Патент на изобретение №2182285
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) БЫТОВОЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОТЕЛ
(57) Реферат: Котел предназначен для нагрева воды и может быть использован в системах отопления. Бытовой универсальный котел содержит заполненный водяным теплоносителем корпус, в котором расположены топка, теплообменник для горячего водоснабжения и электронагреватель, расположенный над теплообменной поверхностью топки и выполненный в виде электродной группы, состоящей из фазного электрода и соосно расположенного пассивного электрода, имеющего в верхней части жиклер, а в нижней части отверстия. Точка отбора теплоносителя от огневой поверхности топки расположена ниже уровня электронагревателя, а точка отбора теплоносителя от электронагревателя находится в верхней части корпуса котла. Конструкция котла обеспечивает улучшение температурного режима отапливаемого помещения и повышение надежности системы автоматического регулирования. 2 ил. Изобретение относится к теплотехнике, а именно к универсальным нагревателям, и может быть использовано для разработки и изготовления различных нагревательных приборов. Известен бытовой водогрейный котел, содержащий огневую топку, размещенную в водоохлаждаемом корпусе. Котел снабжен змеевиковым теплообменником, выполненным из секций, соединенных последовательно, каждый взятый змеевик выполнен из оребренной трубки, позволяющей получать горячую воду как для отопления, так и для горячего водоснабжения (см. Авторское свидетельство СССР 1760256 МПК F 24 Н 1/00). Недостатком данного котла является отсутствие возможности автоматического регулирования температуры воды на выходе из котла, а также использование электронагрева. Мощность котла ограничена теплообменной поверхностью топки. Известен также бытовой универсальный котел “Фермер-25” (см. информационный лист ВИЭСХ), предназначенный для отопления, горячего водоснабжения, который имеет огневую топку, позволяющую использовать в зависимости от исполнения различные виды энергоносителей (газ, дрова, уголь и т.д.), и два однофазных электрических нагревателя мощностью 2 кВт, используемых для нагрева воды на бытовые нужды в летнее время или дополнительного подогрева воды в системе отопления в отопительный период. Котел снабжен термометром и автоматическим выключателем для ручного включения и отключения электрических нагревателей и их защиты. Недостатком данного устройства является отсутствие автоматического регулирования температурного режима отапливаемого помещения. Наиболее близким техническим решением является водогрейный котел, который содержит огневую топку с теплообменной поверхностью, электронагреватель, теплообменник для горячего водоснабжения, при этом топка расположена в корпусе котла, который заполнен водяным теплоносителем (см. патент РФ 2039913, F24H 1/20, 20.07.1995 г.). Недостатком данного водогрейного котла является отсутствие возможности пропорционального регулирования мощности нагрева, низкая надежность системы регулирования. Цель изобретения: улучшение температурного режима отапливаемого помещения за счет пропорционального регулирования теплового потока регулятором прямого действия, повышение надежности системы автоматического регулирования, исключая традиционную пускорегулирующую аппаратуру. Поставленная цель достигается тем, что в бытовом универсальном котле, содержащем заполненный водяным теплоносителем корпус, в котором расположены топка с теплообменной поверхностью, электронагреватель и теплообменник для горячего водоснабжения, согласно изобретению электронагреватель расположен над теплообменной поверхностью топки и выполнен в виде электродной группы, состоящей из фазного электрода и соосно расположенного пассивного электрода, имеющего в верхней части жиклер, а в нижней части – отверстия, при этом точка отбора теплоносителя от огневой поверхности топки расположена ниже уровня электронагревателя, а точка отбора теплоносителя от электронагревателя находится в верхней точке корпуса котла. Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг.1 изображена конструктивная схема бытового универсального котла, на фиг.2 – конструктивная схема электронагревателя. Бытовой универсальный котел содержит заполненный водяным теплоносителем корпус 1, в нижней части которого расположена огневая топка 2 с теплообменной поверхностью, в верхней части расположен змеевиковый теплообменник 3 для горячего водоснабжения и электронагреватель 4, содержащий фазный электрод 5, соосно установленный с ним пассивный электрод 6, электрически изолированный от фазного электрода 5 при помощи разборных изоляторов 7, в нижней части пассивного электрода 6 проделаны отверстия 8, а в верхней части установлен жиклер 9, который обеспечивает отвод продуктов электролиза воды и воздуха из непроточной зоны 10. Отбор теплоносителя от поверхности огневой топки 2 происходит по патрубку 11, точка отбора теплоносителя которого расположена ниже уровня электронагревателя 4, а от электронагревателя 4 – по патрубку 12, точка отбора теплоносителя которого расположена в верхней части водоохлаждаемого корпуса 1, с пропорциональным регулятором прямого действия 13. Котел работает следующим образом. При горении топлива в топке 2 теплоноситель, нагреваясь от ее теплообменной поверхности, движется вверх, разделяясь на две части: первая часть теплоносителя идет через патрубок 11 в систему отопления, вторая, омывая электронагреватель 4 и теплообменник 3, проходя через патрубок 12 и регулятор 13, также поступает в систему отопления. В начальный момент нагрева теплоноситель от огневой топки 2 поступает через патрубок 11 и патрубок 12, омывая электронагреватель 4 и дополнительно нагреваясь электрическим током, попадает в систему отопления. При дальнейшем разогреве в случае, когда тепловой мощности огневой топки 2 достаточно для поддержания требуемого теплового режима, электронагреватель будет омываться теплоносителем с более высокой температурой, что приведет к уменьшению теплового напора на поверхности пассивного электрода 6 и закипанию воды в непроточной зоне 10, что в конечном итоге приведет к пропорциональному уменьшению мощности нагрева электронагревателя 4. При уменьшении теплового потока огневой топки 2 теплоноситель поступает к поверхности пассивного электрода 6 с более низкой температурой, пар в непроточной зоне 10 конденсируется, за счет создавшегося разряжения уровень теплоносителя в ней увеличивается и мощность электронагревателя 4 восстанавливается на первоначальном уровне. Регулятор 13 необходим в качестве корректирующего звена, который необходим в качестве задатчика температуры воздуха в помещении. В режиме, когда температура воздуха в помещении меньше заданной, регулятор 13 находится в открытом состоянии и теплоноситель от огневой топки 2 и электронагревателя 4 свободно поступает в систему отопления. Если температура в помещении больше заданной, то регулятор 13 начинает перекрывать патрубок 12 пропорционально отклонению температуры, тем самым уменьшая расход теплоносителя, то есть мощность нагрева. При полном перекрытии патрубка 12 в верхней части корпуса 1 в области, расположенной выше нижней точки патрубка 11, образуется застойная зона, теплоноситель в которой интенсивно нагревается, уменьшая тепловой напор на поверхности пассивного электрода 6, что приводит к закипанию теплоносителя в непроточной зоне 10, и образовавшийся пар вытесняет ее в нижнюю часть корпуса 1. В результате оголения фазного электрода 5 мощность электронагревателя 4 падает. При остывании жидкости пар в зоне 10 конденсируется, уровень жидкости повышается, увеличивая мощность нагрева. При снижении температуры воздуха в помещении ниже заданной регулятор 13 открывает патрубок 12 и циркуляция жидкости восстанавливается, обеспечивая наступление теплового разбаланса на поверхности пассивного электрода 6 при значительно большей мощности электронагревателя 4. В конструкции данного котла заложена возможность отдельного нагрева или от электродного нагревателя, или от огневой топки. Предлагаемое устройство позволяет повысить качество регулирования температуры воздуха в помещении, увеличить номинальную мощность агрегата, не изменяя его габаритных размеров, то есть расширить область рабочих параметров, повысить надежность системы отопления. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 29.04.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 29-2003
Извещение опубликовано: 20.10.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
