Энергосберегающий экономичный котел отопительный водогрейный стальной, промышленный или для отопления дома
Полезная модель относится к области теплоэнергетике, а именно к комбинированным универсальным котлам и может быть использована в системах водяного отопления жилых и производственных помещений и сооружений. Котел содержит два патрубка выхода теплоносителя, установленные в верхней части боковой стенки котла с противоположных сторон. Патрубки входа теплоносителя расположены в нижней части котла на боковых противоположных его сторонах и обеспечивают возможность установки блока тэнов и подключения к системе отопления, внутри водяной рубашки котла в верхней части ниши, над патрубками входа теплоносителя установлены направляющие пластины. Корпус котла и стенки топочной камеры соединены ребрами жесткости, а противоположные стенки корпуса котла соединены тягами. 1 н.п. ф-лы, 7 з.п. ф-лы, 2 илл.
Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к комбинированным универсальным котлам и может быть использована в системах водяного отопления жилых и производственных помещений и сооружений.
Известны котлы, которые имеют преимущественно одностороннее подключение к системе отопления. Котел по патенту РФ 
2436018, МПК F24H 1/00, публ. 10.11.2011 имеет возможность подключения к прямой и обратной линии отопления только со стороны одной боковой стенки котла, на которой расположены патрубки входа и выхода теплоносителя.
Недостатком данного котла является то, что котел имеет только один патрубок выхода теплоносителя из котла и один патрубок входа теплоносителя в котел. Патрубки расположены на одной боковой стороне котла. Такое расположение патрубков создает неудобства при подключении к отопительной системе и значительно уменьшает количество вариантов размещения котла в помещении.
Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемая полезная модель - прототипом, является техническое решение, того же назначения - котел отопительный водогрейный стальной по патенту РФ на полезную модель 100190, МПК F24H 1/00, публ. 10.12.2010 г., содержащий соединенные общим основанием корпус и топочную камеру, снабженную загрузочной и быстросъемной растопочной дверками, колосниковой решеткой и зольным ящиком, расположенным в донной части камеры, водяную рубашку, образованную вертикальными боковыми стенками и верхними стенками корпуса и топочной камеры, патрубки входа и выхода теплоносителя для подсоединения к системе отопления, патрубок для терморегулятора и указателя температуры воды, теплообменный элемент и дымовыводящий патрубок для соединения с дымоходом. Кроме этого, котел содержит также заслонку с отверстиями, установленную в проеме быстросъемной растопочной дверки с возможностью открывания, козырек, делящий внутренний объем котла на топочное и газоходное пространство, в нише, расположенной в донной части котла водяной рубашки установлен блок тэнов, теплообменный элемент выполнен в виде поперечно расположенных в шахматном порядке труб, образующих с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносителя, а быстросъемная растопочная дверка снабжена створкой регулирования подачи воздуха.
Недостатком данного котла является то, что котел имеет только один патрубок выхода теплоносителя из котла и один патрубок входа теплоносителя в котел. Данные патрубки расположены на одной боковой стороне котла. Кроме того, установка блока тэнов возможна только с одной стороны котла, противоположной той, на которой установлен патрубок входа теплоносителя. Данная конструкция котла не удобна для монтажа в отопительную систему. В данном котле не организовано движение потока теплоносителя внутри водяной рубашки, что снижает интенсивность теплообмена и эффективность работы котла в целом.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение потребительских и эксплуатационных свойств отопительного котла.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели заключается в интенсификации теплообмена в отопительном котле путем улучшения условий теплоотдачи, за счет направленной циркуляции теплоносителя. Увеличение количества вариантов размещения котла в помещении значительно повышает удобство его монтажа.
Указанная задача при осуществлении полезной модели достигается тем, что котел отопительный водогрейный стальной, содержащий соединенные общим основанием корпус и топочную камеру, оборудованную загрузочной дверкой и снабженную створкой регулирования подачи воздуха быстросъемной растопочной дверкой, с установленной в ее проеме, с возможностью открывания заслонкой с отверстиями, колосниковой решеткой и зольным ящиком, расположенным в донной части топочной камеры, водяную рубашку, образованную, вертикальными боковыми стенками и верхними стенками корпуса и топочной камеры, теплообменный элемент, выполненный в виде поперечно расположенных в шахматном порядке труб, образующих с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносителя, патрубок входа теплоносителя и патрубок выхода теплоносителя из котла, предназначенные для подсоединения к системе отопления, патрубок для установки регулятора горения, патрубок для установки указателя температуры воды, дымовыводящий патрубок для соединения с дымоходом, козырек, делящий внутренний объем котла на топочное и газоходное пространство; в нише, расположенной в донной части котла водяной рубашки, установлен блок тэнов, согласно формуле полезной модели, дополнительно содержит патрубок выхода теплоносителя, установленный в верхней части котла с противоположной боковой стороны от имеющегося патрубка выхода теплоносителя, патрубки входа теплоносителя расположены в нижней части котла на противоположных его боковых сторонах и обеспечивают возможность, как установки в них блока тэнов так и подключения к системе отопления, внутри водяной рубашки котла, в верхней части ниши установлены направляющие пластины.
Указанная задача достигается также тем, что в котле дымовыводящий патрубок снабжен съемным поворотным шибером, корпус котла облицован теплоизолирующим и декоративным материалами, в верхней части котла установлена варочная плита, патрубки заглублены в водяную рубашку котла и имеют внутреннюю резьбу, а в верхней части котла выполнен патрубок для установки регулятора тяги.
Задача решается также благодаря тому, что подключение системы отопления к патрубку входа теплоносителя в котел осуществляется через соединительную деталь напорных трубопроводов.
Кроме этого, корпус котла связан ребрами жесткости со стенками топочной камеры и противоположные стенки корпуса котла связаны, по меньшей мере, одной тягой, проходящей через теплообменный элемент.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем существенным признакам заявленной полезной модели отсутствуют. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».
Наличие с двух противоположных боковых сторон котла патрубков для выхода теплоносителя и возможность выбора одного из двух патрубков для подсоединения к системе отопления, позволяют повысить удобство монтажа и эксплуатации котла.
Универсальность патрубков, расположенных в нижней части котла, заключается в том, что они используются, как для подключения к системе отопления, так и для установки блока тэнов. Расположение патрубков для входа теплоносителя на противоположных боковых сторонах котла позволяет повысить удобство монтажа.
Направляющие пластины в водяной рубашке исключают образование застойных зон теплоносителя, направляют поток теплоносителя таким образом, чтобы он распределялся равномерно по всему объему рубашки и теплообменного элемента.
Облицовка корпуса котла теплоизолирующим и декоративным материалами, позволяет уменьшить рассеивание энергии и предохраняет от контакта с разогретым корпусом. Это приводит к повышению эффективности котла и удобству эксплуатации.
Установка ребер жесткости и тяг исключает деформацию корпуса котла при повышенном давлении.
Конструкция полезной модели представлена на чертежах, где на фиг.1 показан продольный разрез котла, работающего на твердом топливе, на фиг 2 показан поперечный разрез котла.
Котел состоит из корпуса 1, топочной камеры 2 с загрузочной дверкой 3 и быстросъемной растопочной дверкой 4, на которой установлена створка 5 регулирования подачи воздуха в топку. Для создания плотного прилегания к корпусу, загрузочная дверка 3 и быстросъемная растопочная дверка 4 снабжены уплотнением. Это может быть кремнеземный шнур, уложенный в углубление в корпусе дверки. В донной части топочной камеры 2 установлена колосниковая решетка 6 и зольный ящик 7. Водяная рубашка 8 образована вертикальными стенками корпуса и топки по всему периметру и их верхними стенками. Ниша 9, для установки блока тэнов 10 является частью полости водяной рубашки 8. В водяной рубашке, в верхней части ниши установлены направляющие пластины 11. Патрубки 12, 13 выхода из котла теплоносителя установлены на противоположных боковых сторонах котла и используются для подсоединения котла к системе отопления. Патрубки 14, 15 входа теплоносителя в котел находятся на противоположных боковых сторонах котла в нижней его части и используются для установки блока тэнов в любой из патрубков, удобный для монтажа системы. Второй патрубок входа теплоносителя используется для подсоединения к системе отопления. В случае необходимости, для перевода трубы на меньший диаметр используют соединительную деталь 26 резьбового фитинга, например, футорку, либо любую другую.
Патрубок 16 используется для установки регулятора горения. Патрубки заглублены в водяную рубашку котла и имеют внутреннюю резьбу. Это уменьшает габаритные размеры котла. Во внутреннем объеме топочной камеры 2 установлен теплообменный элемент 17, выполненный в виде поперечно расположенных в шахматном порядке труб. Теплообменный элемент 17 образует с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносителя, Козырек 18, установлен между рядами труб теплообменного элемента 17. Заслонка 19 с отверстиями установлена в проеме быстросъемной растопочной дверки 4 с возможностью открывания. В дымовыводящем патрубке 20 установлен поворотный шибер 21. Корпус котла утеплен теплоизолирующим 22 и облицован декоративным 23 материалами. Патрубки, не подключенные к системе отопления и не используемые для установки приборов регулирования процесса горения, закрываются заглушками 24. Патрубок 25 предназначен для установки указателя температуры воды. Котел может выпускаться с варочной плитой, установленной в верхнюю стенку корпуса котла (на чертеже не показана). Для усиления жесткости стенок котла и обеспечения возможности работы котла под давлением без деформации корпуса, установлены элементы жесткости. К элементам жесткости относятся ребра жесткости 27, которые связывают корпус котла со стенками топочной камеры и тяги 28, которые связывают между собой наружные боковые стенки котла и проходят через теплообменный элемент.
Котел работает следующим образом. При работе на твердом топливе через загрузочную дверку 3 проводят его загрузку. Через быстросъемную растопочную дверку 4 осуществляют розжиг. Регулирование интенсивности процесса горения производят с помощью створки 5 регулирования подачи воздуха, расположенной на растопочной дверке 4. Пламя и раскаленные топочные газы разогревают поверхности топочной камеры, от которых тепло передается теплоносителю, заполняющей внутреннее пространство водяной рубашки 8 и теплообменного элемента 17. Контроль температуры теплоносителя осуществляют указателем температуры, установленным в патрубок 25.
При сгорании топлива, нагретый в водяной рубашке 8 теплоноситель поступает в патрубок 12 или 13. Нагретый теплоноситель циркулирует в системе отопления. Остывший теплоноситель из системы отопления по патрубку 14 или 15 поступает самотеком или насосом обратно в котел. Размеры и расположение направляющих пластин 11 выбраны экспериментально. Пластины 11 препятствуют проходу потока теплоносителя по короткому пути на выход из котла. Они направляют его по всему объему рубашки. Незадействованные в системе патрубки закрыты заглушками 24.
После окончания процесса горения, открывают растопочную дверку 4 и вынимают зольный ящик 7 с накопившейся в нем золой.
При работе на природном газе, жидком или пеллетном топливе снимают быстросъемную растопочную дверку 4 и заслонку 19, убирают колосниковую решетку 6, ящик зольника 7. В образовавшийся проем вставляют горелку той конструкции, какое топливо собираются использовать. Это может быть газогорелочное устройство либо горелка для жидкого топлива или горелка для пеллетного топлива с подсоединенной к ней системой подачи пеллет.
Наличие в предлагаемой конструкции быстросъемной дверки 4 упрощает процесс перевода котла при работе с твердого на газообразное, жидкое или пеллетное топливо и тем самым расширяет область его применения.
Котел, описанный в заявленной полезной модели, предназначен для нагрева воды и может быть использован для отопления жилых и производственных помещений. Устройство, изложенное в формуле полезной модели, способно обеспечить достижение поставленных заявителем задач.
Таким образом, предложен котел, конструкция которого интенсифицирует теплообмен, повышает надежность, эффективность работы, удобство монтажа и эксплуатации.
1. Котел отопительный водогрейный стальной, содержащий соединенные общим основанием корпус и топочную камеру, оборудованную загрузочной дверкой и снабженную створкой регулирования подачи воздуха быстросъемной растопочной дверкой, с установленной в ее проеме, с возможностью открывания, заслонкой с отверстиями, колосниковой решеткой и зольным ящиком, расположенным в донной части топочной камеры, водяную рубашку, образованную вертикальными боковыми стенками и верхними стенками корпуса и топочной камеры, теплообменный элемент, выполненный в виде поперечно расположенных в шахматном порядке труб, образующих с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносителя, патрубок входа теплоносителя и патрубок выхода теплоносителя из котла, предназначенные для подсоединения к системе отопления, патрубок установки регулятора горения, патрубок установки указателя температуры воды, дымовыводящий патрубок для соединения с дымоходом, козырек, делящий внутренний объем котла на топочное и газоходное пространства; в нише, расположенной в донной части котла водяной рубашки, установлен блок тэнов, отличающийся тем, что дополнительно содержит патрубок выхода теплоносителя, установленный в верхней части котла с противоположной боковой стороны от имеющегося патрубка выхода теплоносителя, патрубки входа теплоносителя расположены в нижней части котла на противоположных его боковых сторонах и обеспечивают возможность как установки в них блока тэнов, так и подключения к системе отопления внутри водяной рубашки котла, в верхней части ниши установлены направляющие пластины.
2. Котел отопительный водогрейный стальной по п.1, отличающийся тем, что дымовыводящий патрубок снабжен съемным поворотным шибером.
3. Котел отопительный водогрейный стальной по п.1, отличающийся тем, что корпус котла утеплен теплоизолирующим материалом, и облицован декоративным материалом.
4. Котел отопительный водогрейный стальной по п.1, отличающийся тем, что в верхней части котла установлена варочная плита.
5. Котел отопительный водогрейный стальной по п.1, отличающийся тем, что патрубки заглублены в водяную рубашку котла и имеют внутреннюю резьбу.
6. Котел отопительный водогрейный стальной по п.1, отличающийся тем, что подключение системы отопления к патрубку входа теплоносителя осуществляется через соединительную деталь напорных трубопроводов.
7. Котел отопительный водогрейный стальной по п.1, отличающийся тем, что корпус котла связан ребрами жесткости со стенками топочной камеры.
8. Котел отопительный водогрейный стальной по п.1, отличающийся тем, что противоположные стенки корпуса котла связаны между собой, по меньшей мере, одной тягой, проходящей через теплообменный элемент.
