RU2460946C1

RU2460946C1 - Water heating temperature-controlled tank with coaxial energy-efficient flue pipe (versions)

Info

Publication number: RU2460946C1
Application number: RU2011105021/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Милкин (RU); Владимир Иванович Милкин; Николай Васильевич Калитенков (RU); Николай Васильевич Калитенков
Original assignee: Владимир Иванович Милкин
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2012-09-10

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: water-heating temperature-controlled tank with coaxial energy-efficient flue pipe includes water tank, connection pipes of flue pipe for supply and removal of flowing flue gases and heating flue pipe built inside it. Heating flue pipe within the tank dimensions throughout the height is coaxial and two-pass and is provided with the main central flue pipe and chamber of additional flue pipe outside the main one. In addition, turning damper installed below middle part of water heating tank, shutting off the main central flue pipe and provided with a handle for control of its flow passage is introduced. Chamber of additional flue pipe has section area of additional flue pipe of not less than section area of the main central flue pipe, at perforation in the wall of the main central flue pipe in upper part of coaxial flue pipe at the level of top of water heating tank and in lower part below damper at the level of bottom of water heating tank of rows of holes, which attach the spaces of chamber and the main central flue pipe for creation of additional flue gas, with total section areas of holes of upper and lower rows, which are comparable with section area of the main central flue pipe. Versions of design of such tank are described.

EFFECT: improving the utilisation efficiency of flue gas energy; increasing the heating rate by more than 1,3-2 times.

5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для подогрева воды и может применяться при использовании теплогенерирующих систем, преимущественно для дровяных банных печей.The invention relates to a device for heating water and can be used when using heat-generating systems, mainly for wood-burning stoves.

Существующие в настоящее время воздухогрейные, теплогенерирующие, отопительно-варочные и банные печи, оснащенные водогрейными емкостями, имеют, преимущественно, прямоточные дымовые трубы. Классические кирпичные банные печи-каменки имеют встроенные баки для горячей воды (Отопление бань, саун. Характеристика печей. Проекты печей. Кладка: Справочник / Сост. В.И.Назаров, В.И.Рыженко. - М.: Издательство Оникс, 2007, стр.19, рис.9). Металлические банные печи-каменки имеют навесные емкости, в которых вода нагревается непосредственно от очага или через воздушный зазор от корпуса печи (Пирогов И. - М.: ЗАО Центрполиграф, 2005, стр.116, рис.8).The currently existing air-heating, heat-generating, heating-cooking and bath furnaces equipped with hot-water tanks have mainly direct-flow chimneys. Classic brick sauna stoves have built-in tanks for hot water (heating baths, saunas. Characteristics of furnaces. Designs of furnaces. Laying: Reference / Compiled by V.I. Nazarov, V.I. Ryzhenko. - M.: Onyx Publishing House, 2007 , p. 19, fig. 9). Metal bath stoves-heaters have hinged containers in which water is heated directly from the source or through the air gap from the furnace body (Pirogov I. - M .: CJSC Centerpolygraph, 2005, p. 116, Fig. 8).

Недостатками таких баков являются быстрое закипание воды, создающее дополнительную влажность, и невозможность регулирования температуры подогрева воды.The disadvantages of such tanks are the rapid boiling of water, which creates additional humidity, and the inability to control the temperature of the water heating.

Известна металлическая банная печь-каменка, имеющая двойные боковые стенки, зазоры между которыми служат каналами для циркуляции и нагрева воздуха. В эти зазоры введена труба, по которой циркулирует нагреваемая в вынесенном баке вода (Отопление бань, саун. Характеристика печей. Проекты печей. Кладка: Справочник / Сост. В.И.Назаров, В.И.Рыженко. - М.: Издательство Оникс, 2007, стр.14, рис.5).Known metal bath-stove-heater, having double side walls, the gaps between which serve as channels for circulation and heating of the air. A pipe was introduced into these gaps, through which the water heated in the remote tank circulates (heating baths, saunas. Characteristics of furnaces. Designs of furnaces. Laying: Reference book / Comp. V.I. Nazarov, V.I. Ryzhenko. - M.: Onyx Publishing House , 2007, p. 14, fig. 5).

Недостатками такого устройства являются уменьшение основной теплоотдачи, то есть снижение КПД, теплогенератора и медленный нагрев воды в баке.The disadvantages of this device are a decrease in the main heat transfer, that is, a decrease in efficiency, a heat generator and slow heating of the water in the tank.

Известна комбинированная печь для бани Л.Артемова, в которой водяной бак установлен на газоходе в виде вертикального патрубка с открытым верхним торцом, снабженным фланцем и горизонтальным отводом для соединения с дымоходом. Нагрев воды в баке, установленном на фланце, производится с помощью теплообменника, опущенного в газоход со дна бака, в виде двух коаксиальных труб: заглушенной снизу и вваренной верхом в дно, внешней и внутренней Г-образной формы, не доходящей до заглушки, свободно опирающейся на дно бака (http://build4you.org.ua/konstrukcii).Known combined furnace for a bath L. Artemov, in which a water tank is installed on the gas duct in the form of a vertical pipe with an open upper end, equipped with a flange and a horizontal outlet for connection to the chimney. The water in the tank mounted on the flange is heated using a heat exchanger lowered into the gas duct from the bottom of the tank, in the form of two coaxial pipes: muffled from the bottom and welded top to the bottom, external and internal L-shaped, not reaching the plug, freely supported to the bottom of the tank (http://build4you.org.ua/konstrukcii).

Недостатками такой надежной и эффективной печи, как водогрейной конструкции, являются сложность в изготовлении и при дальнейшей эксплуатации, а также невозможность регулирования температуры подогрева воды.The disadvantages of such a reliable and efficient furnace as a hot water design are the difficulty in manufacturing and subsequent operation, as well as the inability to control the temperature of the water heating.

Наиболее близким техническим решением является водонагревательный терморегулируемый бак с коаксиальным энергоэффективным дымоходом, содержащий емкость для воды, патрубки дымохода для подвода и отвода проходящих дымовых газов и встроенный внутрь нагревательный дымоход (WHISTON STANLEY: GB 2096288 А, F24H 1/24, 13.10.1982).The closest technical solution is a temperature-controlled water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney containing a water tank, a chimney nozzle for supplying and discharging passing flue gases, and a heating chimney built-in inside (WHISTON STANLEY: GB 2096288 A, F24H 1/24, 10/13/1982).

Недостатками прототипа являются медленный подогрев и невозможность оперативного регулирования температуры нагрева воды.The disadvantages of the prototype are slow heating and the inability to quickly control the temperature of water heating.

Задачей изобретения является увеличение эффективности утилизации энергии дымовых газов и возможностей повышения скорости нагрева при регулировании температуры подогрева воды в баке на дымовой трубе.The objective of the invention is to increase the efficiency of utilization of flue gas energy and the possibility of increasing the heating rate when controlling the temperature of the heating of water in the tank on the chimney.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается КПД устройства и реализуется возможность как форсирования нагрева воды в баке, так и поддержание требуемой температуры воды.As a result of using the present invention, the efficiency of the device is increased and the possibility of both forcing the heating of water in the tank and maintaining the required water temperature is realized.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в баке для печи с креплением на трубу, содержащем емкость для воды, патрубки дымохода для подвода и отвода проходящих дымовых газов и встроенный внутрь нагревательный дымоход, последний в размерах бака по высоте выполнен коаксиальным, двухходовым, с основным центральным дымоходом и камерой дополнительного дымохода снаружи основного. Для обеспечения регулирования температуры подогрева воды в баке дополнительно введен поворотный шибер, установленный ниже средней части водонагревательного бака, с возможностью перекрытия проходного сечения основного центрального дымохода, с ручкой для регулирования. Камера дополнительного дымохода выполнена с площадью проходного сечения дополнительного дымохода не менее площади сечения основного центрального дымохода, при перфорировании в стенке основного центрального дымохода в верхней части коаксиального дымохода на уровне верха водонагревательного бака и в нижней части ниже шибера на уровне дна водонагревательного бака рядов отверстий. Эти ряды отверстий необходимы для соединения пространств камеры и основного центрального дымохода для образования дополнительного дымохода. Общие площади сечений отверстий верхнего и нижнего рядов соизмеримы с площадью сечения основного центрального дымохода.The above technical result is achieved by the fact that in the tank for the furnace mounted on a pipe containing a water tank, chimney nozzles for supplying and discharging passing flue gases and a heating chimney built-in inside, the latter in the dimensions of the tank in height is made coaxial, two-way, with the main central chimney and chamber of an additional chimney outside the main one. To ensure regulation of the temperature of water heating in the tank, a rotary gate is additionally installed, installed below the middle part of the water heating tank, with the possibility of blocking the passage section of the main central chimney, with a handle for regulation. The chamber of the additional chimney is made with the passage area of the additional chimney not less than the cross-sectional area of the main central chimney when perforating in the wall of the main central chimney in the upper part of the coaxial chimney at the top of the water tank and in the lower part below the gate at the bottom of the water tank of the rows of holes. These rows of holes are needed to connect the spaces of the chamber and the main central chimney to form an additional chimney. The total cross-sectional areas of the openings of the upper and lower rows are commensurate with the cross-sectional area of the main central chimney.

В предлагаемом изобретении технический результат достигается и тем, что в баке для печи с креплением на трубу, содержащем емкость для воды, патрубки дымохода для подвода и отвода проходящих дымовых газов, нагревательный дымоход выполнен коаксиальным, двухходовым, с основным центральным дымоходом и камерой дополнительного дымохода снаружи основного. Камера дополнительного дымохода размещена ниже дна бака с устройством внешней поверхности дополнительного дымохода продолжением боковых стенок бака, сходящихся к патрубку подвода проходящих дымовых газов, с образованием усеченного конуса. Дополнительно введенный поворотный шибер установлен в среднюю часть коаксиального дымохода при перфорировании рядов отверстий выше и ниже шибера в стенках основного центрального дымохода. Ряды отверстий, соединяющие пространства камеры и основного центрального дымохода, для образования дополнительного дымохода, имеют общие площади сечений отверстий верхнего и нижнего рядов, соизмеримые с площадью сечения основного центрального дымохода.In the present invention, the technical result is achieved by the fact that in the tank for the furnace mounted on a pipe containing a water tank, chimney nozzles for supplying and discharging passing flue gases, the heating chimney is made coaxial, two-way, with the main central chimney and an additional chimney chamber outside main. The chamber of the additional chimney is located below the bottom of the tank with the device of the outer surface of the additional chimney extending the side walls of the tank, converging to the pipe for supplying passing flue gases, with the formation of a truncated cone. An additionally introduced rotary gate is installed in the middle part of the coaxial chimney when perforating rows of holes above and below the gate in the walls of the main central chimney. The rows of openings connecting the spaces of the chamber and the main central chimney for the formation of an additional chimney have common cross-sectional areas of the openings of the upper and lower rows, comparable with the cross-sectional area of the main central chimney.

В водонагревательном терморегулируемом баке с коаксиальным энергоэффективным дымоходом указанный технический результат достигается тем, что нагревательный дымоход выполнен коаксиальным, двухходовым, с основным центральным дымоходом и камерой дополнительного дымохода снаружи основного при ее размещении в размерах бака по высоте и ниже дна бака. Устройство внешней поверхности нижней части дополнительного дымохода производится продолжением боковых стенок бака, сходящихся к патрубку подвода проходящих дымовых газов, с образованием усеченного конуса, вершиной вниз. Дополнительно введенный поворотный шибер установлен в нижнюю часть коаксиального дымохода, при перфорировании рядов отверстий в верхней части коаксиального дымохода на уровне верха водонагревательного бака и ниже поворотного шибера в стенках основного центрального дымохода. Ряды отверстий, соединяющие пространства камеры и основного центрального дымохода для образования дополнительного дымохода, имеют общие площади сечений отверстий верхнего и нижнего рядов, соизмеримые с площадью сечения основного центрального дымохода.In a temperature-controlled water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney, the indicated technical result is achieved in that the heating chimney is made coaxial, two-way, with a main central chimney and an additional chimney chamber outside the main chimney when it is placed in the tank in height and below the bottom of the tank. The device of the outer surface of the lower part of the additional chimney is made by the continuation of the side walls of the tank, converging to the pipe for supplying passing flue gases, with the formation of a truncated cone, with the top down. An additionally introduced rotary gate is installed in the lower part of the coaxial chimney when perforating rows of holes in the upper part of the coaxial chimney at the top of the water tank and below the rotary gate in the walls of the main central chimney. The rows of openings connecting the spaces of the chamber and the main central chimney to form an additional chimney have common cross-sectional areas of the openings of the upper and lower rows, comparable with the cross-sectional area of the main central chimney.

При осуществлении предлагаемого изобретения достигается дополнительный технический результат, заключающийся в увеличении срока службы водонагревательного терморегулируемого бака с коаксиальным энергоэффективным дымоходом. Для этого, когда нагревательный дымоход выполнен коаксиальным, двухходовым, дополнительно между основным центральным дымоходом и камерой дополнительного дымохода вводится разделительный тепловентиляционный воздуховод, уменьшающий двухстороннее воздействие агрессивной среды дымовых газов на стенку центрального дымохода. Для работы дополнительного дымохода, осуществляется устройство рядов соединительных каналов между основным центральным дымоходом и камерой дополнительного дымохода, на уровне верха водонагревательного бака и ниже поворотного шибера, соединяющих пространства основного центрального дымохода и камеры для образования дополнительного дымохода. Общие площади сечений соединительных верхних и нижних рядов каналов соизмеримы с площадью сечения основного центрального дымохода, при этом разделительный тепловентиляционный воздуховод вверху и внизу открыт в пространство.In the implementation of the invention, an additional technical result is achieved, which consists in increasing the service life of a thermally adjustable water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney. For this, when the heating chimney is made coaxial, two-way, in addition between the main central chimney and the chamber of the additional chimney, a separating heat ventilation duct is introduced, which reduces the two-sided impact of the aggressive environment of the flue gases on the wall of the central chimney. For the operation of the additional chimney, a series of connecting channels is arranged between the main central chimney and the chamber of the additional chimney, at the level of the top of the water tank and below the rotary gate, connecting the spaces of the main central chimney and the chamber to form an additional chimney. The total cross-sectional areas of the connecting upper and lower rows of channels are comparable with the cross-sectional area of the main central chimney, while the dividing heat ventilation duct at the top and bottom is open into space.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схематическими разрезами водонагревательного терморегулируемого бака с коаксиальным энергоэффективным дымоходом на фиг.1-5.The essence of the invention is illustrated by schematic sections of a water heating thermostatic tank with a coaxial energy-efficient chimney in figure 1-5.

В соответствии с фиг.1 водонагревательный терморегулируемый бак с коаксиальным энергоэффективным дымоходом содержит емкость для воды 1, патрубки дымохода для отвода 2 и подвода 3 проходящих дымовых газов и встроенный внутрь нагревательный дымоход 4. Нагревательный дымоход в размерах бака 1 по высоте выполнен коаксиальным, двухходовым, с основным центральным дымоходом 4 и камерой дополнительного дымохода снаружи основного 5. Для обеспечения регулирования температуры подогрева воды в баке дополнительно введен поворотный шибер 6, установленный ниже средней части водонагревательного бака с возможностью перекрытия сечения основного центрального дымохода, с ручкой для регулирования 7. Камера дополнительного дымохода выполнена с площадью проходного сечения дополнительного дымохода 5 не менее площади сечения основного центрального дымохода 4, при перфорировании в стенке основного центрального дымохода, в верхней части коаксиального дымохода на уровне верха водонагревательного бака рядов отверстий 8 и в нижней части ниже поворотного шибера 6, на уровне дна водонагревательного бака рядов отверстий 9. Ряды отверстий соединяют пространства камеры и основного центрального дымохода 4 для образования дополнительного дымохода 5, с общими площадями сечений отверстий верхнего и нижнего рядов 8 и 9, соизмеримыми с площадью сечения основного центрального дымохода 4.In accordance with Fig. 1, a thermoregulated water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney contains a water tank 1, a chimney nozzle for exhaust 2 and a supply of 3 passing flue gases, and a heating chimney built-in inside 4. The heating chimney in the dimensions of the tank 1 is made coaxial, two-way, in height with the main central chimney 4 and the chamber of the additional chimney outside the main 5. To ensure regulation of the temperature of the water heating in the tank, a rotary gate 6 is additionally installed lower than the middle part of the water tank with the possibility of overlapping the cross section of the main central chimney, with a knob for regulating 7. The chamber of the additional chimney is made with the passage area of the additional chimney 5 not less than the cross-sectional area of the main central chimney 4, when perforated in the wall of the main central chimney, in the upper parts of the coaxial chimney at the top of the water tank of the rows of holes 8 and in the lower part below the rotary gate 6, at the bottom of the water heater rows of holes on the tank 9. The rows of holes connect the chamber space and the central main flue 4 for forming additional flue 5, the general cross-sectional area of holes of the upper and lower rows 8 and 9, commensurate with a sectional area of the main central chimney 4.

В соответствии с фиг.2 водонагревательный терморегулируемый бак с коаксиальным энергоэффективным дымоходом содержит емкость для воды 1, патрубки дымохода для отвода 2 и подвода 3 проходящих дымовых газов и встроенный внутрь нагревательный дымоход 4. Нагревательный дымоход в размерах бака 1 по высоте выполнен одноходовым, с основным центральным дымоходом 4. Камера дополнительного дымохода выполнена коаксиальной снаружи основного центрального дымохода при размещении ниже дна бака, с устройством внешней поверхности дополнительного дымохода продолжением боковых стенок бака, сходящихся к патрубку подвода проходящих дымовых газов с образованием усеченного конуса 5. Дополнительно введенный поворотный шибер 6 с ручкой регулирования 7 установлен в среднюю часть коаксиального дымохода при перфорировании рядов отверстий 8 выше и отверстий 9 ниже шибера в стенках основного центрального дымохода 4, соединяющих пространства камеры и основного центрального дымохода 4 для образования дополнительного дымохода 5. Общие площади сечений отверстий 8 верхнего и отверстий 9 нижнего рядов соизмеримы с площадью сечения основного центрального дымохода 4.In accordance with Fig. 2, a thermoregulated water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney contains a water tank 1, a chimney nozzle for exhaust 2 and a supply of 3 passing flue gases, and a heating chimney 4 built-in inside. The heating chimney in the dimensions of the tank 1 is single-pass in height, with the main the central chimney 4. The chamber of the additional chimney is made coaxial outside the main central chimney when placed below the bottom of the tank, with the external surface of the additional chimney being arranged Yes, by extending the side walls of the tank, converging to the pipe for supplying passing flue gases with the formation of a truncated cone 5. An additionally introduced rotary gate 6 with a control knob 7 is installed in the middle of the coaxial chimney when punching the rows of holes 8 above and holes 9 below the gate in the walls of the main central chimney 4, connecting the space of the chamber and the main central chimney 4 to form an additional chimney 5. The total cross-sectional area of the holes 8 of the upper and holes 9 of the lower rows with are measurable with an area of the main section of the central chimney 4.

В соответствии с фиг.3 водонагревательный терморегулируемый бак с коаксиальным энергоэффективным дымоходом содержит емкость для воды 1, патрубки дымохода для отвода 2 и подвода 3 проходящих дымовых газов и встроенный внутрь нагревательный дымоход 4. Нагревательный дымоход выполнен коаксиальным, двухходовым, с основным центральным дымоходом 4 и камерой дополнительного дымохода 5 снаружи основного центрального дымохода 4 при ее размещении в размерах бака 1 по высоте и ниже дна бака. Устройство внешней поверхности нижней части дополнительного дымохода 5 выполнено продолжением боковых стенок бака 1, сходящихся к патрубку подвода проходящих дымовых газов 3, с образованием усеченного конуса. Дополнительно введенный поворотный шибер 6 с ручкой регулирования 7 установлен в нижнюю часть коаксиального дымохода, при перфорировании рядов отверстий 8, в верхней части коаксиального дымохода на уровне верха водонагревательного бака 1 и рядов отверстий 9, ниже шибера в стенках основного центрального дымохода. Ряды отверстий 8 и 9 соединяют пространства камеры и основного центрального дымохода 4 для образования дополнительного дымохода 5. Общие площади сечений отверстий верхнего 8 и отверстий нижнего 9 рядов соизмеримы с площадью сечения основного центрального дымохода 4.In accordance with Fig. 3, a thermoregulated water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney contains a water tank 1, a chimney nozzle for exhaust 2 and a supply 3 of passing flue gases, and a heating chimney 4. Built-in inside, the heating chimney is made coaxial, two-way, with the main central chimney 4 and camera additional chimney 5 outside the main central chimney 4 when it is placed in the dimensions of the tank 1 in height and below the bottom of the tank. The device of the outer surface of the lower part of the additional chimney 5 is made by the continuation of the side walls of the tank 1, converging to the pipe for supplying passing flue gases 3, with the formation of a truncated cone. An additionally introduced rotary gate 6 with a control knob 7 is installed in the lower part of the coaxial chimney, when perforating the rows of holes 8, in the upper part of the coaxial chimney at the top of the water tank 1 and rows of holes 9, below the gate in the walls of the main central chimney. Rows of holes 8 and 9 connect the spaces of the chamber and the main central chimney 4 to form an additional chimney 5. The total cross-sectional areas of the holes of the upper 8 and the holes of the lower 9 rows are comparable with the cross-sectional area of the main central chimney 4.

В соответствии с фиг.4 и 5 водонагревательный терморегулируемый бак с коаксиальным энергоэффективным дымоходом содержит емкость для воды 1, патрубки дымохода для отвода 2 и подвода 3 проходящих дымовых газов и встроенный внутрь нагревательный дымоход 4. Нагревательный дымоход выполнен коаксиальным, двухходовым, с дополнительным устройством между основным центральным дымоходом 4 и камерой дополнительного дымохода 5 разделительного тепловентиляционного воздуховода 10. Для обеспечения работы дополнительного дымохода 5 устроены ряды соединительных каналов 11 и 12 между основным центральным дымоходом 4 и камерой дополнительного дымохода 5 на уровне верха водонагревательного бака 1 и ниже поворотного шибера 6 с ручкой регулирования 7. Каналы соединяют пространства основного центрального дымохода 4 и камеры для образования дополнительного дымохода 5. Общие площади сечений соединительных верхних и нижних рядов каналов 11 и 12, соизмеримы с площадью сечения основного центрального дымохода 4, при этом разделительный тепловентиляционный воздуховод вверху и внизу открыт в пространство.In accordance with Figs. 4 and 5, a thermoregulated water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney contains a water tank 1, a chimney nozzle for exhaust 2 and a supply of 3 passing flue gases, and a heating chimney 4. The heating chimney is made coaxial, two-way, with an additional device between the main central chimney 4 and the chamber of the additional chimney 5 of the separation heat ventilation duct 10. To ensure the operation of the additional chimney 5, rows of connections are arranged channels 11 and 12 between the main central chimney 4 and the chamber of the additional chimney 5 at the top of the water tank 1 and below the rotary slide 6 with the control knob 7. The channels connect the spaces of the main central chimney 4 and the chamber to form an additional chimney 5. Total cross-sectional areas the upper and lower rows of channels 11 and 12, are commensurate with the cross-sectional area of the main central chimney 4, while the dividing heat ventilation duct at the top and bottom is open in spaces about.

Предложенный водонагревательный терморегулируемый бак с коаксиальным энергоэффективным дымоходом работает следующим образом.The proposed water temperature-controlled tank with a coaxial energy-efficient chimney works as follows.

Источником энергии для работы водонагревателя могут служить воздухогрейные, теплогенерирующие, отопительно-варочные и, преимущественно, банные печи, использующие прямоточные дымовые трубы. В разрез дымовой трубы, между источником тепловой энергии и выходным дымоходом устанавливается водонагревательный терморегулируемый бак с коаксиальным энергоэффективным дымоходом. При растопке печи шибер 6 открыт и дымовые газы, беспрепятственно, под воздействием естественной тяги от источника тепловой энергии через патрубок дымохода для подвода проходящих дымовых газов 3, основной центральный дымоход 4 и патрубок отвода проходящих дымовых газов 2 проходят в выходной дымоход. С началом функционирования печи поворотным шибером 6, с помощью ручки для регулирования 7, перекрывают основной центральный дымоход 4. Дымовые газы от патрубка для подвода проходящих дымовых газов 3, через ряд отверстий 9, соединяющих пространства основного центрального дымохода 4 и камеры для образования дополнительного дымохода, проходят через дополнительный дымоход 5, через ряд отверстий 8, соединяющих пространства камеры и основного центрального дымохода 4 и через патрубок для отвода проходящих дымовых газов 2 идут в выходной дымоход. При устройстве дополнительного дымохода 5 в размерах бака 1 по высоте с сечением, равным сечению основного центрального дымохода 4, диаметр камеры дополнительного дымохода будет равным 1.41 диаметра основного центрального дымохода. С учетом того, что при увеличении в 1,41 раза площади нагрева воды изменяются соотношения объема воды и площади нагрева и объема проходящих газов и площади их теплоотдачи, то эффективность утилизации энергии дымовых газов и повышения скорости нагрева возрастут более чем 1,5 раза. При устройстве дополнительного дымохода с размещением ниже дна бака площадь нагрева воды составит сумму площадей боковой поверхности основного центрального дымохода 4 в размерах бака 1 и дна бака 1 за вычетом сечения основного центрального дымохода 4. При классическом соотношении площади боковой поверхности основного центрального дымохода к площади дна бака, за вычетом сечения основного центрального дымохода, как 3:1, то и эффективность утилизации энергии дымовых газов и повышения скорости нагрева возрастает не менее чем 1,3 раза. Дополнительно к этому, в случае подогрева воды только от основного центрального дымохода, при снижении ее уровня, общая скорость нагрева воды не увеличивается, то при использовании дымохода с размещением ниже дна бака проявляется эффект увеличения скорости нагрева с уменьшением количества подогреваемой воды. При устройстве дополнительного дымохода 5 с размещением в размерах бака 1 и ниже дна бака производится суммирование их площадей нагрева и эффективность утилизации энергии дымовых газов и повышения скорости нагрева возрастут не менее чем в 2 раза. При устройстве между основным центральным дымоходом 4 и камерой дополнительного дымохода 5 разделительного тепловентиляционного воздуховода 10, уменьшающего двухстороннее воздействие агрессивной среды дымовых газов на стенку центрального дымохода 4, дополнительно осуществляется и подогрев воздуха помещения за счет конвекции через нагретый воздуховод 10.The source of energy for the operation of the water heater can be air-heating, heat-generating, heating-cooking and, mainly, bath-houses using direct-flow chimneys. In the section of the chimney, between the source of thermal energy and the outlet chimney, a water-heating thermoregulated tank with a coaxial energy-efficient chimney is installed. When the furnace is kindled, the gate 6 is opened and the flue gases, unhindered, under the influence of natural traction from a heat source through the chimney pipe for supplying the passing flue gases 3, the main central chimney 4 and the branch pipe of the passing flue gases 2 pass into the exhaust chimney. With the beginning of the operation of the furnace, the rotary gate 6, using the control knob 7, closes the main central chimney 4. Flue gases from the pipe for supplying passing flue gases 3, through a series of openings 9 connecting the spaces of the main central chimney 4 and the chamber to form an additional chimney, pass through an additional chimney 5, through a series of openings 8 connecting the spaces of the chamber and the main central chimney 4 and through the pipe to exhaust the passing flue gases 2 go to the outlet chimney. When installing an additional chimney 5 in the size of the tank 1 in height with a cross section equal to that of the main central chimney 4, the diameter of the chamber of the additional chimney will be equal to 1.41 the diameter of the main central chimney. Considering that with an increase of 1.41 times the area of water heating, the ratios of the volume of water and the area of heating and the volume of passing gases and the area of their heat transfer change, the efficiency of utilizing the energy of flue gases and increasing the heating rate will increase by more than 1.5 times. When installing an additional chimney with placement below the bottom of the tank, the water heating area will be the sum of the areas of the side surface of the main central chimney 4 in the dimensions of the tank 1 and the bottom of the tank 1 minus the cross section of the main central chimney 4. With the classic ratio of the side surface of the main central chimney to the area of the bottom of the tank , minus the cross section of the main central chimney, as 3: 1, the efficiency of utilizing the energy of the flue gases and increasing the heating rate increases by at least 1.3 times. In addition, in the case of heating water only from the main central chimney, while lowering its level, the overall heating rate of the water does not increase, then when using a chimney with placement below the bottom of the tank, the effect of increasing the heating speed with a decrease in the amount of heated water is manifested. When an additional chimney 5 is installed with the size of the tank 1 and below the bottom of the tank, their heating areas are summed up and the efficiency of utilizing the energy of the flue gases and increasing the heating rate will increase by at least 2 times. When a device is installed between the main central chimney 4 and the chamber of the additional chimney 5 of the separation heat ventilation duct 10, which reduces the two-sided effect of the aggressive environment of the flue gases on the wall of the central chimney 4, the room air is additionally heated by convection through the heated duct 10.

Когда температура воды достигает заданного значения, открывают поворотный шибер 6. При открытом поворотном шибере 6 дымовые газы по основному центральному дымоходу 4 через патрубок для отвода проходящих дымовых газов 2 идут в выходной дымоход без осуществления нагрева воды в емкости 1. В промежуточных положениях поворотного шибера будут промежуточные, соответствующие условиям регулирования, результаты. Дополнительным положительным эффектом при открытом шибере 6, после прекращения работы теплогенератора, является снижение скорости остывания воды за счет охлаждающей вентиляционной тяги воздуха помещения через дымовую трубу, так как дополнительный дымоход 5 будет выполнять теплоизолирующую роль.When the water temperature reaches the set value, open the rotary gate 6. When the rotary gate 6 is open, the flue gases through the main central chimney 4 through the pipe to exhaust the passing flue gases 2 go into the exhaust chimney without heating the water in the tank 1. In the intermediate positions of the rotary gate intermediate, relevant regulatory conditions, results. An additional positive effect with the open gate 6, after the termination of the heat generator, is a decrease in the cooling rate of water due to the cooling ventilation draft of the room air through the chimney, since the additional chimney 5 will play a heat-insulating role.

Поскольку площадь проходного сечения камеры дополнительного дымохода 5 не меньше площади сечения основного центрального дымохода 4, то положение поворотного шибера 6 не влияет на безопасность использования водонагревательного терморегулируемого бака с коаксиальным энергоэффективным дымоходом. При закрытии поворотного шибера 6 площадь проходного сечения работающего дымохода не может быть меньше площади сечения основного центрального дымохода 4. Положение поворотного шибера 6, управляемого ручкой для регулирования его проходного сечения 7, перераспределяет потоки дымовых газов между основным центральным дымоходом 4 и дополнительным дымоходом 5, чем обеспечивает регулирование эффективности теплоотдачи.Since the cross-sectional area of the chamber of the additional chimney 5 is not less than the cross-sectional area of the main central chimney 4, the position of the rotary gate 6 does not affect the safety of the use of a thermoregulated water-heating tank with a coaxial energy-efficient chimney. When closing the rotary gate 6, the cross-sectional area of the working chimney cannot be less than the cross-sectional area of the main central chimney 4. The position of the rotary gate 6, controlled by a handle to regulate its flow section 7, redistributes the flue gas flows between the main central chimney 4 and the additional chimney 5, than provides regulation of heat transfer efficiency.

Таким образом, использование водонагревательного терморегулируемого бака с коаксиальным энергоэффективным дымоходом позволяет увеличить эффективность утилизации энергии дымовых газов и повышение скорости нагрева более чем 1,3-2 раза, повысив КПД устройства и реализуя возможность как форсирования нагрева воды в баке, так и поддержания требуемой температуры воды.Thus, the use of a temperature-controlled water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney allows increasing the efficiency of flue gas energy recovery and increasing the heating rate by more than 1.3-2 times, increasing the efficiency of the device and realizing the possibility of both forcing water heating in the tank and maintaining the required water temperature .

Данный водонагревательный терморегулируемый бак с коаксиальным энергоэффективным дымоходом, ввиду управляемого подогрева воды и предупреждения ее закипания, может использоваться как с банными печами-каменками, так и с воздухогрейными и отопительно-варочными печами для повышения энергоэффективности использования теплогенерирующих систем за счет утилизации энергии дымовых газов и расширения их сервисных возможностей попутного нагрева воды.Due to the controlled heating of the water and the prevention of its boiling, this water-controlled thermoregulated tank with a coaxial energy-efficient chimney can be used both with sauna stoves and with hot-water and heating-cooking stoves to increase the energy efficiency of using heat-generating systems by utilizing flue gas energy and expanding their service capabilities of associated water heating.

Claims

1. A temperature-controlled water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney, comprising a water tank, a chimney nozzle for supplying and discharging passing flue gases, and a heating chimney built-in inside, characterized in that the heating chimney in tank dimensions is made coaxial, two-way, with a main central chimney and a camera of an additional chimney outside the main one, while an additional rotary gate is installed, installed below the middle part of the water tank, the main central chimney, with a handle for regulating its bore, and the chamber of the additional chimney is made with the bore of the additional chimney not less than the cross-sectional area of the main central chimney, when perforated in the wall of the main central chimney in the upper part of the coaxial chimney at the top of the water tank and in the lower part below the gate, at the level of the bottom of the water tank of the rows of holes connecting the spaces of the chamber and the main central chimney for I form an additional chimney, with the total cross-sectional areas of the openings of the upper and lower rows, commensurate with the cross-sectional area of the main central chimney.

2. A temperature-controlled water heating tank with a coaxial energy-efficient chimney, comprising a water tank, a chimney nozzle for supplying and discharging passing flue gases and a heating chimney built-in, characterized in that the heating chimney is coaxial, two-way, with a main central chimney and an additional chimney chamber outside the main when placed below the bottom of the tank with the device of the outer surface of the additional chimney extension of the side walls of the tank, converging to the pipe the supply of passing flue gases, with the formation of a truncated cone, while the additionally introduced rotary gate is installed in the middle of the coaxial chimney when perforating rows of holes above and below the gate in the walls of the main central chimney connecting the chamber and main central chimney to form an additional chimney with common areas sections of the holes of the upper and lower rows, commensurate with the cross-sectional area of the main central chimney.

3. The tank according to claim 1, characterized in that the heating chimney is made coaxial, two-way, with a main central chimney and an additional chimney chamber outside the main chimney when it is placed in the tank in height and below the bottom of the tank with the outer surface of the lower part of the additional chimney continuing side walls of the tank, converging to the pipe for supplying passing flue gases, with the formation of a truncated cone, while the additionally introduced rotary gate is installed in the lower part of the coaxial chimney, perforation of the rows of holes in the upper part of the coaxial chimney at the top of the water tank and below the gate in the walls of the main central chimney connecting the space of the chamber and the main central chimney to form an additional chimney, with common cross-sectional areas of the holes of the upper and lower rows, commensurate with the cross-sectional area of the main central central chimney.

4. The tank according to claim 1, characterized in that the heating chimney in the dimensions of the tank in height is made coaxial, two-way, with an additional device between the main central chimney and the chamber of the additional chimney of the separation heat ventilation duct, the device of the rows of connecting channels between the main central chimney and the chamber of the additional chimney at the top of the water tank and below the gate connecting the spaces of the main central chimney and the chamber to form additional chimney, with common cross-sectional areas of the connecting upper and lower rows of channels, commensurate with the cross-sectional area of the main central chimney, while the dividing heat ventilation duct at the top and bottom is open into space.

5. The tank according to claim 1, characterized in that the heating chimney is made coaxial, two-way, with the main central chimney and the chamber of the additional chimney outside the main chimney when it is placed in the tank in height and below the bottom of the tank with the outer surface of the lower part of the additional chimney continuing side walls of the tank, converging to the pipe for supplying passing flue gases, with the formation of a truncated cone, with an additional device between the main central chimney and the chamber of the additional chimney a separate heat and ventilation duct, arrangement of rows of connecting channels between the main central chimney and the chamber of the additional chimney at the top of the water tank and below the gate, connecting the spaces of the main central chimney and the chamber to form the additional chimney, with common cross-sectional areas of the connecting upper and lower rows of channels, comparable with the cross-sectional area of the main central chimney, while the dividing heat and ventilation duct is at the top and bottom the memory is open in space, and an additionally introduced rotary gate is installed in the lower part of the coaxial chimney.