Универсальный отопительный котел

 

Котел предназначен для нагрева воды и может быть использован в теплотехнике. Котел содержит топочную камеру, вертикальный газоход, водяные баки системы отопления и горячего водоснабжения, имеющие смежные поверхности нагрева, узел понижения давления, вход которого подключен к магистральному водопроводу, и расширительный бак, являющийся составной частью узла понижения давления. Между магистральным водопроводом и баком горячего водоснабжения расположен второй узел понижения давления. В водяном баке системы отопления установлен вертикальный ряд труб, внутри которых проходят продукты сгорания топлива (например, газа), при этом котел содержит установленный в шахматном порядке горизонтальный ряд труб, омываемых продуктами сгорания, внутренняя область которых сообщается с баком системы отопления. Конструкция котла обеспечивает повышение безопасности, надежности и эффективности путем интенсификации процесса теплообмена. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в отопительных котлах и бытовых водонагревателях.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение по патенту RU 2110017, F 24 D 3/08, 27.04.1998, которое содержит топочную камеру, вертикальный газоход, водяные баки системы отопления и горячего водоснабжения, имеющие смежные поверхности нагрева, узел понижения давления, вход которого подключен к магистральному водопроводу и расширительный бак.

Недостатком этого технического решения является низкая эффективность теплообмена.

Задачей заявленного изобретения является повышение безопасности, надежности и эффективности путем интенсификации процесса теплообмена.

Поставленная задача достигается тем, что котел содержит топочную камеру, вертикальный газоход, водяные баки системы отопления и горячего водоснабжения, имеющие смежные поверхности нагрева, узел понижения давления, вход которого подключен к магистральному водопроводу и расширительный бак, являющийся составной частью узла понижения давления, между магистральным водопроводом и баком горячего водоснабжения расположен второй узел понижения давления, в водяном баке системы отопления установлен вертикальный ряд труб, внутри которых проходят продукты сгорания топлива (например, газа), при этом котел содержит установленный в шахматном порядке горизонтальный ряд труб, омываемых продуктами сгорания, внутренняя область которых сообщается с баком системы отопления.

При этом второй узел понижения давления выполнен в виде накопительного бака системы горячего водоснабжения, на корпусе которого установлен клапан, сообщающийся с магистральным водопроводом, шарнирно связанный с ним рычаг, на котором закреплена заглушка и поплавок, взаимодействующие с клапаном, а контур системы отопления может содержать насос, установленный на патрубке котла, для отбора горячей воды системы отопления.

На чертеже приведена конструкция универсального отопительного котла.

Универсальный отопительный котел включает в себя горелку 1, топочную камеру 2, горизонтальные трубы 3, вертикальные трубы 4, бак горячего водоснабжения 5, бак системы отопления 6, насос 7, расширительный бак 8, первый и второй узлы понижения давления 10, накопительный бак 11, клапан для подачи холодной воды 12, поплавок 13, рычаг 14, резиновую заглушку 15 и вертикальный газоход 16.

Котел работает следующим образом.

В баке системы отопления 6 установлены вертикальные трубы 4. Через них проходят продукты сгорания (например, газа). С внешней стороны трубы омывает вода системы отопления. Внутри котла в баке горячего водоснабжения 5 находится вода от 60 до 250 литров в зависимости от типа котла при температуре 80-90^oC. При падении давления в магистральном водопроводе до нуля котел продолжает работать, расходуя резервированную воду. Возобновление подачи воды не приводит к аварийным ситуациям, автоматически возобновляется подогрев воды. При достижении установленной температуры горелка 1 котла автоматически отключается, переходя на дежурный режим.

Вода в баке 6 системы отопления имеет более высокую температуру, т.к. тепло получается непосредственно от продуктов сгорания топлива (например, газа) через стенки топочной камеры 2, горизонтальных 3 и вертикальных 4 труб. Вода в баке горячего водоснабжения 5 нагревается через смежные с баком системы отопления 6 поверхности нагрева.

Расширительный бак 8 с первым узлом понижения давления 9 используется для автоматической подпитки системы отопления.

Для этого на боковой поверхности корпуса расширительного бака 8 устанавливается клапан 12. Клапан сообщается с магистральным водопроводом холодной воды. Через этот клапан идет постоянная подпитка системы отопления и горячего водоснабжения.

При испарении воды из системы уровень воды в расширительном баке 8 снижается. Поплавок 13 опускается и с помощью рычага 14, шарнирно связанного с корпусом бака, снимает резиновую заглушку 15 с отверстия клапана 12. Вода поступает в расширительный бак 8. Как только уровень воды в баке достигнет заданного уровня поплавок поднимется и с помощью рычага 14 и резиновой заглушки 15 плотно закроет отверстие клапана 12. Таким образом в отопительной системе поддерживается постоянный уровень воды.

Аналогично работает и второй узел понижения давления 10.

Второй узел понижения давления 10 совмещен с накопительным баком 11. На боковой стенке корпуса накопительного бака устанавливаются клапан 12 и рычаг 14. Клапан представляет собой трубу с коническим усеченным наконечником, сообщающуюся с магистральным водопроводом. Отверстие в наконечнике определяется расходом горячей воды и объемом накопительного бака. Если бак большой, то при одном и том же расходе горячей воды отверстие в клапане выбирается меньшего диаметра и наоборот. Одновременно накопительный бак 11 выполняет функции расширительного бака. В случае теплового расширения воды при нагреве в баке горячего водоснабжения излишки воды поднимаются и могут быть сброшены в атмосферу. Для этой цели имеется отводная труба, установленная немного выше уровня накопления воды, который определяется положением поплавка 13.

На рычаге 14 жестко установлены резиновая заглушка 15 и поплавок 13.

С помощью первого узла понижения давления 9 осуществляется постоянная подпитка контура системы отопления.

При этом нет необходимости в увеличении габаритов расширительного бака 9, т. к. уровень воды в контуре системы отопления выдерживается с помощью поплавка 13, рычага 14 и заглушки 15 постоянной.

В контуре системы отопления котла бак системы отопления 6 непосредственно связан с расширительным баком 8. В этом случае при необходимости в подключении насоса 7 для подъема воды в многоэтажных зданиях его следует установить на подаче горячей воды на выходном патрубке котла. Это приводит к тому, что давление в котле не повышается, а сохраняется постоянным. Оно определяется только давлением воды в контуре подпитки холодной водой, т.е. высотой установки расширительного бака 8.

Таким образом, расширительный 8 и накопительный 11 баки устанавливаются на уровне выше точки, где установлен кран горячего водоснабжения. Они могут быть установлены под чердаком и входы узлов понижения 9,10 подключаются к одному вентилю от магистральной системы холодной воды городского водоснабжения. При этом слив в атмосферу также может быть осуществлен через единый водопровод.

При накоплении воды в баке поплавок поднимается и с помощью рычага 14 резиновая заглушка 15 перекрывает отверстие клапана 12.

Уровень воды в накопительном баке 11 сохраняется, постоянным пока не откроют кран горячей воды. По мере расхода горячей воды бак горячего водоснабжения 5 котла пополняется холодной водой из накопительного бака 11. Пока не будет использован запас воды в баке горячего водоснабжения 5 котла и накопительном баке 11, напор воды будет большим и постоянным. Таким образом, идет постоянное пополнение запаса воды в накопительном баке из магистрального водопровода, время заполнения бака зависит от диаметра отверстия клапана 12.

Формула изобретения

1. Универсальный отопительный котел, содержащий топочную камеру, вертикальный газоход, водяные баки системы отопления и горячего водоснабжения, имеющие смежные поверхности нагрева, узел понижения давления, вход которого подключен к магистральному водопроводу, и расширительный бак, отличающийся тем, что расширительный бак является составной частью упомянутого первого понижения давления, между магистральным водопроводом и баком горячего водоснабжения расположен второй узел понижения давления, в водяном баке системы отопления установлен вертикальный ряд труб, внутри которых проходят продукты сгорания топлива (например, газа), при этом котел содержит установленный в шахматном порядке горизонтальный ряд труб, омываемых продуктами сгорания, внутренняя область которых сообщается с баком системы отопления.

2. Котел по п.1, отличающийся тем, что второй узел понижения давления выполнен в виде накопительного бака системы горячего водоснабжения, на корпусе которого установлен клапан, сообщающийся с магистральным водопроводом, шарнирно связанный с ним рычаг, на котором закреплена заглушка и поплавок, взаимодействующие с клапаном.

3. Котел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что контур системы отопления содержит насос, установленный на патрубке котла для отбора горячей воды системы отопления.

РИСУНКИ

Рисунок 1