RU2449224C1

RU2449224C1 - Condensation boiler of external installation

Info

Publication number: RU2449224C1
Application number: RU2010134118/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Сердюков (RU); Алексей Алексеевич Сердюков
Original assignee: Алексей Алексеевич Сердюков
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2012-04-27
Also published as: RU2010134118A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: condensation boiler of external placement comprises a hydraulically insulated body with internal main and additional heat exchangers, a blow burner, direct and reverse lines, a stack nozzle, a condensate draining tube, and additionally there is a coaxial flue, at the same time the additional heat exchanger is installed in the cylindrical part of the coaxial stack, and near the base of the latter the condensate-draining tube is installed.

EFFECT: increased capacity of the boiler, higher efficiency as a result of arrangement of the second passage for smoke fumes and coolant heat transfer via a heat exchanger.

1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области производства котлов наружного и внутреннего размещения, в частности к конденсационным котлам наружного размещения, использующих скрытую теплоту парообразования паров воды в дымовых газах за счет дополнительного улавливания энергии при конденсации водяных паров.The invention relates to the field of production of boilers for outdoor and indoor use, in particular to condensation boilers for outdoor use using the latent heat of vaporization of water vapor in flue gases due to the additional trapping of energy during condensation of water vapor.

Уровень техникиState of the art

Известна водогрейная универсальная котельная установка, состоящая из водогрейного отопительного котла, содержащего газогорелочное устройство, газоход, патрубки греющей и обратной воды, верхнего барабана, в который вмонтирована система горячего водоснабжения, выполненная в виде многоходового скоростного водоводяного подогревателя, содержащего пучки латунных трубок, разделенных по концам камеры и расположенных последовательно снизу вверх (см. пат. РФ №2133925, кл. F24H 1/22, опубл. 27.07.1999 г.).Known water-heating universal boiler installation, consisting of a water heating boiler containing a gas burner device, a gas duct, nozzles for heating and return water, an upper drum, in which a hot water supply system is mounted, made in the form of a multi-pass high-speed water-water heater containing bundles of brass tubes separated at the ends cameras and arranged sequentially from the bottom up (see US Pat. RF No. 21393925, class F24H 1/22, publ. 07.27.1999).

Недостатком данной установки является высокая стоимость получения тепла.The disadvantage of this installation is the high cost of heat.

Известна установка горячего водоснабжения (варианты), 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, при этом упомянутым патрубком подачи холодной водопроводной воды снабжен емкостной бойлер, экономайзер выполнен кольцеобразным, емкостной 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.A known installation of hot water supply (options), comprising a hot water boiler with direct and return pipes connected to the heating system, a pipe for supplying cold tap water, a chimney, the lower part of which is made in the form of an economizer with direct and return pipes connected to a capacitive boiler, divided in two parts - upper and lower, and equipped with a hot water pipe, while the capacitive boiler and economizer are filled with tap water and form a natural circulation circuit of the heated water the flue gases of the boiler, while the mentioned cold water supply pipe is equipped with a capacitive boiler, the economizer is ring-shaped, the capacitive boiler is installed in the upper part of the economizer and divided into the two parts using a heater connected to the heating system, while the boiler is connected to the return and straight branch pipes of the economizer in the lower part.

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, при этом упомянутым патрубком подачи холодной водопроводной воды снабжен бойлер, экономайзер выполнен кольцеобразным, емкостной 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 (см. пат. РФ №2230262, кл. F24H 1/48).A hot water supply installation, comprising a hot water boiler with direct and return pipes connected to the heating system, a cold water supply pipe, a chimney, the lower part of which is made as an economizer with direct and return pipes connected to a capacitive boiler, divided into two parts - the upper and lower and equipped with a hot water pipe, while the capacitive boiler and economizer are filled with tap water and form a water circulation circuit heated by the flue gas boiler, while the said cold water supply pipe is equipped with a boiler, the economizer is ring-shaped, the capacitive boiler is installed in the lower part of the economizer and is divided into the two parts by a heater connected to the heating system, the boiler is connected to the return and direct pipes of the economizer in the lower parts, on the pipeline connecting the lower part of the capacitive boiler with the return pipe of the ring-shaped economizer, a pump is installed, while the economizer and the capacitive boiler form Contours of forced circulation of water heated by the exhaust flue gas boiler (see. US Pat. RF №2230262, class F24H 1/48).

Недостатком данной установки является высокая стоимость ее производства и высокая стоимость получения тепла.The disadvantage of this installation is the high cost of its production and the high cost of heat.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является конденсационный водогрейный котел наружного размещения, содержащий теплоизолированный корпус с размещенным внутри теплоизолированным вертикальным газотрубным котлом с газовой горелкой, с прямым патрубком котла, соединенным автоматическим термостатическим краном с прямой линией системы отопления здания, газовые трубы с размещенными в них турбулизаторами, дымовую трубу, при этом в дымосборнике котла установлен дополнительный теплообменник в виде гофрированной нержавеющей трубы, соединенный одним патрубком с обратной линией системы отопления здания, а вторым патрубком - с обратным патрубком газотрубного котла, причем газовые трубы содержат турбулизаторы с защитными шайбами от конденсатных капель, которые удалены от кромок газовых труб кронштенами турбулизаторов, диаметр которых равен зазору между защитной шайбой и кромкой газовой трубы, а основание дымосборника содержит конденсатоотводящую трубку (см. пат. РФ №2333429, кл. F24H 1/00, опубл. 10.09.2008 г.).The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the author for the prototype is an outdoor condensation boiler, containing a thermally insulated casing with a thermally insulated vertical gas tube boiler with a gas burner, with a direct boiler pipe connected by an automatic thermostatic valve with a straight line to the building heating system , gas pipes with turbulators placed in them, a chimney, while in the smoke collector of the boiler an additional an additional heat exchanger in the form of a corrugated stainless steel pipe connected by one pipe to the return line of the heating system of the building, and the second pipe to the return pipe of the gas pipe boiler, the gas pipes containing turbulators with protective washers from condensate drops that are removed from the edges of the gas pipes by the arms of the turbulators, diameter which is equal to the gap between the protective washer and the edge of the gas pipe, and the base of the smoke collector contains a condensate drain pipe (see US Pat. RF №2333429, class F24H 1/00, publ. September 10, 2008).

Недостатками данного котла является невысокий коэффициент полезного действия (КПД), так как отсутствует возможность размещения конденсационного теплообменника ниже дымового патрубка жаротрубного основного теплообменника из-за большого сопротивления газохода, невысокая мощность котла.The disadvantages of this boiler is its low coefficient of performance (COP), since there is no possibility of placing a condensing heat exchanger below the chimney of the main tube heat exchanger due to the high resistance of the flue, low boiler power.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения изобретения является разработка конденсационного котла наружного размещения, обладающего увеличением мощности котла за счет применения принудительной циркуляции в системе отопления с сохранением естественной циркуляции теплоносителя в теплообменнике, повышение КПД за счет создания второго хода дымовых газов и передачи тепла теплоносителя через теплообменник, выполненный из нержавеющей сталиThe objective of the invention is the development of a condensation boiler for outdoor use, having an increase in boiler power due to the use of forced circulation in the heating system while maintaining the natural circulation of the heat carrier in the heat exchanger, increasing efficiency by creating a second flue gas passage and transferring heat from the heat carrier through a stainless steel heat exchanger become

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к увеличению мощности котла, повышению КПД за счет создания второго хода дымовых газов и передачи тепла теплоносителя через теплообменник.The technical result, which can be obtained using the present invention, is to increase the boiler power, increase efficiency by creating a second stroke of flue gases and heat transfer from the heat carrier through the heat exchanger.

Технический результат достигается с помощью конденсационного котла наружного размещения, содержащего гидротеплоизолированный корпус с размещенными внутри основным и дополнительным теплообменниками, дутьевой горелкой, прямую и обратную линии, патрубок дымовой трубы, конденсатоотводящую трубку, при этом он дополнительно снабжен коаксиальным дымоходом, причем дополнительный теплообменник установлен в цилиндрической части коаксиального дымохода, а у основания последнего установлена конденсатоотводящая трубка.The technical result is achieved using a condensation boiler for outdoor use, containing a thermally insulated housing with main and additional heat exchangers inside, a blow torch, a direct and return line, a chimney pipe, a condensate pipe, and it is additionally equipped with a coaxial chimney, with an additional heat exchanger installed in a cylindrical parts of a coaxial chimney, and a condensate pipe is installed at the base of the latter.

Таким образом, технический результат достигается за счет того, что вместо основания дымовой трубы установлен коаксиальный дымоход с размещением в цилиндрической его части дополнительного теплообменника из нержавеющей стали, цилиндрическая часть коаксиального дымохода также выполнена из нержавеющей стали, что позволяет уменьшить затраты на изготовление конденсатной части, при этом повышенное сопротивление конденсатной части котла преодолевается дутьевой горелкой, что обеспечивает качественное сжигание газообразного топлива, таким образом, организован второй ход дымовых газов по коаксиальному дымоходу, расположенному ниже патрубка жаротрубного основного теплообменника котла, выполненного из традиционных материалов.Thus, the technical result is achieved due to the fact that instead of the base of the chimney, a coaxial chimney is installed with an additional stainless steel heat exchanger placed in its cylindrical part, the cylindrical part of the coaxial chimney is also made of stainless steel, which reduces the cost of manufacturing a condensate part, when this increased resistance of the condensate part of the boiler is overcome by a blast burner, which ensures high-quality combustion of gaseous fuel, manner organized second move flue gases through a coaxial flue, located below the nozzle main fire-tube boiler exchanger made of traditional materials.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертеже дан конденсационный котел наружного размещения, общий вид.The drawing shows a condensation boiler for outdoor use, General view.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Конденсационный котел наружного размещения состоит из котла 1 наружного размещения, установленного в гидротеплоизолированном корпусе (на чертеже не обозначен), который содержит дутьевую горелку 2, основной теплообменник 3, соединенный с прямой и обратной линиями 4 и 5 соответственно, коаксиальный дымоход 7, выполненный цилиндрическим, дополнительный теплообменник 8, соединенный с патрубком (на чертеже не обозначен) дымовой трубы 9, при этом коаксиальный дымоход 7 у основания содержит конденсатоотводящую трубку 10, а основной теплообменник 3 и коаксиальный дымоход 7 теплоизолированы посредством изоляции 11.The outdoor condensation boiler consists of an outdoor boiler 1 installed in a thermally insulated casing (not shown in the drawing), which contains a blast burner 2, a main heat exchanger 3 connected to the forward and reverse lines 4 and 5, respectively, a coaxial chimney 7 made of cylindrical additional heat exchanger 8 connected to the pipe (not shown in the drawing) of the chimney 9, while the coaxial chimney 7 at the base contains a condensate pipe 10, and the main heat exchanger 3 Coaxial chimney 7 are insulated by insulation 11.

Конденсационный котел наружного размещения работает следующим образом.Condensing boiler outdoor placement works as follows.

Дутьевая горелка 2 вырабатывает тепло и направляет его в основной теплообменник 3, охладившись в котором дымовые газы поступают в коаксиальный дымоход 7 и по его кольцевому ходу опускаются вниз, где переходят в цилиндрическую его часть, омывают дополнительный теплообменник 8, охладившись в котором через патрубок дымовой трубы 9 удаляются через дымовую трубу 9 в атмосферу (на чертеже не показано), при этом теплоизоляция 11 уменьшает потери тепла через основной теплообменник 3 и дополнительный теплообменник 8, а теплоноситель поступает по обратной линии 5 котла 1 в дополнительный теплообменник 8, подогревшись в котором поступает в циркуляционный насос 6 и подается им в основной теплообменник 3, где нагревается до заданной температуры и по прямой линии 4 направляется в систему отопления здания (на чертеже не показана), при этом в цилиндрической части коаксиального дымохода 7 на поверхностях дополнительного теплообменника 8 образуется конденсат, который стекает к основанию коаксиального дымохода 7 и через конденсатоотводящую трубку 10 удаляется из котла 1.The blast burner 2 generates heat and directs it to the main heat exchanger 3, having cooled down in which the flue gases enter the coaxial chimney 7 and descend down its annular path, where they pass into its cylindrical part, wash the additional heat exchanger 8, cooling in which through the chimney pipe 9 are removed through the chimney 9 into the atmosphere (not shown in the drawing), while thermal insulation 11 reduces heat loss through the main heat exchanger 3 and the additional heat exchanger 8, and the heat carrier flows in the Noon line 5 of the boiler 1 to the additional heat exchanger 8, when heated, it enters the circulation pump 6 and is fed by it to the main heat exchanger 3, where it is heated to a predetermined temperature and sent in a straight line 4 to the building heating system (not shown in the drawing), while condensate forms in the cylindrical part of the coaxial chimney 7 on the surfaces of the additional heat exchanger 8, which flows to the base of the coaxial chimney 7 and is removed from the boiler 1 through the condensate drain pipe 10.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The invention in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- увеличение мощности котла за счет применения принудительной циркуляции в системе отопления с сохранением естественной циркуляции теплоносителя в конденсационном теплообменнике, во избежание его размораживания при остановке циркуляционного насоса;- increase in boiler power due to the use of forced circulation in the heating system while maintaining the natural circulation of the coolant in the condensing heat exchanger, in order to avoid defrosting it when the circulation pump stops;

- повышение КПД до 100% за счет создания второго хода дымовых газов и передачи тепла теплоносителя через теплообменник;- increase efficiency up to 100% due to the creation of a second stroke of flue gases and heat transfer of the heat carrier through the heat exchanger;

- уменьшение себестоимости котла за счет изготовления его из традиционных материалов;- reducing the cost of the boiler by manufacturing it from traditional materials;

- удешевление производства тепла и снижение стоимости нагрева воды.- cheaper heat production and lower cost of heating water.

Claims

An outdoor condensation boiler comprising a thermally insulated housing with a main and additional heat exchanger, a blast burner inside, a direct and return line, a chimney pipe, a condensate pipe, characterized in that it is additionally equipped with a coaxial chimney, while an additional heat exchanger is installed in the cylindrical part of the coaxial chimney, and at the base of the latter a condensate drain pipe is installed.