УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к автономным системам отопления и горячего водоснабжения индивидуальных жилых и небольших общественных зданий.
Для отопления индивидуальных жилых домов и коттеджей, а также небольших административных и производственных зданий применяют различные системы индивидуального отопления - воздушное, радиальное или водяное с отопительными приборами.
Существуют чугунные и стальные сварные водогрейные отопительные котлы, однако чугунные котлы требуют качественного топлива. Поэтому в настоящее время предпочитают использовать стальные сварные котлы. Эти котлы могут работать и на низкокалорийном топливе.
Известен водогрейный котел, содержащий снабженный слоем теплоизоляции корпус, обрамляющий подключенную к системе теплопотребления водяную рубашку топки с конвективным газоходом в верхней части, подключенным к газоотводящему патрубку, и шибером, причем топка в нижней части снабжена топливосжигающим устройством в виде колосниковой решетки, а в верхней части выполнена с пережимом в виде наклонного охлаждаемого козырька (1).
В воздушной рубашке таких котлов прямолинейное течение воды образует на стенах в зоне топки так называемый пограничный слой, заторможенный поверхностью стенки и экранирующий эффективную теплоотдачу через стенку нагреваемой воде, поэтому теплосъем в указанных котлах недостаточно эффективен.
Известен также прямоточный водогрейный котел,содержащий заполненный водой вертикальный корпус с нижним входным и верхним выходным патрубками, расположенные в корпусе топку, подключенный одними концами к последней и другими к дымовой трубе пучок дымогарных труб, сепаратор и конденсатор, расположенные один над другим в верхней части корпуса, выводной патрубок которого расположен над сепаратором (2).
Конструкция прямоточного водогрейного котла обеспечивает достаточно высокое значение циркуляционного напора и пригодна в связи с этим для использования в системах отопления многоэтажных зданий с естественной циркуляцией воды, однако она довольно сложна и энергоемка при использовании для отопления индивидуальных жилых домов и небольших административных зданий.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является водонагреватель, содержащий заполненный водой цилиндрический корпус с размещенным в нем нагревательным элементом, расположенные вне корпуса циркуляционные трубы, соединяющие нижнюю и верхнюю части корпуса, причем верхняя и нижняя части корпуса выполнены с диаметрами, превышающими диаметр средней части корпуса. Нагревательные элементы выполнены в виде трубчатых электронагревателей, а верхний торец корпуса выполнен по форме полусферы. Водонагреватель дополнительно содержит съемные топки с дымоходом, первая из которых расположена под корпусом, а вторая средним уучастком - по оси последнего. Водонагреватель снабжен тепловым экраном, экономайзером и циркуляционными вставками, первый из которых выполнен в виде плоских прямоугольных листов, расположенных между соседними циркуляционными трубами и скрепленных с последними, циркуляционные вставки выполнены в виде трубок, расположенных с наклоном в среднем участке дымохода и подключенных к полости корпуса, а экономайзер размещен в верхнем участке газохода.
К недостаткам описанной конструкции можно отнести недостаточно высокий КПД.
Целью создания предлагаемой полезной модели являлось повышение КПД устройства за счет повышения эффективности теплообмена путем увеличения площади теплообменной поверхности.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для отопления и горячего водоснабжения, содержащем первый и охватывающий его второй теплообменник с жидким теплоносителем, внутри которых установлен в контакте с последним электронагревательный элемент, снабженные входными и выходными патрубками, съемную топку с дымоходом, размещенным внутри первого теплообменника, в верхней части первого теплообменника установлен дымосборник, выход которого связан с дымовой трубой, а вход с дымоходом, при этом устройство дополнительно содержит третий теплообменник, охватывающий дымовую трубу, входной патрубок которого связан с выходным патрубком первого теплообменника, а выходной предназначен для подключения ко входу отпительного контура, входной патрубок первого теплообменника предназначен для подключения к выходу отопительного контура, а входной и выходной патрубки второго теплообменника предназначены соответственно для подвода холодной и отвода горячей воды.
Второй теплообменник может быть выполнен в виде замкнутого резервуара, имеющего тепловой контакт с первым теплообменником.
Дымосборник может быть размещен внутри первого теплообменника.
Третий теплообменник выполнен в виде замкнутого резервуара ,через торцы которого проходит дымовая труба.
Площадка для размещения электронагревателей перпендикулярна вертикальной оси устройства.
Дымоход выполнен в виде отдельных дымогарных труб, размещенных равномерно во внутреннем объеме первого теплообменника.
Предусмотрено, что выходной патрубок первого и входной патрубок третьего теплообменника соединены через вентиль.
На чертеже изображен общий вид устройства для отопления и горячего водоснабжения.
Устройство содержит первый 1 и второй 2 теплообменники с жидким теплоносителем. Внутри теплообменников 1 и 2 перпендикулярно их вертикальной оси установлен электронагревательный элемент 3. Внизу теплообменников 1, 2 размещена съемная тока б с дымоходом 7, выполненным в виде отдельных дымогарных труб и проходящим внутри теплообменника 1. Вверху теплообменника 1 установлен дымосборник 8, выход которого связан с дымовой трубой 9, а вход - с дымогарными трубами 7. Выходной патрубок 5 первого теплообменника 1 соединен с входным патрубком 11 третьего теплообменника 10, выходной патрубок 12 которого предназначен для подключения ко входу отопительного контура здания, а входной патрубок 4 первого теплообменника 1 предназначен для подключения к выходу указанного отопительного контура. Входной патрубок 13 второго теплообменника 2 предназначен для подвода холодной воды, а его выходной патрубок 14 предназначен для отвода горячей воды в систему горячего водоснабжения здания.
Устройство работает следующим образом. Топливо находится на колосниковой решетке топки б, где начинается его горение. Горячие газы, полученные в результате сжигания топлива с помощью колосниковой решетки (твердое топливо) или с помощью горелки (газообразное топливо) поднимаются вверх по дымогарным трубам 7. Черев стенки топки б и дымогарных труб 7 тепло от сгорания топлива передается воде, находящейся в теплообменнике 1, через который циркулирует вода отопительного контура здания. Тепло воды, находящейся в теплообменнике 1 используется также для нагрева воды, находящейся в теплообменнике 2 горячего водоснабжения здания.
Размещение дымосборника 8 внутри верхней части теплообменника 1 обеспечивает увеличение площади теплосъема и увеличивает нагрев воды в теплообменнике 1.
Температура газов, попадающих из дымосборника 8 в дымоход 9 еще достаточно велика и обеспечивает дополнительный нагрев и поддержание температуры воды в третьем теплообменнике 10. Теплообменник 10 выполняет роль подогреваемого стояка для верхнего разлива воды в отопительный контур здания.
При использовании устройства в летний период только для горячего водоснабжения при помощи вентиля 15 отключают сообщение между первым 1 и третьим 10 теплообменниками и вода в отопительном контуре не циркулирует. При этом отбор горячей воды производится только через патрубок 14 теплообменника 2. В этот период можно пользоваться электронагревателями 3. В холодный период электронагреватели 3 используют для увеличения мощности устройств нагрева воды .
Испытания опытных образцов показали, что их КПД составляет 90-92 процента, а температура газов, выходящих из дымовой трубы не превышает 20-60 градусов.
Предложенное техническое решение удобно при использовании для отопления и горячего водоснабжения индивидуальных домов,так как в процессе эксплуатации высокоэкономичны, легко очищаются как по газовой, так и по водяной составляющим, вследствие несложного доступа как в топку, так и в водяную рубашку, что значительно упрощает их ревизию.
Кроме того, указанные устройства достаточно просты в изготовлении, т.к. не требуют сложной оснастки, обеспечивают оптимальную температуру уходящих газов и низкий расход топлива на собственные нужды.
Заявляемая полезная модель пригодна для устройств, отапливаемых различными видами топлив и имеющих различную тепловую мощность.
1.Авторское 2.Авторское 3.Авторское прототип. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ свидетельство СССР 1028962,МПК - Г 24 Н 1/00,1983. свидетельство СССР 1719802,МПК - Г 24 Н 1/00,1989. свидетельство СССР 1744373,МПК - Г 24 Н 1/00,1989