универсальный ромбический аппарат водно-воздушный (ура - вв)

Формула изобретения

Универсальный ромбический аппарат водно-воздушный, содержащий корпус ромбической формы, топку, решетку с диффузором, направляющие, выдвижную задвижку, патрубок выхода продуктов сгорания, съемный горизонтальный теплообменник, отличающийся тем, что он снабжен емкостью в виде пенала, в котором установлен дополнительный съемный горизонтальный теплообменник, снабженный электронагревателем и дополнительным патрубком выхода продуктов сгорания, а основной теплообменник выполнен в виде двух сообщающихся сосудов, снабженных электронагревателями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водогрейным аппаратам (котлам).

Предназначено для отопления циркуляционной водой и горячим воздухом жилых и производственных помещений, коттеджей, садовых домов, ферм, хозяйственных построек, теплиц и т.д., сушки лесной и сельскохозяйственной продукции, а также для подогрева воды для хозяйственных нужд (душ, санитарная обработка пищи, посуды и прочее).

Наиболее близким к изобретению является мини-котел ромбический (МКР) (заявка N 96103714/06 от 20 февраля 1996 г.). Корпус котла представляет конструкцию, выполненную в виде ромбической формы, срезанную по вершине и основанию, имеет выдвижную задвижку, колосниковую решетку, дверку и направляющие - "крылышки", служащие для создания направления движения воздуха. Внутрь котла устанавливается съемный горизонтальный теплообменник, состоящий из веерорасположенных трубок под углом к горизонтальной плоскости, соединенных через коллекторы. Недостатком конструкции МКР является отсутствие максимальной универсальности работы в любое время года, использование электроэнергии как источника тепловой энергии и отсутствие 2-ого контура нагрева воды.

При применении предлагаемого универсального ромбического аппарата водно-воздушного (УРА-ВВ) достигается возможность использования двух теплообменников одновременно или отдельно: 1-го теплообменника, расположенного непосредственно в топке, из которого горячая вода поступает на отопление, и 2-го теплообменника, расположенного в пенале, из которого горячая вода поступает на хозяйственные нужды. Конструкция аппарата позволяет использовать любой вид топлива (жидкое, газовое или твердое) совместно или отдельно с использованием электроэнергии, отчего создаются условия технологической гибкости работы аппарата в любое время года, а также экономического выбора используемого топлива.

На фиг. 1 представлена схема устройства универсального ромбического аппарата водно-воздушного (УРА-ВВ).

На фиг. 2 представлена схема работы аппарата без давления.

На фиг. 3 представлена схема работы аппарата под давлением.

Аппарат УРА-ВВ состоит (см. фиг. 1) из корпуса 1, представляющего срезанный ромб по вершине и днищу. Корпус выполняется цельносварным из стали или комбинированным из стали и чугуна, днище которого оборудуется колосниковыми решетками 2 и выдвижной задвижкой 3. На боковые стенки корпуса устанавливаются направляющие - "крылышки" 4, совмещенные с защитно-декоративным кожухом 25. Кожух аппарата разборный, выполненный из тонколистовой стали, и прикрепляется к решетке 23 и к корпусу 1. Передняя часть аппарата оборудуется шиберами 6 и легкосъемной дверкой 5, которая закрывает горловину топки. Топка 26 представляет собой пространство, ограниченное передней и задней стенками и непосредственно соприкасающейся в верхней части с теплообменником 7, а в нижней части - колосниковой решеткой 2. При снятии дверки возможна установка горелок сжигания жидкого или газового топлива. Щиток горелок крепится болтами к проушинам горловины топки. Горелки могут использоваться отечественного и импортного производства. Верхняя внутренняя часть корпуса аппарата оборудуется съемным горизонтальным теплообменником 7, который представляет собой два сосуда, размещенных под углом друг к другу относительно вертикальной плоскости. Оба сосуда привариваются к крышке теплообменника 8 и соединяются между собой полостью, в которую врезается выходной патрубок горячей воды 9. На патрубок через резьбовое соединение муфты закрепляется "карман" 12, в который устанавливаются датчики температуры и аварийного отключения электронагревателей, а также бобышка для установки термометра. В нижнюю часть сосудов с противоположной стороны врезается коллектор с патрубком ввода обратной воды 10 из системы отопления. На стенки сосудов привариваются стабилизаторы 11. В полость сосудов через крышку 8 устанавливаются электронагреватели 13, которые при выходе из работы могут быть легко заменены. Управление нагревом электронагревателей и аварийным отключением их осуществляется автоматически блоком автоматики и управления (БАУ), который крепится с внутренней стороны защитно-декоративной стенки (с выходом управления на лицевую сторону) и к решетке 23. Весь теплообменник легко-съемный и крепится к корпусу с помощью болтов. Задняя стенка аппарата оборудуется патрубком выхода продуктов сгорания 14, в который установлена 1-я поворотная заслонка 15 со специальным вырезом, и патрубком входа обратной (охлажденной) воды 10 из системы отопления.

На верхнюю срезанную часть корпуса аппарата, который имеет вырез для прохода дымовых газов, устанавливается пенал 16. Пенал представляет собой сварную полость с размещенным внутри сосудом - теплообменником 17. Теплообменник пенала оборудуется патрубком выхода горячей воды 19 и патрубком входа холодной воды 18, который подсоединяется к существующему водопроводу холодной воды. В сосуд устанавливается электронагреватель, управление работой которого осуществляется БАУ. Сосуд и электронагреватель независимо съемные, монтаж и демонтаж которых производится с передней части аппарата. Задняя стенка пенала оборудуется патрубком выхода продуктов сгорания 20 с установкой 2-й поворотной заслонки 21. Верхняя часть пенала выполняет роль жарочной плиты 22 с отверстием, закрываемой глухой крышкой. К боковым стенкам пенала и к корпусу аппарата крепится решетка 23, на которую устанавливается диффузор 24. Диффузор имеет откидную крышку для доступа к решетке и жарочной плите.

Работа аппарата УРА-ВВ осуществляется с использованием твердого, жидкого или газового топлива, а также электроэнергии. Переход с твердого на жидкое или газовое топливо производится заменой лекгосъемной дверки 5 на горелочное устройство. Применение опробированных жидкостных и газовых горелок, а также электронагревателей с использованием БАУ сохраняет автоматическую непрерывную работу аппарата. Положительным эффектом работы аппарата является то, что образованные горячие газы от сжигания топлива омывают всю поверхность горизонтально расположенных теплообменников 7, 17, т.е. создаются условия максимальной передачи выделенной тепловой энергии (конвективной и излучающей), также обеспечивается более длительная работа металла корпуса аппарата за счет отсутствия перегрева (цвета побежалости) металла, где горячие газы, значительно отдав свое тепло теплообменникам, омывают стенки корпуса со сниженной температурой. При сжигании твердого топлива в зольной части аппарата скапливается зола, которая периодически ссыпается открытием выдвижной задвижки 3. Интенсивность сжигания топлива регулируется подачей воздуха через шиберы 6, а с обратной стороны - движением выдвижной задвижки 3. Наблюдение за горением топлива производится через отверстия, просверленные над дверкой 5. Тяга в дымоходе регулируется поворотными заслонками 15, 21.

При работе аппарата на всех видах топлива образуется два вида теплоносителей: горячая вода и горячий воздух, а при использовании электроэнергии - только горячая вода. Горячая вода (см. фиг. 2 и 3), полученная нагревом воды в теплообменнике 7, через расширительный бачок 2с поступает в систему отопления, который может работать в зависимости от сопротивления системы отопления, под наливом-самотеком или под давлением (см. фиг. 3), с помощью циркуляционного насоса, в этом случае предельно допустимое давление в системе отопления обеспечивается установкой предохранительного клапана 4с. Регулировка температуры нагрева воды в теплообменнике 7 при сжигании жидкого или газового топлива, а также при использовании электроэнергии осуществляется автоматически при заданной температуре. При сжигании твердого топлива наблюдение за температурой воды производят по показанию термометра, установленного в бобышку "кармана" 12, и регулировку температуры воды ведут путем количественного сжигаемого топлива и интенсивностью его горения. Горячая вода, полученная нагревом воды в теплообменнике пенала 17, поступает в систему расхода для хозяйственных нужд, где регулировка температуры осуществляется путем открытия-закрытия поворотной заслонки 21, а также количественным расходом воды. При использовании электроэнергии температура воды обоих контуров устанавливается тумблерами задания температур, установленными на БАУ. При необходимости отключения из работы теплообменника пенала 17 в случае сжигания любого топлива поворотная заслонка 15 открывается, а поворотная заслонка пенала 21 закрывается. В случае недостатка тепловой энергии при отоплении помещений в зимнее время допускается совместная работа электронагревателей с сжиганием топлива. При аварийных ситуациях, когда уровень воды в системе отопления достигает критического уровня из-за утечки воды из системы или испарения при длительной эксплуатации, по команде датчика критического уровня, установленного в "кармане" 15, БАУ предусматривается отключение электронагревателей 13.

Горячий воздух, образованный нагревом воздуха от стенок аппарата, целенаправленно с помощью "крылышек" 4 проходит решетку 23, диффузор 24 и поступает в воздуховод, посредством которого может использоваться для различных целей. Транспортировка воздуха в зависимости от сопротивления воздуховода осуществляется самотеком или с помощью вентилятора. Температура горячего воздуха зависит от развитой поверхности и температуры стенок аппарата. С помощью откидной крышки, установленной на диффузоре 24, обеспечивается доступ к жарочной плите 22 и решетке 23, где можно готовить пищу или сушить различные предметы потребления.

Безопасность от угарного газа и возможных продуктов испарения от применения жидкого или газового топлива обеспечивается специальным вырезом на 1-й поворотной заслонке 16, а от ожогов - защитным кожухом 25. Безопасность при использовании газа или жидкого топлива обеспечивается выполнением правил, изложенных в инструкциях заводов-изготовителей. По электробезопасности все коммуникации и токоприемные изделия выполняются в соответствии "Правил электробезопасности..." и правил ПУЭ, а аппарат подлежит обязательному заземлению.

При применении предлагаемого аппарата УРА-ВВ достигается универсальность в его использовании как по выбору источников тепла, так и по максимальному использованию выделенного тепла в виде горячей воды и горячего воздуха, а также разносторонностью его применения.

Учитывая факторы максимального съема выделенной тепловой энергии, аппарат является наиболее экономичным по съему тепла на единицу сжигаемого топлива.