Газовый отопительный модуль

Авторы патента:

F24H1/10 - водонагреватели с непрерывным потоком воды, т.е. нагреватели, в которых тепло генерируется только при течении воды, например при прямом контакте воды с нагревающим теплоносителем (F24H 1/50 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2521698:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к технике нагрева воды, т.е. к установкам децентрализованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых, производственных и общественных зданий. Газовый отопительный модуль состоит из металлического корпуса, заполняемого водой. Внутри указанного корпуса расположен U-образный теплогенерирующий элемент с газогорелочным блоком. Газовый отопительный модуль состоит также из системы подвода газа и воздуха, дымохода, расширительного бака, патрубков для воды, слива воды в случае ремонта. Конвективная часть U-образного теплогенерирующего элемента выполнена из двух газоходов прямоугольного сечения. К двум противоположным боковым стенкам каждого из газоходов приварены стальные цилиндрические шипы в шахматном расположении поперек движения дымовых газов. При сборке газоходов противоположно установленные ряды шипов образуют сдвоенные ряды. Технический результат: повышение энергетической эффективности, уменьшение массогабаритных характеристик, повышение прочности и надежности конструкции, повышение эффективности теплообмена в конвективной части теплогенерирующего элемента. 2 ил.

Различные конструкции проточных водонагревателей для децентрализованного теплоснабжения, представляющие собой водогрейные котлы различной мощности, присутствуют в ассортименте таких компаний, как Junkers, Ferroli, РЭМЭКС, Новосергиевского механического завода и др. Аналогом данного изобретения является водогрейный котел ЯИК Новосергиевского Механического Завода (паспорт котла КВСа-0,3 Гн/ЛЖ ГОСТ30735-2001 «ЯИК-300», 2010 г.), который состоит из корпуса, патрубков для входа, выхода, а также слива воды, двухходового нагревательного элемента на фланце, дымохода, опор и др.

К недостаткам этой установки относятся большой удельный вес (кг/кВт), сложность выполнения ремонтных работ поверхностей нагрева в случае их повреждения и т.д.

Прототипом данного изобретения является газовый отопительный модуль «Самара» (Патент РФ №2117877), состоящий из металлического сосуда для нагреваемой воды, системы подвода газа и воздуха, автоматизированного газогорелочного блока, расширительного бака и бака подпитки, теплогенерирующего элемента, дымохода и вспомогательных устройств.

В этом устройстве теплогенерирующий элемент выполнен из последовательно расположенных прямого и обратного ходов прямоугольной формы, соединенных поворотным коленом, и имеет U-образную форму. Причем обратный ход имеет цилиндрические шипы различной длины, установленные по всей длине поперек потока дымовых газов в возрастающем порядке.

Основными недостатками указанного изобретения являются большой удельный вес, повышенное гидравлическое сопротивление в дымоходе, что влечет за собой применение вентилятора высокого давления, что влияет на количество потребляемой электрической энергии на перекачивание воздуха в котле и системе дымоудаления.

Техническим результатом изобретения является: высокая энергетическая эффективность (КПД не ниже 95%), малые массогабаритные характеристики, прочность и надежность конструкции, повышение эффективности теплообмена в конвективной части теплогенерирующего элемента.

Технический результат достигается за счет того, что газовый отопительный модуль состоит из металлического корпуса, заполняемого водой, внутри которого расположен U-образный теплогенерирующий элемент с газогорелочным блоком, системы подвода газа и воздуха, дымохода, расширительного бака, патрубков для воды, а также слива воды в случае ремонта, причем конвективная часть U-образного теплогенерирующего элемента выполнена из двух газоходов прямоугольного сечения, а к двум противоположным боковым стенкам каждого из газоходов приварены стальные цилиндрические шипы в шахматном расположении поперек движения дымовых газов таким образом, что при сборке газоходов противоположно установленные ряды шипов образуют сдвоенные ряды.

На фиг.1, фиг.2 изображен газовый отопительный модуль - продольный и поперечный разрезы.

На фиг.1 изображен продольный разрез газового отопительного модуля, где:

1 - металлический корпус, 2 - жаровая труба, 3 - поворотная камера, 4 - газоход, 5 -расширительный бак, 6 - дымоход, 7 - газогорелочный блок, 8 - фланец теплогенерирующего элемента, 9, 10 - патрубки для воды, 11 - патрубок для слива воды.

На фиг.2 изображен поперечный разрез газового отопительного модуля, где:

12, 13 - каналы газоходов.

Газовый отопительный модуль работает следующим образом.

Заполняется металлический корпус 1 водой. Производится розжиг газогорелочного блока 7 и вывод модуля на рабочий режим. Сгорание природного газа происходит в жаровой трубе 2, затем продукты сгорания поступают под прямым углом в поворотную камеру 3. В пределах жаровой трубы и поворотного участка происходит полное сгорания газового топлива и частичное охлаждение дымовых газов за счет передачи теплоты излучением от горящего факела к стенкам камеры, охлаждаемым водой. В окончании поворотной камеры 3 продукты сгорания поступают в два ошипованных по всей длине газохода 4, расположенных под прямым углом к поворотной камере. Теплота продуктов сгорания конвекцией передается шипам, а затем от них теплопроводностью стенкам газохода. Охлажденные в газоходах до температуры ~150°С продукты сгорания удаляются через дымоход 6. Жаровая труба 2, поворотная камера 3 и два ошипованных газохода 4 образуют собой теплогенерирующий элемент газового отопительного модуля. Теплогенерирующий элемент имеет общий фланец 8 для прямого и обратного хода и шпильками крепится к торцевой стенке металлического корпуса 1, что обеспечивает жесткость конструкции. Вход и выход нагреваемой воды осуществляется через патрубки 9 и 10, а ее слив в случае ремонтных работ - через патрубок 11.

Теплогенерирующий элемент имеет гладкую поверхность с внешней стороны, омываемую нагреваемой водой. С внутренней стороны жаровая труба 2 и поворотная камера 3 имеют также гладкую поверхность, а к внутренней поверхности газоходов 4 приварены цилиндрические шипы таким образом, что они образуют шахматное расположение спаренных шипов.

В целях уменьшения продольных габаритов газового отопительного модуля конвективный газоход выполнен в виде двух отдельных каналов 12, 13, причем шипы привариваются к плоской поверхности широкой стороны газохода. Длина шипа выбирается таким образом, чтобы зазор между торцевой частью шипа и противоположной стенкой составлял 5% ширины поперечного сечения канала.

При этом в процессе работы при наличии внешнего давления на плоские стенки шипы упираются неприваренными торцами к плоской поверхности противоположной стенки, тем самым обеспечивая необходимую прочность конструкции.

Процессы горения в камерах сгорания (топках котлов, теплогенераторов, промышленных печей) происходят в условиях турбулентного потока, характеризующегося наличием низкочастотных пульсаций (до 1000 1/сек).

Наличие низкочастотных пульсаций горячей среды передается на поверхности газоходов 4, что приводит к колебаниям стенок, при этом шипы неприваренными торцами ударяют в противоположную стенку, что приводит к «сбиванию» шлама с поверхностей теплогенерирующего элемента (эффект самоочищения).

Для работы газового отопительного модуля не требуется химически очищенная вода, достаточно наличие воды питьевого качества (из водопровода).

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает достижение технического результата:

- высокая энергетическая эффективность,

- малые габариты вследствие увеличения поверхности конвективного теплообмена, выполненного в виде двух газоходов,

- удобство обслуживания и ремонта, поскольку предусматривается выполнение съемного теплогенерирующего элемента на фланце,

- прочность и надежность конструкции,

- повышение эффективности теплообмена в конвективной части теплогенератора за счет увеличения теплопередающей поверхности и турбулизации потока дымовых газов.

Газовый отопительный модуль, состоящий из металлического корпуса, заполняемого водой, внутри которого расположен U-образный теплогенерирующий элемент с газогорелочным блоком, системы подвода газа и воздуха, дымохода, расширительного бака, патрубков для воды, а также слива воды в случае ремонта, отличающийся тем, что конвективная часть U-образного теплогенерирующего элемента выполнена из двух газоходов прямоугольного сечения, к двум противоположным боковым стенкам каждого из газоходов приварены стальные цилиндрические шипы в шахматном расположении поперек движения дымовых газов таким образом, что при сборке газоходов противоположно установленные ряды шипов образуют сдвоенные ряды.

Похожие патенты:

Контактный теплоутилизатор // 2509267

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для конденсации паров, охлаждения газов водой, нагревания воды газами, охлаждения воды воздухом, мокрой очистки газов.

Газовый водонагреватель // 2503893

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева воды для бытовых и производственных нужд. Газовый водонагреватель содержит цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный ствол с отверстиями с верхней и нижней крышками, огневую камеру и газовую горелку, мембраны, витую пластину, водораспределитель и водосборную жидкость.

Электродный нагреватель жидкости // 2494580

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам электронного нагрева жидких сред. У электродного нагревателя, состоящего из корпуса, внутри которого размещен полый цилиндр, открытый с верхнего конца и герметично прикрепленный своим основанием ко дну корпуса и установленный с зазором между свои верхним торцом и крышкой корпуса нагревателя, причем во внутрь цилиндра погружены нагревательные элементы, каждый из которых выполнен в виде коаксиальных цилиндрических металлических электродов, причем внутренние электроды изготовлены сплошными с тоководами, а наружные электроды имеют сквозные отверстия, межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секции горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а трубы подачи и выхода теплоносителя расположены в нижней части корпуса нагревателя, по изобретению трубы подачи и выхода нагретого теплоносителя из нагревателя соединены трубой, на которой установлен кран с блоком управления для подачи горячего теплоносителя на вход в электродный нагреватель.

Контактно-поверхностный водонагреватель // 2492395

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды с использованием газа без разделительной между ними поверхности нагрева. .

Водонагревательное устройство // 2469244

Изобретение относится к области эффективных теплогенерирующих устройств. .

Способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления кутэр петрова // 2455579

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к электронагревательным приборам для нагрева жидкой среды в бытовых и промышленных аппаратах и оборудовании различного назначения.

Устройство для кипячения воды // 2422074

Изобретение относится к устройству для кипячения воды. .

Утилизационный водонагреватель // 2403508

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных и на тепловых станциях. .

Газовый водонагреватель // 2391608

Изобретение относится к теплоэнергетике и используется в бытовых условиях. .

Котел водогрейный поверхностно-контактный газовый и способ его работы // 2358207

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции газовых поверхностно-контактных котлов, и может быть использовано при подогреве воды в системах теплоснабжения для получения равномерного и симметричного поля температур нагреваемой воды по всему сечению поверхности нагрева без соприкосновения холодного и горячего потоков, а также эффективного регулирования расходом топлива температуры нагрева воды.

Контактный водонагреватель // 2522716

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды на технологические нужды и отопление производственных объектов. Контактный водонагреватель содержит цилиндрический корпус, в верхней части которого расположена контактная камера, над ней установлен водораспределитель, подключенный к трубопроводу подвода холодной воды, топку и газовую горелку. В средней части корпуса, топке, размещены центральная стойка с перфорированными дисками, закрепленная нижней частью в крестовине, прикрепленная к козырьку, жестко прикрепленному по образующей внутри корпуса под углом α (40÷45). По краям козырька закреплены стойки с перфорированными дисками, закрепленные поярусно. Верхние концы стоек закреплены между собой дугами жесткости, расположенными под насадкой. В нижней части корпуса размещена емкость горячей воды, справа установлена газовая горелка, слева патрубок, гидравлически связанный с потребителем, и датчик уровня, электрически связанный с регулирующим клапаном входа воды в корпус. Такое выполнение повышает эффективность работы водонагревателя. 2 ил.

Контактно-поверхностный водонагреватель // 2522755

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды для целей отопления и горячего водоснабжения. Контактно-поверхностный водонагреватель содержит цилиндрический корпус с контактной камерой, над которой установлен водораспределитель, подключенный к трубопроводу подвода сетевой воды с регулирующей арматурой, и размещенные внутри корпуса надтопочный диск, радиационную топочную камеру и установленную вокруг нее кольцевую водонагревательную емкость с центральной жаровой трубой, состоящую из двух сферических поверхностей, соединенных втулкой. Радиальные дымогарные трубки, расположенные горизонтально в сферических поверхностях, объединены вертикальной дымогарной трубой, расположенной в центральной жаровой трубе. В водонагревательной емкости установлен водонагревательный змеевик с входным и выходным патрубками, расположенный в средней части корпуса. Такое выполнение водонагревателя позволит увеличить поверхность нагрева и расширить его функциональные возможности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Нагреватель морской воды // 2531105

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водонагревателях для нагрева воды, содержащей соли, например для нагрева морской воды. Нагреватель воды включает в себя: внутренний корпус, открывающийся снизу и нагревающийся горелкой, внешний корпус, включающий выход для слива морской воды, которая поступает через трубу подачи снаружи, вдоль поверхности внутренней стены внутреннего корпуса, и, по меньшей мере, один наконечник для распыления морской воды, которая поступает через отводную трубу, соединенную с трубой подачи морской воды, которую необходимо отвести. Внешний корпус предназначен для хранения нагретой морской воды на постоянном уровне; труба, подсоединенная к верхней секции внешнего корпуса таким образом, чтобы выводить пары и использованный газ, создающийся при нагреве воды; вентилятор для подачи воздуха извне для возгорания через трубу, соединенную с возгораемой частью горелки; и регулятор уровня воды для унифицированной регулировки уровня морской воды, сохраняемой во внешнем корпусе. Такое выполнение нагревателя позволит снизить расход топлива и расходы на обслуживание. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ нагрева жидкости и нагреватель жидкости на его основе // 2533591

Группа изобретений относится к области теплоэнергетики, а именно к способам и установкам для нагрева жидкости, преимущественно воды, для технологического или коммунально-бытового теплоснабжения, и может найти применение в различных областях народного хозяйства. Изобретение включает нагрев жидкости в контактном теплообменнике греющей газообразной средой, последующее отделение нагреваемой жидкости от греющей газообразной среды, сжатие отделенной нагреваемой жидкости до давления, превышающего давление насыщения, при требуемой конечной температуре нагрева жидкости, на величину запаса на невскипание и гидравлические потери, и окончательный нагрев жидкости, после ее сжатия, греющей газообразной средой, после отделения от нее нагреваемой жидкости, через разделительную твердую теплообменную стенку с последующим отводом нагретой жидкости потребителю. Технический результат - обеспечение повышения температуры нагрева жидкости без сжатия газообразной среды при использовании контактного теплообмена между греющей и нагреваемой средами в зоне высокой температуры газообразной среды. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Контактный теплообменник кочетова с активной насадкой // 2537108

Изобретение относится к контактным теплообменным аппаратам. В контактном теплообменнике каждая из форсунок системы подвода оросительной холодной воды состоит из двух соосных цилиндрических втулок, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, внешняя поверхность которого представляет собой винтовую канавку, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например, в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е. по конической поверхности, вершина которой направлена в сторону втулки большего диаметра. Технический результат - повышение производительности процесса смесительного теплообмена в аппарате. 2 ил.

Смесительный теплообменник кочетова // 2538991

Изобретение относится к смесительным теплообменным аппаратам. В смесительном теплообменнике каждая из форсунок системы подвода оросительной холодной воды состоит из двух соосных цилиндрических втулок, при этом внутри втулки меньшего диаметра соосно ей расположен шнек, внешняя поверхность которого представляет собой винтовую канавку, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра соосно ей расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например, в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е. по конической поверхности, вершина которой направлена в сторону втулки большего диаметра. Технический результат - повышение производительности процесса смесительного теплообмена в аппарате. 2 ил.

Контактный теплообменник // 2548217

Изобретение относится к теплообменным аппаратам. Технический результат - повышение производительности процесса контактного теплообмена в аппарате. Это достигается тем, что в контактном теплообменнике с активной насадкой, состоящем из корпуса с опорной рамой, изготавливаемого из листовой стали, системы орошения с форсункой, каплеотделителя, активной насадки, выполненной в виде пучка труб, каждая из форсунок системы орошения содержит корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш, при этом корпус выполнен с впускным патрубком, имеющим отверстие, входной цилиндрической камерой, камерой завихрения, расположенной коаксиально по отношению к входной камере и выполненной в виде цилиндрического стакана, имеющего на боковой поверхности по крайней мере три тангенциально расположенных отверстия, оси которых расположены касательно по отношению к камере завихрения, а соосно камере завихрения расположен сопловой вкладыш, внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. .

Электрический нагреватель // 2559794

Электрический нагреватель, служащий для нагревания, поддержания температуры и циркуляции текучей среды, включающий: первую, основную часть 100 корпуса и вторую, защитную часть 200 корпуса, которые могут быть соединены друг с другом, образуя внутреннюю камеру 300; первое, входное отверстие 210 текучей среды; второе, выходное отверстие 220 текучей среды; электрический резистор; первый датчик температуры, служащий для изменения рабочей температуры; второй датчик температуры, предназначенный для предотвращения превышения порога безопасности температуры; электронный блок управления. Первая, основная часть 100 корпуса содержит электрический резистор, нагревающий основную часть 100 корпуса и, соответственно, датчик, измеряющий непосредственно температуру основной части 100 корпуса. Резистор, указанный первый датчик и указанный второй датчик соединены с блоком управления, который поддерживает рабочую температуру первой, основной части 100 корпуса и предотвращает превышения порога безопасности температуры. 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

Контактный теплоутилизатор с каплеуловителем // 2561791

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в установках для нагрева воды уходящими дымовыми газами котельных или тепловых агрегатов. Контактный теплоутилизатор с каплеуловителем содержит контактную насадку с оросителем, по высоте которой монтирован каплеуловитель, включающий патрубок в виде стакана для отвода теплообменной среды. Теплообменные элементы расположены рядами по высоте контактной насадки. В стакан для отвода теплообменной среды помещена перепускная труба. Между стенками упомянутого стакана и перепускной трубой образован кольцевой зазор. Конец перепускной трубы обращен в сторону дна стакана. Со стороны дна стакана перепускная труба снабжена заглушкой. Теплообменные элементы выполнены пустотелыми и заполнены проточной теплообменной средой. Полости теплообменных элементов сообщены как с перепускной трубой, так и с кольцевым зазором упомянутого отводящего патрубка. Обеспечена высокая эффективность улавливания водяных паров. Очистка тонкодисперсных туманов происходит до регулируемой остаточной концентрации. 2 ил.

Бытовое устройство для обеззараживания воды // 2583237

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания (стерилизации) воды, а именно к обеззараживанию потока воды физическими методами, конкретно - к бытовым аппаратам для получения кипяченой питьевой воды, может быть использовано для получения холодной кипяченой питьевой воды путем стерилизации водопроводной воды. Устройство содержит рекуперативный противоточный теплообменник 1. Каналы теплообменника соединены через камеру 2, имеющую электрический нагреватель 3. В камере вода обеззараживается при температуре выше 100°С. Высокая эффективность теплообмена достигнута путем заполнения каналов насадкой 4 из посеребренных медных гранул. Гранулы подпрессованы в каналах для увеличения теплопроводности насадки. Изобретение позволяет получать холодную кипяченую воду с наименьшими затратами времени и электроэнергии. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.