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 в нем отсутствует устройство для подачи воды в систему горячего водоснабжения, 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, повышение функциональных возможностей котла за счет создания двух контуров для отопления и горячего водоснабжения.
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 и спиральным трубопроводом, охватывающим пропускные трубы и связанным, по меньшей мере, двумя патрубками с системой горячего водоснабжения, а блок управления подачей газа соединен с термогенератором и термопарой, расположенными в воспламенительном устройстве, термостатом предельного нагрева, установленным на крышке корпуса и через термостат, соединенным с термостатом комнатным, размещенным в отопительной системе за пределами корпуса.
Заявленная полезная модель поясняется при помощи чертежей приведенных на фиг.1, 2, 3.
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;
Заявленный котел водогрейный состоит из корпуса 1 в нижней части которого размещена камера 2 сгорания, а в ее нижней части установлена газовая горелка 3, снабженная воспламенительным устройством 4. Верхняя часть камеры 2 сгорания соединена, по меньшей мере, с одной пропускной трубой 5. При увеличении количества пропускных труб 5, будет увеличиваться поверхность теплообмена. Внутренняя полость корпуса 1 и пропускные трубы 5 сообщены с дымоходом 6, размещенным в верхней части корпуса 1, которая снабжена крышкой 7. Дымоход 6 сообщен с трубой 8 выпуска продуктов сгорания, которая снабжена дверцей 9. Корпус 1 снабжен двумя, сообщенными с отопительной системой патрубками, один из которых является впускным патрубком 10, а второй является выпускным патрубком 11. Впускной патрубок 10 предназначен для впуска в корпус 1 холодной воды из отопительной системы, а выпускной патрубок 11 предназначен для выпуска горячей воды в отопительную систему. Корпус 1 снабжен термометром 12, сообщенным с внутренней полостью корпуса 1.
Газовая горелка 3 соединена с патрубком 13 подвода газа, на котором установлен автоматический блок 14 управления подачей газа. В крышке 7 установлен датчик 15 тяги, соединенный с автоматическим блоком 14 управления подачей газа. Автоматический блок 14 управления подачей газа соединен с термогенератором 16 и термопарой 17, расположенными в воспламенительном устройстве 4. На крышке корпуса 1 размещен термостат 18 предельного нагрева. На автоматическом блоке 14 управления подачи газа размещен термостат 19, соединенный с термостатом 18 предельного нагрева. Внутри корпуса 1 размещен датчик 20 термостата 19. Термостат 18 предельного нагрева соединен с термостатом 21 комнатным (фиг.3). Термостат 21 комнатный соединен с термостатом 19 и размещен в отопительной системе за пределами корпуса.
Вокруг пропускных труб 5 расположен трубопровод 22, выполненный в виде спирали (змеевик) и соединенный с магистралью горячего водоснабжения двумя патрубками 23 и 24.
Воспламенительное устройство 4 состоит из воспламенителя, на котором установлена термопара 17, свечи пьезорозжига и термогенератора 16, установленного в непосредственной близости от воспламенителя.
Котел водогрейный работает следующим образом.
Перед началом работы котла водогрейного в корпус 1 через впускной патрубок 10, заливается вода из отопительной системы.
При включении котла водогрейного автоматический блок 14 управления подачей газа блокирует подачу газа из патрубка 13 подвода газа на газовую горелку 3 и подает газ на воспламенитель. Одновременно включается установленный на блоке 14 управления подачи газа пьезорозжиг. После того как газ в воспламенителе разгорится, автоматический блок 14 управления подачей газа получит об этом сигнал от термопары 17 и включит клапан управляющий подачей газа к воспламенителю. При этом термогенератор 16 начинает нагреваться, вырабатывая электрическое напряжение. Термогенератор 16 является независимым источником электрической энергии для питания автоматического блока 14 управления подачей газа. После того, как напряжения в термогенераторе 16 будет достаточно чтобы открыть клапан газовой горелки 3, автоматический блок 14 управления подачей газа откроет указанный клапан и газ начнет подаваться на газовую горелку 3, воспламенившись от пламени на воспламенителе.
Горящий газ от газовой горелки 3 поступает в камеру 9 сгорания и горит в ней, превращаясь в продукты сгорания. Затем продукты сгорания поступают в пропускные трубы 5, где происходит теплообмен между продуктами сгорания и внутренними поверхностями пропускных труб 5. Для увеличения интенсивности процесса теплообмена, в трубах могут быть предусмотрены завихрители 25, способствующие увеличению турбулентности продуктов сгорания. После выхода из пропускных труб 8, продукты сгорания проходят через дымоход 6 и далее в трубу 8 выпуска продуктов сгорания. Из трубы 8 продукты сгорания уходят в атмосферу. Для регулирования тяги на трубе 8 предусмотрена дверца 9, которая в автоматическом режиме открывается или закрывается в зависимости от величины тяги в трубе 8 выпуска продуктов сгорания, стабилизируя тягу в камере сгорания.
Нагретые в процессе теплообмена с продуктами сгорания, пропускные трубы 5 отдают тепло, заполняющей внутреннюю полость корпуса 1 воде. Вода нагреваясь, поступает через выпускной патрубок 11 в отопительную систему, а остывшая вода отопительной системы через впускной патрубок 10 снова заполняет внутреннюю полость корпуса 1 и процесс перехода нагретой воды в отопительную систему, а охлажденной воды в корпус 1 повторяется.
Нагретая вода, находящаяся во внутренней полости корпуса 7. нагревает воду, находящуюся в змеевике 22. При необходимости нагретая вода из змеевика подается в систему горячего водоснабжения, также происходит постоянное пополнение воды в змеевике.
При достижении температуры воды внутри корпуса 1 котла температуры, заданной термостатом 19, термостат 19 подает сигнал о том, что температура воды внутри корпуса 1 достигла заданного значение на автоматический блок 14 управления подачей газа, который отключает подачу газа на газовую горелку 6.
В случае выхода из строя термостата 19 или ошибочной настройки термостата 19 на температуру выше 90°С, термостат 18 предельного нагрева обеспечивает автоматическое предохранительное отключение подачи газа на газовую горелку 3. При достижении температуры воды в корпусе 1 котла 93°С-100°С, термостат 18 предельного нагрева, соединенный с термостатом 19, подает сигнал о достижении критической температуры на автоматический блок 14 управления подачей газа, который отключает подачу газа на газовую горелку 3. При понижении температуры воды в корпусе 1 на 25-30°С, блок 14 управления подачей газа автоматически возобновляет подачу газа на газовую горелку 3 и она загорается от пламени воспламенителя.
При отсутствии тяги в дымоходе 6 датчик 15 тяги подает сигнал об отсутствии тяги в дымоходе на автоматический блок 14 управления подачей газа, который отключает подачу газа в воспламенительное устройство 4 и на газовую горелку 3.
Если во время работы котла водогрейного произойдет непроизвольное погасание пламени на газовой горелке 3 и воспламенителе, то термопара 17, установленная в воспламенительном устройстве 4 при отсутствии процесса горения, охлаждается, при этом автоматический блок 14 управления подачей газа получает сигнал об охлаждении термопары 17 и отключает подачу газа из патрубка 13 подвода газа.
Термостат 21 комнатный управляет работой газовой горелки 3 в зависимости от заданной температуры помещения. Если температура помещения превысит значение заданное термостатом 21 комнатным, то срабатывает датчик термостата комнатного и термостат 21 комнатный передает в автоматический блок 14 управления подачи газа сигнал о том, что температура помещения превысила заданное значение. После чего автоматический блок 14 управления подачей газа отключает подачу газа на газовую горелку 3.
Таким образом, за счет введения в котел водогрейный по меньшей мере, одной пропускной трубы, термопары, термостата предельного нагрева, термостата комнатного и датчика тяги, змеевика горячего водоснабжения теплота, выделяемая при горении газа будет использоваться максимально эффективно, при максимально безопасной эксплуатации котла водогрейного.
При понижении температуры помещения на ~1°С срабатывает датчик 21 комнатного и термостат 21 комнатный передает сигнал в автоматический блок 14 и автоматический блок 14 включает подачу газа в газовую горелку 3.