RU45510U1

RU45510U1 - CONDENSATION TYPE GAS BOILER

Info

Publication number: RU45510U1
Application number: RU2004126532/22U
Authority: RU
Inventors: Н.А. Чупрунова
Original assignee: Чупрунова Наталья Алексеевна
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2005-05-10

Abstract

Предлагаемое устройство относится к области теплотехники и может быть использовано для нагрева воды в системах отопления и горячего водоснабжения с использованием высшей теплоты сгорания газа для нужд бытовых и коммунально-бытовых потребителей. Сущность полезной модели: водогрейный котел, оборудованный автоматикой безопасности и инжекционной инфракрасной газовой горелкой низкого давления, размещаемой в котле вертикально с подводом газа и воздуха на горение сверху и имеющей винтовую нарезку внутренней поверхности сопла, газовыпускные отверстия по всей высоте и периметру. смесительной камеры. Горелка помещена внутрь излучающей перфорированной керамической насадки, а затем внутрь металлической сетки, с заглушенными верхними и нижними концами, с целью полного сжигания газа. Водонагревательный бак котла, имеющий форму полого цилиндра, разделен внутренней термостойкой перегородкой на 2 части, внутренняя и внешняя поверхности теплообменника для увеличения площади нагрева имеют гофрированную форму, где гофры располагаются под углом к вертикали для удлинения пути продуктов сгорания. Водонагревательный бак котла установлен на стойках и через полученные отверстия в нижней части котла дымовые газы, поднимаясь вверх вдоль внешней части теплообменника, отдают избыточное тепло воде из обратного трубопровода, нагревая ее дополнительно и отдавая теплоносителю еще и тепло от конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Патрубки для ввода и для вывода теплоносителя, выхода продуктов сгорания из котла расположены в верхней части котла. В нижней части теплоизолированного корпуса котла предусмотрен штуцер с краном для отвода конденсата из корпуса.The proposed device relates to the field of heat engineering and can be used for heating water in heating systems and hot water supply using the highest calorific value of gas for the needs of domestic and municipal consumers. The essence of the utility model is: a boiler equipped with safety automatics and a low-pressure injection infrared gas burner, placed vertically in the boiler with gas and air supply for burning from above and having a screw thread on the inner surface of the nozzle, gas outlets along the entire height and perimeter. mixing chamber. The burner is placed inside a radiating perforated ceramic nozzle, and then inside a metal mesh, with the upper and lower ends damped, in order to completely burn the gas. The boiler’s water tank, having the shape of a hollow cylinder, is divided into 2 parts by an internal heat-resistant partition, the internal and external surfaces of the heat exchanger have a corrugated shape to increase the heating area, where the corrugations are located at an angle to the vertical to extend the path of the combustion products. The boiler’s water tank is installed on racks and through the openings in the bottom of the boiler, flue gases, rising up along the outer part of the heat exchanger, give off excess heat to the water from the return pipe, heating it additionally and giving the heat carrier also the heat from condensation of water vapor contained in the combustion products . Pipes for the inlet and outlet of the coolant, the exit of combustion products from the boiler are located in the upper part of the boiler. A fitting with a tap is provided in the lower part of the heat-insulated boiler body to drain condensate from the body.

Description

Предлагаемое устройство относится к области теплотехники и может быть использовано для нагрева воды в системе квартирного отопления и горячего водоснабжения с использованием высшей теплоты сгорания газа.The proposed device relates to the field of heat engineering and can be used to heat water in the apartment heating system and hot water supply using the highest calorific value of gas.

Известны бытовые газовые котлы с теплообменниками трубчатого или пластинчатого типа, в которых теплоноситель - вода нагревается продуктами сгорания газа от горелки, расположенной под теплообменником. Недостатком таких конструкций является прямоточное удаление из котла продуктов сгорания с температурой порядка 110°С и, как следствие, использование только низшей теплоты сгорания газа, что существенно снижает к.п.д. котла и доводит максимальное его значения до 90%.Household gas boilers with tube or plate heat exchangers are known in which the heat carrier water is heated by the products of gas combustion from a burner located under the heat exchanger. The disadvantage of such designs is the direct-flow removal of combustion products from the boiler with a temperature of about 110 ° C and, as a result, the use of only the lowest calorific value of gas, which significantly reduces the efficiency boiler and brings its maximum value to 90%.

Известны инжекционные многофакельные запальники с электрическим запально-защитным устройством для топок, работающих под разрежением, завода «Ильмарине» г.Таллин. Недостатком такой горелки является небольшая мощность (до 20 КВт) и неполное сгорание газа и выделение оксидов С и N в атмосферу.Known injection multi-torch igniters with an electric ignition-protective device for furnaces operating under vacuum at the Ilmarine plant in Tallinn. The disadvantage of such a burner is its low power (up to 20 kW) and incomplete combustion of gas and the emission of C and N oxides into the atmosphere.

Известна также горелка инфракрасного излучения с электрическим запально-защитным устройством производства фирмы SCHWANK GmbH (Германия), в которых используется высшая теплота сгорания газа и в которых излучающая поверхность - плоская, а подача газовоздушной смеси осуществляется сбоку, что не позволяет с необходимой эффективностью производить нагрев теплоносителя и подогрев воды из подающего трубопровода.An infrared radiation burner with an electric ignition protection device manufactured by SCHWANK GmbH (Germany) is also known, in which the highest heat of gas combustion is used and in which the emitting surface is flat, and the gas-air mixture is supplied from the side, which does not allow heating medium to be heated with the necessary efficiency and heating the water from the supply pipe.

Известна также волнистая конвективная поверхность В.Г.Шухова, которая предлагалась им для утилизации теплоты уходящих дымовых газов.Also known is the wavy convective surface of V.G. Shukhov, which was proposed by him for the utilization of the heat of the exhaust flue gases.

Целью данной полезной модели является:The purpose of this utility model is:

- увеличение к.п.д газовых котлов до 95-97% за счет использования инфракрасного нагрева теплообменника и использования высшей теплоты сгорания газа путем нагрева воды из обратного трубопровода продуктами сгорания газа за счет смывания внешней стороны - increase the efficiency of gas boilers to 95-97% due to the use of infrared heating of the heat exchanger and the use of higher heat of gas combustion by heating water from the return pipe with gas combustion products by washing off the outside

теплообменника уходящими продуктами сгорания с целью снижения их температуры до порядка 50-55°С для отопления и до 25-30°С для систем теплых полов и, как следствие, извлечения из дымовых газов теплоты конденсации водяных паров;a heat exchanger with exhaust combustion products in order to reduce their temperature to about 50-55 ° C for heating and up to 25-30 ° C for underfloor heating systems and, as a result, extracting heat of condensation of water vapor from flue gases;

- снижение до предельно допустимых норм выбросов в атмосферу СО и NO путем практически полного сжигания газа на излучающих панели и сетке горелки;- reduction to the maximum permissible norms of emissions of CO and NO by almost completely burning gas on the radiating panels and the burner grid;

- решение проблемы поквартирного отопления и горячего водоснабжения в домах с этажностью выше 5, т.к. практически полное сгорание газа позволяет использовать такие котлы мощностью до 10 КВт с выводом продуктов сгорания не в дымоход, а непосредственно в атмосферу помещения, что позволит увеличить к.П.Д. котла практически до 98% и решить вопрос урегулирования давления воздуха, поступающего на горение и тяги в газоходе котла.;- solution of the problem of apartment heating and hot water supply in houses with a number of storeys above 5, because almost complete combustion of gas allows the use of such boilers with a capacity of up to 10 kW with the output of combustion products not into the chimney, but directly into the atmosphere of the room, which will increase the efficiency the boiler to almost 98% and solve the issue of regulating the air pressure supplied to the combustion and draft in the boiler flue .;

- снижения инерционности отопительного аппарата за счет максимально возможного приближения поверхности нагрева теплообменника к излучающей панели горелки и сетке, имеющих температуру порядка 920°С. - reducing the inertia of the heating apparatus due to the maximum possible approximation of the heating surface of the heat exchanger to the radiating panel of the burner and the grid, having a temperature of about 920 ° C.

Поставленная цель достигается тем, что:The goal is achieved by the fact that:

Водонагревательный котел малой мощности (до 100 КВт включительно), оборудован инжекционной инфракрасной газовой горелкой низкого давления поз.1, расположенной вертикально, где газ подается сверху. Горелка имеет отверстия для подачи воздуха на горение, расположенные в верхней части горелки, сопло, корпус инжектора, смесительную камеру для смешивания газа с воздухом, на которой расположены газовыпускные отверстия, равномерно по всей высоте и по периметру цилиндрической смесительной камеры горелки. Горелка помещена внутрь излучающей керамической насадки поз.2 цилиндрической формы и заглушенными верхним и нижним концами и имеющей отверстия на боковой поверхности для выхода газовоздушной смеси, над которой и происходит сжигание смеси. Данная керамическая излучающая насадка заключена в металлическую сетку поз.3, на которой завершается горение газа.The low-power water boiler (up to 100 kW inclusive) is equipped with an injection infrared gas burner of low pressure, pos. 1, located vertically, where gas is supplied from above. The burner has openings for supplying combustion air located in the upper part of the burner, a nozzle, an injector body, a mixing chamber for mixing gas with air, on which gas outlets are located, uniformly throughout the height and around the perimeter of the cylindrical mixing chamber of the burner. The burner is placed inside a radiating ceramic nozzle, pos. 2, of a cylindrical shape and with blanked upper and lower ends and having openings on the side surface for the exit of the gas-air mixture, above which the mixture is burned. This ceramic radiating nozzle is enclosed in a metal mesh, item 3, on which the combustion of gas ends.

Сопло горелки имеет внутреннюю винтовую нарезку для завихрения потока поступающего в корпус инжектора газа с целью более полного смешения его с воздухом. Инфракрасная горелка имеет запальный The nozzle of the burner has an internal screw thread for swirling the flow of gas entering the injector body in order to more fully mix it with air. The infrared burner has an ignition

ионизационный электрод для розжига пламени и оборудуется автоматикой безопасности, отключающей подачу газа при повышении или понижении давления газа, повышении температуры теплоносителя или температуры в помещении, отсутствии тяги и увеличения содержания СО в воздухе нижней части помещения сверх допустимых пределов. Водонагревательный бак котла поз.4 имеет цилиндрическую форму и разделен на 2 части вертикальной перемычкой-разделителем также цилиндрической формы поз.5, имеющей низкую теплопроводность и снабженную в нижней части отверстиями поз.6 для прохода воды из обратного трубопровода в нагревательную часть бака. Наружная и внешняя стенки теплообменника имеют волнистую (гофрированную) поверхность для увеличения площади поверхности нагрева. Гофры располагаются под углом к вертикали с целью удлинения пути продуктов сгорания вдоль поверхности теплообменника и увеличения площади, омываемой продуктами сгорания.an ionization electrode for ignition of the flame and is equipped with safety automatics that cuts off the gas supply when the gas pressure is increased or decreased, the temperature of the coolant or the room temperature rises, there is no draft and the CO content in the air in the lower part of the room exceeds the permissible limits. The boiler’s water tank pos. 4 has a cylindrical shape and is divided into 2 parts by a vertical jumper-separator also of cylindrical shape pos. 5, which has low thermal conductivity and is equipped with holes in the lower part pos. 6 for water to pass from the return pipe into the heating part of the tank. The outer and outer walls of the heat exchanger have a wavy (corrugated) surface to increase the surface area of the heating. The corrugations are arranged at an angle to the vertical in order to lengthen the path of the combustion products along the surface of the heat exchanger and increase the area washed by the combustion products.

Водонагревательный бак котла установлен на стойках поз.7 и через полученные отверстия поз.12 в нижней части котла дымовые газы, поднимаясь вверх вдоль внешней части теплообменника, отдают избыточное тепло воде из обратного трубопровода, нагревая ее дополнительно и отдавая теплоносителю еще и тепло от конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Использование высшей теплоты сгорания газа позволит увеличить к.п.д. котла порядка до 98%. Патрубки поз.10 для ввода и поз.11 для вывода теплоносителя, выхода продуктов сгорания поз.9 из котла расположены в верхней части котла. Скапливающийся в нижней части котла конденсат может служить дополнительно фильтром для продуктов сгорания. В нижней части теплоизолированного корпуса котла поз.8 предусмотрен штуцер с краном поз.13 для отвода конденсата из корпуса.The boiler’s water tank is mounted on racks pos. 7 and through the openings pos. 12 in the lower part of the boiler, flue gases, rising up along the outer part of the heat exchanger, give off excess heat to the water from the return pipe, heating it additionally and giving the heat carrier also the heat from the condensation of water fumes contained in the products of combustion. The use of higher heat of gas combustion will increase the efficiency boiler order up to 98%. Pipes pos. 10 for inlet and pos. 11 for the outlet of the coolant, the exit of combustion products of pos. 9 from the boiler are located in the upper part of the boiler. Condensate accumulating in the lower part of the boiler can additionally serve as a filter for combustion products. In the lower part of the heat-insulated boiler body, item 8, a fitting with a valve item 13 is provided for condensate drainage from the body.

Claims

A gas boiler containing a thermally insulated body with nozzles for discharging combustion products and for entering and leaving a heat carrier, a heat exchanger, a gas burner, characterized in that the gas burner has a cylindrical mixing chamber with openings on the side surface for the exit of the air-gas mixture and a screw thread of the nozzle inner surface , the heat exchanger has a cylindrical shape with corrugated internal and external heating surfaces, divided into 2 parts by an internal heat-insulating partition of the cylinder in the form of a nozzle with openings on the opposite side of the coolant nozzles made on its end, the boiler body has a nozzle with a tap in the lower part for draining condensate from the boiler, while the burner mixing chamber is placed with a gap inside the radiating perforated ceramic cylinder, which is muffled at the end parts, a metal mesh is installed with a gap over the emitting cylinder, a heat exchanger surrounds the burner with a gap between its internal heating surface and the metal mesh, and the nozzle for exhaust gas is located on the side of the coolant.