КОНДЕНСАЦИОННЫЙ КОТЕЛ НАРУЖНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ
OUTSIDE CONDENSATION BOILER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области производства котлов наружного и внутреннего размещения, в частности к конденсационным котлам наружного размещения, использующих скрытую теплоту парообразования паров воды в дымовых газах за счет дополнительного улавливания энергии при конденсации водяных паров.
Уровень техники
Известна водогрейная универсальная котельная установка, состоящая из водогрейного отопительного котла, содержащего газогорелочное устройство, газоход, патрубки греющей и обратной воды, верхнего барабана, в который вмонтирована система горячего водоснабжения, выполненная в виде многоходового скоростного водо-водяного подогревателя, содержащего пучки латунных трубок, разделенных по концам камеры и расположенных последовательно снизу вверх (см. пат. РФ №2133925, кл. F24H 1/22, опубл. 27.07.1999 г.).
Недостатком данной установки является высокая стоимость получения тепла.
Известна установка горячего водоснабжения (варианты), содержащая водогрейный котел с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе отопления, патрубок подачи холодной водопроводной воды, дымовую трубу, нижняя часть которой выполнена в виде экономайзера с прямым и обратным патрубками, соединенными с емкостным бойлером, разделенным на две части - верхнюю и нижнюю, и снабженным патрубком горячей воды, при этом емкостный бойлер и экономайзер заполнены водопроводной водой и образуют контур естественной циркуляции нагреваемой воды отходящими дымовыми газами водогрейного котла, при этом упомянутым патрубком подачи холодной водопроводной воды снабжен емкостной бойлер, экономайзер выполнен кольцеобразным, емкостной бойлер установлен в верхней части экономайзера и разделен на упомянутые две части с помощью подогревателя, подключенного к системе отопления, при этом бойлер соединен с обратным и прямым патрубками экономайзера в нижней части.
Установка горячего водоснабжения, содержащая водогрейный котел с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе отопления, патрубок подачи холодной водопроводной воды, дымовую трубу, нижняя часть которой выполнена в виде экономайзера с прямым и обратным патрубками, соединенными с емкостным бойлером, разделенным на две части, верхнюю и нижнюю, и снабженным патрубком горячей воды, при этом емкостный бойлер и экономайзер заполнены водопроводной водой и образуют контур циркуляции воды, нагреваемой отходящими дымовыми газами водогрейного котла, при этом упомянутым патрубком подачи холодной водопроводной воды снабжен бойлер, экономайзер выполнен кольцеобразным, емкостной бойлер установлен в нижней части экономайзера и разделен на упомянутые две части с помощью подогревателя, подключенного к системе отопления, бойлер соединен с обратным и прямым патрубками экономайзера в нижней части, на трубопроводе, соединяющем нижнюю часть емкостного бойлера с обратным патрубком кольцеобразного экономайзера, установлен насос, при этом экономайзер и емкостной бойлер образуют контур принудительной циркуляции воды, нагреваемой отходящими дымовыми газами водогрейного котла (см. пат. РФ №2230262, кл. F24H 1/48).
Недостатком данной установки является высокая стоимость ее производства и высокая стоимость получения тепла.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является конденсационный водогрейный котел наружного размещения, содержащий теплоизолированный корпус с размещенным внутри теплоизолированным вертикальным газотрубным котлом с газовой горелкой, с прямым патрубком котла, соединенным автоматическим термостатическим краном с прямой линией системы отопления здания, газовые трубы с размещенными в них турбулизаторами, дымовую трубу, при этом в дымосборнике котла установлен дополнительный теплообменник в виде гофрированной нержавеющей трубы, соединенный одним патрубком с обратной линией системы отопления здания, а вторым патрубком - с обратным патрубком газотрубного котла, причем газовые трубы содержат турбулизаторы с защитными шайбами от конденсатных капель, которые удалены от кромок газовых труб кронштенами турбулизаторов, диаметр которых равен зазору между защитной шайбой и кромкой газовой трубы, а основание дымосборника содержит конденсатоотводящую трубку (см. пат. РФ №2333429, кл. F24H 1/00, опубл. 10.09. 2008 г.).
Недостатком данного котла является невысокая мощность из-за ограниченного диаметра гофрированных труб и естественной циркуляции теплоносителя.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения изобретения является разработка конденсационного котла наружного размещения, обладающего увеличением мощности котла за счет применения принудительной циркуляции в системе отопления с сохранением естественной циркуляции теплоносителя в конденсационном теплообменнике, во избежание его размораживания при остановке циркуляционного насоса, повышением КПД за счет дополнительного улавливания энергии при конденсации водяных паров.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к увеличению мощности котла, повышению КПД за счет дополнительного улавливания энергии при конденсации водяных паров.
Технический результат достигается с помощью конденсационного котла наружного размещения, содержащего гидротеплоизолированный корпус с размещенными внутри газогорелочным устройством, теплообменник котла с прямой и обратной линиями, дымовую трубу, прямую и обратную линии системы отопления здания, при этом он дополнительно снабжен теплообменником конденсатной части котла и циркуляционным насосом, при этом теплообменник конденсатной части котла размещен в нижней части дымовой трубы котла и соединен с обратной линией системы отопления здания и обратной линией котла, а циркуляционный насос установлен в обратной линии системы отопления здания с возможностью обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя, причем, параллельно, теплообменник конденсатной части котла соединен с прямой и обратной линиями котла через обратные клапаны с нормально открытым проходом с возможностью обеспечения возникновения естественной циркуляции в двух теплообменниках котла при остановке циркуляционного насоса.
Краткое описание чертежа
На чертеже дан конденсационный котел наружного размещения, общий вид.
Осуществление изобретения
Конденсационный котел наружного размещения состоит из котла 1 наружного размещения, который содержит газогорелочное устройство 2, теплообменник 3 с прямой и обратной линиями 4, 5 соответственно, дымовую трубу 6 в нижней части которой установлен теплообменник 7 конденсатной части, внутри которого установлен обтекатель 8, а у основания дымовой трубы установлен люк 9 для чистки сажи, конденсатоотводящая трубка 10, при этом теплообменник 7 соединен с обратной линией 5 через клапан 11 с нормально открытым проходом, с прямой линией 4 котла 1 посредством клапана 12 с нормально открытым проходом, а система отопления здания содержит вертикальный стояк 13, соединенный с прямой линией 4 котла 1, деаэрационно-расширительный бак 14, разводящие стояки 15 с приборами 16 отопления, обратную линию 17 системы отопления, циркуляционный насос 18, грязевой фильтр 19, при этом обратная линия 17 системы отопления здания соединена с верхней частью теплообменника 7 конденсатной части, а нижняя часть теплообменника 7 соединена с обратной линией 5 котла 1.
Конденсационный котел наружного размещения работает следующим образом.
Газогорелочное устройство 2, установленное внутри котла 1, вырабатывает тепло, которое улавливается теплообменником 3 котла 1, при этом отработанные газы удаляются за счет естественной тяги дымовой трубы 6 в атмосферу, а дымовые газы омывают теплообменник 7 конденсатной части, равномерно распределяясь с помощью обтекателя 8, при этом теплоноситель из теплообменника 3 котла 1 поступает по прямой линии 4 котла 1 в вертикальный стояк 13 и через деаэрационно-расширительный бак 14 в разводящие стояки 15 системы отопления здания с приборами 16, отдав тепло и охладившись, теплоноситель по обратной линии 17 системы отопления здания циркуляционным насосом 18 через грязевой фильтр 19 подается в верхнюю часть теплообменника 7, где подогревается отработанными дымовыми газами и далее поступает в обратную линию 5 котла 1, при этом, так как температура в теплообменнике 7 ниже «точки росы», на поверхностях теплообменника 7 из гофрированной нержавеющей стали образуется конденсат, который стекает по внутренней поверхности дымовой трубы 6, минуя теплообменник 3 котла 1, попадает в основание дымовой трубы 6 и через конденсатоотводящую трубку 10 удаляется из котла 1 наружного размещения, причем при сезонном обслуживании сажа удаляется через люк 9 для чистки сажи, при этом при работе циркуляционного насоса 18, под давлением теплоносителя, нормально открытые проходы клапана 11 и клапана 12 закрываются и поддерживаются в закрытом положении во время работы циркуляционного насоса 18, а при остановке циркуляционного насоса 18 циркуляция в системе отопления здания прекращается, клапан 11 и клапан 12 автоматически открываются, теплоноситель из теплообменника 3 котла 1 через прямую линию 4, клапан 12, через теплообменник 7, клапан 11 поступает в обратную линию 5 котла 1, образуя новый циркуляционный контур естественной циркуляции, при этом теплообменник 7 постоянно обогревается газогорелочным устройством 2, что препятствует его размораживанию, а при включении циркуляционного насоса 18 под воздействием циркуляционного давления клапан 11 и клапан 12 автоматически закрываются, котел 1 наружного размещения снова работает по основной схеме принудительной циркуляции. Переключение схем циркуляции происходит автоматически без вмешательства обслуживающего персонала.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- увеличением мощности котла за счет применения принудительной циркуляции в системе отопления с сохранением естественной циркуляции теплоносителя в конденсационном теплообменнике во избежание его размораживания при остановке циркуляционного насоса;
- повышение КПД до 100% за счет дополнительного улавливания энергии при конденсации водяных паров;
- уменьшение себестоимости котла за счет изготовления его из традиционных материалов;
- удешевление производства тепла и снижение стоимости нагрева воды.