КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ

Заявленная полезная модель относится к устройствам для нагрева воды и может быть использована в отопительной технике и для горячего водоснабжения.
Известен, выбранный в качестве ближайшего аналога, аппарат для нагрева жидкости, содержащий патрубок подвода газа с установленным на нем автоматическим блоком управления подачей газа и соединенным с газовой горелкой, снабженной воспламенительным устройством и установленной в верхней части камеры сгорания, образованной цилиндрическим кожухом, расположенном в корпусе и сообщенным с ним, при этом корпус снабжен трубой выпуска продуктов сгорания, кроме того, в зазоре между образующей кожуха и внутренней поверхностью корпуса, вокруг кожуха, расположен трубопровод, выполненный в виде спирали, с которым сообщен термостат, который, в свою очередь, соединен с блоком управления подачей газа (Патент Франции на изобретение №2404811, кл. МПК F23C 3/00, опубл. 27.04.1979 г.)
Расположение газовой горелкой в верхней части камеры сгорания позволяет использовать указанный аппарат при большом давлении подачи газа, сопровождаемом интенсивным горением, в противном случае будет происходить нагрев только верхней части камеры сгорания.
Выделяемая при горении газа теплота, затрачивается на нагрев цилиндрического кожуха, затем происходит процесс теплообмена между камерой сгорания и воздуха между камерой сгорания и внутренней поверхностью корпуса, а вслед за этим происходит теплообмен между нагретым воздухом и трубопроводом, выполненном в виде спирали, а также с жидкостью находящейся в трубопроводе. Однако, часть теплоты при этом теряется за счет того, что корпус снабжен трубой выпуска продуктов сгорания.
Расположение термостата на трубопроводе, выполненном в виде спирали, позволяет регулировать температуру жидкости только в пределах указанного аппарата, при этом не учитывается температура жидкости поступающий в магистрали горячего водоснабжения и отопительной системы.
Недостатком указанного аппарата является то, что теплота выделяемая при горении газа используется не рационально, кроме того, в нем регулирование температуры осуществляется путем полного прекращения горения газа и повторным воспламенением газа в горелке, что приводит к быстрому изнашиванию воспламенительного устройства, кроме того, отсечение подачи газа в газовую горелку происходит только в том случае, если температура воды превысит предельно допустимое значение.
Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание котла водогрейного с максимально эффективным использованием теплоты выделяемой при горении газа, при максимально безопасной эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в котле водогрейном, содержащем патрубок подвода газа с установленным на нем автоматическим блоком управления подачей газа, термостат, датчик которого размещен в корпусе, газовую горелку соединенную с патрубком подвода газа, снабженную воспламенительным устройством и установленную в камере сгорания, которая размещена в корпусе, при этом корпус сообщен с трубой выпуска продуктов сгорания, кроме того, газовая горелка размещена в нижней части камеры сгорания, а корпус сообщен с трубой выпуска продуктов сгорания через дымоход размещенный в верхней части корпуса, которая снабжена крышкой с установленным в ней датчиком тяги, соединенным с автоматическим блоком управления подачей газа, верхняя часть камеры сгорания соединена, по меньшей мере, с одной пропускной трубой, верхний конец которой соединен с дымоходом, а внутри пропускной трубы размещен, по меньшей мере, один завихритель, при этом корпус снабжен двумя патрубками сообщенными с отопительной системой, а блок управления подачей газа соединен с термогенератором и термопарой, расположенными в воспламенительном устройстве, термостатом предельного нагрева, размещенном на крышке и соединенным с термостатом, термостатом комнатным, соединенным с термостатом и размещенном в отопительной системе за пределами корпуса, при этом термопара соединена с датчиком тяги.
А также тем, что труба выпуска продуктов сгорания снабжена дверцей, выполненной с возможностью открытия.
А также тем, что корпус снабжен термометром, сообщенным с внутренней полостью корпуса.
Заявленная полезная модель поясняется при помощи чертежей приведенных на фиг.1, 2, 3, 4.
При этом на фиг.1 представлен общий вид котла водогрейного;
на фиг.2 представлен котел водогрейный в разрезе;
на фиг.3 представлена схема управления котлом водогрейным;
на фиг.4 представлено воспламенительное устройство.
На фиг.1, 2, 3, 4 приняты следующие обозначения:
патрубок 1 подвода газа;
автоматический блок 2 управления подачей газа;
термостат 3;
датчик 4 термостата 3;
корпус 5;
газовая горелка 6;
термометр 7;
воспламенительное устройство 8;
камера 9 сгорания;
труба 10 выпуска продуктов сгорания;
дымоход 11;
крышка 12;
датчик 13 тяги;
пропускная труба 14;
завихритель 15;
впускной патрубок 16;
выпускной патрубок 17;
термогенератор 18;
термопара 19;
термостат 20 предельного нагрева;
дверца 21;
свеча 22 пьзорозжига;
воспламенитель 23;
термостат 24 комнатный.
Заявленный котел водогрейный состоит из корпуса 5 в нижней части которого размещена камера 9 сгорания, а в ее нижней части установлена газовая горелка 6, снабженная воспламенительным устройством 8. Верхняя часть камеры 9 сгорания соединена, по меньшей мере, с одной пропускной трубой 14. При увеличении количества пропускных труб 14, будет увеличиваться поверхность теплообмена. Внутри каждой пропускной трубы 14 установлен, по меньшей мере, один завихритель 15, выполненный, например, в виде полуоткрытой заслонки или жиклера. Внутренняя полость корпус 5 и пропускные трубы 14 сообщены с дымоходом 11, размещенным в верхней части корпуса 5, которая снабжена крышкой 12. Дымоход 11, сообщен с трубой 10 выпуска продуктов сгорания, которая снабжена дверцей 21, выполненной с возможностью открытия. Корпус 5 снабжен двумя, сообщенными с отопительной системой патрубками, один из которых является впускным патрубком16, а второй является выпускным патрубком 17. Впускной патрубок 16 предназначен для впуска в корпус 5 холодной воды из отопительной системы, а выпускной патрубок 17 предназначен для выпуска горячей воды в отопительную систему. Корпус 5 снабжен термометром 7, сообщенным с внутренней полостью корпуса 5.
Газовая горелка 6 соединена с патрубком 1 подвода газа, на котором установлен
автоматический блок 2 управления подачей газа. В крышке 12 установлен датчик 13 тяги, соединенный с автоматическим блоком 2 управления подачей газа. Автоматический блок 2 управления подачей газа соединен с термогенератором 18 и термопарой 19, расположенными в воспламенительном устройстве 8. На крышке 12 размещен термостат 20 предельного нагрева. На корпусе 5 размещен термостат 3, соединенный с термостатом 20 предельного нагрева. Внутри корпуса 5 размещен датчик 4 термостата 3. Термостат 20 предельного нагрева соединен с термостатом 24 комнатным. Термостат 24 комнатный соединен с термостатом 3 и размещен в отопительной системе за пределами корпуса. Термопара 19 соединена сдатчиком 13 тяги.
Воспламенительное устройство 8, представленное на фиг.4, состоит из воспламенителя 23, на котором установлена термопара 19, свечи 22 пьзорозжига, электроды которой направлены на выходную часть воспламенителя 23, и термогенератора 18, установленного в непосредственной близости от воспламенителя 23.
Котел водогрейный работает следующим образом.
Перед началом работы котла водогрейного в корпус 5 через впускной патрубок 16, заливается вода из отопительной системы.
При включении котла водогрейного автоматический блок 2 управления подачей газа блокирует подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 6 и подает газ на воспламенитель 23. Одновременно автоматический блок 2 управления подачей газа включает свечу 22 пьзорозжига. После того как газ в воспламенителе 23 разгорится, автоматический блок 2 управления подачей газа получит об этом сигнал от термопары 19 и выключит свечу 22 пьзорозжига. При этом термогенератор 18 начинает нагреваться, вырабатывая электрическое напряжение. Термогенератор 18 является независимым источником электрической энергии для питания автоматического блока 2 управления подачей газа. После того, как напряжения в термогенераторе 18 будет достаточно чтобы открыть клапан газовой горелки 6, автоматический блок 2 управления подачей газа откроет указанный клапан и газ начнет подаваться на газовую горелку 6, воспламенившись от пламени на воспламенителе 23.
Горящий газ от газовой горелки 6 поступает в камеру 9 сгорания и горит в ней, превращаясь в продукты сгорания. Затем продукты сгорания поступают в пропускные трубы 14, где происходит теплообмен между продуктами сгорания и внутренними поверхностями пропускных труб 14. Для увеличения интенсивности процесса теплообмена, в трубах 14 предусмотрены завихрители 15, способствующие увеличению турбулентности продуктов сгорания. После выхода из пропускных труб 14, продукты сгорания проходят через дымоход 11 и далее в трубу 10 выпуска продуктов сгорания. Из трубы 10 продукты сгорания уходят в атмосферу. Для регулирования тяги на трубе 10
предусмотрена дверца 21, открывая или закрывая которую можно увеличивать или уменьшать тягу вручную.
Нагретые в процессе теплообмена с продуктами сгорания, пропускные трубы 14 отдают тепло, заполняющей внутреннюю полость корпуса 5 воде. Вода нагреваясь, поступает через выпускной патрубок 17 в отопительную систему, а остывшая вода отопительной системы через впускной патрубок 16 снова заполняет внутреннюю полость корпуса 5 и процесс перехода нагретой воды в отопительную систему, а охлажденной воды в корпус 5 повторяется.
При достижении температуры воды в внутри корпуса 5 котла 90°С, термостат 3 подает сигнал о том, что температура воды внутри корпуса 5 превысила предельно допустимое значение на автоматический блок 2 управления подачей газа, который отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 6.
В случае выхода из строя термостата 3 или ошибочной настройки термостата 3 на температуру выше 90°С, термостат 20 предельного нагрева обеспечивает автоматическое предохранительное отключение подачи газа на газовую горелку 6. При достижении температуры воды в корпусе 5 котла 93°С-100°С, термостат 20 предельного нагрева, соединенный с датчиком 4 термостата 3, подает сигнал о достижении критической температуры на автоматический блок 2 управления подачей газа, который отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 6. При понижении температуры воды в корпусе 5 на 25-30°С, блок 2 управления подачей газа автоматически возобновляет подачу газа на газовую горелку 6 и она загорается от пламени воспламенителя 23.
При отсутствии тяги в дымоходе 11 датчик 13 тяги подает сигнал об отсутствии тяги в дымоходе 11 на автоматический блок 2 управления подачей газа, который отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 6. Датчик 13 тяги выполнен в виде биметаллической пластина с микровыключателем. При отсутствии тяги, электрическая емкость пластины изменяется и микровыключатель подает сигнал об отсутствии тяги в дымоходе 11 на автоматический блок 2 управления подачей газа, при этом автоматический блок 2 управления подачей газа получает сигнал об отсутствии тяги в дымоходе 11 и отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 6.
Если во время работы котла водогрейного произойдет непроизвольное погасание пламени на газовой горелке 6 и воспламенителе 23, то термопара 19, установленная в воспламенительном устройстве 8, при отсутствии процесса горения, охлаждается, при этом автоматический блок 2 управления подачей газа получает сигнал об охлаждении термопары 19 и отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 6. Для более ускоренного реагирования автоматического блока 2 управления подачей газа
на прекращение процессов горения в газовой горелке 6 и воспламенителе 23, термопара 23 соединена с датчиком 13 тяги. При небольшом охлаждении термопары 23, резко изменится электрическая емкость биметаллической пластины датчика 13 тяги, а микровыключатель датчика 13 тяги передаст на автоматический блок 2 управления подачей газа сигнал об изменении указанной емкости. После чего автоматический блок 2 управления подачей газа отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 6.
Если температура воды в отопительной системе превысит предельно допустимое значение, термостат 24 комнатный не будет пропускать на автоматический блок 2 управления подачей газа и передаст свой сигнал о том, что температура воды в отопительной системе превысила предельно допустимое значение. После чего, автоматический блок 2 управления подачей газа отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 6.
Пользователь сам может вручную прекратить работу котла отопительного, воспользовавшись термометром 7 сообщенным с внутренней полостью корпуса 5, и определив, что температура воды в корпусе 7 достаточна для нормального функционирования человека.
Таким образом, за счет введения в котел водогрейный по меньшей мере, одной пропускной трубы, термопары, термостата предельного нагрева и датчика тяги, теплота, выделяемая при горении газа будет использоваться максимально эффективно, при максимально безопасной эксплуатации котла водогрейного.