Двухконтурный газовый водонагреватель
Владельцы патента RU 2759582:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» (КазГАСУ) (RU)
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к отоплению и горячему водоснабжению жилых, общественных и промышленных зданий. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что для получения горячей воды высокого качества в системах отопления и горячего водоснабжения, а также увеличения срока эксплуатации и повышения КПД в водонагревателе типа «бак в баке» внутренний бак выполнен из пенометалла (пеностали, пеноалюминия, пеномеди и т.п.) без сварных швов литейным методом. Для улучшения качества нагреваемой воды на вводы холодной воды во внутренний и внешний баки установлены устройства для очистки воды от примесей. Кроме того, для более эффективной работы водонагревателя и осуществления самоочищения от твердых продуктов сгорания (сажи, окалины и т.д.), элементы турбулизатора выполнены из материала с памятью формы. 2 ил.
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к отоплению и горячему водоснабжению жилых, общественных и промышленных зданий.
Техническим результатом заявляемого изобретения является получение горячей воды высокого качества, увеличение срока эксплуатации и повышение КПД устройства.
Известен котел отопительный водогрейный газовый каскадный, содержащий вертикально ориентированный корпус, два установленных один под другим топочных модуля с топочными камерами и газовыми горелками, теплообменными поверхностями с расположенными над топочными камерами верхними теплообменниками с пучками медных оребренных труб и нижними теплообменниками в виде полых элементов из листового материала, расположенными по периметру вокруг топок и самостоятельные для каждого модуля дымоотводы и патрубки входа и выхода воды, причем каждый модуль снабжен самостоятельным микропроцессорным управлением с единой для котла приборной панелью управления (патент РФ №2381421 МПК F24H 1/00, опубл.10.02.1010).
Недостатком считается сложность конструкции котла, что создает трудности при его эксплуатации вдали от мест его технического обслуживания.
Известны водонагреватели бельгийской компании ACV типа «бак в баке» (http ps://acv.ru/products), содержащие внутренний бак из нержавеющей стали с входным и выходным патрубками греющей жидкости. Баки соединены сварным соединением по периметру патрубков.
К недостаткам данной конструкции относится наличие сварных швов при изготовлении внутреннего бака из нержавеющей стали. В процессе эксплуатации на поверхности сварных швов образуется пористый оксидный слой, который с течением времени ослабляет стойкость сварного соединения к коррозии, что является причиной разрушения швов, приводящая к сокращению срока службы водонагревателя.
Изобретение направлено на повышение надежности устройства, улучшения качества получаемой воды для горячего водоснабжения (санитарной воды) и теплоносителя для системы отопления.
Результат достигается тем, что в газовом водонагревателе типа «бак в баке», включающем внутренний бак для санитарной воды, внешний бак для теплоносителя и газовую горелку, согласно изобретения внутренний бак выполнен из пенометалла без сварных швов литейным методом, обеспечивающем полную герметичность бака, его повышенную прочность, отсутствие мест концентрации коррозийных процессов, которыми являются сварные швы, а также увеличение КПД устройства.
Результат достигается также тем, что для улучшения качества санитарной воды и теплоносителя для системы отопления на вводы холодной воды во внутренний и внешний баки установлены устройства для очистки воды от примесей (например, мембранные картриджи).
Результат достигается также тем, что для более эффективной работы водонагревателя и осуществления самоочищения от твердых продуктов сгорания элемента турбулизатора выполнены из материала с памятью формы.
На фиг.1 показан предлагаемый водонагреватель, на фиг.2 разрез водонагревателя. Двухконтурный газовый водонагреватель состоит из прямоугольного шкафа 1 с тепловой изоляцией 2, внутри которого расположен котел типа «бак в баке» 3, газогорелочное устройство и патрубок выхода продуктов сгорания 5. Внутри патрубка 5 размещен турбулизатор 6, выполненный например, в виде спирали из материала с памятью формы. Патрубок выхода подуктов сгорания 5, проходящий через стену жилого помещения 7 снабжен конусообразным насадком 8. Для улучшения качества получаемой горячей воды на вводах холодной воды во внутренний и внешний баки установлены устройства для очистки воды от примесей 9 и 10.
Водонагреватель работает следующим образом. Горючий газ из газопровода через систему автоматизации поступает в топку на газогорелочное устройство 4, где воспламеняется и нагревает теплоноситель, содержащийся во внешнем баке, откуда горячая вода может подаваться в систему отопления. Одновременно теплоноситель внешнего бака подогревает санитарную воду, находящуюся во внутреннем баке, изготовленному из пенометалла, например из пеностали, пеноалюминия, пеномеди и т.п., уникальная сетчато-ячеистая структура которого обеспечивает лучшие условия теплообмена при прохождении потока жидкости даже при малых числах Рейнольдса, турбулизирует и интенсивно перемешивает жидкость вблизи внутреннего бака, что приводит к увеличению КПД нагревателя. Для улучшения качества санитарной воды и теплоносителя для системы отопления на вводы холодной воды во внутренний и внешний баки установлены устройства для очистки воды от примесей, например мембранные картриджи 9 и 10.
Образовавшийся в результате горения газообразного топлива поток раскаленных газов, отдав часть энергии теплоносителю, поступает в патрубок выхода продуктов сгорания 5, где обтекает криволинейные поверхности турбулизатора 6, выполненного из материала с памятью формы. Турбулизатор 6 замедляет скорость потока нагретых газов, закручивает и прижимает его к поверхности бака, увеличивая время теплообмена и повышая КПД водонагревателя. Одновременно происходит налипание твердых частиц, образующихся при горении топлива на поверхность турбулизатора. При выключении водонагревателя температура турбулизатора падает, и он принимает более простую форму (например, форму пластины), с которой налипшие твердые частицы продуктов сгорания (сажи, окалины и т.д.) осыпаются и могут быть легко удалены. При включении нагревателя температура турбулизатора повышается, и он вновь приобретает сложную форму, например форму спирали, турбулизируя нагретый поток продуктов сгорания топливного газа.
1. Газовый водонагреватель типа «бак в баке», включающий внутренний бак для санитарной воды, внешний бак для теплоносителя и газовую горелку, отличающийся тем, что внутренний бак выполнен из пенометалла без сварных швов литейным методом, обеспечивающим полную герметичность бака, его повышаемую прочность, отсутствие мест концентрации коррозийных процессов, которыми являются сварные швы, а также увеличение КПД устройства.
2. Газовый водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что для улучшения качества санитарной воды и теплоносителя для системы отопления на вводы холодной воды во внутренний и внешний баки установлены устройства для очистки воды от примесей (например, мембранные картриджи).
3. Газовый водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что для более эффективной работы водонагревателя и осуществления самоочищения от твердых продуктов сгорания элементы турбулизатора выполнены из материала с памятью формы.
