ГАЗОВЫЙ ПРОТОЧНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относятся к области производственной и коммунальной теплоэнергетики и могут быть использована в конструкциях котлов, предназначенных для отопления и/или горячего водоснабжения. Полезная модель так же относится к автоматическим газовым водонагревателям (АГВ) и может быть использована также в автоматизированных системах нагрева с жидким топливом различных строений.
Известен водогрейный котел, предназначенный для раздельного отопления и горячего водоснабжения квартир в жилых многоэтажных домах и индивидуальных жилых зданиях, с системами естественной и принудительной циркуляции воды. Котел содержит расширительный бачок и герметичный корпус, в котором размещены топочная камера с газовой горелкой, теплообменник контура отопления с дымовой коробкой, буферная емкость прямоугольного сечения с теплообменником (змеевиком) контура горячего водоснабжения, патрубки для подачи воздуха в топку к газовой горелке и удаления продуктов сгорания, расположенные в верхней части котла, патрубки подвода-отвода теплоносителя и подвода-отвода воды, и систему управления, включающую датчик опрокидывания тяги и блок безопасности газовой горелки (RU №88113, F24H 1/08, опубл. 27.10.2009). В данном котле герметичный корпус исключает отбор воздуха из внутреннего объема помещения.
К недостаткам котла следует отнести повышенную металлоемкость и, как следствие, высокую инертность в работе, для устранения которой требуется применение дорогостоящих датчиков и сложной системы управления. Герметичный корпус котла обеспечивает возможность гарантированного забора воздуха только с улицы (но не из помещения) и гарантированный отвод продуктов горения наружу. Тем не менее, остается возможность за счет обратной тяги ухудшить показатели горения газовой горелки, вплоть до полного гашения пламени свежим воздухом или собственными продуктами горения. Такой режим работы при всех положительных результатах работы вызывает периодическое отпотевание стенок теплообменника и образование конденсата на стенках дымовых труб.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и выполняемой функции (принят в качестве прототипа) является газовый проточный бытовой водонагреватель, содержащий кожух, имеющий заднюю, переднюю и боковые стенки, патрубки подвода и отвода воды, канал подвода газа, блок-кран, газовую горелку с горизонтальными трубками и запальником, теплообменник, соединенный с вытяжным устройством отвода продуктов сгорания газа, а также систему автоматики, боковые стенки кожуха в зоне соединения теплообменника с вытяжным устройством имеют горизонтальные жалюзийные отверстия, а также продольные боковые отбортовки и центральное продольное V-образное ребро и снабжена размещенными по ее высоте кронштейнами для крепления теплообменника и вытяжного устройства, причем последнее имеет два яруса, верхний из которых выполнен в виде зонта прямоугольной формы с горловиной и пружинными защелками внизу на передней и задней сторонах и расположен в верхней части кожуха, а нижний ярус выполнен в виде прямоугольной юбки меньшего, чем зонт, размера, охватывающей верхнюю часть теплообменника, образующую с зонтом боковые каналы прохода холодного воздуха и снабженную фиксаторами, контактирующими с защелками, при этом внутри юбки установлен отражатель, выполненный в виде чаш, направленных выпуклой частью вниз и концентрично размещенных одна в другой с образованием замкнутой полости, который снабжен на срезе пружинными лепестками, а стенки кожуха в его нижней части выполнены с отбортовками, в которых размещен поддон, выполненный из трех частей, соединенных между собой посредством лепестков, входящих в прорези (RU 2200912, F24H 1/30, F24H 9/20, опубл. 20.03.2003).
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в улучшении эксплуатационных характеристик за счет повышения надежности работы и просты обслуживания.
Указанный технический результат достигается тем, что в газовом проточном водонагревателе, содержащем навешиваемый на стену корпус, имеющий сообщение с атмосферой и внутри которого размещена топочная камера со сборником дымовых газов, сообщаемым с патрубком удаления продуктов сгорания, внутри которой размещены газовая горелка с устройством розжига, сообщенная через газовый клапан с каналом подачи газа, теплообменник контура отопления, сообщенный с одной стороны с каналом подачи воды из системы водоснабжения, и с другой стороны с каналом вывода воды потребителю, а так же система управления, корпус в верхней части выполнен с по крайней мере двумя отверстиями для сообщения с атмосферой и забора воздуха, каждое из которых оснащено отдельным средством его перекрытия или открытия, газовый клапан выполнен в отдельном корпусе, имеющем входной канал для сообщения с каналом подачи газа, в котором размещен электромагнитный клапан, перекрывающий или открывающий сообщение с каналом прохождения газа, в котором размещен вентильный клапан с пружиной, выполненный с функцией перекрытия канала и прекращения подачи газа в топочную камеру, а в канале подачи воды из системы водоснабжения в теплообменник размещены сбросной клапан и предохранитель, выполненные в общем блоке, разделенном на две камеры, в одной из которых размещен седельный клапан, жестко связанный с мембраной, размещенной в другой камере и жестко связанный с вентильным клапаном газового клапана и с микровыключателем, электрически связанным с контроллером система управления для прерывания электропитания питания при снижении давления воды, при этом полости камеры, в которой размещена мембрана, сообщены с каналом подачи воды до дросселя в этом канале и после дросселя соответственно.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - схема газового проточного водонагревателя.
В рамках настоящего изобретения рассматривается устройство, относящееся к газовым приборам, в частности к конструкции стационарных газовых проточных водонагревателей, предназначенных для нагрева проточной сетевой воды с возможностью ее одновременного разбора (отбора) в ванную, душевое устройство и умывальник, и может найти широкое применение при производстве бытовых водонагревателей как на специализированных заводах, так и малых предприятиях.
Газовый проточный водонагреватель содержит навешиваемый на стену корпус, имеющий сообщение с атмосферой и внутри которого размещена топочная камера со сборником дымовых газов, сообщаемым с патрубком удаления продуктов сгорания, внутри которой размещены газовая горелка с устройством розжига, сообщенная через газовый клапан с каналом подачи газа, теплообменник контура отопления, сообщенный с одной стороны с каналом подачи воды из системы водоснабжения, и с другой стороны с каналом вывода воды потребителю.
Корпус в верхней части выполнен с по крайней мере двумя отверстиями для сообщения с атмосферой и забора воздуха, каждое из которых оснащено отдельным средством его перекрытия или открытия.
Газовый клапан выполнен в отдельном корпусе, имеющем входной канал для сообщения с каналом подачи газа, в котором размещен электромагнитный клапан, перекрывающий или открывающий сообщение с каналом прохождения газа, в котором размещен вентильный клапан с пружиной, выполненный с функцией перекрытия канала и прекращения подачи газа в топочную камеру.
В канале подачи воды из системы водоснабжения в теплообменник размещены сбросной клапан и предохранитель, выполненные в общем блоке, разделенном на две камеры, в одной из которых размещен седельный клапан, жестко связанный с мембраной, размещенной в другой камере и жестко связанный с вентильным клапаном газового клапана и с микровыключателем, электрически связанным с контроллером система управления для прерывания электропитания питания при снижении давления воды, при этом полости камеры, в которой размещена мембрана, сообщены с каналом подачи воды до дросселя в этом канале и после дросселя соответственно,
Ниже рассматривается пример исполнения полезной модели.
Газовый проточный водонагреватель (фиг.1) включает в себя навешиваемый на стену корпус, имеющий сообщение с атмосферой. Для этого корпус в верхней части выполнен с по крайней мере двумя отверстиями для сообщения с атмосферой и забора воздуха, каждое из которых может быть оснащено отдельным средством его перекрытия или открытия. Это средство может быть выполнено в виде заслонки. Отверстия на забор воздуха могут быть заблокированы в любом порядке.
Внутри корпуса размещена герметичная топочная камера 1, имеющая газовую горелку 2, электрод контроля пламени и электрод розжига 3. Устройство розжига может быть любой конструкции. Для удаления продуктов сгорания в верхней части корпуса над решеткой пламени смонтирован сборник 4 дымовых газов, сообщаемый с патрубком удаления продуктов сгорания. Газовая горелка с устройством розжига сообщена через газовый клапан 5 с каналом 6 подачи газа (вход газа). Дымоотводящая часть выполнена из нержавеющей стали.
Внутри корпуса над газовой горелкой с устройством розжига размещен теплообменник 7, выполненный медным с медными подводными трубками и медным змеевиком и покрытый сверху слоем олова для придания большей износостойкости теплообменнику. Теплообменник сообщен с одной стороны с каналом 8 подачи воды из системы централизованного водоснабжения 9 через сбросной клапан и предохранитель от размораживания теплообменника, конструктивно исполненные в одном блоке 10, а с другой стороны с каналом 11 выхода подогретой воды, направляемой самотеком или через насос или под давлением в системе централизованного водоснабжения потребителю.
Газовый клапан 5 представляет собой устройство в отдельном корпусе, имеющем входной канал для сообщения с каналом 6 подачи газа (централизованной или от автономного источника газа - баллон), в этом входном канале размещен электромагнитный клапан 12, перекрывающий или открывающий сообщение с каналом прохождения газа, в котором размещен вентильный клапан 13 с пружиной, так же выполненный с функцией перекрытия канала и прекращения подачи газа в топку (к газовой горелке).
Сбросной клапан и предохранитель, смонтированные в одном блоке 10, выполнены следующим образом. В корпусе блока 10 выполнена камера (полость), выполненная с входным отверстием, сообщенным с входом системы централизованного водоснабжения 9, и с выходным отверстием, образующим канал, перекрываемый седельным клапаном 14 и который через этот канал сообщен с другой камерой 15, в которой размещена мембрана в виде поршня 16, делящего полость второй камеры на две секции. Выходной канал блока 10, сообщенный с каналом 8 подачи воды, сообщен с полостью одной секции, а вторая секция не заполнена водой.
Седельный клапан 14 связан жестко тягой с мембраной, которая, в свою очередь, жестко тягой соединена с вентильным клапаном 13, с другой стороны подпружиненного. В канале 8 после блока 10 установлен дроссель, а сам канал одной трубкой, сообщенной с каналом до дросселя, сообщен с первой секцией второй камеры, а другой трубкой, сообщенной с каналом после дросселя, сообщен со второй секцией второй камеры в блоке 10. Таким образом, на стенках мембраны в полостях секций образуются давления, заставляющие мембрану перемещаться либо в сторону первой камеры блока 10 (вместе с седельным клапаном 14 и вентильным клапаном 13) либо в обратную сторону, при котором этот вентильный клапан 13 открывает канал прохода газа на величину его проходного сечения, прямо зависящего от перемещения мембраны.
В блоке 10 так же установлен ручной регулятор 17 подачи воды виде элемента перекрытия канала трубы, а в газовый клапан 5 выполнен с регулятором 18 расхода газа (может быть выполнен ручным в виде кранового узла перекрытия сечения канала подачи газа или автоматическим, срабатывающим, например, от датчиков температуры или давления).
Таким образом, осуществляется автоматическое регулирование подачи газа в зависимости от давления и расхода воды вплоть до полного перекрытия каналов подачи либо газа либо воды, либо и того и другого.
Система управления водонагревателем так же включает в себя контроллер 19, питаемый от батареек 20 (аккумуляторов или другой системы электроснабжения или электропитания) и снабженный просто кнопкой 21 включения/выключения этого питания. Кроме того, на тяге, связанной с мембраной, размещен контактный элемент 22 микровыключателя 23, электрически связанного с контроллером для его выключения и обесточивания всей системы при критических положениях клапанов, связанных с мембраной и разъединения системы от магистралей газа и воды. Контроллер так же связан с катушкой электромагнитного клапана 12.
Полость второй камеры блока 10 сообщена к каналом 24 сброса избыточного давления воды.
Водонагреватель крепится на стену, подключается одним патрубком к воздуховоду, если используется закрытая схема работы, и другим патрубком к сборнику дымовых газов, отдельными трубопроводами - к водопроводу и к магистрали природного газа. На панели управления, смонтированной на корпусе водонагревателя, размещены органы автоматического управления газовой горелкой, установления необходимой температуры воды на выходе, кнопки включения/выключения подачи напряжения с элементов питания. Панель управления расположена утопленной в корпусе под откидывающейся крышкой. Корпус водонагревателя выполнен составным и включает базовую панель и съемную панель, конструктивно выполненную в виде буквы «П».
При включении кнопки подачи напряжения и установлении заданной температуры включают подачу газа и зажигают запальник, пламя с которого воспламеняет горелку. В топочной камере образуются высокотемпературные дымовые газы, отдающие тепло через стенки и трубки теплообменника. Далее охлажденные дымовые газы с температурой, примерно, 135°C поднимаются в дымовую коробку, поступают в патрубок удаления продуктов сгорания и уходят наружу, Нагретая вода, проходя через теплообменник, поступает потребителю.
При изменении давления воды, подаваемой в водонагреватель. Происходит перемещение мембраны, приводящее к уменьшению подачи газа вплоть до его прекращения.
Настоящая полезная модель промышленно применима, может быть изготовлена с применением узлов, агрегатов и материалов, обычно применяемых для изготовления промышленно выпускаемых водонагревателей.