Бытовой универсальный котел

 

Котел предназначен для нагрева воды и может быть использован в системах отопления. Бытовой универсальный котел содержит заполненный водяным теплоносителем корпус, в котором расположены топка, теплообменник для горячего водоснабжения и электронагреватель, расположенный над теплообменной поверхностью топки и выполненный в виде электродной группы, состоящей из фазного электрода и соосно расположенного пассивного электрода, имеющего в верхней части жиклер, а в нижней части отверстия. Точка отбора теплоносителя от огневой поверхности топки расположена ниже уровня электронагревателя, а точка отбора теплоносителя от электронагревателя находится в верхней части корпуса котла. Конструкция котла обеспечивает улучшение температурного режима отапливаемого помещения и повышение надежности системы автоматического регулирования. 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к универсальным нагревателям, и может быть использовано для разработки и изготовления различных нагревательных приборов.

Известен бытовой водогрейный котел, содержащий огневую топку, размещенную в водоохлаждаемом корпусе. Котел снабжен змеевиковым теплообменником, выполненным из секций, соединенных последовательно, каждый взятый змеевик выполнен из оребренной трубки, позволяющей получать горячую воду как для отопления, так и для горячего водоснабжения (см. Авторское свидетельство СССР 1760256 МПК F 24 Н 1/00).

Недостатком данного котла является отсутствие возможности автоматического регулирования температуры воды на выходе из котла, а также использование электронагрева. Мощность котла ограничена теплообменной поверхностью топки.

Известен также бытовой универсальный котел "Фермер-25" (см. информационный лист ВИЭСХ), предназначенный для отопления, горячего водоснабжения, который имеет огневую топку, позволяющую использовать в зависимости от исполнения различные виды энергоносителей (газ, дрова, уголь и т.д.), и два однофазных электрических нагревателя мощностью 2 кВт, используемых для нагрева воды на бытовые нужды в летнее время или дополнительного подогрева воды в системе отопления в отопительный период. Котел снабжен термометром и автоматическим выключателем для ручного включения и отключения электрических нагревателей и их защиты.

Недостатком данного устройства является отсутствие автоматического регулирования температурного режима отапливаемого помещения.

Наиболее близким техническим решением является водогрейный котел, который содержит огневую топку с теплообменной поверхностью, электронагреватель, теплообменник для горячего водоснабжения, при этом топка расположена в корпусе котла, который заполнен водяным теплоносителем (см. патент РФ 2039913, F24H 1/20, 20.07.1995 г.).

Недостатком данного водогрейного котла является отсутствие возможности пропорционального регулирования мощности нагрева, низкая надежность системы регулирования.

Цель изобретения: улучшение температурного режима отапливаемого помещения за счет пропорционального регулирования теплового потока регулятором прямого действия, повышение надежности системы автоматического регулирования, исключая традиционную пускорегулирующую аппаратуру.

Поставленная цель достигается тем, что в бытовом универсальном котле, содержащем заполненный водяным теплоносителем корпус, в котором расположены топка с теплообменной поверхностью, электронагреватель и теплообменник для горячего водоснабжения, согласно изобретению электронагреватель расположен над теплообменной поверхностью топки и выполнен в виде электродной группы, состоящей из фазного электрода и соосно расположенного пассивного электрода, имеющего в верхней части жиклер, а в нижней части - отверстия, при этом точка отбора теплоносителя от огневой поверхности топки расположена ниже уровня электронагревателя, а точка отбора теплоносителя от электронагревателя находится в верхней точке корпуса котла.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг.1 изображена конструктивная схема бытового универсального котла, на фиг.2 - конструктивная схема электронагревателя.

Бытовой универсальный котел содержит заполненный водяным теплоносителем корпус 1, в нижней части которого расположена огневая топка 2 с теплообменной поверхностью, в верхней части расположен змеевиковый теплообменник 3 для горячего водоснабжения и электронагреватель 4, содержащий фазный электрод 5, соосно установленный с ним пассивный электрод 6, электрически изолированный от фазного электрода 5 при помощи разборных изоляторов 7, в нижней части пассивного электрода 6 проделаны отверстия 8, а в верхней части установлен жиклер 9, который обеспечивает отвод продуктов электролиза воды и воздуха из непроточной зоны 10. Отбор теплоносителя от поверхности огневой топки 2 происходит по патрубку 11, точка отбора теплоносителя которого расположена ниже уровня электронагревателя 4, а от электронагревателя 4 - по патрубку 12, точка отбора теплоносителя которого расположена в верхней части водоохлаждаемого корпуса 1, с пропорциональным регулятором прямого действия 13.

Котел работает следующим образом.

При горении топлива в топке 2 теплоноситель, нагреваясь от ее теплообменной поверхности, движется вверх, разделяясь на две части: первая часть теплоносителя идет через патрубок 11 в систему отопления, вторая, омывая электронагреватель 4 и теплообменник 3, проходя через патрубок 12 и регулятор 13, также поступает в систему отопления. В начальный момент нагрева теплоноситель от огневой топки 2 поступает через патрубок 11 и патрубок 12, омывая электронагреватель 4 и дополнительно нагреваясь электрическим током, попадает в систему отопления. При дальнейшем разогреве в случае, когда тепловой мощности огневой топки 2 достаточно для поддержания требуемого теплового режима, электронагреватель будет омываться теплоносителем с более высокой температурой, что приведет к уменьшению теплового напора на поверхности пассивного электрода 6 и закипанию воды в непроточной зоне 10, что в конечном итоге приведет к пропорциональному уменьшению мощности нагрева электронагревателя 4. При уменьшении теплового потока огневой топки 2 теплоноситель поступает к поверхности пассивного электрода 6 с более низкой температурой, пар в непроточной зоне 10 конденсируется, за счет создавшегося разряжения уровень теплоносителя в ней увеличивается и мощность электронагревателя 4 восстанавливается на первоначальном уровне. Регулятор 13 необходим в качестве корректирующего звена, который необходим в качестве задатчика температуры воздуха в помещении. В режиме, когда температура воздуха в помещении меньше заданной, регулятор 13 находится в открытом состоянии и теплоноситель от огневой топки 2 и электронагревателя 4 свободно поступает в систему отопления. Если температура в помещении больше заданной, то регулятор 13 начинает перекрывать патрубок 12 пропорционально отклонению температуры, тем самым уменьшая расход теплоносителя, то есть мощность нагрева. При полном перекрытии патрубка 12 в верхней части корпуса 1 в области, расположенной выше нижней точки патрубка 11, образуется застойная зона, теплоноситель в которой интенсивно нагревается, уменьшая тепловой напор на поверхности пассивного электрода 6, что приводит к закипанию теплоносителя в непроточной зоне 10, и образовавшийся пар вытесняет ее в нижнюю часть корпуса 1. В результате оголения фазного электрода 5 мощность электронагревателя 4 падает. При остывании жидкости пар в зоне 10 конденсируется, уровень жидкости повышается, увеличивая мощность нагрева. При снижении температуры воздуха в помещении ниже заданной регулятор 13 открывает патрубок 12 и циркуляция жидкости восстанавливается, обеспечивая наступление теплового разбаланса на поверхности пассивного электрода 6 при значительно большей мощности электронагревателя 4.

В конструкции данного котла заложена возможность отдельного нагрева или от электродного нагревателя, или от огневой топки.

Предлагаемое устройство позволяет повысить качество регулирования температуры воздуха в помещении, увеличить номинальную мощность агрегата, не изменяя его габаритных размеров, то есть расширить область рабочих параметров, повысить надежность системы отопления.

Формула изобретения

Бытовой универсальный котел, содержащий заполненный водяным теплоносителем корпус, в котором расположены топка с теплообменной поверхностью, электронагреватель и теплообменник для горячего водоснабжения, отличающийся тем, что электронагреватель расположен над теплообменной поверхностью топки и выполнен в виде электродной группы, состоящей из фазного электрода и соосно расположенного пассивного электрода, имеющего в верхней части жиклер, а в нижней части отверстия, при этом точка отбора теплоносителя от огневой поверхности топки расположена ниже уровня электронагревателя, а точка отбора теплоносителя от электронагревателя находится в верхней части корпуса котла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2