Водонагреватель Советский патент 1983 года по МПК F24H1/10 F28C3/08 

Ьро

00

ел Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в водонагревателях контактного типа, используемых в промышленных и бытовых системах горячего водоснабжения. Известен водонагреватоль, содержащи сопла, контактную камеру для смешивания теплоносителей различных параметров и диффузор, в котором кинетическая энергия смешанного теплоносителя преобразуется в потенциальную Однако такой водонагреватель характеризуется невозможностью поддержания стабильной температуры смешанного теплоносителя при колебании параметров подводимых теплоносителей. Наиболее близким к предлагаемому по технической суишости явлйется водонагреватель, содержащий контактную камеру, паропровод с сильфоном и соплом, введенным в контактную камеру, проточную емкость, подключенную через золотниковый клапан к источнику холодной воды и патрубку, тангенциально сопряжен ному с указанной камерой, причем золот никовый клапан внешними полостями связан посредством трубопровода соответственно с паропроводом и контактной камерой С 2 . Недостатком данного водонагревателя является инерционность при регулировании переходных режимов, обусловленная , тем, что проточная емкость заглублена .в полость сильфона и образующаяся в ней застойная зона препятствует быстрому Еюзцействию холодной воды через силь- фон на параметры пара и наоборот, и кроме того, размещение проточной емкости в полости сильфона усложняет технологию данных устройств небольшой производительности, что ограничивает диапазон их применения. Цель изобретения - уменьшение инерционности при регулировании переходных режимов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве содержащем контактную камеру, паропровод с сильфоном и соплом, введенным в контактную камеру, проточную емкость, подключенную через золотниковый клапан к источнику холодной воды и патрубку, тангенциально сопряженному с указанной камерой, причем золотниковый клйпан внешними полостям связан посредством прямого и обратного трубопроводов соответственно с паропроводом и контактной камерой, водонагреватель цополнительно содерж ит установленную в проточной емкости камеру охлаждения, расположенную над сильфоном и образующую с ним замкнутый объем. Кроме того, проточная емкость снаружи снабжена теплоизоляцией. На чертеже изображен водонагреватель, продольный разрез. Водонагреватель содержит контакт ную камеру 1, паропровод 2 с сильфоном 3 и соплом 4, введенным в контактную камеру 1, проточную емкость 5, подключенную через золотниковый клапан б к источнику 7 холодной воды и патрубку 8, тангенциально сопряженному с указанной камерой 1. Золотниковый клапан 6 связан внешними полостями 9 и 10 посредством прямого и обратного, трубопроводов 11 и 12 соответственно с паропроводом 2 и контактной камерой 1. Водонагреватель дополнительно содержит установленную в проточной емкости 5 камеру охлаждения 13, расположенную над сильфоном 3 и образующую с ним замкнутый объем 14, который заполнен термостатной жидкостью. Проточная емкость снаружи снабжена теплоизоляцией 15, внешняя полость - пружиной 16, а контактная камера 1 - диффузором 17. Водонагреватель работает следующим образом. Процесс подготовки горячей воды начинается с подачи пара и состоит в следующем. Омывая сильфон 3 пар соплом 4 . подается в контактную камеру 1. Одновременно давлением пара через прямой . трубопровод 9 золотниковый клапан 6, преодолевая упругость пружины 16, перемещается вправо на пропорциональную давлению пара величину. Открывается доступ воды в проточную емкость 5, и, омывая камеру охлаждения 13, она поступает по патрубку 8, тангенциально входит в контактную камеру 1 и движет ся в ее полости по конусно-винтовому пути. Пар отдает тепло вращающемуся потоку воды и конденсируется. Смесь нагретой воды и конденсата пара входит в диффузор 17, где кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную и под давлением поступает к потребителям или в аккумулирующую емкость. Автоматическая подготовка горячей воды стабильной температуры сильфоном 3 и золотниковым клапаном 6, обеспечивающими регулирование качественных соотношений теплоносителей, поступающих в контактную камеру 1 как при установившемся, так и при переходных режимах, и состоит в слецуюшем. Пар, поступающий в воцоивгреватель, омывает силь(}юн 3, нагревает термоста ную жидкость. Но оцновременно холодна вода, омывая камеру охлаждения 13, отводит тепло от жидкости. Таким образом, термостатная жидкость является промежуточным теплоносителем в процес се двойного теплообмена пар - термостатная жидкость - холодная вода, и температура ее нагреваопределяет поло жение .сильфона 3 на входе пара в сопло При расчетных параметрах подводимых теплоносителей он и золотниковый клапан 6 занимают номинальные положения находясь в равновесном состоянии, и контактную камеру 1 теплоносители поступают в соотношении, обеспечивающем подготовку воды заданной температуры и расчетной производительности. Измене ние параметров вызывает автоматическую перестановку золотникового клапана 6 и сильфона 3 в новые равновесные положения, при которых качественное соотношение теплоносителей сохраняется Так, при изменении давления или тем пературы поступающей в водонагревател воды изменяется скорость отвода тепла от термостатной жидкости, нарушается баланс двойного теплообмена в сильфо- не 3 и камере охлаждения 13, аксиальная сила, создаваемая разностью сил упругости термостатной жидкости и омы вакзщего сильфон 3 пара, переставляет его в новое равновесное положение на величину, пропорциональную изменению температуры термостатной жидкости. Изменяется подача пара на величину, пропорциональную изменению параметра воды, т.е. сохраняется качественное соотношение подводимых теплоносителей и стабильная температура нагретой воды При изменении давления пара изменяется его давление на золотниковый клапан 6 через прямой трубопровод 11, который переставляется в новое равновесное положение на величину, пропорциональную изменению давления пара. Изменяется подача воды и нарушается равновесное состояние сильфона 3, что вызывает его перестановку в новое положение и изменяет подачу пара, т.е. и в этом режиме работы обеспечивается стабильная температуру воды. При колебаниях разбора нагретой воды изменяется давление в верхней части контактной камеры 1, сообщающейся обратным трубопроводом 12 с подпружиненным торцом клапана 6, где при номинальном разборе давление ниже атмосферного за счет высокой скорости истечения пара из сопла, что вызывает изменения положений этого клапана и подачи воды в контактную камеру 1. Изменение подачи воды вызывает изменение подачи пара сильфоном 3, т.е. осуществляется автоматическое регулирование производительности водонагревателя в зависимости от интенсивности разбора нагретой воды. Водонагреватель автоматически останавливается при перерывах в подаче одного из теплоносителей или в разборе нагретой воды. При перерыве в подаче воды прекращается отбор тепла у термостатной жидкости, возрастает цавление в сильфоне 3 и он, перемещаясь в крайнее -нижнее положение, отсекает подачу пара в контактную камеру. При переры ве в подаче пара золотниковый клапан 6 пружиной 16 переставляется в крайнее левое положение и отсекает подачу воды в водонагреватель. При перер хве в разборе нагретой воды возрастает цавление в верхней части контактной камеры 1, воспринимаемое через обратный трубопровод 12, подпружиненным торцом золотникового клапана 6 и при достижении величины, равной давлению в паропроводе 2, воспринимаемому другой внещней полостью 9, пружина 16 переставляет его в крайнее левое положение и отсекает подачу воды, что вызывает и отсечку подачи пара. При возобновлении подачи теплоносителей и разбора нагретой воды водонагреватель автоматически включается в работу. Степень нагрева воды может быть задана изменением силы сжатия пружины 16, подбором термостатной жидкости по ее температуре парообразования, а также изменением площади оребрения камеры 13 охлаждения. Для уменьщения внешних воздействий других температурных феисторов на двойной теплообмен в те{яиостатной жидкости проточная емкость снаружи снабжена теплоизоляцией 15. Предлагаемое вьшолнение камеры охлаждения, установленной в проточной емкости, расположенной над сильфоном, и образующей с ним замкнутый объем, и проточной емкости, снабженной снаружи теплоизоляцией, позволяет эффективней использовать водонагреватель.

Вода

/7ajo

1. ВОДСЯ1АГРЕВАТЕЛЬ, соавр хаший к жтактную камеру, паропровоц с сильфоном и соплом, вЁеаенным в контактаую камеру, проточную емкость,. подключенную золотниковый клапан к источнику холодной воды и патрубку, тангенциально сопряженному с указанной камерой, причем золотниковый клапан внешними полостями связан посрецством . прямого и обратаого трубопроводов соотоетственно с паропроводом и контакт ной камерой, о т л и ч а ю,щ и ft с я тем, что, с целью уменьшения ияерцяон нести при регулировании переходных режи МОБ , он дополнительно содержит установленную в проточной емкости камеру охлаждения, расположенную над сильфоном и образующим с ним замкнутый объем. 2. Водонагреватель по п. 1, о т л и чающийся тем, что проточная ёмкость снаружи снабжена теплояэоляшюй.