УСТАНОВКА ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК F24H1/48 

Изобретение относится к системам горячего водоснабжения и может быть использовано в автономных системах горячего водоснабжения и отопления.

Известна котельная установка с естественной циркуляцией теплоносителя, содержащая котел с дымовой трубой, подводящей трубой и обратной линией, расширительный бачок с переливной трубкой, расположенный в верхней части здания, при этом дымовая труба выполнена в виде кольцеобразной водогрейной рубашки котла, а высота котла с дымовой трубой соизмерима с высотой здания, причем расширительный бачок установлен в верхней части дымовой трубы, а внутренний объем дымовой трубы снабжен в нижней части конденсатоотводчиком (см. пат. RU 2117215, кл. F 22 В 33/18).

Недостатком данной установки является невозможность охладить внутреннюю часть экономайзера, стенку дымовой трубы ниже температуры теплоносителя.

Известна пиковая водогрейная котельная, содержащая включенные в сетевой трубопровод водогрейный котел, вакуумный деаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента и деаэрированной подпиточной воды, последний из которых подключен к сетевому трубопроводу, при этом трубопровод греющего агента подключен к вакуумному деаэратору через расположенный в газоходе водогрейного котла первый по ходу уходящих газов поверхностный теплообменник, а трубопровод деаэрированной подпиточной воды подключен к сетевому трубопроводу через расположенный в этом же газоходе второй по ходу уходящих газов поверхностный теплообменник (см. пат. RU 2184309, кл. F 22 D 1/00).

Недостатком данной котельной является сложность конструкции, высокие затраты на подогрев воды.

Известна котельная установка, содержащая бытовой котел, соединенный в своей верхней части с газоходом котла и с трубами прямой линии отопления, а в нижней - с обратной линией отопления, и экономайзер, размещенный в нижней части газохода и подключенный к водогрейным трубам системы горячего водоснабжения, при этом экономайзер выполнен в виде внутренней и наружной рубашек газохода и центральной трубы, образующих кольцевое сечение, рубашки соединены соответственно с трубами прямой линии отопления и водогрейными трубами системы горячего водоснабжения, а центральная труба выполнена с закругленными концами, размещенными соосно с трубами прямой линии отопления и подключенными к внутренней рубашке газохода (см. пат. РФ №2105927, кл. F 22 D 1/36).

Недостатком данной установки является невозможность охладить внутреннюю часть экономайзера стенку дымовой трубы, ниже температуры теплоносителя.

Наиболее близким аналогом изобретения, охарактеризованного в первом и втором независимых пунктах формулы изобретения, является техническое решение по патенту RU 2090804, F 24 В 7/00, 20.09.1997, которое содержит 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 отходящими дымовыми газами водогрейного котла воды. Недостатком этого технического решения является низкий КПД. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению КПД водогрейного котла и удешевлению нагрева воды.

Технический результат достигается с помощью установки горячего водоснабжения, содержащей водогрейный котел с прямым и обратным патрубками, дымовую трубу, нижняя часть которой выполнена в виде кольцеобразного экономайзера, и емкостный бойлер с патрубками холодной и горячей воды с подогревателем, при этом емкостный бойлер установлен в верхней части экономайзера и разделен с помощью подогревателя на две части - нижнюю, соединенную прямым и обратным патрубками с экономайзером, и верхнюю часть, нагреваемую подогревателем, при этом емкостный бойлер и экономайзер заполнены водопроводной водой и образуют контур естественной циркуляции нагреваемой отходящими дымовыми газами водогрейного котла воды.

Установка горячего водоснабжения, содержащая водогрейный котел с прямым и обратным патрубками, дымовую трубу, нижняя часть которой выполнена в виде кольцеобразного экономайзера, емкостный бойлер с патрубками холодной и горячей воды с подогревателем, при этом емкостный бойлер установлен в нижней части экономайзера и разделен с помощью подогревателя на две части - нижнюю, соединенную прямым и обратным патрубками с экономайзером, и верхнюю часть, нагреваемую за счет естественной циркуляции теплоносителя водогрейного котла, при этом емкостный бойлер и экономайзер заполнены водопроводной водой, а на трубопроводе, соединяющем нижнюю часть емкостного бойлера с обратным патрубком кольцеобразного экономайзера, установлен насос. Бойлер и экономайзер образуют дополнительный контур принудительной циркуляции воды, нагреваемой отходящими дымовыми газами водогрейного котла.

На фиг.1 изображена установка горячего водоснабжения (вариант 1). На фиг.2 изображена установка горячего водоснабжения (вариант 2). Установка горячего водоснабжения (вариант 1) состоит из водогрейного котла 1 с прямым 2 и обратным 3 патрубками системы отопления (на фиг. не показана), дымовой трубы 4, выполненной в нижней части в виде кольцеобразного экономайзера 5, снабженного прямым 6 и обратным 7 патрубками и содержащего в нижней части полость 8 для сбора конденсата и конденсатоотводящую трубку 9, емкостного бойлера 10 с патрубками 11 холодной и 12 горячей воды с подогревателем 15, подключенным через патрубок прямой 14 и обратный 15 воды к системе отопления. Емкостный бойлер 10 установлен в верхней части экономайзера 5 и разделен с помощью подогревателя 15 на две части - нижнюю, соединенную прямым 6 и обратным 7 патрубками с экономайзером 5, и верхнюю часть, нагреваемую подогревателем 15, причем емкостный бойлер 10 и экономайзер 5 заполнены водопроводной водой при температуре 5-20°С и образуют контур естественной циркуляции воды, нагреваемой отходящими дымовыми газами водогрейного котла 1.

Установка горячего водоснабжения (вариант 2) состоит из водогрейного котла 1 с прямым 2 и обратным 3 патрубками системы отопления (на фиг. не показана), дымовой трубы 4, выполненной в нижней части в виде кольцеобразного экономайзера 5, снабженного прямым 6 и обратным 7 патрубками и содержащего в нижней части полость 8 для сбора конденсата и конденсатоотводящую трубку 9, емкостного бойлера 10 с патрубками 11 холодной и 12 горячей воды и с подогревателем 13, подключенным через прямой 2 и обратный 5 патрубки к водогрейному котлу 1. На трубопроводе, соединяющем нижнюю часть емкостного бойлера 10 с обратным 7 патрубком экономайзера 5, установлен насос 16. Емкостный бойлер 10 установлен в нижней части экономайзера 5 и разделен с помощью подогревателя 15 на две части - нижнюю, соединенную прямым 6 и обратным 7 патрубками с экономайзером 5, и верхнюю часть, нагреваемую за счет естественной циркуляции теплоносителя водогрейного котла 1. Емкостный бойлер 10 и экономайзер 5 заполнены водопроводной водой и образуют контур принудительной циркуляции воды, нагреваемой отходящими дымовыми газами водогрейного котла 1.

Установка горячего водоснабжения (вариант 1, 2) работает следующим образом.

Дымовые газы водогрейного котла 1 с патрубками прямым 2 и обратным 5 поступают в экономайзер 5 и, отдав часть тепла, по дымовой трубе 4 удаляются в атмосферу. Вода, поступающая из емкостного бойлера 10, установленного в верхней части экономайзера 5, по патрубку 7 в нижнюю часть экономайзера 5, нагревается и движется вверх по рубашке экономайзера 5 и по патрубку 6 поступает в нижнюю часть емкостного бойлера 10, образуя дополнительный контур естественной циркуляции нагреваемой воды. Ввиду того, что температура воды, поступающей из водопровода через патрубок 11 в нижнюю часть емкостного бойлера 10 и нижнюю часть экономайзера 5, составляет 5-20°С, дымовые газы охлаждаются на внутренней стенке экономайзера 5 и конденсируются, при этом водяные пары и капли конденсата попадают в полость 8 и отводятся по конденсатоотводящей трубке 9. Вода постепенно нагревается за счет естественной циркуляции, получая тепло от дымовых газов. После того как вода нагревается до 56° С (точка росы дымовых газов при использовании газообразного топлива), влага, содержащаяся в дымовых газах, перестает конденсироваться на внутренней стенке экономайзера, но при этом в случае, если через патрубок 12 горячей воды происходит отбор воды, холодная вода поступает в нижнюю часть емкостного бойлера 10 и экономайзера 5 и процесс образования конденсата на внутренней стенке экономайзера возобновляется. Теплосодержание дымовых газов эффективно используется для горячего водоснабжения, а вода в верхней части емкостного бойлера 5 нагревается с помощью подогревателя 13 и поступает в систему отопления с помощью патрубков 14 и 15.

Дымовые газы водогрейного котла 1 с патрубками прямым 2 и обратным 5 поступают в экономайзер 5 и, отдав часть тепла, по дымовой трубе 4 удаляются в атмосферу. Вода, подаваемая насосом 16 из емкостного бойлера 10 по патрубку 7, поступает в нижнюю часть экономайзера 5, нагревается и по патрубку 6 поступает в нижнюю часть емкостного бойлера 10, ввиду того, что температура воды, поступающая из водопровода через патрубок 11 в нижнюю часть емкостного бойлера 10 и нижнюю часть экономайзера 5 составляет 5-20°С, дымовые газы охлаждаются, на внутренней стенке экономайзера 5 конденсируются водяные пары, капли конденсата попадают в полость 8 и отводятся по конденсатоотводящей трубке 9. Вода постепенно нагревается, получая тепло дымовых газов. После того, как вода нагревается до 56°С (точка росы дымовых газов при использовании газообразного топлива), влага, содержащаяся в дымовых газах, перестает конденсироваться на внутренней стенке экономайзера, но при этом в случае, если через патрубок 12 горячей воды происходит отбор воды, холодная вода поступает в нижнюю часть емкостного бойлера 10 и экономайзера 5 и процесс образования конденсата на внутренней стенке экономайзера возобновляется. Теплосодержание дымовых газов эффективно используется для горячего водоснабжения. Подогреватель 13 служит для дополнительного нагрева горячей воды и может подключаться к другому источнику тепла.

Предлагаемое изобретение (варианты) по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества: повышение КПД водогрейного котла на 7-12%; удешевление нагрева воды; упрощение конструкции установки горячего водоснабжения; экологическая чистота окружающей среды.

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в автономных системах горячего водоснабжения и отопления. Установка горячего водоснабжения содержит водогрейный котел с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе отопления, дымовую трубу, нижняя часть которой выполнена в виде кольцеобразного экономайзера с прямым и обратным патрубками, соединенными в нижней части с емкостным бойлером, разделенным на две части - верхнюю и нижнюю - с помощью подогревателя, подключенного к системе отопления и снабженным патрубком горячей воды и патрубком подачи холодной водопроводной воды. В первом варианте выполнения емкостный бойлер и экономайзер заполнены водопроводной водой и образуют контур естественной циркуляции воды, нагреваемой дымовыми газами, а емкостный бойлер установлен в верхней части экономайзера. Во втором варианте выполнения экономайзер и емкостный бойлер образуют контур принудительной циркуляции воды, нагреваемой дымовыми газами, емкостный бойлер установлен в нижней части экономайзера, а на трубопроводе, соединяющем нижнюю часть емкостного бойлера с обратным патрубком кольцеобразного экономайзера, установлен насос. Изобретение обеспечивает повышение КПД водогрейного котла и удешевление нагрева воды. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. 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 естественной циркуляции нагреваемой воды отходящими дымовыми газами водогрейного котла, отличающаяся тем, что упомянутым патрубком подачи холодной водопроводной воды снабжен емкостной бойлер, экономайзер выполнен кольцеобразным, емкостный 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.2. 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, отличающаяся тем, что упомянутым патрубком подачи холодной водопроводной воды снабжен бойлер, экономайзер выполнен кольцеобразным, емкостный 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.