Универсальная гидрогруппа для настенного котла и способ его переоборудования Российский патент 2024 года по МПК F24H1/00 F24H9/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области тепловой энергетики, в частности к котлам настенным для отопления и подготовки горячей воды, и может быть использована в децентрализованных и автономных системах отопления и горячего водоснабжения частных домов и квартир в зданиях с разной высотой и этажностью.

Уровень техники

Уровень техники данной области характеризуют разнообразные способы переоборудования котлов (см. Лариков Н. Н. Теплотехника. - М.: Стройиздат, 1985 г., Щеголев М.М. и др. Котельные установки. М., Стройиздат, 1972 г., Порецкий Л.Я. и др. Справочник эксплуатационника газифицированных котельных. Л., «Недра, 1988 г.)

На сегодняшний день существует решение - КАСКАДНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КАСКАДНОЙ СИСТЕМОЙ И ОТОПИТЕЛЬНЫМ КОТЛОМ, ВХОДЯЩИМ В КАСКАДНУЮ СИСТЕМУ. Представляет собой каскадную систему, способную решить проблему нехватки расхода отопительной воды, подаваемой из котла на сторону отопительной нагрузки, за счет упрощенной конструкции, когда некоторые котлы из множества котлов, выборочно работают в соответствии с тепловой нагрузка. Целью настоящего изобретения является создание котла исключительно для отопления, содержащего его, и способа его управления. Каскадная система по настоящему изобретению для реализации этого избирательно работает в соответствии с отопительной нагрузкой и включает в себя насос на стороне котла, который обеспечивает циркуляцию отопительной воды, и теплообменник, который передает теплоту сгорания горелки отопительной воде, нагнетаемой насосом. В каскадной системе с котлом и насосом отопительной нагрузки для циркуляции отопительной воды, канал потока отопительной воды, которая перекачивается насосом и возвращается по возвратной трубе отопительной воды к множеству котлов, предусмотрен в направлении входа в теплообменник. В качестве альтернативы предусмотрена трехходовая сторона для избирательного переключения на направление трубы подачи отопительной воды, подключенной к выходу теплообменника, и блок управления для управления направлением трехходовой стороны в зависимости от отопительной нагрузки. (Патент Кореи на изобретение КР101172215Б1).

Недостатком данного решения является сложность монтажа оборудования в составе всей котельной.

В настоящее время также известен Методы и система управления комбинированным котлом по потребности, относится к модульному управлению котлом и, более конкретно, к модульному управлению котлом, в котором главный котел объединен в сеть по меньшей мере с одним подчиненным котлом для управления отопительным контуром здания. (Патент США на изобретение № US20070295830A1, дата публикации 23 июня 2006 г. «Модульное управление котлом»). 2.1.3.2 Из предшествующего уровня техники известны решение, описывающие способ, включающий соединение устройств управления, т.е. блоков управления, и функциональных компонентов в общую функциональную систему. Отдельные компоненты распределенной тепловой энергетической системы формируются на основе требований к конфигурации. Одно из устройств управления может быть определено как ведущее, а другое устройство может быть определено как ведомое в отношении функций отдельных компонентов. Локально назначенные компоненты управляются или регулируются независимо ведомым устройством управления. Запросы или информация локально отправляются на главное устройство управления подчиненным устройством управления. Независимые пункты формулы изобретения также включены для следующего: устройство управления для работы распределенной системы управления тепловой энергией, компьютерная программа с модулями программного кода для выполнения способа работы распределенной системы тепловой энергии. (см. Патент Германии на изобретение № DE102010025157A1, по кл. МПК G05B19/0421 дата подачи заявки и дата начала отсчета срока действия патента 2010-06-25).

Недостатком данного решения является сложность монтажа оборудования в составе всей котельной.

Кроме того, известно решение КОТЕЛ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И/ИЛИ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕННИК КОТЛА представляющее собой группу изобретений относится к теплоэнергетике и может быть использована в конструкциях котлов, предназначенных для отопления и/или горячего водоснабжения. Технический результат - разработка котла на основе надежного, универсального и унифицированного теплообменника, обладающего высоким КПД, увеличенной производительностью по теплопередаче. Для этого в котле первый теплообменник контура отопления выполнен в виде водяной рубашки, расположенной, по меньшей мере, по части периметра топочной камеры, и включает витой змеевик контура горячего водоснабжения, установленный в его полости, а второй теплообменник выполнен в виде медной или на основе медного сплава оребренной трубы, расположенной в верхней части топочной камеры и сообщающейся с первым теплообменником, причем внутренняя полость оребренной трубы снабжена рядом вертикальных ребер, каждое из которых включает верхнее и нижнее отверстия с перемычкой между ними, а сообщение теплообменников контура отопления выполнено в виде, по меньшей мере, двух пар патрубков. (Патент Российской Федерации на изобретение № RU 2 452 907 C1, по кл. МПК F24H 1/08 (2006.01) дата подачи заявки и дата начала отсчета срока действия патента 01.03.2011 г., дата публикации 10.06.2012 г.,).

Недостатком данного решения является низкая надежность теплообменника и быстрое засорение теплообменника по контуру ГВС при жесткой воде, а также невозможность подключения бойлера косвенного нагрева непосредственно к котлу.

Из уровня техники также известны и другие примеры запатентованных технических решений гидрогрупп для настенного котла и способов переоборудования для газовых котлов: DE102019123030A1, 2019-08-28; JP2017088225A 2017-04-27; RU2618157C1, 2013-05-24; DE3109670A1, 1980-03-27; и др.

Наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа объекта исследования, является Каскадная система и способ управления каскадной системой и отопительный котел, содержащий каскадную систему, способную решить проблему нехватки расхода отопительной воды, подаваемой из котла на сторону отопительной нагрузки, за счет упрощенной конструкции, когда некоторые котлы из множества котлов, выборочно работают в соответствии с тепловой нагрузкой. Целью настоящего изобретения является создание котла исключительно для отопления, содержащего его, и способа его управления. Каскадная система по настоящему изобретению для реализации этого избирательно работает в соответствии с отопительной нагрузкой и включает в себя насос на стороне котла, который обеспечивает циркуляцию отопительной воды, и теплообменник, который передает теплоту сгорания горелки отопительной воде, нагнетаемой насосом. В каскадной системе с котлом и насосом отопительной нагрузки для циркуляции отопительной воды, канал потока отопительной воды, которая перекачивается насосом и возвращается по возвратной трубе отопительной воды к множеству котлов, предусмотрен в направлении входа в теплообменник. В качестве альтернативы предусмотрена трехходовая сторона для избирательного переключения на направление трубы подачи отопительной воды, подключенной к выходу теплообменника, и блок управления для управления направлением трехходовой стороны в зависимости от отопительной нагрузки.

Известен котел настенный газовый для отопления и/или горячего водоснабжения, содержащий расширительный бачок и герметичный корпус, в котором размещены топочная камера с газовой горелкой, теплообменник контура отопления с дымовой коробкой, буферная емкость с теплообменником 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, отличающийся тем, что теплообменник контура отопления включает призматический корпус с открытой нижней частью, трубной доской в верхней части и змеевиком на наружной поверхности, дымовая коробка в месте ее соединения с патрубком удаления продуктов сгорания снабжена каналом, соединенным с внутренней полостью герметичного корпуса, а буферная емкость связана с патрубком отвода теплоносителя и включает призматический корпус с расположенным внутри него теплообменником контура горячего водоснабжения и собственными патрубками подвода и отвода теплоносителя и подвода-отвода воды, при этом буферная емкость вынесена за пределы расположения теплообменника контура отопления, размещена в нижней части герметичного корпуса и посредством дополнительного патрубка через кран переключения в режим «отопление + горячее водоснабжение/только горячее водоснабжение» соединена с патрубком подвода теплоносителя, на котором после его соединения с дополнительным патрубком буферной емкости установлен насос (см. патент RU №2452906, МПК F24H 1/08, от 14.09.2010 г.).

Недостатком данного котла является невозможность подключения бойлера косвенного нагрева непосредственно к котлу, а также высокая металлоёмкость и большие габариты теплообменника для нагрева горячей воды.

Предлагаемое изобретение по сравнению с другими известными техническими решениями имеет преимущество в том, что газовый котел на основе универсальной гидрогруппы имеет возможность переналадки из двухконтурного варианта котла в одноконтурный вариант и наоборот.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является выпуск универсальной гидрогруппы и соответственно производство универсальных котлов на основе данной гидрогруппы с возможностью переоборудования двухконтурного котла в одноконтурный и обратно.

Технический результат достигается с помощью универсальной конструкции гидрогруппы, которая позволяет устанавливать вторичный теплообменник для двухконтурного котла и устанавливать на те же посадочные места гидравлический адаптер для одноконтурного котла, что позволяет подключать к котлу бойлер косвенного нагрева. Переключение между режимами нагрева горячей воды и отоплением осуществляется при помощи встроенного трехходового клапана с электроприводом.

Двухконтурный котел служит для отопления и приготовления горячей воды в проточном режиме. Одноконтурный котел служит для отопления и нагрева воды через бойлер косвенного нагрева.

Универсальная гидрогруппа и котел на базе данной гидрогруппы являются уникальным техническим решением.

Для того, чтобы переоборудовать двухконтурный котел в одноконтурный и установить бойлер косвенного нагрева необходимо снять вторичный теплообменник ГВС 6 (см. фиг.1 и фиг.2) и на его место установить специальный гидравлический адаптер 10, удалить датчик протока ГВС 9 и установить заглушку 11.

Для того, чтобы переоборудовать одноконтурный котел в двухконтурный нужно установить вторичный теплообменник ГВС 6 (см. фиг.1 и фиг.2) вместо гидравлического адаптера 10, установить датчик протока ГВС 9 вместо заглушки 11.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 представлена схема настенного двухконтурного газового котла конвекционного типа с атмосферной горелкой и закрытой камерой сгорания.

На фиг. 2 представлена схема настенного одноконтурного газового котла конвекционного типа с атмосферной горелкой и закрытой камерой сгорания.

Чертежи, представленные на фиг.1 и фиг.2 имеют сквозную нумерацию позиций, а именно: одинаковые элементы имеют одну и ту же позицию.

Осуществление полезной модели.

Газовый настенный котел имеет закрытую камеру сгорания 1 (смотри фиг.1 и фиг.2), воздух для сгорания поступает по каналу коаксиального дымохода, продукты сгорания удаляются в атмосферу с помощью вентилятора 2, при горении природного газа нагревается теплообменник 3, с помощью атмосферной горелки 4. Теплоноситель, нагретый в теплообменнике 3 перенаправляется при помощи трехходового клапана с электроприводом 5 в контур отопления или на нагрев вторичного теплообменника ГВС 6 для двухконтурного котла или на нагрев бойлера косвенного нагрева для одноконтурного котла. Универсальная гидрогруппа показана позицией 7 в состав, которой входят основные гидравлические компоненты котла, выполненные из литьевого полиамида, усиленного стекловолокном, циркуляционный насос 8, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя в контуре отопления. На входе холодной воды установлен датчик протока ГВС 9, который при наличии протока в контуре ГВС дает команду на переключение трехходового клапана с электроприводом 5 для нагрева ГВС. Для одноконтурного котла в составе гидрогруппы 7 установлен гидравлический адаптер 10 и заглушка 11 вместо датчика протока ГВС 9. Штуцеры для подачи теплоносителя в систему отопления и возврата теплоносителя из системы отопления обозначены буквами «А» и «Д» соответственно (см. фиг.1 и фиг.2). Штуцер входа холодной воды в котел обозначен буквой «Г» (см. фиг.1), штуцер выхода горячей воды из котла обозначен буквой «Б» (см. фиг.1) для двухконтурного котла. Штуцер подачи теплоносителя для нагрева бойлера косвенного нагрева обозначен буквой «Б» (см. фиг.2), штуцер возврата теплоносителя от бойлера косвенного нагрева обозначен буквой «Г» (см. фиг.2) для одноконтурного котла.

Изобретение относится к области тепловой энергетики, в частности к котлам настенным для отопления и подготовки горячей воды, и может быть использовано в децентрализованных и автономных системах отопления и горячего водоснабжения частных домов и квартир в зданиях с разной высотой и этажностью. Задачей изобретения является выпуск универсальной гидрогруппы и соответственно производство универсальных котлов на основе данной гидрогруппы с возможностью переоборудования двухконтурного котла в одноконтурный и обратно. Технический результат достигается с помощью универсальной конструкции гидрогруппы, которая позволяет устанавливать вторичный теплообменник для двухконтурного котла и устанавливать на те же посадочные места гидравлический адаптер для одноконтурного котла, что позволяет подключать к котлу бойлер косвенного нагрева. Переключение между режимами нагрева горячей воды и отоплением осуществляется при помощи встроенного трехходового клапана с электроприводом. 2 ил.

Универсальная гидрогруппа для настенного газового настенного котла, состоящая из корпусных пластиковых деталей, трехходового клапана с электроприводом, циркуляционного насоса, отличающаяся тем, что гидрогруппу можно переоборудовать из двухконтурного варианта для нагрева горячей воды в проточном режиме в одноконтурный вариант для нагрева горячей воды посредством бойлера косвенного нагрева, при этом переоборудование осуществляется путем замены вторичного теплообменника на гидравлический адаптер и обратно из одноконтурного варианта в двухконтурный, причем замена вторичного теплообменника на гидравлический адаптер осуществляется снятием вторичного теплообменника ГВС и установкой гидравлического адаптера вместо него, с последующим удалением датчика протока ГВС и установкой заглушки.