RU2779809C1 - Indirect heating boiler - Google Patents

Indirect heating boiler Download PDF

Info

Publication number
RU2779809C1
RU2779809C1 RU2022109147A RU2022109147A RU2779809C1 RU 2779809 C1 RU2779809 C1 RU 2779809C1 RU 2022109147 A RU2022109147 A RU 2022109147A RU 2022109147 A RU2022109147 A RU 2022109147A RU 2779809 C1 RU2779809 C1 RU 2779809C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
coolant
guides
stainless steel
boiler
Prior art date
Application number
RU2022109147A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Айрат Якубович Загидуллин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТД Теплотехника"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТД Теплотехника" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТД Теплотехника"
Application granted granted Critical
Publication of RU2779809C1 publication Critical patent/RU2779809C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: thermal power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to thermal power engineering, more specifically to devices for heating water. The indirect heating boiler contains an inner stainless steel tank with heated water inlet and outlet pipes, which is rigidly fixed in the stainless steel outer tank with the heat carrier inlet and outlet pipes. What is new is that coolant flow guides are provided on the outer surface of the inner tank, made in the form of segments of metal tapes, and these guides are placed with the ability to ensure the movement of the coolant through the labyrinth and enveloping the inner tank along the entire contour. The coolant flow guides can be placed horizontally or at an angle relative to the horizontal plane.
EFFECT: increase the heat transfer efficiency and increase the strength of the structure.
3 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике, более конкретно, к устройствам для нагрева воды.The present invention relates to thermal power engineering, more specifically, to devices for heating water.

Бойлер косвенного нагрева представляет собой оборудование для подогрева воды, использующее тепло отопительной системы. Такой бойлер обеспечивает нагревание воды до высоких температур и поддержание ее в горячем состоянии. Водонагреватель косвенного типа может устанавливаться как в квартирах, частных домах, так и в гостиницах, различных организациях, спортивных комплексах, котельных, на промышленных предприятиях.The indirect heating boiler is a water heating equipment that uses the heat of the heating system. Such a boiler provides heating of water to high temperatures and keeping it hot. An indirect type water heater can be installed both in apartments, private houses, and in hotels, various organizations, sports complexes, boiler houses, and industrial enterprises.

Из уровня техники известен вспомогательный накопитель горячей воды, включающий: полый внешний резервуар, буферный накопитель, установленный вокруг центральной оси внутреннего объема внешнего резервуара для временного аккумулирования и подачи горячей воды, змеевик для нагрева воды, помещенный между внешним резервуаром и буферным накопителем, имеющий с одного конца входной патрубок, подведенный снаружи сквозь корпус внешнего резервуара, и имеющий с противоположного конца выходной патрубок, сообщающийся с буферным накопителем, первый канал водоподачи, соединенный со змеевиком для нагрева воды через входной патрубок, первый выпускной канал буферного накопителя, второй канал водоподачи, в который через входной патрубок с одной стороны внешнего резервуара подается теплоноситель для нагрева воды в змеевике, поступающей по первому каналу водоподачи и выходящей по первому выпускному каналу и второй выпускной канал, имеющий выход через патрубок с противоположной стороны внешнего резервуара для отвода теплоносителя, поступившего по второму каналу водоподачи (см. RU 2564739 от 10.10.2015).From the prior art, an auxiliary hot water storage tank is known, including: a hollow external tank, a buffer tank installed around the central axis of the internal volume of the external tank for temporary accumulation and supply of hot water, a water heating coil placed between the external tank and the buffer tank, having one the end of the inlet pipe, brought from the outside through the body of the external tank, and having an outlet pipe at the opposite end, communicating with the buffer tank, the first water supply channel connected to the coil for heating water through the inlet pipe, the first outlet channel of the buffer tank, the second water supply channel, into which through the inlet pipe on one side of the external tank, a heat carrier is supplied to heat the water in the coil, which enters through the first water supply channel and exits through the first outlet channel and the second outlet channel, which has an outlet through the pipe on the opposite side of the external tank for outlet of the coolant supplied through the second water supply channel (see Fig. RU 2564739 dated 10.10.2015).

Такое устройство позволяет обеспечить горячее водоснабжение в достаточном объеме с одновременным выравниванием колебаний температуры горячей воды. При этом, к недостаткам можно отнести недостаточную эффективность теплопередачи между горячим теплоносителем и нагреваемой водой.Such a device allows you to provide hot water in sufficient volume while equalizing fluctuations in the temperature of hot water. At the same time, the disadvantages include the insufficient efficiency of heat transfer between the hot coolant and the heated water.

Одним из наиболее близких технических решений можно считать бойлер косвенного нагрева, содержащий внутренний бак из нержавеющей стали с входным и выходным патрубками нагреваемой воды, который жестко закреплен в наружном баке с входным и выходным патрубками греющей жидкости, теплоизоляцию, при этом наружный бак выполнен из нержавеющей стали и соединен с внутренним баком сварным соединением стенок (см. RU 181948 от 30.07.2018).One of the closest technical solutions can be considered an indirect heating boiler containing an inner tank made of stainless steel with inlet and outlet pipes of heated water, which is rigidly fixed in the outer tank with inlet and outlet pipes of the heating fluid, thermal insulation, while the outer tank is made of stainless steel and is connected to the inner tank by welded walls (see RU 181948 dated 07/30/2018).

Такой бойлер обладает достаточной жесткостью внутреннего бака и надежен в эксплуатации, но, как и в предыдущем случае, имеет низкий КПД теплопередачи, связанный с тем, что теплоноситель не успевает передать всю накопленную энергию для нагрева воды.Such a boiler has sufficient rigidity of the internal tank and is reliable in operation, but, as in the previous case, it has a low heat transfer efficiency due to the fact that the coolant does not have time to transfer all the accumulated energy to heat water.

Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании простого и технологичного в производстве и эксплуатации бойлера косвенного нагрева, обладающего достаточной надежностью, долговечностью в эксплуатации и высокой эффективностью горячего водоснабжения.The technical problem to be solved by the present invention is to create a simple and manufacturable indirect heating boiler in production and operation, which has sufficient reliability, durability in operation and high efficiency of hot water supply.

Достигаемый при этом технический результат заключается в увеличении КПД теплопередачи и в повышении прочности конструкции.The technical result achieved in this case is to increase the efficiency of heat transfer and to increase the strength of the structure.

Технический результат достигается за счет того, что предлагаемый бойлер косвенного нагрева содержит внутренний бак из нержавеющей стали с входным и выходным патрубками нагреваемой воды, который жестко закреплен в наружном баке из нержавеющей стали с входным и выходным патрубками теплоносителя. Новым, согласно предлагаемому изобретению, является то, что на внешней поверхности внутреннего бака предусмотрены направляющие потока теплоносителя, выполненные в виде отрезков металлических лент, причем указанные направляющие размещены с возможностью обеспечения движения теплоносителя по лабиринту и огибания внутреннего бака по всему контуру.The technical result is achieved due to the fact that the proposed indirect heating boiler contains an inner stainless steel tank with inlet and outlet pipes of heated water, which is rigidly fixed in an outer stainless steel tank with inlet and outlet pipes of the coolant. New, according to the proposed invention, is that on the outer surface of the inner tank there are guides for the flow of the coolant, made in the form of pieces of metal tapes, and these guides are placed with the ability to ensure the movement of the coolant through the labyrinth and around the inner tank along the entire contour.

Может оказаться целесообразным, если направляющие потока теплоносителя будут размещены горизонтально или под наклоном относительно горизонтальной плоскости.It may be advisable if the coolant flow guides are placed horizontally or at an angle relative to the horizontal plane.

Оснащение внешней поверхности внутреннего бака направляющими потока теплоносителя, создающими лабиринт для движения теплоносителя, позволяет увеличить КПД теплопередачи за счет увеличения поверхности теплопередачи, а также за счет перемешивания теплоносителя (создания турбулентности) и огибания всего контура внутреннего бака. При этом направляющие потока теплоносителя являются, одновременно, и ребрами жесткости, что позволяет повысить прочность конструкции, увеличивая жесткость внутреннего бака.Equipping the outer surface of the inner tank with coolant flow guides, creating a labyrinth for the movement of the coolant, makes it possible to increase the heat transfer efficiency by increasing the heat transfer surface, as well as by mixing the coolant (creating turbulence) and rounding the entire contour of the inner tank. At the same time, the coolant flow guides are, at the same time, stiffeners, which makes it possible to increase the strength of the structure, increasing the rigidity of the inner tank.

Далее предлагаемое изобретение будет раскрыто более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых изображено:Further, the invention will be disclosed in more detail, with reference to the drawings, which depict:

- на фиг. 1 - принципиальная схема бойлера косвенного нагрева, общий вид;- in Fig. 1 - schematic diagram of an indirect heating boiler, general view;

- на фиг. 2 - направление течения теплоносителя при горизонтально расположенных направляющих ребрах жесткости;- in Fig. 2 - the direction of the flow of the coolant with horizontally located guide stiffeners;

- на фиг. 3 - направление течения теплоносителя при наклонно расположенных направляющих ребрах жесткости;- in Fig. 3 - direction of flow of the coolant with obliquely arranged guide stiffeners;

Бойлер выполнен по технологии «бак-в-баке» и использует принцип теплообмена между теплоносителем от системы отопления (СО) и системой горячего водоснабжения (ГВС).The boiler is made according to the "tank-in-tank" technology and uses the principle of heat exchange between the heat carrier from the heating system (CO) and the hot water supply system (DHW).

Бойлер состоит из двух баков, помещенных один в другой. Внутренний бак 1 выполнен из листовой нержавеющей стали, например, из пищевой стали AISI 304. Внутренний бак 1 является емкостью для нагреваемой воды (санитарной воды) системы ГВС.The boiler consists of two tanks placed one inside the other. The inner tank 1 is made of stainless steel sheet, for example, food steel AISI 304. The inner tank 1 is a container for heated water (sanitary water) of the DHW system.

Наружный бак состоит из внутренней поверхности 2, выполненной из листовой нержавеющей стали, например, из стали AISI 201, и внешней поверхности (обшивки) 3, выполненной из листовой нержавеющей стали, например, из стали AISI 430. Между наружной поверхностью внутреннего бака 1 и внутренней поверхностью 2 наружного бака образовано пространство - юбка системы отопления, предназначенная для циркулирования теплоносителя системы отопления.The outer tank consists of an inner surface 2 made of stainless steel sheet, for example AISI 201 steel, and an outer surface (skin) 3 made of stainless steel sheet, for example AISI 430 steel. Between the outer surface of the inner tank 1 and the inner the surface 2 of the outer tank forms a space - a skirt of the heating system, designed to circulate the heat carrier of the heating system.

Внутренний и наружный баки изготовлены методом непрерывной сварки и имеют, предпочтительно, цилиндрическую форму.The inner and outer tanks are continuously welded and are preferably cylindrical.

Внутренний бак крепится к внешнему баку. Крепление может быть выполнено, например, сварным, посредством соединения стенок по периметру внутреннего бака в месте стыковки обечайки и днища. Такое крепление позволит обеспечить надежность соединения баков и увеличить эффективность теплообмена между санитарной водой и теплоносителем.The inner tank is attached to the outer tank. Fastening can be made, for example, welded, by connecting the walls around the perimeter of the inner tank at the junction of the shell and the bottom. Such fastening will ensure the reliability of the connection of the tanks and increase the efficiency of heat exchange between sanitary water and the heat carrier.

Выполнение внутреннего и внешнего баков полностью из нержавеющей стали одного класса позволяет исключить образование пары анод-катод и не допускает электрохимической коррозии внутри конструкции бойлера, что повышает его надежность и срок службы.The execution of the inner and outer tanks completely from stainless steel of the same class eliminates the formation of an anode-cathode pair and does not allow electrochemical corrosion inside the boiler structure, which increases its reliability and service life.

Бойлер косвенного нагрева содержит входной патрубок 4 холодной санитарной воды, трубку 5 для температурного датчика, выходной патрубок 6 горячей санитарной воды, патрубок 7 рециркуляции горячей санитарной воды, входной патрубок 8 греющей жидкости (теплоносителя) системы отопления, выходной патрубок 9 греющей жидкости (теплоносителя) системы отопления.The indirect heating boiler contains an inlet pipe 4 of cold sanitary water, a tube 5 for a temperature sensor, an outlet pipe 6 of hot sanitary water, a pipe 7 for recirculating hot sanitary water, an inlet pipe 8 of the heating fluid (heat carrier) of the heating system, an outlet pipe 9 of the heating fluid (heat carrier) heating systems.

Для уменьшения теплопотерь бойлер может быть утеплен, например, пенополиуретаном 10. Также может быть предусмотрен декоративный чехол бойлера, который выполняется, например, из ткани (карбон) с поролоновой подложкой.To reduce heat loss, the boiler can be insulated, for example, with polyurethane foam 10. A decorative boiler cover can also be provided, which is made, for example, of fabric (carbon) with a foam backing.

Для исключения воздушных пробок бойлер может быть снабжен краном Маевского (не показано).To exclude air locks, the boiler can be equipped with a Mayevsky crane (not shown).

Для повышения производительности бойлера за счет более интенсивного теплообмена между СО и ГВС и повышения прочности бойлера за счет усиления конструкции внутреннего бака, внутри водяной юбки предусмотрены направляющие 11 потока воды, которые создают интенсивный проток, увеличивающий мощность обогрева внутреннего бака, что дает более высокую производительность горячей воды. Направляющие 11 также выполняют роль ребер жесткости, которые повышают прочность конструкции.To improve the performance of the boiler due to more intensive heat exchange between CO and DHW and increase the strength of the boiler by strengthening the structure of the inner tank, water flow guides 11 are provided inside the water skirt, which create an intense flow that increases the heating power of the inner tank, which gives a higher performance of hot water. water. Guides 11 also act as stiffeners, which increase the strength of the structure.

Направляющие 11 (ребра жесткости), выполнены в виде отрезков металлических гнутых лент, прикрепленных методом сварки с внешней стороны стенки внутреннего бака. Длина каждой направляющей 11 выбирается менее длины образующей окружности наружной поверхности внутреннего бака 1, что позволяет создать лабиринт (дополнительное сопротивление) для прохождения теплоносителя и заставить теплоноситель полноценно огибать внутренний бак 1 по всему контуру. Кроме того, направляющие 11 увеличивают площадь поверхности теплообмена, а также повышают турбулентность водного потока за счет увеличения скорости потока и создания сложной схемы течения теплоносителя, что повышает интенсивность процесса теплопередачи.Guides 11 (stiffening ribs) are made in the form of pieces of metal bent tapes, attached by welding from the outer side of the inner tank wall. The length of each guide 11 is selected to be less than the length of the circumference generatrix of the outer surface of the inner tank 1, which allows you to create a labyrinth (additional resistance) for the passage of the coolant and make the coolant fully go around the inner tank 1 along the entire circuit. In addition, the guides 11 increase the heat exchange surface area, and also increase the turbulence of the water flow by increasing the flow rate and creating a complex flow pattern of the coolant, which increases the intensity of the heat transfer process.

При этом следует обратить внимание, что направляющие 11 могут быть размещены как горизонтально (фиг.2), так и под наклоном (фиг.3), что, в зависимости от условий эксплуатации, увеличивает турбулентность потока теплоносителя, интенсифицируя теплообмен и повышая КПД бойлера.It should be noted that the guides 11 can be placed both horizontally (figure 2) and at an angle (figure 3), which, depending on the operating conditions, increases the turbulence of the coolant flow, intensifying heat transfer and increasing the efficiency of the boiler.

Бойлер предназначен, предпочтительно, для напольного монтажа. Нижняя опора бойлера может быть выполнена по принципу кольцевой опоры, позволяющей равномерно распределять его вес на поверхность пола и обеспечить устойчивость.The boiler is preferably designed for floor mounting. The lower support of the boiler can be made according to the principle of an annular support, which makes it possible to evenly distribute its weight on the floor surface and ensure stability.

Бойлер косвенного нагрева работает следующим образом.Boiler indirect heating works as follows.

Внутренний бак заполняется холодной санитарной водой, чтобы избежать создания в нем атмосферного давления и возможного сдавливания внутреннего бака давлением от системы теплоснабжения.The inner tank is filled with cold sanitary water to avoid the creation of atmospheric pressure in it and the possible squeezing of the inner tank by pressure from the heating system.

Юбку системы отопления наполняют теплоносителем системы отопления, который омывает внутренний бак с санитарной водой и нагревает ее.The skirt of the heating system is filled with the heat carrier of the heating system, which washes the internal tank with sanitary water and heats it.

Патрубки входа холодной воды и рециркуляции горячей воды обеспечивают смешивание поступающей холодной воды и вернувшейся рециркулирующей во внутренний бак воды.The cold water inlet and hot water recirculation connections ensure mixing of the incoming cold water and the return water recirculating to the internal tank.

Технология устройства ребер жесткости на внутреннем баке в юбке системы отопления позволяет обеспечить рабочее давление в контуре ГВС до 8 бар, а в контуре СО до 4 бар, при рабочей температуре теплоносителя до 80°С.The technology of stiffening ribs on the inner tank in the skirt of the heating system makes it possible to provide an operating pressure in the DHW circuit up to 8 bar, and in the CO circuit up to 4 bar, at a working temperature of the coolant up to 80°C.

Таким образом, предложен простой и технологичный в производстве и эксплуатации бойлер косвенного нагрева, обеспечивающий эффективный теплообмен за счет более развитой поверхности теплопередачи и возможности перемешивания теплоносителя в процессе теплопередачи.Thus, a simple and manufacturable indirect heating boiler is proposed, which provides efficient heat exchange due to a more developed heat transfer surface and the possibility of mixing the heat carrier during heat transfer.

Claims (3)

1. Бойлер косвенного нагрева, содержащий внутренний бак из нержавеющей стали с входным и выходным патрубками нагреваемой воды, который жестко закреплен в наружном баке из нержавеющей стали с входным и выходным патрубками теплоносителя, отличающийся тем, что на внешней поверхности внутреннего бака предусмотрены направляющие потока теплоносителя, выполненные в виде отрезков металлических лент, причем указанные направляющие размещены с возможностью обеспечения движения теплоносителя по лабиринту и огибания внутреннего бака по всему контуру.1. An indirect heating boiler containing an inner stainless steel tank with inlet and outlet pipes of heated water, which is rigidly fixed in an outer stainless steel tank with inlet and outlet pipes of the coolant, characterized in that on the outer surface of the inner tank there are guides for the flow of the coolant, made in the form of segments of metal tapes, and the said guides are placed with the possibility of ensuring the movement of the coolant through the labyrinth and wrapping around the inner tank along the entire contour. 2. Бойлер по п.1, отличающийся тем, что направляющие потока теплоносителя размещены горизонтально.2. Boiler according to claim 1, characterized in that the coolant flow guides are placed horizontally. 3. Бойлер по п.1, отличающийся тем, что направляющие потока теплоносителя размещены под наклоном относительно горизонтальной плоскости.3. Boiler according to claim 1, characterized in that the coolant flow guides are placed at an angle relative to the horizontal plane.
RU2022109147A 2022-04-06 Indirect heating boiler RU2779809C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2779809C1 true RU2779809C1 (en) 2022-09-13

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807701C1 (en) * 2023-01-20 2023-11-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Хадсон" Device for food or cosmetics production

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2084793C1 (en) * 1994-11-29 1997-07-20 Герман Николаевич Ерченко Swirl heat-exchange member
CN2514292Y (en) * 2001-12-27 2002-10-02 成绍勤 Continuous water boiler
JP2009180435A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Sumitomo Chemical Co Ltd Fluid feed mechanism
WO2009151321A2 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Henri Peteri Beheer B.V. Hot water heater and method of supplying hot water
WO2015163667A1 (en) * 2014-04-22 2015-10-29 최영환 Heat exchanger having circulation guide
RU163846U1 (en) * 2016-01-26 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "АДАНТИС" BOILER

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2084793C1 (en) * 1994-11-29 1997-07-20 Герман Николаевич Ерченко Swirl heat-exchange member
CN2514292Y (en) * 2001-12-27 2002-10-02 成绍勤 Continuous water boiler
JP2009180435A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Sumitomo Chemical Co Ltd Fluid feed mechanism
WO2009151321A2 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Henri Peteri Beheer B.V. Hot water heater and method of supplying hot water
WO2015163667A1 (en) * 2014-04-22 2015-10-29 최영환 Heat exchanger having circulation guide
RU163846U1 (en) * 2016-01-26 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "АДАНТИС" BOILER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807701C1 (en) * 2023-01-20 2023-11-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Хадсон" Device for food or cosmetics production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2779809C1 (en) Indirect heating boiler
CA2499052A1 (en) Water heating apparatus
CN214701296U (en) Solar hot water heating string core integrated machine
US6085701A (en) Coil tube heater for a used-oil fired furnace
CN104266522A (en) Static molten salt hot air heat exchanging system
RU181948U1 (en) Indirect heating boiler
CN102072678A (en) Water bath type gasifying device
CN205228229U (en) Vapor heat exchanger
TWM622643U (en) Instant heating device
KR200466598Y1 (en) An electricity warm water boiler
CN207701210U (en) A kind of jet dynamic control tail gas waste heat utilizing device
CN205481779U (en) Solar energy air can general pressure -bearing ceiling type holding water box
JP5387320B2 (en) Water heater
JP3132813U (en) Waste heat energy recycling device for dishwashers
CN211925732U (en) Energy-saving superheated boiler for steam
CN204612543U (en) A kind of Novel anhydrous hits without ponding heat(ing) coil
CN201764693U (en) Household high-efficiency semi-direct heat cycle air energy heat pump water heater
CN220708152U (en) Flue gas waste heat recovery device
CN213129107U (en) Rice steaming vehicle capable of recovering waste heat
TWI789946B (en) Instant heating device
CN216790944U (en) Heat storage and exchange unit
CN215638933U (en) Steam heat energy recovery device
CN201575632U (en) Bearing type water heater water tank
RU2808056C1 (en) Thermal accumulator (options)
CN217686744U (en) Heat exchange device for heating crude oil by using concentrated solar energy