Способ работы отопительного котла в системе горячего водоснабжения

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах индивидуального отопления жилых зданий. Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик системы горячего водоснабжения. В режиме отопления продукты горения нагревают в теплообменнике теплоноситель, который перемещается естественным путем через выход, трехходовой кран и трубы соответственно в контур отопления и емкость, нагревая при этом отопительные приборы и теплообменник горячего водоснабжения, после чего остывшим возвращается на вход теплообменника отопления по трубам. При открытом кране нагретая в теплообменнике вода за счет меньшей плотности поднимается по стояку горячей воды, а холодная вода в стояке опускается в указанный теплообменник, в результате чего обеспечивается постоянная циркуляция воды, нагрев самого стояка и наличие в последнем воды с температурой, близкой к требуемому значению. При открывании водоразборной арматуры срабатывает датчик горячей воды, в результате чего трехходовой кран переключает поток нагретого в теплообменнике теплоносителя через выход в емкость для интенсивного нагрева посредством теплообменника горячего водоснабжения холодной воды, поступающей в последний и затем в стояк из магистрали. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах индивидуального отопления и горячего водоснабжения жилых зданий.

Прототипом является способ работы котла для отопления и горячего водоснабжения, включающий подачу воздуха в топочную камеру, нагрев теплоносителя продуктами сгорания газа в теплообменнике контура отопления, отвод продуктов сгорания через патрубок удаления, подачу теплоносителя в буферную емкость, оснащенную теплообменником контура горячего водоснабжения, и далее в подающий трубопровод системы отопления, поступление остывшей воды в обратный трубопровод и оттуда в теплообменник контура отопления, при этом подачу воздуха в камеру сгорания совмещают с его подачей в герметичный корпус котла и подогревом за счет отвода части тепла с патрубка удаления продуктов сгорания и наружной поверхности теплообменника контура отопления, а отвод продуктов сгорания осуществляют одновременно эжекцией подогретого воздуха из герметичного корпуса [пат. РФ 2452906, МПК F24H 1/08, 2012].

Недостатком прототипа является неудобство в эксплуатации, вызванное задержкой появления из водоразборной арматуры горячей воды с температурой, близкий к требуемому значению, после некоторого перерыва в ее потреблении. Кроме того, после указанного перерыва в потреблении может произойти перегрев воды в теплообменнике горячего водоснабжения, в результате чего вода из водоразборной арматуры может пойти с температурой значительно выше требуемой, что является опасным с точки зрения получения ожога.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик.

Задача решается тем, что в способе работы отопительного котла в системе горячего водоснабжения, включающем нагрев в котле теплообменника отопления, постоянный нагрев теплообменника горячего водоснабжения, подачу на вход последнего холодной воды и отвод из него в стояк нагретой горячей воды, верхний конец стояка горячей воды системы соединяют с верхним концом стояка холодной воды, нижний конец которого подключают к входу теплообменника горячего водоснабжения.

Обеспечивают естественную циркуляцию теплоносителя между теплообменниками отопления и горячего водоснабжения. В зоне соединения верхних концов стояка горячей воды и стояка холодной воды изменяют площадь проходного сечения соединения. Естественную циркуляцию теплоносителя между теплообменниками отопления и горячего водоснабжения обеспечивают запальником горелки котла. Естественную циркуляцию теплоносителя между теплообменниками отопления и горячего водоснабжения обеспечивают запальником горелки котла, при этом тепловую мощность запальника изменяют.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Соединение верхнего конца стояка горячей воды системы с верхним концом стояка холодной воды, нижний конец которого подключают к входу теплообменника горячего водоснабжения, позволяет сократить время выхода из разборной арматуры воды с температурой, близкой к требуемой. Это объясняется тем, что в результате указанного соединения образуется как бы миниатюрная система отопления в контуре горячего водоснабжения. Вода, нагреваемая в теплообменнике горячей воды, поднимается за счет меньшей плотности вверх по стояку, а холодная вода по стояку холодной воды опускается вниз и поступает на вход теплообменника горячей воды. Таким образом, получившаяся естественная циркуляция способствует постоянному наличию в стояке горячего водоснабжения воды с температурой, близкой к требуемому значению. Кроме того, указанная циркуляция исключает перегрев воды в теплообменнике при длительном перерыве в ее разборе потребителем. Все это улучшает эксплуатационные характеристики.

Обеспечение естественной циркуляции теплоносителя между теплообменниками отопления и горячего водоснабжения позволяет не затрачивать какую-либо другую энергию (кроме тепловой) для обеспечения наличия горячей воды в стояке, т.е. отпадает, например, необходимость в циркуляционном насосе. Кроме того, не требуется также какой-либо другой источник нагрева теплоносителя в теплообменнике горячего водоснабжения при отключении отопления, поскольку в этом случае нагрев можно производить с помощью запальника, который теперь уже должен работать постоянно. Все это улучшает эксплуатационные характеристики.

Изменение в зоне соединения верхних концов стояка горячей воды и стояка холодной воды площади проходного сечения соединения позволяет регулировать количество циркулирующей через стояки воды, что дает возможность, в конечном счете, варьировать температурой этой воды. Например, в холодную погоду при интенсивной работе котла в режиме отопления температура воды в стояке горячего водоснабжения может превысить требуемое значение. Однако если увеличить площадь проходного сечения в соединении, то усилившаяся циркуляция снизит температуру нагрева воды в теплообменнике и, следовательно, в стояке горячей воды. Заметим, что при этом несколько повышается и температура в стояке холодной воды. Все это улучшает эксплуатационные характеристики.

Обеспечение естественной циркуляции теплоносителя между теплообменниками отопления и горячего водоснабжения запальником горелки котла и изменение его тепловой мощности позволяют поддерживать требуемое значение температуры в стояке горячей воды при отсутствии отопления, например в летний период, что улучшает эксплуатационные характеристики.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема работы отопительного котла в системе горячего водоснабжения.

Система горячего водоснабжения содержит отопительный котел 1, имеющий камеру сгорания 2 с дымоходом 3 для удаления продуктов 4 горения, горелкой 5, запальником 6, теплообменником 7 отопления, вход 8 которого соединен с трубами 9, 10 теплоносителя 11, остывшего в контуре отопления и емкости 12, а выход 13 - с входом 14 трехходового крана, выход 15 которого соединен с трубой 16 горячего теплоносителя контура отопления и с одним концом трубы 17, другой конец которой и выход 18 этого крана соединены с нижней частью емкости 12, в которой размещен теплообменник 19 горячего водоснабжения, вход 20 которого соединен с магистралью 21 и нижним концом стояка 22 холодной воды, а выход 23 - с нижним концом стояка 24 горячей воды, верхний конец которого через кран 25 соединен с верхним концом стояка холодной воды. Стояки 22, 24 проходят через размещенные на разных этажах помещения 26, которые могут иметь водоразборную арматуру (смеситель) 27.

Способ реализуют следующим образом.

В режиме отопления продукты 4 горения нагревают в теплообменнике 7 отопления теплоноситель 11, который перемещается естественным путем (или с помощью насоса) через выход 13, трехходовой кран и трубы 16, 17 соответственно в контур отопления и емкость 12, нагревая при этом отопительные приборы (батареи) и теплообменник 19 горячего водоснабжения, после чего остывшим возвращается на вход 8 теплообменника 7 отопления по трубам 9, 10. При открытом кране 25 теплообменник 19 горячего водоснабжения вместе со стояками 22, 24 образуют как бы миниатюрную систему отопления, в которой нагретая в теплообменнике 19 вода за счет меньшей плотности поднимается через выход 23 по стояку 24 горячей воды, а холодная вода в стояке 22 опускается через вход 20 в указанный теплообменник, в результате чего обеспечивается постоянная циркуляция воды, нагрев самого стояка 24 и наличие в последнем воды с температурой, близкой к требуемому значению. Заметим, что регулируя площадь проходного сечения крана 25 (расход протекающей через него воды), можно в определенных пределах регулировать температуру воды в стояке 24.

При открывании водоразборной арматуры 27 срабатывает датчик горячей воды (не показан), в результате чего трехходовой кран переключает поток нагретого в теплообменнике 19 теплоносителя 11 через выход 18 в емкость 12 для интенсивного нагрева посредством теплообменника 19 горячего водоснабжения холодной воды, поступающей в последний и затем в стояк 24 из магистрали 21. После прекращения разбора горячей воды трехходовой кран по сигналу датчика горячей воды возвращается в исходное состояние и описанный процесс повторяется.

При отключении отопления, например, в летний период циркуляция воды в стояках 22, 24 обеспечивается запальником 6, который должен в этом случае работать постоянно, при этом тепловая мощность его может быть увеличена.

Внедрение изобретения позволит без существенных материальных затрат и усложнения конструкции системы горячего водоснабжения сократить время появления из водоразборной арматуры горячей воды с температурой, близкой к требуемому значению, после перерыва в ее потреблении, что значительно улучшит эксплуатационные характеристики системы горячего водоснабжения.

1. Способ работы отопительного котла в системе горячего водоснабжения, включающий нагрев в котле теплообменника отопления, постоянный нагрев теплообменника горячего водоснабжения, подачу на вход последнего холодной воды и отвод из него в стояк нагретой горячей воды, отличающийся тем, что верхний конец стояка горячей воды системы соединяют с верхним концом стояка холодной воды, нижний конец которого подключают к входу теплообменника горячего водоснабжения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают естественную циркуляцию теплоносителя между теплообменниками отопления и горячего водоснабжения.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зоне соединения верхних концов стояка горячей воды и стояка холодной воды изменяют площадь проходного сечения соединения.

4. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что естественную циркуляцию теплоносителя между теплообменниками отопления и горячего водоснабжения обеспечивают запальником горелки котла.

5. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что естественную циркуляцию теплоносителя между теплообменниками отопления и горячего водоснабжения обеспечивают запальником горелки котла, при этом тепловую мощность запальника изменяют.



 

Похожие патенты:

Котельная // 2652499
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в водогрейных котельных для покрытия нужд горячего водоснабжения в межотопительный период.

Данное изобретение относится к станции для мытья рук. Она содержит приёмную ёмкость, имеющую сток, причём приёмная ёмкость содержит теплообменник, имеющий внешнюю поверхность для теплового контакта с текучей средой, находящейся при первой температуре, и внутреннюю поверхность для теплового контакта с текучей средой, находящейся при второй температуре, при этом внешняя поверхность теплообменника образует по меньшей мере часть внешней поверхности приёмной ёмкости, при этом приёмная ёмкость содержит средство для передачи потока текучей среды рядом с внутренней поверхностью теплообменника, причем средство для передачи текучей среды предназначено для передачи потока текучей среды внутри по направлению к вершине выпуклой секции теплообменника.

Группа изобретений относится к циркуляционному насосному агрегату (2) и гелиотермической установке с таким насосным агрегатом. Насосный агрегат (2) имеет электрический приводной двигатель (6) и интегрированное в агрегат (2) устройство (10) управления.

Изобретение относится к устройству и способу подачи горячей воды. Устройство содержит: нагреватель введенной воды; выпускной клапан, регулирующий количество воды, выпускаемой из нагревателя; датчик температуры выпускаемой воды и контроллер, определяющий, является ли выдача горячей воды первым выпуском воды или непрерывным выпуском воды, на основании разницы между температурой выпуска и целевой температурой и регулирующий степень открытия выпускного клапана на основании вычисленного изменения температуры выпуска согласно результатам определения.

Настоящее изобретение относится к клапанным конструкциям для воды и других текучих сред. Изобретение может применяться в санитарных и прочих установках, в которых в приборах применяется подача горячей и холодной воды.

Изобретение относится к области систем водоснабжения и может быть использовано для их оптимизации. Задачей настоящего изобретения является снижение электропотребления и затрат на эксплуатационное содержание за жизненный цикл.

Изобретение относится к области энергосбережения, а именно к устройствам для утилизации тепловой энергии приточного и вытяжного воздуха в системах вентиляции. Целью настоящего изобретения является разработка централизованной системы рекуперации тепла, рассеянного на конструкции сооружения с возможностью утилизации избыточной тепловой энергии для водоподготовки в системе горячего водоснабжения.

Изобретение относится к системе и способу отбора тепловой энергии от отработанных (сбросных) вод. Способ отбора тепловой энергии от сбросных вод для нагрева или охлаждения здания, включающий следующие операции: подачу, в контуре сбросной воды, по линии отвода сточной воды к фильтрующему блоку в колонне забора сточной воды, расположенной в отдельном здании, части необработанной сточной воды, транспортируемой по канализационному коллектору, с захватыванием и удалением в части твердых фракций сточной воды; подачу профильтрованной сточной воды к первой стороне по меньшей мере одного теплообменника и последующую подачу использованной сточной воды, после отбора от нее тепловой энергии, в линию возврата использованной сточной воды со смыванием использованной сточной водой в канализационный коллектор ранее удаляемых крупных фракций, подачу, в основном контуре, рабочей среды, циркулирующей по другой стороне теплообменника, к испарителю или к компрессору теплового насоса в зависимости от выбранного операционного режима и подачу теплонесущей рабочей среды, циркулирующей в тепловом насосе, в накопительный бак дополнительного контура, а затем из бака теплопотребителю, причем теплообменник является кожухотрубчатым теплообменником.

Настоящее изобретение относится к способу циркуляции воды внутри трубопровода. В заявленном способе труба (110) введена в трубопровод (100) до передней стороны клапана (400), этим формируя двойной канал, и введенная труба (110) соединена с выходным отверстием (320) циркуляционного насоса (300) внутри трубопровода (180), и фланец (160), соединенный с трубопроводом (100), и фланец (360), соединенный с трубопроводом (180), закреплены болтами (140), и труба (120) введена в трубопровод (130) в накопитель горячей воды (200) котла и затем соединена с входным отверстием (330) насоса (300), и фланец (170), соединенный с трубопроводом (130), и фланец (370), соединенный с трубопроводом (180), закреплены болтами (150), и когда насос (300) эксплуатируется в автоматическом или ручном режиме по значению сигнала бойлера, вода циркулирует внутри трубопровода (130), трубопровода (180) и трубопровода (100), соединенного с накопителем горячей воды (200).

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к теплообменникам - утилизаторам тепла хозбытовых стоков и других тепловых отходов, и может использоваться в системах отопления и горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, производственных помещений, отдельных сооружений.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для разнесения топливных затрат между видами производимой энергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) и в энергообъединениях для оптимизации режимов их работы в целях экономии топлива и улучшения экологической обстановки в стране в целом.

Изобретение относится к теплоснабжению, а именно к регулированию процесса отопления здания и к схемам узлов отопления тепловых пунктов, обеспечивающих данное регулирование.

Изобретение относится к системам вентиляции воздуха в помещении парной русской бани и/или помещениях дома, где источником тепла является теплонакопительная кирпичная печь периодического действия.

Изобретение относится к системам контроля эффективности работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования жилых, общественных и административных зданий и может быть использовано при проектировании, реконструкции и оптимизации режимов работы указанных систем, а также при разработке и внедрении энергосберегающих мероприятий.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для экономичного, экологически эффективного, автономного отопления и вентиляции зданий и сооружений, в том числе с применением тепловых насосов в резко континентальных и суровых климатических условиях, включая зону вечной мерзлоты.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для автономного теплоснабжения - отопления и горячего водоснабжения жилых, промышленных и сельскохозяйственных помещений от внешнего источника тепла низкого потенциала с использованием тепловых насосов.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть востребовано для теплоснабжения децентрализованных объектов малой мощности с использованием энергии Солнца.

Изобретение относится к устройствам альтернативного энергоснабжения с использованием комбинированных средств получения тепла, холода и электричества при помощи ветровой и солнечной энергии, которые предназначены преимущественно для автономного кондиционирования и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий.

Изобретение относится к области отопления и вентиляции помещений газовыми конвекторами. Технический результат - экономия энергии путем одновременного нагрева и вентиляции помещения без затрат дополнительной тепловой энергии.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах индивидуального отопления жилых зданий. Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик системы горячего водоснабжения. В режиме отопления продукты горения нагревают в теплообменнике теплоноситель, который перемещается естественным путем через выход, трехходовой кран и трубы соответственно в контур отопления и емкость, нагревая при этом отопительные приборы и теплообменник горячего водоснабжения, после чего остывшим возвращается на вход теплообменника отопления по трубам. При открытом кране нагретая в теплообменнике вода за счет меньшей плотности поднимается по стояку горячей воды, а холодная вода в стояке опускается в указанный теплообменник, в результате чего обеспечивается постоянная циркуляция воды, нагрев самого стояка и наличие в последнем воды с температурой, близкой к требуемому значению. При открывании водоразборной арматуры срабатывает датчик горячей воды, в результате чего трехходовой кран переключает поток нагретого в теплообменнике теплоносителя через выход в емкость для интенсивного нагрева посредством теплообменника горячего водоснабжения холодной воды, поступающей в последний и затем в стояк из магистрали. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх