RU98546U1 - Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды - Google Patents

Abstract

1. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды, содержащий внутренний и наружный корпусы, соединенные общим основанием, патрубок соединения с дымоходом, по меньшей мере, две дверки, расположенные на лицевой части котла, введенный во внутренний объем котла теплообменник, образующий с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносительной среды, патрубки для подсоединения к системе отопления и горячего водоснабжения, лабиринты газового канала, выполненного в виде набора труб, проходящих через водяную рубашку, указатель температуры воды, отличающийся тем, что сверху корпуса на упомянутый теплообменник, установлен дымосборный коллектор, выполненный в виде сварной коробчатой конструкции, плотно облегающей упомянутый патрубок соединения с дымоходом, причем котел снабжен шибером вторичного воздуха, установленным под упомянутой нижней дверцей, выполненным с возможностью регулирования количества воздуха подаваемого под колосники, щитком, выполненном с возможностью исключения самопроизвольного выпадания продуктов сгорания из котла, при этом внутренняя часть упомянутых дымогарных труб оснащена турбулизатором. ! 2. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды по п.1, отличающийся тем, что снабжен стабилизатором тяги, смонтированным в упомянутом патрубке для соединения с дымоходом, выполненным с возможностью выравнивая давления воздуха в зоне всасывания в эжектор основных горелок и вблизи выхода газовоздушной смеси из щелевых пазов при открытом расположении основных горелок, с образованием устойчивого горения газовоздушной смеси, при постоянном разрежении в упомянутой топочной ка

Description

Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды предназначен для теплоснабжения индивидуальных домов (коттеджей) и для их горячего водоснабжения. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды работает на природном газе и твердых видах топлива с номинальной тепловой мощностью до 40 кВт. включительно.

Из аналогов уровня техники наиболее близким по количеству существенных признаков к заявляемой полезной модели, прототипом может быть принята полезная модель «Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды», содержащий внутренний и наружный корпусы, соединенные общим основанием, патрубок соединения с дымоходом, по меньшей мере, две дверки, расположенные на лицевой части котла, введенный во внутренний объем котла теплообменник, образующий с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносительной среды, патрубки для подсоединения к системе отопления и горячего водоснабжения, лабиринты газового канала, выполненного в виде набора труб, проходящих через водяную рубашку, указатель температуры воды (RU №23957, МКП: F24Н 1/00, заявка на полезную модель N2001130585/20 от 15.11.2001 г., авторы: Родионов О.Г., Пахомов А.И., Ермолаев А.П. Овчинников Н.Ф., Подосиновская Р.П., патентообладатели: Родионов Олег Геннадьевич, Пахомов Анатолий Иванович, Ермолаев Александр Павлович, Овчинников Николай Федорович, Подосиновская Раиса Петровна, патент опубликован 20.07.2002 г. в Бюллетене №20).

Недостатком полезной модели принятой за прототип, является низкий КПД котла.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение КПД котла.

Технический результат заявляемой полезной модели повышение КПД котла, достигается тем, что по сравнению с полезной моделью принятой за прототип, «котлом отопительным водогрейным с отбором горячей воды», содержащим внутренний и наружный корпусы, соединенные общим основанием, патрубок соединения с дымоходом, по меньшей мере, две дверки, расположенные на лицевой части котла, введенный во внутренний объем котла теплообменник, образующий с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносительной среды, патрубки для подсоединения к системе отопления и горячего водоснабжения, лабиринты газового канала, выполненного в виде набора дымогарных труб, проходящих через водяную рубашку, указатель температуры воды, в заявляемой полезной модели сверху корпуса на упомянутый теплообменник, установлен дымосборный коллектор, выполненный в виде сварной коробчатой конструкции, плотно облегающий упомянутый патрубок соединения с дымоходом, причем котел снабжен шибером вторичного воздуха, установленным под упомянутой нижней дверцей, выполненным с возможностью регулирования количества воздуха подаваемого под колосники, щитком, выполненном с возможностью исключения самопроизвольного выпадания продуктов сгорания из котла, при этом внутренняя часть упомянутых дымогарных труб оснащена турбулизатором. Турбулизатор вертикальную составляющую скорости потока уходящих газов в дымогарных трубопороводах разлаживает на горизонтальную составляющую, что позволяет эффективнее снимать тепло уходящих газов. Водяная рубашка имеет развитую конвенционную поверхность по всей поверхности топочной камеры. За счет того, что топочной камерой нагревается большой объем водяной рубашки, обеспечивается увеличение КПД котла отопительного водогрейного с отбором горячей воды.

Кроме того, котел в заявляемой полезной модели имеет дополнительный технический результат:

1. Выравнивание давления воздуха в зоне всасывания в эжектор основных горелок и вблизи выхода газовоздушной смеси из щелевых пазов при открытом расположении основных горелок, с образованием устойчивого горения газовоздушной смеси при постоянном разрежении в топочной камере без регулировки.

2. Исключается возможность задувания запальной горелки при кратковременном опрокидывании тяги в дымоходе.

3. Удобство в обслуживании, так как не гаснет котел, не потухает топливо и не требуется повторного поджигания запальной горелки.

Дополнительный технический результат достигается тем, что котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды снабжен стабилизатором тяги, смонтированным в упомянутом патрубке для соединения с дымоходом, выполненным с возможностью выравнивая давления воздуха в зоне всасывания в эжектор основных горелок и вблизи выхода газовоздушной смеси из щелевых пазов при открытом расположении основных горелок, с образованием устойчивого горения газовоздушной смеси, при постоянном разрежении в упомянутой топочной камере без регулировки, а также с возможностью исключения задувания запальной горелки при кратковременном опрокидывании тяги в дымоходе.

Кроме того, котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды, в заявляемой полезной модели имеет дополнительный технический результат:

1. Возможность работы котла на газообразном топливе, процесс сжигания которого осуществляется в автоматическом режиме.

2. Повышение КПД котла при работе котла на газообразном топливе.

В заявляемой полезной модели дополнительный технический результат достигается тем, что котел снабжен автоматикой безопасности с газогорелочным устройством, содержащей датчик тяги, установленный на упомянутом стабилизаторе тяги, датчик пламени, установленный на панели газогорелочного устройства, датчик температуры теплоносителя, расположенный в полости водяной рубашки, блок регулирования и безопасности, который герметично вкручен на резьбовой конец коллектора основных горелок газогорелочного устройства, содержащий клапан безопасности, регулирующий клапан, стабилизатор давления и регулятор температуры воды, причем упомянутый клапан безопасности связан с упомянутыми датчиками пламени, тяги и датчиком температуры теплоносителя, а упомянутый регулирующий клапан своим входом подключен к сети подвода газа, а выходом соединен с коллектором газогорелочного устройства.

Кроме того, в заявляемой полезной модели дополнительный технический результат, увеличение пути прохождения дымовых газов в топочной камере достигается тем, что котел снабжен отбойником. Это позволяет нагревать большую площадь водяной рубашки и за счет увеличения ее конвекционной поверхности, что позволяет увеличить КПД котла.

Кроме того, в заявляемой полезной модели дополнительный технический результат, возможность регулирования количества воздуха подаваемого от упомянутого шибера вторичного воздуха при работе котла на газовом топливе достигается тем, что котел снабжен распределительной решеткой.

Кроме того, дополнительный технический результат, возможность нагревания чистой воды для ее использования на бытовые нужды достигается тем, что котел снабжен водоподогревателем (бойлером), размещенным в верхней части внутреннего объема водяной рубашки.

Кроме того, дополнительный технический результат, улучшение безопасности работы котла достигается тем, что котел снабжен предохранительным клапаном, установленным на верхней крышке корпуса котла и выполненным с возможностью срабатывания при давлении в системе отопления 1,5+-0,1 кгс/см 2.

Заявляемая полезная модель «Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды» поясняется чертежами, на которых изображены:

Фиг.1. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды, вид слева, в разрезе.

Фиг.2. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды, вид слева/в разрезе, при работе котла на газообразном топливе.

Фиг.3. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды, вид спереди в разрезе.

Сущность полезной модели.

Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды, содержащий внутренний корпус 1 (фиг.1-3), представляющий собой сварную конструкцию коробчатой формы, закрытую снаружи облицовочными панелями. Внутри корпуса 1 (фиг.1-3) котла расположена водяная рубашка 2 (фиг.1, 2), обрамляющая топочное и газоходное пространства. Во внутренний объем котла установлен стальной теплообменник 3 (фиг.1-3), образующий с полостью водяной рубашки 2 (фиг.1, 2) замкнутый контур теплоносительной среды. На лицевой стороне корпуса 1 (фиг.1-3) котла расположены дверца загрузочная 4 (фиг.1-3), служащая для загрузки твердого топлива и дверца шуровочная 5 (фиг.1, 2), предназначенная для растопки, а также для извлечения очагового остатка. Ниже дверцы шуровочной 5 (фиг.1, 2) расположен шибер вторичного воздуха 6 (фиг.1, 2), выполненный в виде поддувального щитка, содержащего две пластины, в которых выполнены вертикальные прорези. При движении пластин по горизонтали меняется сечение щели и регулируется количество воздуха поступающего под колосники 7 (фиг.1) и тем самым регулируется интенсивность горения. Внутри в нижней части корпуса 1 (фиг.1-3) расположены колосники 7 (фиг.1) и зольник 8 (фиг.1, 3), служащий для сбора золы. Колосники 7 (фиг.1) служат для прохождения воздуха и разделяют поддувальную камеру 9 (фиг.1-3) и топочную камеру 10 (фиг.1, 2). Топочная камера 10 (фиг.1, 2) с боков и сзади ограничена водоохлаждаемыми секциями теплообменника 3 (фиг.1) спереди закрыта фронтальным листом газогорелочного устройства (ГГУ), на котором закреплен коллектор основных горелок 11 (фиг.2) с соплами и установлен кронштейн запальной горелки 12 (фиг.2). Слева на фронтальном листе имеется смотровое окно (на чертеже не показано) для наблюдения за работой запальной горелки 12 (фиг.2), а также для поджигания газовоздушной смеси. Основные горелки 11 (фиг.2) выполнены из жаростойкой нержавеющей стали и размещены равномерно под теплообменником 3 (фиг.1-3), создавая равномерное тепловое поле в топочном объеме топочной камеры 10 (фиг.1, 2), что исключает образование локальных зон перегрева теплообменника 3 (фиг.1-3) и его разрушение. Сверху над колосниками 7 (фиг.1) установлен щиток 13 (фиг.1), который служит для предотвращения самопроизвольного выпадания продуктов сгорания из котла. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды снабжен распределительной решеткой 14 (фиг.2), установленной сверху на основании котла и выполненной с возможностью регулирования количества воздуха подаваемого от упомянутого шибера вторичного воздуха 6 (фиг.1, 2), при работе котла на газовом топливе и имеет жаротрубную поверхность. Котел содержит лабиринты газового канала, выполненного в виде набора дымогарных труб 15 (фиг.1, 2), проходящих через водяную рубашку 2 (фиг.1, 2). Внутренняя часть дымогарных труб 15 (фиг.1, 2) оснащена турбулизаторами 16 (фиг.1, 2). Турбулизатор 16 (фиг.1, 2) выполнен в виде изогнутой пластины, которая вертикальную составляющую скорости потока уходящих газов в дымогарных трубопороводах разлаживает на горизонтальную составляющую. Это позволяет эффективнее снимать тепло от уходящих газов. Котел снабжен водоподогревателем (бойлером) 17 (фиг.1, 2), размещенным в верхней части внутреннего объема котла, у которого нагревательный элемент имеет форму в виде змеевика, выполненного в виде тонкостенной гофрированной трубы. Водоподогреватель (бойлер) 17 (фиг.1, 2) имеет патрубки, по которым поступает чистая вода. Сверху корпуса на теплообменник 3 (фиг.1-3) установлены дымосборный коллектор 18 (фиг.1, 2), выполненный в виде сварной коробчатой конструкции, плотно облегающий патрубок для соединения с дымоходом (на чертеже не показана). Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды снабжен стабилизатором тяги 19 (фиг.2, 3), смонтированным в патрубке для соединения с дымоходом. Стабилизатор тяги 19 (фиг.2, 3) служит для выравнивая давления воздуха в зоне всасывания в эжектор основных горелок 11 (фиг.2) и вблизи выхода газовоздушной смеси из щелевых пазов при открытом расположении основных горелок 11 (фиг.2), с образованием устойчивого горения газовоздушной смеси при постоянном разрежении в топочной камере 10 (фиг.1, 2) без регулировки, а также исключается возможность задувания запальной горелки 12 (фиг.2) при кратковременном опрокидывании тяги в дымоходе. К корпусу 1 (фиг.1-3) снизу котла приварен патрубок 20 (фиг.1, 2) для присоединения к трубопроводу обратной линии системы отопления, служащему для подвода охлажденной воды к котлу, а сверху корпуса 1 (фиг.1-3) приварен патрубок 21 (фиг.1, 2) служащий для отвода горячей воды от котла в систему отопления. За выходным патрубком 21 (фиг.1,2) подающего трубопровода 22 (фиг.1) нагнетательной линии системы отопления установлен указатель температуры 23 (фиг.1), выполненный в виде термометра браслетного. Котел снабжен отбойником 24 (фиг.2), обеспечивающем увеличение пути прохождения дымовых газов. На верхней крышки корпуса 1 (фиг.1-3) котла установлен предохранительным клапан 25 (фиг.1, 2), выполненный с возможностью срабатывания при давлении в системе отопления 1,5+-0,1 кгс/см 2. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды снабжен автоматикой безопасности с газогорелочным устройством, содержащей датчик тяги 26 (фиг.1-3), установленный на стабилизаторе тяги 19 (фиг.2, 3) и служащий для отключения котла при отсутствии тяги в дымовой трубе, содержащей датчик пламени 27 (фиг.3), установленный на панели газогорелочного устройства 28 (фиг.3), датчик температуры теплоносителя 29 (фиг.3), расположенный в полости водяной рубашки 2 (фиг.1, 2), блок регулирования и безопасности 30 (фиг.2, 3), герметично вкрученный на резьбовой конец коллектора основных горелок 11 (фиг.2) газогорелочного устройства. Датчик температуры теплоносителя 29 (фиг.3) закреплен на планке 31 (фиг.3), расположенный в полости водяной рубашки 2 (фиг.1, 2). Блок регулирования и безопасности 30 (фиг.2, 3) содержит клапан безопасности, регулирующий клапан, стабилизатор давления и регулятор температуры воды РТВ. Клапан безопасности блока регулирования и безопасности 30 (фиг.2, 3) связан с датчиком тяги 26 (фиг.3), датчиком пламени 27 (фиг.3) и с датчиком температуры теплоносителя 29 (фиг.3), а регулирующий клапан своим входом подключен к сети подвода газа, на которой расположен газовый кран подачи газа к автоматике безопасности с газогорелочным устройством, а выходом соединен с коллектором основных горелок 11 (фиг.2) газогорелочного устройства. Блок регулирования и безопасности 30 (фиг.2, 3) выполнен с возможностью автоматического регулирования температуры воды на выходе из котла, прекращения подачи газа при погасании пламени запальной горелки 12 (фиг.2), отсутствии тяги и при понижении давления в сети ниже минимального. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды имеет жаротрубную поверхность и большое КПД за счет большого объема конвекционной поверхности водяной рубашки 2 (фиг.1, 2).

Работа котла отопительного водогрейного с отбором горячей воды.

Перед пуском в работу котла необходимо заполнить систему водой до ее появления из переливной трубы расширительного бачка (на чертежах не указан), затем открыть шибер вторичного воздуха 6, открыть кран на обратной линии системы отопления (если такой имеется) и проверить наличие тяги.

При работе котла отопительного водогрейного с отбором горячей воды на твердом топливе:

- необходимо растопить котел сухими дровами, загрузив ими топочную камеру 10 до половины ее высоты и следя за ним, чтобы горячие угли покрыли все колосниковое полотно, после возгорания верхнего слоя загрузить постепенно уголь;

- загрузку топлива производить небольшими порциями, быстро, не оставляя надолго открытой загрузочную дверцу 4, чтобы не допускать прорыва большого количества холодного воздуха в топочную камеру 10;

- загрузить топливо таким образом, чтобы уровень горения располагался не выше кромки загрузочной дверцы 4;

- загрузку всего объема завершить примерно за час;

- после того, как уголь хорошо разгорится, шибер вторичного воздуха 6 поставить в положение, обеспечивающее оптимальное сжигание топлива;

- очистку колосника 7 производить не реже двух раз в сутки.

- не допускать большого накопления золы в топке, чистку зольника 8 производить два раза в сутки;

- при накоплении в топочной камере 10 шлака необходимо его быстро выбрать, оставить весь несгоревший уголь (жар) в топке, после чего производить очередную загрузку топлива.

При работе котла отопительного водогрейного с отбором горячей воды на природном газе необходимо:

- проветрить помещение, в котором установлен котел, в течение 10-15 мин;

- проверить, закрыт ли газовый кран непосредственно на газопроводе перед автоматикой безопасности;

- проверить наличие тяги в дымоходе;

- установить ручку управления РТВ блока автоматики «выкл»;

- открыть газовый кран (на чертеже не показан) подачи газа к автоматике безопасности с газогорелочным устройством;

- произвести розжиг запальной горелки 12 и основных горелок 11 газо-горелочного устройства (ГГУ) через смотровое окно (на чертеже не показано) бумажным жгутом в положении «розжиг» и держать в нажатом положении 30 сек.;

- после воспламенения запальной горелки 12 бумажный жгут вынуть и загасить. Ручку управления регулятором температуры воды РТВ блока регулирования и безопасности 30 отпустить после срабатывания датчика пламени 27 на закрытие.

- повернуть ручку управления регулятора температуры воды блока регулирования и безопасности 30 на любую желаемую температуру нагрева воды в котле и проверить выполнение газа на основных горелках 11 визуально через смотровое окно. После того, как топочная камера 10 растопилась, жар в трубах поступает вверх и нагревает водяную рубашку 2, которая имеет развитую конвекционную поверхность. Нагретая вода поступает в трубопровод 22 нагнетающей линии отопления. Нагретая вода поступает через патрубок 21 в трубопровод 22 нагнетающий линии отопления, нагревает батареи и трубы отопления помещения. Затем, после отдачи тепла через батареи и трубы отопления помещениям, охлажденная вода через патрубок 20 обратной линии системы отопления возвращается в котел. Таким образом, осуществляется замкнутый цикл кругооборота воды в трубопроводах 22 нагнетающий линии отопления к трубопроводам обратной линии системы отопления. Шибер вторичного воздуха 6 обеспечивает регулирование количества воздуха подаваемого под колосники 7. При работе на газе турбулизаторы 16 вертикальную составляющую скорости уходящих газов в трубопроводах разлаживают на горизонтальную составляющую. Это позволяет эффективнее снимать тепло от уходящих газов. Чистая вода по трубопроводу и через отдельные патрубки поступает в водоподогреватель (бойлер) 17, размещенный в верхней части внутреннего объема котла, нагревается от водяной рубашки 2, нагретой до температуры менее 93 градусов и поступает на бытовые нужды. При достижении заданной температура воды котла автоматика отключает подачу газа в газогорелочное устройство (ГГУ) и включит ее вновь при снижении температуры до значения, определяемого с учетом заложенной автоматике зоне гестерезиса, которая не должна превышать 10 градусов С. Подача газа на основные горелки 11 ГГУ котла в процессе его работы автоматически прекращается в случаях:

- понижение давления газа в магистрали ниже 600 Па;

- недостаточной тяги в топочной камере 10 котла;

- погасание пламени запальной горелки 12;

- нагрева воды в котле выше 93 градусов С, при контроле датчиком температуры теплоносителя 29.

Автоматика обеспечивает регулирование температуры вода на выходе из котла прекращения подачи газа при погасании пламени запальной горелки 12 при отсутствии тяги и при понижении давления в сети ниже минимального.

Claims (7)

1. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды, содержащий внутренний и наружный корпусы, соединенные общим основанием, патрубок соединения с дымоходом, по меньшей мере, две дверки, расположенные на лицевой части котла, введенный во внутренний объем котла теплообменник, образующий с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносительной среды, патрубки для подсоединения к системе отопления и горячего водоснабжения, лабиринты газового канала, выполненного в виде набора труб, проходящих через водяную рубашку, указатель температуры воды, отличающийся тем, что сверху корпуса на упомянутый теплообменник, установлен дымосборный коллектор, выполненный в виде сварной коробчатой конструкции, плотно облегающей упомянутый патрубок соединения с дымоходом, причем котел снабжен шибером вторичного воздуха, установленным под упомянутой нижней дверцей, выполненным с возможностью регулирования количества воздуха подаваемого под колосники, щитком, выполненном с возможностью исключения самопроизвольного выпадания продуктов сгорания из котла, при этом внутренняя часть упомянутых дымогарных труб оснащена турбулизатором.

2. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды по п.1, отличающийся тем, что снабжен стабилизатором тяги, смонтированным в упомянутом патрубке для соединения с дымоходом, выполненным с возможностью выравнивая давления воздуха в зоне всасывания в эжектор основных горелок и вблизи выхода газовоздушной смеси из щелевых пазов при открытом расположении основных горелок, с образованием устойчивого горения газовоздушной смеси, при постоянном разрежении в упомянутой топочной камере без регулировки, а также с возможностью исключения задувания запальной горелки при кратковременном опрокидывании тяги в дымоходе.

3. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды по пп.1 и 2, отличающийся тем, что снабжен автоматикой безопасности с газогорелочным устройством, содержащей датчик тяги, установленный на упомянутом стабилизаторе тяги, датчик пламени, установленный на панели газогорелочного устройства, датчик температуры теплоносителя, расположенный в полости водяной рубашки, блок регулирования и безопасности, который герметично вкручен на резьбовой конец коллектора основных горелок газогорелочного устройства, содержащий клапан безопасности, регулирующий клапан, стабилизатор давления и регулятор температуры воды, причем упомянутый клапан безопасности связан с упомянутыми датчиками пламени, тяги и датчиком температуры теплоносителя, а упомянутый регулирующий клапан своим входом подключен к сети подвода газа, а выходом соединен с коллектором газогорелочного устройства.

4. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды по п.1, отличающийся тем, что снабжен отбойником.

5. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды по п.1, отличающийся тем, что снабжен распределительной решеткой.

6. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды по п.1, отличающийся тем, что снабжен водоподогревателем (бойлером), размещенным в верхней части внутреннего объема водяной рубашки.

7. Котел отопительный водогрейный с отбором горячей воды по п.1, отличающийся тем, что снабжен предохранительным клапаном, установленным на верхней крышке корпуса котла и выполненным с возможностью срабатывания при давлении в системе отопления 1,5±0,1 кгс/см².