RU2725739C1 - Condensing boiler with vertical cassette heat exchanger - Google Patents
Condensing boiler with vertical cassette heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725739C1 RU2725739C1 RU2019144168A RU2019144168A RU2725739C1 RU 2725739 C1 RU2725739 C1 RU 2725739C1 RU 2019144168 A RU2019144168 A RU 2019144168A RU 2019144168 A RU2019144168 A RU 2019144168A RU 2725739 C1 RU2725739 C1 RU 2725739C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boiler
- heat exchanger
- cassettes
- condensation
- convection
- Prior art date
Links
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к теплоэнергетике, к водогрейным котлам средней тепловой производительности, работающим на газе и жидком топливе, для децентрализованных и индивидуальных систем отопления и горячего водоснабжения.The invention relates to a power system, to hot water boilers of average thermal capacity, operating on gas and liquid fuel, for decentralized and individual heating systems and hot water supply.
Задачей изобретения является повышение коэффициента энергетической эффективности работы котла, снижения выбросов парниковых газов, возникающих при сгорании топлива, повышения ремонтопригодности тепловых энергетических установок систем отопления и снабжения горячей водой жилых и коммерческих объектов.The objective of the invention is to increase the coefficient of energy efficiency of the boiler, reduce greenhouse gas emissions arising from the combustion of fuel, increase maintainability of thermal power plants of heating systems and supply of hot water to residential and commercial buildings.
Уровень техникиState of the art
Известен конденсационный котел с размещенным внутри корпуса газогорелочным устройством, теплообменником с прямой и обратной трубопроводами, дымовой трубой, напорной и обратной линиями системы отопления здания, при этом он дополнительно снабжен теплообменником конденсатной части котла и циркуляционным насосом. Причем теплообменник конденсатной части котла размещен в нижней части дымовой трубы котла и соединен с обратной линией системы отопления здания и обратной линией котла, а циркуляционный насос установлен в обратной линии системы отопления здания с возможностью обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя, при этом, параллельно, теплообменник конденсатной части котла соединен с прямой и обратной линиями котла через обратные клапаны с нормально открытым проходом с возможностью обеспечения естественной циркуляции в двух теплообменниках котла при остановке работы циркуляционного насоса (см. патент RU №2440538, МПК F24H 1/00, опубл. 20.01.12 г.).Known condensation boiler with a gas burner device located inside the housing, a heat exchanger with direct and return pipes, a chimney, pressure and return lines of the building heating system, while it is additionally equipped with a heat exchanger of the condensate part of the boiler and a circulation pump. Moreover, the heat exchanger of the condensate part of the boiler is located in the lower part of the chimney of the boiler and connected to the return line of the heating system of the building and the return line of the boiler, and the circulation pump is installed in the return line of the heating system of the building with the possibility of providing forced circulation of the coolant, while, in parallel, the heat exchanger of the condensate part the boiler is connected to the direct and return lines of the boiler through non-return valves with a normally open passage with the possibility of natural circulation in the two heat exchangers of the boiler when the circulation pump is stopped (see patent RU No. 2440538, IPC F24H 1/00, publ. 01.20.12. )
Недостатком конструкции данного котла является сложность конструкции, большие габариты и большие затраты при проведении ремонтных работ.The disadvantage of the design of this boiler is the design complexity, large dimensions and high costs during repair work.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым за прототип является котел, выполненный из основной секции с нагревательным элементом в виде газогорелочного устройства с автоматическим регулировочным устройством подачи газа и нескольких, расположенных вертикально, секций, каждая из которых содержит корпус, теплообменник в виде трубчатого змеевика и патрубки. Площадь проходного сечения труб змеевика в каждой верхней секции меньше относительно труб ниже расположенной секции. Выходные патрубки для каждой из секций присоединяются к подающему тепло трубопроводу. Между автоматическим и регулировочным устройством и газогорелочным устройством установлен дополнительный кран (см. патент RU №2334919, МПК F24H 1/00, опубл. 27.09.2008 г.)The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted as a prototype is a boiler made of the main section with a heating element in the form of a gas burner device with an automatic adjusting device for gas supply and several vertically arranged sections, each of which contains a housing, a heat exchanger in the form tubular coil and nozzles. The cross-sectional area of the coil pipes in each upper section is smaller relative to the pipes below the section located. The outlet pipes for each of the sections are connected to a heat supply pipe. An additional valve is installed between the automatic and adjusting device and the gas burner device (see patent RU No. 23334919, IPC F24H 1/00, publ. September 27, 2008)
Недостатком данной конструкции является сложность проведения ремонтных работ по замене теплообменника и ремонте котла, недостаточная эффективность горелочного устройства, что влияет на показатели энергетической эффективности и качество выбросов продуктов сгорания котла в целом, а также, большие габариты и вес конструкции, исключающие возможность сборки котла на объекте.The disadvantage of this design is the difficulty of carrying out repair work on replacing the heat exchanger and repairing the boiler, the insufficient efficiency of the burner device, which affects the energy efficiency indicators and the quality of emissions of the combustion products of the boiler as a whole, as well as the large dimensions and weight of the structure, which exclude the possibility of assembling the boiler at the facility .
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Указанный технический результат достигается тем, что конденсационный котел предлагается собирать из последовательного вертикального соединения конвекционных и конденсационных кассет теплообменника котла, внутри которых размещены спирально свитые гофрированные трубы из нержавеющей стали, применить газосмесительную горелку полного предварительного смешивания газообразного или жидкого топлива и воздуха, обеспечивающую постоянное соотношение горючей смеси во всем диапазоне регулирования мощности котла.The specified technical result is achieved by the fact that the condensation boiler is proposed to be assembled from a serial vertical connection of convection and condensation cassettes of the boiler heat exchanger, inside which spiral-wound corrugated stainless steel pipes are placed, to use a gas mixing torch for complete preliminary mixing of gaseous or liquid fuel and air, providing a constant ratio of combustible mixtures in the entire range of boiler power control.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
На фигуре 1 представлена схема заявленного изобретения: - котла конденсационного с вертикальным кассетным теплообменником. Конструкция состоит из топливной горелки 1, выполненной в виде цилиндра, топливо-смесительного узла полного предварительного смешивания 2, обеспечивающего оптимальное соотношение горючего топлива и воздуха для повышения эффективности горения и минимизации выбросов парниковых газов, закрепленных на верхнем фланце котла 3, конвекционных кассет теплообменника верхней конвекционной части котла 4, соединенных последовательно в зоне действия пламени топливной горелки 1 посредством фланцевых соединений (на схеме не показаны), каждая из которых, через патрубки 5 соединена с коллектором входных линий конвекционных кассет 6 и коллектором выходных линий котла 7, конденсационных кассет теплообменника нижней конденсационной части котла 8, соединенных последовательно посредством фланцевых соединений (на схеме не показаны), каждая из которых через патрубки 9 соединена с коллектором выходных линий конденсационных кассет 10 и коллектором входных линий котла 11. В нижней части котла находится патрубок выхода дымовых газов 12, подключенный к дымоходу 13 через запорный дымовой клапан 14. В нижней части котла и дымохода расположены патрубки слива конденсата 15.The figure 1 presents a diagram of the claimed invention: - condensing boiler with a vertical cassette heat exchanger. The design consists of a fuel burner 1, made in the form of a cylinder, a fuel-mixing unit of
Конвекционная кассета теплообменника верхней конвекционной части котла 4 выполнена в виде обечайки с фланцами, в которую вставлена цилиндрическая спираль из гофрированной трубы 16, выполненной из жаростойкой нержавеющей стали.The convection cartridge of the heat exchanger of the upper convection part of the
Конденсационная кассета теплообменника нижней конденсационной части котла 8 выполнена в виде обечайки с фланцами, в которую вставлены последовательно соединенные плоские спирали из гофрированной трубы 17, выполненной из кислотостойкой нержавеющей стали.The condensation cassette of the heat exchanger of the lower condensation part of the
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Принцип работы конденсационного котла с вертикальным кассетным теплообменником заключается в следующем.The principle of operation of a condensation boiler with a vertical cassette heat exchanger is as follows.
Теплоноситель системы отопления объекта поступает в патрубок коллектора входных линий котла 11, где он распределяется параллельными потоками в плоские спирали из гофрированных трубок 17 конденсационных кассет теплообменника нижней части 8, затем, получив нагрев от сгорания топлива в горелке 1 и скрытую теплоту конденсации водяных паров зоны конденсации котла, соединяется в коллекторе выходных линий конденсационных кассет 10. Далее, теплоноситель, разделившись на параллельные потоки, через патрубки 5 поступает в конвекционные кассеты теплообменника верхней конвекционной части котла 4, где получает энергию горения горелки 1, после чего, соединяется в коллекторе выходных линий котла 7 и в нагретом состоянии поступает в систему отопления объекта.The coolant of the heating system of the object enters the nozzle of the collector of the input lines of the
Конвекционная кассета теплообменника верхней конвекционной части котла 4, конденсационная кассета теплообменника нижней конденсационной части котла 8, патрубки коллектора входных линий конвекционных кассет 6, коллектора выходных линий котла 7, коллектора выходных линий конденсационных кассет 10 и коллектора входных линий котла 11 соединены между собой быстроразъемными соединениями (на схемах не показаны), позволяющими собирать, разбирать котел на объекте и вынимать отдельную кассету из конструкции не демонтируя котел. Вес кассеты позволяет проводить ремонтные работы без применения специальных погрузочно-разгрузочных устройств одним человеком.The convection cassette of the heat exchanger of the upper convection part of the
Поскольку заявленное изобретение отличается от наиболее близкого аналога рядом существенных признаков, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Since the claimed invention differs from the closest analogue by a number of essential features, it meets the condition of patentability “novelty”.
В основу заявленного изобретения положены известные законы материального мира, что позволяет утверждать о соответствии изобретения условию «промышленная применимость»The claimed invention is based on the well-known laws of the material world, which allows us to assert that the invention meets the condition of "industrial applicability"
Поскольку из уровня техники не известно выполнение конструкции конденсационного котла средней тепловой производительности с кассетами конвекционного и конденсационного типа, которые можно ремонтировать и заменять, не разбирая весь котел и не демонтируя его из системы теплоснабжения, что позволяет значительно повысить ремонтопригодность и снизить общую стоимость, в том числе, за счет выпуска большого количества однотипных стандартных кассет, можно сделать вывод о соответствии заявленного устройства условию патентоспособности «изобретательский уровень».Since it is not known from the prior art that the design of a condensing boiler of average thermal capacity with convection and condensation type cassettes can be repaired and replaced without dismantling the entire boiler and without dismantling it from the heat supply system, this can significantly increase maintainability and reduce the overall cost, including number, due to the release of a large number of standard cartridges of the same type, we can conclude that the claimed device meets the patentability condition of "inventive step".
Возможность конструкции использовать скрытую теплоту фазового перехода конденсации пара в конденсационных кассетах котла позволяет получить высокие значения коэффициента энергетической эффективности. Полное предварительное оптимальное смешивание горючей смеси в топливо - смесительного узле полного предварительного смешивания 2, позволяют получить низкие значения концентрации парниковых газов, возникающих в процессе горения.The design's ability to use the latent heat of the phase transition of steam condensation in the condensation cassettes of the boiler allows to obtain high values of the energy efficiency coefficient. The complete preliminary optimal mixing of the combustible mixture in the fuel - the mixing unit of the full
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144168A RU2725739C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Condensing boiler with vertical cassette heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144168A RU2725739C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Condensing boiler with vertical cassette heat exchanger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2725739C1 true RU2725739C1 (en) | 2020-07-03 |
Family
ID=71510520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019144168A RU2725739C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Condensing boiler with vertical cassette heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2725739C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU209217U1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Северо-западное снабжение" | Condensing boiler |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2334919C1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-09-27 | Марат Минсалимович Минзарипов | Water heating boiler |
| RU2440538C1 (en) * | 2010-05-24 | 2012-01-20 | Алексей Алексеевич Сердюков | Outside condensation boiler |
| RU2527824C1 (en) * | 2013-08-01 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Condensing water-heating boiler |
| WO2016085238A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 주식회사 경동나비엔 | Condensing boiler |
-
2019
- 2019-12-26 RU RU2019144168A patent/RU2725739C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2334919C1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-09-27 | Марат Минсалимович Минзарипов | Water heating boiler |
| RU2440538C1 (en) * | 2010-05-24 | 2012-01-20 | Алексей Алексеевич Сердюков | Outside condensation boiler |
| RU2527824C1 (en) * | 2013-08-01 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Condensing water-heating boiler |
| WO2016085238A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 주식회사 경동나비엔 | Condensing boiler |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU209217U1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Северо-западное снабжение" | Condensing boiler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9074792B2 (en) | Multiple-ring heat exchanger | |
| US8807093B2 (en) | Water heater with multiple heat exchanging stacks | |
| CA2595071C (en) | Compact high-efficiency boiler and method for producing steam | |
| US10184690B2 (en) | Condensing water heater and condensation control system | |
| US20100313827A1 (en) | High-Efficiency Gas-Fired Forced-Draft Condensing Hot Water Boiler | |
| CN112503498B (en) | A heat transfer enhanced vertical pipe water-cooled gas steam generator | |
| CN110822714B (en) | A gas condensing boiler with narrow gap combustion and heat exchange | |
| RU2725739C1 (en) | Condensing boiler with vertical cassette heat exchanger | |
| RU2334919C1 (en) | Water heating boiler | |
| RU2213307C2 (en) | Water boiler | |
| RU177320U1 (en) | Multi-pass fire-tube boiler | |
| RU2386905C1 (en) | Heat generator | |
| AU2006203707B2 (en) | Looped system fuel-fired fluid heating/storage device | |
| RU171327U1 (en) | Hydronic boiler with advanced heat exchanger | |
| RU2110730C1 (en) | Barrel boiler | |
| RU2688132C1 (en) | Boiler for heating | |
| RU2287117C1 (en) | Steel sectional hot-water boiler | |
| RU2362093C1 (en) | Hot-water boiler | |
| RU2327083C1 (en) | Hot water boiler | |
| RU218987U1 (en) | WATER BOILER | |
| RU236925U1 (en) | Irregular octagonal heat exchanger | |
| RU34235U1 (en) | Hot water tube heat exchanger | |
| RU2293257C2 (en) | Method and device for heating water | |
| CZ2019227A3 (en) | Steam boiler for combusting waste | |
| RU53410U1 (en) | DEVICE FOR GAS AND OIL HEATING |