями обозначены следующие элементы и узлы:Positions indicate the following elements and nodes:
1 – вентилятор,1 - fan,
2 – главный теплообменник,2 - main heat exchanger,
3 – контрольный датчик температуры,3 - control temperature sensor,
4 – газовая горелка,4 - gas burner,
5 – блок электронного регулирования,5 - electronic control unit,
6 – датчик протока нагреваемой воды для горячего водоснабжения,6 - heated water flow sensor for hot water supply,
7 – газовый вентиль,7 - gas valve,
8 – датчик температуры нагреваемой воды для горячего водоснабжения,8 - heated water temperature sensor for hot water supply,
9 – запорные электромагнитные клапаны,9 - shut-off solenoid valves,
10 – датчик давления отопительной воды,10 - heating water pressure sensor,
11 – датчик работы вентилятора,11 - fan operation sensor,
12 – расширительный бак,12 - expansion tank,
13 – предохранительный клапан,13 - safety valve,
14 – вторичный теплообменник,14 - secondary heat exchanger,
15 – водяной насос,15 - water pump,
16 – напорная труба контура отопительной воды,16 - pressure pipe of the heating water circuit,
17 – обратная труба контура отопительной воды,17 - return pipe of the heating water circuit,
18 – подающая труба контура нагреваемой воды для горячего водоснабжения,18 - supply pipe of the heated water circuit for hot water supply,
19 – обратная труба контура для горячего водоснабжения,19 - return pipe of the hot water circuit,
20 – труба подпитки,20 - make-up pipe,
21 – обратный клапан,21 - check valve,
22 – подпиточный насос,22 - make-up pump,
23 – бак с подпиточной водой,23 - make-up water tank,
24 – электрозапальник,24 - electric igniter,
25 – датчик наличия факела,25 - flame sensor,
26 – механизм перемещения электрозапальника,26 - mechanism for moving the electric igniter,
27 – газоанализатор окислов азота в продуктах сгорания,27 - gas analyzer for nitrogen oxides in combustion products,
28 – газоанализатор состава топливного газа, подаваемого на горение,28 - gas analyzer for the composition of the fuel gas supplied for combustion,
29 – датчик температуры наружного воздуха, подаваемого на горение,29 - temperature sensor of the outside air supplied to the combustion,
30 – компрессор,30 - compressor,
31 – регулирующий электромагнитный клапан,31 - control solenoid valve,
32 – датчик давления воздуха в расширительном баке,32 - air pressure sensor in the expansion tank,
33 – труба подачи топливного газа,33 - fuel gas supply pipe,
34 – мембрана расширительного бака.34 - expansion tank membrane.
На чертеже пунктирными линиями обозначены электрические связи между управляющим блоком электронного регулирования и контрольно-измерительными и исполнительными элементами.In the drawing, the dashed lines indicate the electrical connections between the electronic control unit and the control, measuring and actuating elements.
Котел располагается внутри отапливаемого здания вертикально на стене.The boiler is located inside the heated building vertically on the wall.
Назначение и взаимодействие элементов и узлов следующее.The purpose and interaction of elements and nodes is as follows.
Вентилятор 1 служит для подачи воздуха снаружи помещения в зону горения и удаления из зоны горения продуктов сгорания. Воздух засасывается через наружную трубу коаксиального дымохода (на фиг. дымоход не показан). Удаление продуктов горения происходит через внутреннюю трубу коаксиального дымохода.
Главный теплообменник 2 служит для передачи теплоты от сгорания газа к отопительной воде, циркулирующей с помощью насоса 15. Главный теплообменник 2 выполнен герметичным и состоит непосредственно из теплообменника и камеры сгорания, в которой располагаются горелка 4, электрозапальник 24, датчик наличия факела 25 и механизм 26 для перемещения электрозапальника.The
Контрольный датчик 3 служит для определения температуры нагрева циркулирующей воды и передачи электрического сигнала в блок электронного регулирования 5.
Газовая горелка 4 с электрозапальником 24 служат для подачи топливного газа в зону горения и воспламенения смеси топливного газа с воздухом при пуске.
Блок электронного регулирования 5 служит для программного управления режимами работы котла на основе сигналов с датчиков температуры и давления.
Датчик 6 протока нагреваемой воды для горячего водоснабжения служит для контроля наличия необходимого давления воды для открытия клапана 9 и подачи отопительной воды во вторичный теплообменник 14 из напорной трубы 16.The
Датчик температуры 8 служит для контроля температуры нагреваемой воды для горячего водоснабжения. При достижении необходимой температуры по сигналу с датчика 8, передаваемому на блок 5, происходит закрытие вентиля 9 на линии от напорной трубы 16 перед вторичным теплообменником 14.
Запорные электромагнитные клапаны 9 служат для закрытия или открытия циркуляционных контуров вторичного теплообменника и отопления в соответствии с сигналом от блока электронного регулирования 5.Shut-off
Датчик давления отопительной воды 10 служит для измерения давления в системе отопления, развиваемого циркуляционным водяным насосом 15. The heating
Датчик работы вентилятора 11 предназначен для контроля давления в камере сгорания.
Расширительный бак 12 предназначен для компенсации роста давления воды в отопительном контуре вследствие ее температурного расширения.The
Наличие расширительного бака 12 является отличительным признаком, обеспечивающим получение положительного технического результата в заявляемом изобретении по повышению надежности работы котла за счет устранения выброса отопительной воды и последующего аварийного понижения давления воды в напорной трубе отопительного контура.The presence of an
Предохранительный клапан 13 служит для отключения водяного насоса 15 при превышении давления циркуляционной отопительной воды в системе отопления. Предохранительный клапан 13 при аварийном понижении давления в отопительном контуре останавливает работу котла.The
Вторичный теплообменник 14 служит для подогрева воды для горячего водоснабжения.
Водяной насос 15 обеспечивает циркуляцию воды в системе отопления. Напорная, подающая и обратные трубы контура отопительной воды и горячего водоснабжения 16,17,18,19 обеспечивают отвод подогретой воды и подвод холодной воды к котлу для целей отопления и горячего водоснабжения.The
Труба подпитки 20 служит для восполнения потерь воды в системе отопления.Make-up
Обратный клапан 21, подпиточный насос 22, бак с подпиточной водой 23 обеспечивают функционирование подпитки в системе отопления.The
Механизм перемещения 26 электрозапальника служит для подвода электроконтактов запальника 24 в зону воспламенения газовоздушной смеси. Датчик 25 наличия факела служит для выработки электрического сигнала о наличии факела и передачи его в блок 5 электронного регулирования.The mechanism for moving the
Газоанализатор окислов азота 27 предназначен для измерения концентрации окислов азота в камере сгорания и при их превышении ограничивать с помощью блока 5 подачу топливного газа через газовый вентиль 7.The nitrogen
Газоанализатор топливного газа 28 служит для определения состава топливного газа и его теплоты сгорания с помощью блока 5. При росте теплоты сгорания топливного газа его расход в камеру сгорания уменьшается вентилем 7 по компьютерной команде блока 5.The
Датчик температуры наружного воздуха 29 предназначен для измерения температуры наружного воздуха, подаваемого на горение, и передачи первичного электрического сигнала в блок 5, который, в соответствии с температурой наружного воздуха, регулирует подачу топливного газа с помощью вентиля 7.Outside
Компрессор 30 служит для поддержания давления воздуха в воздушной полости расширительного бака 12 и восполнения потерь воздуха.
Регулирующий электромагнитный клапан 31 соединен электрической связью с блоком 5 и предназначен для поддержания давления воздуха в воздушной полости расширительного бака 12 при помощи компрессора 30.The
При понижении давления воздуха в воздушной полости расширительного бака 12 по компьютерной команде блока 5 включается компрессор и открывается клапан 31 для подачи воздуха в воздушную полость расширительного бака 12. При достижении необходимого давления в этой полости клапан 31 закрывается и компрессор 30 выключается.When the air pressure in the air cavity of the
Наличие компрессора 30 включаемого по компьютерной команде от блока 5, регулирующего клапана 31, расширительного бака 12 с мембраной 34 является отличительным признаком заявляемого изобретения, который позволяет достигнуть положительного технического результата в повышении надежности работы котла за счет поддержания постоянного давления в воздушной полости.The presence of a
Датчик давления 32 служит для измерения давления в воздушной полости расширительного бака и передачи первичной информации по электрической связи в блок 5.The
Труба 33 предназначена для подвода топливного газа к горелке 4.
Упругая мембрана 34 разделяет расширительный бак 12 на воздушную и водяную полости и служит для компенсации колебаний давления воды в отопительном контуре, предотвращая утечку и выброс воды из отопительного контура. Наличие компрессора 30, клапана 31, расширительного бака 12 с мембраной 34 является отличительным признаком, обеспечивающим получение положительного технического результата – повышения надежности работы котла за счет устранения выброса отопительной воды.The
Заявляемый котел работает следующим образом.The claimed boiler works as follows.
При включении котла при подсоединенных к отопительным приборам трубам 16 и 17 для подачи и возврата отопительной воды по сигналу с блока электронного регулирования 5 включается вентилятор 1 и водяной насос 15, открывается один из электромагнитных клапанов 9 на линии отопительной воды или на линии горячего водоснабжения в зависимости от вида теплопотребления.When the boiler is turned on with
На основе электрического сигнала с датчика 25 блоком электронного регулирования 5 с помощью исполнительного узла механизма 26 производится подвод электроконтактов запальника 24 в зону соплового отверстия выхода газа от горелки 4 (на фиг. сопловое отверстие не показано). После подвода электрозапальника в зону воспламенения блоком 5 подается электрический сигнал на электрозапальник 24 для получения электрического разряда. При этом с незначительной задержкой по времени подается электрический сигнал на исполнительный механизм для открытия газового вентиля 7.On the basis of the electrical signal from the
При выходе из соплового отверстия горелки 4 самого минимального количества топливного газа в присутствии воздуха получается горючая смесь, которая тут же воспламеняется, так как электроконтакты запальника и непосредственно электроискровой разряд располагаются в центре газовоздушной смеси.When the minimum amount of fuel gas leaves the nozzle hole of the
После воспламенения газовоздушной смеси образуется факел, который одномоментно регистрируется датчиком 25 наличия факела и электрический сигнал подается в блок 5 электронного регулирования. After ignition of the gas-air mixture, a torch is formed, which is simultaneously registered by the
Блок 5 вырабатывает электрический сигнал обратной связи, который передается на исполнительный узел механизма 26 и электрозапальник отводится от зоны горения факела.
За счет сгорания газа нагревается отопительная вода в главном теплообменнике 2.The combustion of gas heats up heating water in the
Продукты сгорания выбрасываются вентилятором 1 через внутреннюю трубу коаксиального дымохода (на фиг. дымоход не показан) в наружу отапливаемого здания.The combustion products are ejected by the
Одновременно вентилятором 1 через наружную коаксиальную трубу дымохода (не показана) засасывается свежий воздух, подаваемый на горение. Нагретая отопительная вода под давлением водяного насоса 15 подается к отопительным приборам, после которых возвращается обратно в котел.At the same time, fresh air supplied for combustion is sucked in by the
При открытом водоразборном кране горячей воды в соответствии с сигналом от датчика протока 6 закрываются запорные электромагнитные клапаны 9 на трубах 16 и 17 и открывается клапан 9 перед вторичным теплообменником 14. Происходит подогрев воды для горячего водоснабжения.When the hot water tap is open, in accordance with the signal from the
При прекращении расхода горячей воды датчиком 6 вырабатывается электрический сигнал, передаваемый в блок 5, от которого поступает электрический сигнал на закрытие клапана 9 перед вторичным теплообменником 14. Регулирование температуры – количественное, то есть изменением расхода отопительной воды через теплообменник 14.When the flow of hot water stops, the
При достижении необходимой температуры для отопления датчик температуры 3 выдает сигнал в блок 5 для закрытия электроприводного газового вентиля 7.When the required temperature for heating is reached, the
При потухании факела или при его отрыве датчик 25 также выдает сигнал в блок 5 для закрытия вентиля 7. При отсутствии разрежения в зоне горения срабатывает датчик 11, который выдает сигнал в блок 5 для закрытия электроприводного газового вентиля 7.When the flame is extinguished or when it is torn off, the
При удалении воздуха из отопительных приборов вместе с воздухом происходит унос воды из отопительного контура, количество которой автоматически по компьютерной команде блока 5 компенсируется путем включения подпиточного насоса 22, открытия обратного клапана 21 и подачи из бака 23 необходимого количества воды для восполнения потерь. После восполнения потерь воды насос 22 выключается и клапан 21 закрывается.When air is removed from the heating devices together with air, water is carried away from the heating circuit, the amount of which is automatically compensated by the computer command of
При повышении давления воды вследствие температурного расширения в отопительном контуре гибкая мембрана 34 расширительного бака 12, преодолевая уравновешивающее давление воздуха воздушной полости, прогибается вовнутрь этой полости и выброс воды из контура отопления предотвращается. Аварийного понижения давления воды не происходит и котел продолжает работать. Этим достигается положительный технический результат заявляемого изобретения.When the water pressure rises due to thermal expansion in the heating circuit, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108195A RU2733893C1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Double-circuit wall-mounted gas boiler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108195A RU2733893C1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Double-circuit wall-mounted gas boiler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2733893C1 true RU2733893C1 (en) | 2020-10-07 |
Family
ID=72927086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020108195A RU2733893C1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Double-circuit wall-mounted gas boiler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2733893C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2132477C1 (en) * | 1997-10-14 | 1999-06-27 | Акционерное общество открытого типа "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" | Propellant tank (fuel and oxidizer tanks) pressurization system of space-craft engine plant |
RU2499192C1 (en) * | 2012-07-10 | 2013-11-20 | Анатолий Данилович Грига | Method for automatic control of burning process in thermal unit |
RU168389U1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-02-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | TWO-CIRCUIT WALL GAS BOILER |
-
2020
- 2020-02-26 RU RU2020108195A patent/RU2733893C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2132477C1 (en) * | 1997-10-14 | 1999-06-27 | Акционерное общество открытого типа "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" | Propellant tank (fuel and oxidizer tanks) pressurization system of space-craft engine plant |
RU2499192C1 (en) * | 2012-07-10 | 2013-11-20 | Анатолий Данилович Грига | Method for automatic control of burning process in thermal unit |
RU168389U1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-02-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | TWO-CIRCUIT WALL GAS BOILER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2009270341B2 (en) | Micro-pilot for gas appliance | |
AU2009270342B2 (en) | System and method to reduce standby energy loss in a gas burning appliance | |
US10386092B2 (en) | Water heater | |
RU2319899C1 (en) | Igniting burner | |
RU2733893C1 (en) | Double-circuit wall-mounted gas boiler | |
RU168389U1 (en) | TWO-CIRCUIT WALL GAS BOILER | |
RU2550291C1 (en) | Two-stage gas burner | |
RU2309331C1 (en) | Two-step atmospheric gas burner | |
RU160237U1 (en) | TWO-CIRCUIT WALL GAS BOILER | |
RU2631365C1 (en) | Two-stage diffusion-kinetic burner | |
CN113865082A (en) | Energy-saving environment-friendly closed-loop control methanol heating stove | |
CN200986237Y (en) | Anti-dry burning and steam leakage remote-control gas-fired boiler | |
GB2185609A (en) | Gas-fired heating appliance | |
RU2331022C1 (en) | Gas valve | |
RU2729593C2 (en) | Double-circuit wall-mounted gas boiler | |
CN210921831U (en) | Heating combustion system of gas wall-mounted boiler and wall-mounted boiler | |
CN215951509U (en) | Domestic heating dual-purpose stove | |
CN215983225U (en) | Energy-saving environment-friendly closed-loop control methanol heating stove | |
RU2630365C1 (en) | Ignition burner | |
RU105408U1 (en) | GAS-USING DEVICE SAFETY AUTOMATION | |
RU2399840C1 (en) | Energy-independent gas valve | |
US3526471A (en) | Heat generating system | |
JPS6029844B2 (en) | gas oil hot air heater | |
CN113819495A (en) | Domestic heating dual-purpose stove | |
SU569814A1 (en) | Gas-water heater of combined action |