КОНДЕНСАЦИОННЫЙ КОТЕЛ НАРУЖНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ
CONDENSATION BOILER OF EXTERNAL INSTALLATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к конденсационным котлам наружного и внутреннего размещения, использующим 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. RU №2133925, кл. F24Н 1/22).
Недостатком данной котельной установки является высокая стоимость получения тепла.
Известен водогрейный котел наружного размещения, содержащий газогорелочное устройство, теплообменник котла, трехходовой кран с прямой и обратной линиями, дымовую трубу, при этом у основания дымовой трубы установлен люк для чистки сажи и конденсатоотводящая трубка, а система отопления здания содержит вертикальный стояк, соединенный с прямой линией котла, деаэрационно-расширительный бак, разводящие стояки с приборами отопления, обратной линии системы отопления, циркуляционный насос, грязевой фильтр (см. Конденсационный водогрейный котел, РГУ - M1 руководство по эксплуатации Са 2. 574.023.РЭ ОАО «Завод Староруссприбор», 175200, г.Старая Русса, Новгородская область, ул. Минеральная, 24).
Недостатком данного водогрейного котла является его высокая стоимость и затраты на производство тепла, невысокий КПД.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является конденсационный котел наружного размещения, содержащий газогорелочное устройство, теплообменник котла, трехходовой кран с прямой и обратной линиями, дымовую трубу, при этом у основания дымовой трубы установлен люк для чистки сажи и конденсатоотводящая трубка, а прямая линия соединена с вертикальным стояком системы отопления здания, которая содержит разводящие стояки с приборами отопления, обратную линию системы отопления и циркуляционный насос, при этом котел в нижней внутренней части дымовой трубы снабжен теплообменником конденсатной части, причем внутри теплообменника конденсатной части установлен обтекатель, выполненный с возможностью равномерного распределения потока дымовых газов, при этом верхняя часть теплообменника конденсатной части соединена с обратной линией системы отопления, содержащей деаэрационно-расширительный бак и грязевой фильтр, а нижняя часть теплообменника соединена с обратной линией котла (см. пат. RU №2395042, кл. F24Н 1/00).
Недостатком данного котла являются большие габариты, а также необходимость установки дымовой трубы большего диаметра и увеличения высоты котла из-за необходимости размещения над ним конденсационного теплообменника.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка конденсационного котла наружного размещения, обладающего снижением габаритов, стоимости производства конденсационных котлов за счет уменьшения высоты и диаметра дымовой трубы, затрат на производство тепла и сохранением работоспособности котла при выключении электроэнергии.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к уменьшению габаритов котла, удешевлению производства котлов и сохранению работоспособности котла при выключении электроэнергии.
Технический результат достигается с помощью конденсационного котла наружного размещения, содержащего гидротеплоизолированный корпус, внутри которого установлены атмосферное модулируемое энергонезависимое газогорелочное устройство, жаротрубный теплообменник с прямой и обратной линиями, коаксиальный дымоход, соединенный с дымовой трубой, при этом он дополнительно снабжен конденсационным теплообменником и центробежным вентилятором, причем коаксиальный дымоход с конденсационным теплообменником установлены за жаротрубным теплообменником в основании дымовой трубы, а в верхней части гидротеплоизолированного корпуса за жаротрубным теплообменником установлен центробежный вентилятор с возможностью преодоления дополнительного сопротивления движения дымовых газов в коаксиальном дымоходе.
Таким образом, технический результат достигается за счет того, что коаксиальный дымоход с конденсационным теплообменником установлены за жаротрубным теплообменником в основании дымовой трубы, а в верхней части гидротеплоизолированного корпуса за жаротрубным теплообменником установлен центробежный вентилятор, например, фирмы EBMPAPST, с помощью которого преодолевается сопротивление второго хода дымовых газов, что приводит к установке обычной для котлов наружного размещения дымовой трубе, а использование атмосферного модулируемого энергонезависимого газогорелочного устройства позволяет сохранить работоспособность котла при выключении электроэнергии.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дан конденсационный котел наружного размещения, общий вид, разрез.
На фиг.2 - то же, присоединение патрубков котла наружного размещения к патрубкам системы отопления здания с системой принудительной циркуляции.
Осуществление изобретения
Конденсационный котел наружного размещения состоит из гидротеплоизолированного корпуса 1 с дверцей (не показана), внутри которого установлен жаротрубный теплообменник 2 с прямым и обратным патрубками 3 и 4 соотвественно, при этом жаротрубный теплообменник 2 содержит атмосферное модулируемое энергонезависимое газогорелочное устройство 5, коаксиальный дымоход 6, внутри которого установлен конденсационный теплообменник 7, выполненный из гофрированной тонкостенной трубы из нержавеющей стали с прямым и обратным патрубками 8 и 9 соответственно, при этом у основания коаксиального дымохода 6 установлена конденсатоотводящая трубка 10, а верхняя часть коаксиального дымохода 6 соединена с дымовой трубой 11, за жаротрубным теплообменником 2 в корпусе 1 установлен центробежный вентилятор 12, при этом обратная линия 13 системы отопления здания соединена с обратным патрубком 4 жаротрубного теплообменника 2 через автоматический клапан 14 с нормально открытым соплом, а прямая линия 15 системы отопления здания соединена с прямым патрубком 3 жаротрубного теплообменника 2, циркуляционный насос 16 системы отопления здания соединен до автоматического клапана 14 с обратной линией 13 с помощью патрубка 17 и с прямым патрубком 8 конденсационного теплообменника 7 с помощью патрубка 18, при этом обратный патрубок 9 конденсационного теплообменника 7 соединен с обратным патрубком 4 жаротрубного теплообменника 2, а патрубок 18 соединен с прямой линией 15 системы отопления здания через автоматический клапан 19 с нормально открытым соплом.
Конденсационный котел наружного размещения работает следующим образом.
Открывают дверцу гидротеплоизолированного корпуса 1, запускают атмосферное модулируемое энергонезависимое газогорелочное устройство 5, оно вырабатывает тепло, которое улавливает жаротрубный теплообменник 2, при этом дымовые газы проходят по коаксиальному дымоходу 6, омывают конденсационный теплообменник 7 и удаляются в атмосферу дымовой трубой 11, при этом образовавшийся на поверхностях конденсационного теплообменника 7 конденсат стекает вниз и удаляется через конденсатоотводящую трубку 10 из гидротеплоизолированного корпуса 1, а наружный воздух нагнетается центробежным вентилятором 12 внутрь гидротеплоизолированного корпуса 1, проходит над горячей крышкой жаротрубного теплообменника 2, подогоревается и под небольшим давлением подается в атмосферное модулируемое энергонезависимое газогорелочное устройство 5, чем преодолевается дополнительное сопротивление коаксиального дымохода 6, теплоноситель из обратной линии 13 по патрубку 17 циркуляционным насосом 16 по патрубку 18 подается по прямому патрубку 8 конденсационного теплообменника 7 в конденсационный теплообменник 7 и далее по патрубку 9 в обратный патрубок 4 жаротрубного теплообменника 2, нагревшись в жаротрубном теплообменнике 2 до необходимой температуры, теплоноситель по прямому патрубку 3 жаротрубного теплообменника 2 подается в прямую линию 15 системы отопления здания, но так как с одной стороны автоматического клапана 14 с нормально открытым соплом возникает разряжение, а с другой стороны - циркуляционное давление, то автоматически клапан 14 закрывается, закрывается также, вследствие циркуляционного давления в патрубке 18, автоматический клапан 19, при этом осуществляется принудительная циркуляция теплоносителя, а при исчезновении электроэнергии останавливается циркуляционный насос 16 и обесточивается центробежный вентилятор 12, тяга осуществляется только дымовой трубой 11, что приводит к уменьшению подачи наружного воздуха к атмосферному модулируемому энергонезависимому газогорелочному устройству 5, открываются сопло автоматического клапана 14 и сопло автоматического клапана 19, теплоноситель из обратной линии 13 системы отопления здания поступает в обратный патрубок 4 жаротрубного теплообменника 2 и одновременно по патрубку 9 конденсационного теплообменника 7 в конденсационный теплообменник 7, подогревшись в обоих теплообменниках 2 и 7, он поступает по прямому патрубку 3 в прямую линию 15 системы отопления здания, теплоноситель из конденсационного теплообменника 7 по патрубку 8 через открывшееся сопло автоматического клапана 19 - в прямую линию 15 системы отопления здания. Таким образом, осуществляется естественная циркуляция теплоносителя при нарушении обеспечения электроэнергией, при этом размораживания системы отопления не происходит и конденсации, при отсутствии электроэнергии, не происходит, так как скорость движения теплоносителя при естественной циркуляции в несколько раз ниже.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- уменьшение габаритов и удешевление производства котла;
- сохранению работоспособности котла при выключении электроэнергии;
- удешевление производства тепла;
- повышение КПД котла на 10-15% за счет использования скрытой теплоты парообразования паров воды в дымовых газах и дополнительного улавливания энергии при конденсации водяных паров.