УСТАНОВКА ЦЕНТРАЛЬНОГО ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F24H1/41 

Предлагаемое изобретение касается установки центрального водяного отопления, оборудованной специальным контуром горячего водоснабжения, поставляющим подогретую воду для использования ее в бытовых или санитарных целях. Эта установка имеет в своем составе нагревательное устройство, содержащее корпус, нижняя внутренняя часть которого оборудована горелкой, например, газовой. На этот корпус навивается или не навивается трубопровод с циркулирующей в нем водой отопительного контура установки, причем трубопровод этого контура проходит затем через пакет теплообменных ребер, расположенных в верхней части упомянутого выше корпуса на пути движения горячих газов от горелки. После омывания упомянутого выше пакета теплообменных ребер частично охлажденные газы направляются в вытяжную трубу.

Европейский патент N 0329508 описывает установку, предназначенную для организации центрального водяного отопления. В этой установке применяется теплообменник смешанного типа. Основной его частью является система труб, служащих для нагрева санитарной воды для системы горячего водоснабжения и выполненных в виде змеевика с U-образными элементами. При этом трубы упомянутого выше элемента располагаются внутри сплющенных каналов или труб. Эти сплющенные каналы при помощи коленчатых соединительных элементов и системы темплообменных ребер объединяются в блок, который образует контур циркуляции воды системы отопления. Эта горячая отопительная вода в свою очередь нагревает санитарную воду в контуре горячего водоснабжения, теплообменника.

Такая конфигурация упомянутой выше установки обеспечивает отсутствие непосредственного контакта между трубами контура санитарного горячего водоснабжения, выполненными в виде U-образных элементов и располагающимися внутри сплющенных каналов отопительного контура, и стенками этих каналов, имеющих овальное поперечное сечение.

Размеры упомянутых выше сплющенных каналов и упомянутых выше трубопроводов контура санитарного горячего водоснабжения выбираются таким образом, чтобы объем воды, содержащейся между стенками сплющенных каналов и изгибами трубопроводов змеевика водяного контура, был возможно меньшим.

Такое устройство агрегата вынуждает устанавливать на каждом конце прямолинейных участков труб специальные насадки с тем, чтобы закрыть или замкнуть отопительный контур и контур горячего водоснабжения. Эти насадки привариваются или припаиваются к соответствующим трубопроводам.

Установка в соответствии с упомянутым выше европейским патентом обладает целым рядом весьма существенных недостатков. С одной стороны, оказываются достаточно трудоемкими и неэкономичными операции по выполнению герметичных сварных или паяных соединений трубопроводов, а с другой стороны, привносимый при сварке или пайке металл (припой), обладающий меньшей химической и механической стойкостью по сравнению с медью, из которой изготавливаются упомянутые выше трубопроводы. Вероятность исправной работы таких теплообменников смешанного типа снижается в случае периодического удаления накипи.

Представляемое здесь изобретение имеет целью предложить усовершенствованную конструкцию установки центрального водяного отопления, одновременно обеспечивающей санитарное горячее водоснабжение и свободной от упомянутых выше недостатков.

Итак, объектом предлагаемого изобретения является установка центрального водяного отопления, оборудованная специальным контуром горячего водоснабжения, поставляющим подогретую воду для ее использования в бытовых или санитарных целях. Эта установка имеет в своем составе нагревательное устройство, содержащее корпус, внутренняя часть которого снабжена горелкой, например, газовой, и на который навивается (или не навивается) трубопровод отопительного контура. Этот трубопровод пронизывает затем пакет теплообменных ребер, располагающихся в верхней части упомянутого выше корпуса, на пути движения горячих газов от горелки.

Отопительный контур в зоне его пересечения с пакетом теплообменных ребер выполнен в виде группы сплющенных труб овального поперечного сечения, соединенных друг с другом при помощи коленчатых трубчатых соединительных элементов, а контур системы санитарного горячего водоснабжения выполнен в виде системы труб в форме U-образных элементов, соединенных межу собой коленчатыми трубчатыми участками, причем трубопроводы контура санитарного горячего водоснабжения располагаются внутри упомянутых выше сплющенных труб отопительного контура.

Установка центрального водяного отопления в соответствии с предлагаемым изобретением отличается тем, что:
трубопроводы змеевика контура санитарного горячего водоснабжения имеют U образную форму и этот змеевик изготавливается путем отгибания трубы в направлении под 90^o в вертикальной плоскости, затем другим сгибанием под 90^o к предыдущему и так далее;
изготовление упомянутого выше змеевика осуществляется последовательным сгибанием трубы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях без применения сварки или гайки;
соединение на одном из общих концов системы, образованной змеевиком контура санитарного горячего водоснабжения и сплющенными трубами отопительного контура осуществляется с помощью коллектора, который монтируется на упомянутые выше сплющенные трубы, причем сам этот коллектор в свою очередь закрывается крышкой.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из следующего ниже описания, в котором даются ссылки на приведенные в приложении рисунки, иллюстрирующие примеры практической реализации данного изобретения, не имеющие, впрочем, ограничительного характера.

В приложении к упомянутому выше описанию приведены: фиг. 1, на которой представлен общий пространственный вид установки в соответствии с предлагаемым изобретением, демонстрирующий в разрезе различные составляющие теплообменника смешанного типа А; Фиг. 2, на которой представлен пространственный вид системы труб, образующих серией U-образных элементов змеевик, в котором единая труба изгибается в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; фиг. 3, на которой представлен плоских вид теплообменника смешанного типа А в соответствии с предлагаемым изобретением; фиг. 4, на которой представлен плоский вид сбоку на теплообменник смешанного типа А; фиг. 5, на которой представлен плоский вид фронтальной проекции теплообменника смешанного типа А в процессе его монтажа.

В соответствии с предпочтительным вариантом практической реализации этого теплообменника смешанного типа внутри блока сплющенных труб овального поперечного сечения размещают соответствующим образом изогнутый змеевик, используемый в качестве контура санитарного горячего водоснабжения. При этом упомянутый выше теплообменник смешанного типа устроен таким образом, что:
размерные параметры упомянутых выше сплющенных труб отопительного контура и упомянутых выше труб змеевика контура санитарного горячего водоснабжения выбираются так, чтобы объем воды, содержащейся в кольцевом пространстве между корпусом и трубами змеевика, был возможно меньшим;
блок теплообменника состоит из пакета нанизанных на сплющенные трубы контура отопления и припаянных к ним пластин или теплообменных ребер. Упомянутые выше трубы соединяются на одном из своих концов коленчатыми трубчатыми элементами, изготовленными путем сгибания этих труб без применения пайки или сварки.

На фиг. 1-4 видно, что отопительная установка, являющаяся объектом предлагаемого изобретения, содержит первый трубопровод 2, предназначенный для нагрева воды в отопительном контуре, и второй трубопровод 1, предназначенный для нагрева санитарной воды контура горячего водоснабжения теплообменника.

Из этих же фигур видно (см. например фиг. 1), что контур санитарного горячего водоснабжения, выполненный в виде соединенных в змеевик U-образных элементов, вставлен внутрь сплющенных труб 2 отопительного контура, также имеющего форму змеевика, образованного серией U-образных элементов.

В верхней части отопительной установки, где располагается объект предлагаемого изобретения, трубопровод 2 отопительного контура выполнен в виде змеевика, представляющего собой ряд соединенных друг с другом U-образных элементов из сплющенных труб, имеющих поперечное сечение овальной формы и расположенных таким образом, что большая ось этого сечения имеет горизонтальные направления. Эти трубы соединены на одном из своих концов коленчатыми трубчатыми элементами, полученными путем сгибания этих же самых труб.

Трубопровод контура санитарного горячего водоснабжения 1 образован трубой с предпочтительно круглым поперечным сечением, располагающейся внутри сплющенных труб 2 отопительного контура теплообменника. Этот трубопровод выполнен в виде серии U-образных элементов, получаемых сгибанием упомянутой выше трубы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Таким образом, появляется возможность увеличить площадь поверхности теплообмена между двумя контурами рассматриваемого теплообменника смешанного типа в соответствии с предлагаемым изобретением, поскольку изгибы труб контура санитарного горячего водоснабжения целиком находятся внутри отопительного контура, а не снаружи.

Позиционирование труб контура санитарного горячего водоснабжения, выполненных в форме серии U-образных элементов, располагающихся внутри сплющенных труб отопительного контура, осуществляется таким образом, что исключается какой-либо физический контакт между стенками трубопроводов 1 и 2, и так, чтобы объем воды, содержащейся в остаточном кольцевом пространстве между стенками этих труб, был возможно меньшим.

Из такой конфигурации теплообменника смешанного типа также следует, что практически все тепло, транспортируемое водой отопительного контура, передается или может быть передано в контур санитарного горячего водоснабжения.

При сборке такого теплообменника смешанного типа применяется описанная ниже последовательность соединения составляющих его элементов: трубы 1, изогнутые в виду серии U-образных элементов и оборудованные пластмассовыми втулками 6, вставляются внутрь сплющенных труб 2 отопительного контура, тогда как теплообменные ребра 3 и коллектор 4 надеваются снаружи на сплющенные трубы 2 отопительного контура. Крышка 5 полностью закрывает весь агрегат. Упомянутый выше коллектор направляет надлежащим образом движение воды в отопительном контуре и обеспечивает герметичность данного теплообменника.

Упомянутый выше коллектор 4 обеспечивает также опору для обоих контуров теплообменника рассматриваемого типа. Он припаян к трубам отопительного контура теплообменника. Две перегородки 7 заставляют воду отопительного контура последовательно проходить через все сплющенные трубы этого контура. Сверху этот коллектор сам закрывается крышкой 5, обеспечивающей герметичность выполненных при сборке теплообменника соединений.

В варианте практической реализации предлагаемого изобретения, представленном на фиг. 6, на систему труб контура санитарного горячего водоснабжения можно нанизать втулки из специальной теплостойкой и влагостойкой пластмассы. Предпочтительным материалом для этого в данном случае является силиконовая резина. Эти втулки нанизываются на трубу 1 с равномерными интервалами. Такая конструкция имеет двойное пространство. Прежде всего, она позволяет исключить любые контакты стенок труб 1 со стенками сплющенных труб 2, образующих отопительный контур теплообменника. С другой стороны, такая конструкция дает возможность устранить вибрации гидравлического происхождения, которые могут возникать в установке подобного типа в тех случаях, когда вода в U-образных элементах контура санитарного горячего водоснабжения претерпевает интенсивную циркуляцию.

Из приведенного выше описания видно, что данное изобретение предлагает установку водяного отопления, обеспечивающую достаточно эффективный и совершенный процесс теплообменника между двумя встроенными один в другой контурами горячего водоснабжения и отопления, благодаря наличию большой площади поверхности теплообменника, обусловленной U-образной конфигурацией элементов змеевика обоих упомянутых выше контуров.

Отсутствие присоединяемых коленчатых элементов, поскольку изменение направления хода трубопроводов обеспечивается путем их изгиба, упрощает способ практической реализации теплообменников данного типа. Кроме того, отсутствие сварных или паяных соединений трубопроводов исключает возможность утечек воды через такие соединения.

Разумеется, предлагаемое изобретение не может быть ограничено описанными выше примерами его практической реализации и допускает различные не упомянутые здесь модификации и варианты.

Использование: для отопления и поставки горячей воды в бытовых или санитарных целях. Сущность изобретения: установка центрального водяного отопления, оборудованная контуром санитарного горячего водоснабжения для бытовых нужд, содержит отопительный контур, выполненный в виде серии сплющенных труб 2, соединенных друг с другом при помощи коленчатых трубчатых элементов, и контур санитарного горячего водоснабжения, выполненный в виде серии трубчатых U-образных элементов, также связанных между собой коленчатыми трубчатыми элементами, причем трубы 1 контура санитарного горячего водоснабжения расположены внутри сплющенных труб. При этом трубы 1 змеевика контура санитарного горячего водоснабжения имеют форму U-образных элементов и этот змеевик изготавливается путем сгибания трубы в направлении под 90^o в вертикальной плоскости, затем следующим огибанием под 90^o к предыдущему и так далее. Изготовление упомянутого выше змеевика осуществляется последовательным сгибанием трубы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и без применения сварки или пайки. Соединение на одном из общих концов системы, образованной контуром горячего водоснабжения и сплющенными трубами 2 отопительного контура выполняется с помощью коллектора 4, монтируемого на сплющенные трубы 2 и закрываемого крышкой 5. 5 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. Установка центрального водяного отопления, оборудованная контуром горячего водоснабжения для использования в бытовых или санитарных целях, содержащая нагревательное устройство, включающее корпус, внутренняя часть которого снабжена горелкой, в частности газовой горелкой, и на который навивается трубопровод отопительного контура, который затем проходит через пакет теплообменных ребер, расположенных в верхней части корпуса на пути прохождения горячих газов, причем в зоне пакета теплообменных ребер, через которую проходит отопительный контур, этот контур выполнен в виде множества сплющенных труб, соединенных друг с другом коленчатыми трубчатыми элементами, а контур санитарного горячего водоснабжения выполнен в виде ряда труб, имеющих U-образную форму, соединенных между собой с помощью коленчатых трубчатых элементов, причем упомянутые трубы санитарного горячего водоснабжения расположены внутри сплющенных труб, относящихся к отопительному контуру, отличающаяся тем, что трубы змеевика контура санитарного горячего водоснабжения имеют U-образную форму, причем змеевик выполнен без сварки и содержит ряд последовательно расположенных участков труб, изогнутых в двух перпендикулярных плоскостях так, что образованы чередующиеся участки, на которых труба сначала изогнута в направлении под углом 90^o в вертикальной плоскости, а затем под углом 90^o относительно предыдущего направления, и установка содержит коллектор, установленный на сплющенные трубы и имеющий крышку, для осуществления объединения на одном из общих концов системы, состоящей из трубчатых U-образных элементов и сплющенных труб. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что коллектор снабжен перегородками для циркуляции воды последовательно через сплющенные трубы. 3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что трубы контура санитарного горячего водоснабжения расположены в виде ряда U-образных элементов внутри сплющенных труб отопительного контура и на расстоянии от них. 4. Установка по пп.1 3, отличающаяся тем, что размеры сплющенных труб и труб контура горячего санитарного водоснабжения выбраны с учетом образования минимального зазора между стенками этих труб, достаточного в то же время для беспрепятственной циркуляции воды по трубопроводу отопительного контура. 5. Установка по пп.1 4, отличающаяся тем, что коленчатые трубчатые элементы, соединяющие друг с другом сплющенные трубы отопительного контура, выполнены как одно целое с этими трубами и представляют собой так же сплющенные и изогнутые в плоскости расположения труб участки этих труб. 6. Установка по пп.1 5, отличающаяся тем, что трубы, расположенные внутри сплющенных труб, снабжены множеством втулок, изготовленных из термостойкого и влагостойкого материала, такого как, например, силиконовая резина, причем эти втулки надеты на трубу и установлены через равные интервалы.