RU36490U1

RU36490U1 - Gas heater

Info

Publication number: RU36490U1
Application number: RU2003105646/20U
Authority: RU
Inventors: А.И. Попов; Ю.В. Фундатор; Б.Н. Зуев
Original assignee: Попов Александр Иванович; Фундатор Юлий Владимирович; Зуев Борис Николаевич
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-03-10

Description

ГАЗОВЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬGAS HEATER

Изобретение относится к автоматическим газовым водонагревателям (АГВ) и может быть использовано также в автоматизированных системах нагрева с твердым и жидким топливом различных строений.The invention relates to automatic gas water heaters (AGW) and can also be used in automated heating systems with solid and liquid fuels of various buildings.

Известные автоматические газовые нагреватели 1. Аппарат отопительный газовый бытовой АОГВ-23.2-1-У ГОСТ 20219-74. Руководство по эксплуатации. ОАО Жуковский машиностроительный завод, г Жуковский. 1998.; 2. Стаскевич Н.Л. и др Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л.Недра.1990. с 351-360, содержат излишнее количество функциональных газовых клапанов (3 клапана), требующие наладки и регулировки как на заводе-изготовителе, так и у потребителя, и отсюда недостаточно надежную автоматику газового нагревателя.Known automatic gas heaters 1. Gas heating apparatus household AOGV-23.2-1-U GOST 20219-74. Manual. OJSC Zhukovsky Engineering Plant, city of Zhukovsky. 1998 .; 2. Staskevich N.L. et al. Handbook of gas supply and use of gas. L. Nedra. 1990. from 351-360, contain an excessive number of functional gas valves (3 valves), requiring adjustment and adjustment both at the manufacturer and the consumer, and hence the insufficiently reliable automation of the gas heater.

Для уменьшения затрат энергоносителей и повышения комфортности в отапливаемом помещении было предложено техническое решение 3 Авторское свидетельство СССР №1721397А1 кл F23N5/00, опубл.23.03 92 бюлл.№11 . Однако известное устройство имеет недостаточную надежность и ресурс при эксплуатации. При его работе, кроме подачи газа, требуется еще и внешнее электропитание для работы реле времени и катушки электромагнита.To reduce energy costs and improve comfort in a heated room, a technical solution was proposed 3 USSR author's certificate No. 1721397А1 cl F23N5 / 00, published on March 23, 92 bulletin No. 11. However, the known device has insufficient reliability and service life. During its operation, in addition to gas supply, an external power supply is also required for the operation of a time relay and an electromagnet coil.

Частичное устранение недостатков достигается в 4. Свидетельство на полезную модель №RU 5441 опубл. 16.11.97. бюлл. №11, принятом за прототип. Газовый нагреватель содержит теплообменник, основную и запальную горелки, автономную автоматику, содержащую блок предохранительного клапана с датчиком пламени, датчики тяги и температуры теплоносителя, термостат помещения с вентилем.Partial elimination of deficiencies is achieved in 4. Utility Model Certificate No.RU 5441 publ. 11.16.97. bull. No. 11, adopted as a prototype. The gas heater contains a heat exchanger, the main and pilot burners, self-contained automation, containing a safety valve block with a flame sensor, draft and coolant temperature sensors, and a room thermostat with a valve.

МКИ5 6 F23 N 5/00 v гулирующих клапанов, один из которых связан с регулятором по температуре воды в котле или системе отопления, другой - с регулятором температуры помещения, увеличивающих потерю давления газа по пути к основной горелке из-за большого гидравлического сопротивления всего газового тракта от входа в блок автоматики до основной горелки. Далее в известном устройстве 4 регулятор температуры воды в теплообменнике фактически выведен из диапазона регулирования по температуре воды путем его настройки на аварийный режим. Поскольку при последовательном включении в линию газового тракта двух клапанов возможны режимы работы, когда один клапан, например связанный с регулятором по температуре воды, полностью перекрывает подачу газа к основной горелке. Второй клапан в это время будет работать вхолостую, т.к. замкнутые контуры регулирования по температуре воды и по температуре помещения имеют различные постоянные времени для вывода выходной координаты (регулируемого параметра-температуры воды или помещения) в равновесное состояние. При нарушении равновесного теплового режима в помещении сигналы на изменение температуры в помещении поступают на регулятор температуры помещения, датчик которого посылает сигнал для его отработки контуром управления, через температуру воды в обратной магистрали. Если сигнал от датчика температуры контрольного помещения непосредственно передается в контур управления сразу на исполнительный орган для изменения расхода газа, то сигнал по температуре воды в обратной магистрали проходит более длинный путь - преобразования в нескольких дополнительных звеньях контура регулятора по температуре воды. На преобразования сигнала требуется дополнительное время, увеличивающее общую постоянную времУпередачи сигнала на исполнительный орган для изменения расхода газа. Однако, в этой схеме только сигнал, превышающий максимальный по температуре задания (более 90-95 °С) и поступающий в элемент сравнения, приведет регулятор температуры воды в действие и отключит подачу газа в аварийной ситуации. Термостат быстрее реагирует на температуру помещения. Таким образом, функционирует только один регулятор - регулятор по температуре помещения. Это не увеличивает надежность эксплуатации всего нагревательного аппарата АГВ при наличии двух термостатов по воде и помещения. sfag/sfgW 2 MKI5 6 F23 N 5/00 v of control valves, one of which is connected to a regulator for water temperature in a boiler or heating system, and the other to a room temperature regulator, which increase the loss of gas pressure along the way to the main burner due to the large hydraulic resistance of all gas the path from the entrance to the automation unit to the main burner. Further, in the known device 4, the temperature controller of the water in the heat exchanger is actually taken out of the range of regulation of water temperature by adjusting it to emergency mode. Since, when two valves are sequentially connected to the gas path in the gas line, operating modes are possible when one valve, for example, connected with a regulator for water temperature, completely shuts off the gas supply to the main burner. The second valve will idle at this time, as closed control loops for water temperature and room temperature have different time constants for outputting the output coordinate (adjustable parameter, water or room temperature) to the equilibrium state. In case of violation of the equilibrium thermal regime in the room, signals to change the temperature in the room are sent to the room temperature controller, the sensor of which sends a signal for its development by the control loop, through the water temperature in the return line. If the signal from the temperature sensor of the control room is directly transferred to the control circuit immediately to the executive body to change the gas flow, then the signal for the water temperature in the return pipe goes a longer way - conversion in several additional links of the controller circuit for water temperature. Signal conversion requires additional time, increasing the total constant time of the signal Transmission to the Executive body to change the gas flow. However, in this circuit, only a signal exceeding the maximum reference temperature (more than 90-95 ° C) and entering the comparison element will bring the water temperature controller into action and turn off the gas supply in an emergency. The thermostat reacts faster to room temperature. Thus, only one regulator functions - the regulator according to room temperature. This does not increase the reliability of operation of the entire heating apparatus AGV in the presence of two thermostats for water and premises. sfag / sfgW 2

Кроме того, в аппарате АОГВ -23,2 предусмотрен неуправляемый режим малого огня, при котором отдача тепла от объекта менее притока тепла от аппарата. При этом возможно уменьшение ресурса ОГ, перегрев объекта отопления, перерасход энергоносителя, отсутствие энергосбережения в этом режиме и др.In addition, the device AOGV-23.2 provides an uncontrolled mode of small fire, in which the heat transfer from the object is less than the heat influx from the device. In this case, it is possible to reduce the exhaust gas resource, overheating of the heating object, energy consumption, lack of energy saving in this mode, etc.

Для устранения отмеченных выше недостатков предлагается газовый нагреватель, содержащий теплообменник, основную и запальную горелки, автономную автоматику, содержащую блок предохранительного клапана с датчиком пламени, датчики тяги и температуры теплоносителя, термостат помещения с вентилем, у которого блок предохранительного клапана и датчик пламени выполнены пневматическими, термостат помещения выполнен электронным, датчики тяги и температуры теплоносителя выполнены электрическими и связаны по схеме ИЛИ на закрытие вентиля термостата помещения.To eliminate the aforementioned drawbacks, a gas heater is proposed, comprising a heat exchanger, a main and ignition burner, autonomous automation, including a safety valve block with a flame sensor, draft and coolant temperature sensors, a room thermostat with a valve, in which the safety valve block and flame sensor are pneumatic, the room thermostat is electronic, the draft and coolant temperature sensors are electric and connected according to the OR circuit to close the valve the rest of the room.

Отсутствие в газовой магистрали основной горелки регулирующего клапана по температуре воды теплообменника значительно упрощает конструкцию блока автоматики, улучшает характеристики газового тракта в линии основной горелки- уменьшается требуемый перепад давления, повышается надежность блока в целом из-за отсутствия подвижных механических деталей, требующих периодической смазки и узла уплотнения затвора клапана, уменьшается стоимость блока автоматики. Наличие аварийного датчика температуры воды и защитного термостата, включенного в цепь электропитания электропривода вентиля комнатного термостата, повышает надежность и безаварийность работы всего нагревателя. Функции «малого огня переданы вентилю комнатного термостата или отсутствуют.The absence of a control valve in the gas line of the main burner for the water temperature of the heat exchanger greatly simplifies the design of the automation unit, improves the characteristics of the gas path in the main burner line, reduces the required pressure drop, increases the reliability of the unit as a whole due to the lack of moving mechanical parts requiring periodic lubrication and assembly valve shutter seals, the cost of the automation unit is reduced. The presence of an emergency water temperature sensor and a safety thermostat included in the power supply circuit of the electric valve of the room thermostat increases the reliability and trouble-free operation of the entire heater. The “small fire” functions are transferred to the room thermostat valve or are absent.

Кроме того, автоматика газового нагревателя обеспечивает по сравнению с прототипом аварийное отключение подачи газа на основную горелку при превышении допустимой температуры теплоносителя или отсутствии тяги в дымоходе и превышении температуры отходящих газов. Это происходит за счет перевода схемы аварийного отключения газовой магистрали от самого предохранительного клапана в цепь электропитания электропривода на закрытие затвора и отключения подачи газа на основную горелку с помощью вентиля комнатного термостата. При этом запальная горелка остается работоспособной и готовой подать свой горящий факел на основную горелку для включения ее в работу, например, при понижении температуры в теплообменнике ниже допустимой. Таким образом, осуществляется функция защитного термостата по температуре теплоносителя и термостата по температуре отходящих газов сгорания для датчика тяги.In addition, the automation of the gas heater provides, in comparison with the prototype, an emergency shutdown of the gas supply to the main burner when the permissible coolant temperature is exceeded or there is no draft in the chimney and the temperature of the exhaust gases is exceeded. This is due to the transfer of the emergency shutdown circuit of the gas line from the safety valve itself to the power circuit of the electric actuator to close the shutter and shut off the gas supply to the main burner using the room thermostat valve. In this case, the ignition burner remains operable and ready to supply its burning torch to the main burner to turn it on, for example, when the temperature in the heat exchanger drops below the permissible level. Thus, the function of the protective thermostat is carried out according to the temperature of the coolant and the thermostat according to the temperature of the exhaust gases for the draft sensor.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство.Figure 1 presents the proposed device.

Газовый нагреватель содержит теплообменник (бак, котел, емкость) 1, основную горелку 2, запальную горелку 3, датчик 4 пламени запальной горелки, заслонка 5, сопло 6, датчик 7 тяги, термочувствительный элемент 8, защитный термостат 9 аварийного перегрева воды в теплообменнике 1, термочувствительный элемент 10, привод предохранительного клапана 11, например, мембранный, механически связанный с клапаном 12, датчик 13 комнатной температуры и термостат (регулятор) 14 комнатной температуры, механически связанный с вентилем 15, кнопку 16 «Пуск, запорный кран 17 на магистральном вводе 18. Газовый нагреватель 1 подключается к системе отопления помещения трубопроводами 19 подачи горячей воды в систему отопления и 20 обратной воды из системы отопления; газ поступает по магистрали 18 к основной горелке 2 через запорный вентиль 17, предохранительный (отсечной) клапан 8, вентиль 15 комнатного термостата 14. Регулятор 14 применяется как манометрического, так и электронного типов (автономного с Сатарейным питанием или с питанием от электросети) с возможностью задания различных режимов отопления: дежурного, дневного, недельного и др., обеспечивающих энергосбережение.The gas heater contains a heat exchanger (tank, boiler, tank) 1, main burner 2, ignition burner 3, ignition burner flame sensor 4, shutter 5, nozzle 6, draft sensor 7, heat-sensitive element 8, safety thermostat 9 for emergency overheating of water in heat exchanger 1 , a temperature-sensitive element 10, an actuator of the safety valve 11, for example, a membrane, mechanically connected to the valve 12, a room temperature sensor 13 and a room thermostat (controller) 14, mechanically connected to the valve 15, button 16 "Start, shut-off valve 17 at the main input 18. The gas heater 1 is connected to the heating system of the room by pipelines 19 for supplying hot water to the heating system and 20 for return water from the heating system; gas enters through line 18 to the main burner 2 through a shut-off valve 17, a safety (shut-off) valve 8, a valve 15 of the room thermostat 14. The regulator 14 is used both of gauge and electronic types (autonomous with battery power or powered from the mains) with the possibility tasks of various heating modes: standby, day, week, etc., providing energy saving.

Газовый нагреватель работает следующим образом.Gas heater operates as follows.

Поддержание равновесного теплового режима Если температура помещения, фиксируемая датчиком 13 ниже заданной, то сигнал от датчика 13 поступит в термостат 14, который вырабатывает сигнал на открытие вентиля 15, при этом увеличится расход газа к основной горелке 2, что повысит температуру помещения до заданной.Maintaining an equilibrium thermal regime If the room temperature recorded by the sensor 13 is lower than the set one, the signal from the sensor 13 will go to the thermostat 14, which generates a signal to open the valve 15, while the gas flow to the main burner 2 will increase, which will increase the room temperature to the set one.

Датчик 13 измеряет температуру помещения, которое является контрольным, и по температуре которого примерно оценивается степень обогрева .зсей площади помещения. Общая же средняя оценка прогрева всей площади помещения характеризуется температурой помещения и величиной тепла, содержащегося в объемах воды, которая поступав по обратному трубопроводу 20 в теплообменник 1. Такая замкнутая система с местной обратной связою поддерживает заданные параметры более качественно. Этот режим осуществляет частичное энергосбережение за счет более быстрого реагированияThe sensor 13 measures the temperature of the room, which is the control, and the temperature of which is approximately estimated the degree of heating. The whole area of the room. The overall average estimate of the heating of the entire area of the room is characterized by the room temperature and the amount of heat contained in the volumes of water, which enters the heat exchanger 1 through the return pipe 20. Such a closed system with local feedback supports the set parameters more efficiently. This mode provides partial energy savings due to faster response

контура температуры помещения, уменьшения времени переходного процесса и потребления газа.room temperature circuit, reducing the transition process and gas consumption.

При использовании газового нагревателя с 2-х контурной гидравлической системой типа автоматического комбинированного газового нагревателя (АКГВ), в котором имеется второй гидравлический контур для потребления горячей воды (ГВС), поддержание равновесного теплового режима происходит путем косвенного управления температурой воды через температуру помещения. Для разбора воды пользователь заранее увеличивает заданную температуру помещения, компенсируя отбор тепла из бака на ГВС. В другом варианте можно временно отключить работу системы отопления.When using a gas heater with a 2-circuit hydraulic system such as an automatic combined gas heater (ACHW), in which there is a second hydraulic circuit for consuming hot water (DHW), maintaining an equilibrium thermal regime occurs by indirectly controlling the water temperature through the room temperature. To analyze the water, the user in advance increases the set room temperature, compensating for the heat from the tank for hot water. Alternatively, you can temporarily turn off the heating system.

Аварийный режим. 1) При повышении температуры теплоносителя в теплообменнике 1 по различным причинам выше допустимой, например 95° С, срабатывает датчик 10 аварийной температуры и защитный термостат 9 с электроконтактами ( например, нормально замкнутыми), который размыкает цепь питания электропривода вентиля 15 и вырабатывается команда на закрытие затвора вентиля 15 . Далее, затвор закрывает подачу газа через вентиль 15 в канал основной горелки 2. При этом подача газа в запальную горелку 3 остается, температура воды в теплообменнике начинает понижаться, предотвращая аварийную ситуацию по перегреву теплообменника 1 и сберегая дорогостоящее оборудование пользователя. Дифференциальное значение температуры датчика 10 защитного термостата 9 позволяет далее затвору вентиля 15 открыться для подачи газа на основную горелку 2 и продолжить работу АГВ по обогреву помещения.Emergency mode. 1) When the temperature of the coolant in the heat exchanger 1 increases for various reasons above the permissible one, for example, 95 ° C, the emergency temperature sensor 10 and the safety thermostat 9 with electrical contacts (for example, normally closed) are activated, which opens the power supply circuit of valve 15 and generates a closing command valve shutter 15. Further, the shutter closes the gas supply through the valve 15 to the channel of the main burner 2. At the same time, the gas supply to the ignition burner 3 remains, the water temperature in the heat exchanger starts to decrease, preventing an emergency situation when the heat exchanger 1 overheats and saving expensive user equipment. The differential temperature value of the sensor 10 of the safety thermostat 9 further allows the shutter of the valve 15 to open to supply gas to the main burner 2 and continue the work of the heating water heater for heating the room.

2)Также работает вентиль 15 в случае подачи сигнала от датчика 8 с электроконтактами (например, нормально замкнутыми), контролирующего нарушении тяги в дымоходе при удалении отходов сгорания из камеры теплообменника 1, когда отходы сгорания воздействуют своей температурой на датчик 8. При этом прекращается подача газа к основной 2 горелке нагревателя АГВ вентилем 15 термостата 14. При восстановлении тяги и нормализации температуры отходящих газов вентиль 15 открывается и продолжается работа нагревателя АГВ.2) The valve 15 also works in the event of a signal from the sensor 8 with electrical contacts (for example, normally closed) that controls the draft in the chimney when removing combustion waste from the heat exchanger chamber 1, when the combustion waste affects its temperature by its temperature 8. This stops the flow gas to the main 2 burner of the AGV heater with the valve 15 of the thermostat 14. When the draft is restored and the temperature of the exhaust gases is normalized, the valve 15 opens and the operation of the AGV heater continues.

5 5

хранительного клапана в открытом состоянии. Клапан 12 закрывается и прекращается доступ газа к основной 2 и запальной 3 горелкам. АГВ перестает работать.storage valve open. The valve 12 closes and stops access of gas to the main 2 and pilot 3 burners. AGV stops working.

Безаварийная работа АГВ обеспечивается включением по схеме ИЛИ защитного термостата 9 и датчика тяги 7, воздействующей командой на закрытие затвора вентиля 15 комнатного термостата 14 и перекрывающей подачу газа только к основной горелке 2. При этом запальная горелка остается в работе.The trouble-free operation of the AGV is ensured by the inclusion of a protective thermostat 9 and a draft sensor 7 according to the OR scheme, acting by the command to close the shutter of the valve 15 of the room thermostat 14 and shutting off the gas supply only to the main burner 2. In this case, the ignition burner remains in operation.

Работа при энергосбережении. Термостат 14 может быть применен разных автономных типов с возможностью задания режимов отопления: ночного, дежурного, дневного, недельного и др., обеспечивающих энергосбережение.Work with energy saving. Thermostat 14 can be used in various autonomous types with the possibility of setting heating modes: night, standby, day, week, etc., providing energy saving.

Авторы:А. И. Попов jЈw 2 & 2 2io3,Ю. В. Фундатор№ ))Authors: A. I. Popov jЈw 2 & 2 2io3, Yu. B. Fundator No.))

Б.Н. ЗуевB.N. Zuev

U .U.

Ј /.ЈV. 03. Ј /.ЈV. 03.

Claims

A gas heater comprising a heat exchanger, a main and ignition burner, autonomous automation equipment containing a safety valve unit with a flame sensor, draft and coolant temperature sensors, a room thermostat with a valve, characterized in that the safety valve unit and a flame sensor are pneumatic, the room thermostat is electronic , traction and coolant temperature sensors are made electric and connected according to the OR scheme to close the room thermostat valve.