RU36490U1 - Газовый нагреватель - Google Patents

Description

ГАЗОВЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматическим газовым водонагревателям (АГВ) и может быть использовано также в автоматизированных системах нагрева с твердым и жидким топливом различных строений.

Известные автоматические газовые нагреватели 1. Аппарат отопительный газовый бытовой АОГВ-23.2-1-У ГОСТ 20219-74. Руководство по эксплуатации. ОАО Жуковский машиностроительный завод, г Жуковский. 1998.; 2. Стаскевич Н.Л. и др Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л.Недра.1990. с 351-360, содержат излишнее количество функциональных газовых клапанов (3 клапана), требующие наладки и регулировки как на заводе-изготовителе, так и у потребителя, и отсюда недостаточно надежную автоматику газового нагревателя.

Для уменьшения затрат энергоносителей и повышения комфортности в отапливаемом помещении было предложено техническое решение 3 Авторское свидетельство СССР №1721397А1 кл F23N5/00, опубл.23.03 92 бюлл.№11 . Однако известное устройство имеет недостаточную надежность и ресурс при эксплуатации. При его работе, кроме подачи газа, требуется еще и внешнее электропитание для работы реле времени и катушки электромагнита.

Частичное устранение недостатков достигается в 4. Свидетельство на полезную модель №RU 5441 опубл. 16.11.97. бюлл. №11, принятом за прототип. Газовый нагреватель содержит теплообменник, основную и запальную горелки, автономную автоматику, содержащую блок предохранительного клапана с датчиком пламени, датчики тяги и температуры теплоносителя, термостат помещения с вентилем.

МКИ5 6 F23 N 5/00 v гулирующих клапанов, один из которых связан с регулятором по температуре воды в котле или системе отопления, другой - с регулятором температуры помещения, увеличивающих потерю давления газа по пути к основной горелке из-за большого гидравлического сопротивления всего газового тракта от входа в блок автоматики до основной горелки. Далее в известном устройстве 4 регулятор температуры воды в теплообменнике фактически выведен из диапазона регулирования по температуре воды путем его настройки на аварийный режим. Поскольку при последовательном включении в линию газового тракта двух клапанов возможны режимы работы, когда один клапан, например связанный с регулятором по температуре воды, полностью перекрывает подачу газа к основной горелке. Второй клапан в это время будет работать вхолостую, т.к. замкнутые контуры регулирования по температуре воды и по температуре помещения имеют различные постоянные времени для вывода выходной координаты (регулируемого параметра-температуры воды или помещения) в равновесное состояние. При нарушении равновесного теплового режима в помещении сигналы на изменение температуры в помещении поступают на регулятор температуры помещения, датчик которого посылает сигнал для его отработки контуром управления, через температуру воды в обратной магистрали. Если сигнал от датчика температуры контрольного помещения непосредственно передается в контур управления сразу на исполнительный орган для изменения расхода газа, то сигнал по температуре воды в обратной магистрали проходит более длинный путь - преобразования в нескольких дополнительных звеньях контура регулятора по температуре воды. На преобразования сигнала требуется дополнительное время, увеличивающее общую постоянную времУпередачи сигнала на исполнительный орган для изменения расхода газа. Однако, в этой схеме только сигнал, превышающий максимальный по температуре задания (более 90-95 °С) и поступающий в элемент сравнения, приведет регулятор температуры воды в действие и отключит подачу газа в аварийной ситуации. Термостат быстрее реагирует на температуру помещения. Таким образом, функционирует только один регулятор - регулятор по температуре помещения. Это не увеличивает надежность эксплуатации всего нагревательного аппарата АГВ при наличии двух термостатов по воде и помещения. sfag/sfgW 2

Кроме того, в аппарате АОГВ -23,2 предусмотрен неуправляемый режим малого огня, при котором отдача тепла от объекта менее притока тепла от аппарата. При этом возможно уменьшение ресурса ОГ, перегрев объекта отопления, перерасход энергоносителя, отсутствие энергосбережения в этом режиме и др.

Для устранения отмеченных выше недостатков предлагается газовый нагреватель, содержащий теплообменник, основную и запальную горелки, автономную автоматику, содержащую блок предохранительного клапана с датчиком пламени, датчики тяги и температуры теплоносителя, термостат помещения с вентилем, у которого блок предохранительного клапана и датчик пламени выполнены пневматическими, термостат помещения выполнен электронным, датчики тяги и температуры теплоносителя выполнены электрическими и связаны по схеме ИЛИ на закрытие вентиля термостата помещения.

Отсутствие в газовой магистрали основной горелки регулирующего клапана по температуре воды теплообменника значительно упрощает конструкцию блока автоматики, улучшает характеристики газового тракта в линии основной горелки- уменьшается требуемый перепад давления, повышается надежность блока в целом из-за отсутствия подвижных механических деталей, требующих периодической смазки и узла уплотнения затвора клапана, уменьшается стоимость блока автоматики. Наличие аварийного датчика температуры воды и защитного термостата, включенного в цепь электропитания электропривода вентиля комнатного термостата, повышает надежность и безаварийность работы всего нагревателя. Функции «малого огня переданы вентилю комнатного термостата или отсутствуют.

Кроме того, автоматика газового нагревателя обеспечивает по сравнению с прототипом аварийное отключение подачи газа на основную горелку при превышении допустимой температуры теплоносителя или отсутствии тяги в дымоходе и превышении температуры отходящих газов. Это происходит за счет перевода схемы аварийного отключения газовой магистрали от самого предохранительного клапана в цепь электропитания электропривода на закрытие затвора и отключения подачи газа на основную горелку с помощью вентиля комнатного термостата. При этом запальная горелка остается работоспособной и готовой подать свой горящий факел на основную горелку для включения ее в работу, например, при понижении температуры в теплообменнике ниже допустимой. Таким образом, осуществляется функция защитного термостата по температуре теплоносителя и термостата по температуре отходящих газов сгорания для датчика тяги.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство.

Газовый нагреватель содержит теплообменник (бак, котел, емкость) 1, основную горелку 2, запальную горелку 3, датчик 4 пламени запальной горелки, заслонка 5, сопло 6, датчик 7 тяги, термочувствительный элемент 8, защитный термостат 9 аварийного перегрева воды в теплообменнике 1, термочувствительный элемент 10, привод предохранительного клапана 11, например, мембранный, механически связанный с клапаном 12, датчик 13 комнатной температуры и термостат (регулятор) 14 комнатной температуры, механически связанный с вентилем 15, кнопку 16 «Пуск, запорный кран 17 на магистральном вводе 18. Газовый нагреватель 1 подключается к системе отопления помещения трубопроводами 19 подачи горячей воды в систему отопления и 20 обратной воды из системы отопления; газ поступает по магистрали 18 к основной горелке 2 через запорный вентиль 17, предохранительный (отсечной) клапан 8, вентиль 15 комнатного термостата 14. Регулятор 14 применяется как манометрического, так и электронного типов (автономного с Сатарейным питанием или с питанием от электросети) с возможностью задания различных режимов отопления: дежурного, дневного, недельного и др., обеспечивающих энергосбережение.

Газовый нагреватель работает следующим образом.

Поддержание равновесного теплового режима Если температура помещения, фиксируемая датчиком 13 ниже заданной, то сигнал от датчика 13 поступит в термостат 14, который вырабатывает сигнал на открытие вентиля 15, при этом увеличится расход газа к основной горелке 2, что повысит температуру помещения до заданной.

Датчик 13 измеряет температуру помещения, которое является контрольным, и по температуре которого примерно оценивается степень обогрева .зсей площади помещения. Общая же средняя оценка прогрева всей площади помещения характеризуется температурой помещения и величиной тепла, содержащегося в объемах воды, которая поступав по обратному трубопроводу 20 в теплообменник 1. Такая замкнутая система с местной обратной связою поддерживает заданные параметры более качественно. Этот режим осуществляет частичное энергосбережение за счет более быстрого реагирования

контура температуры помещения, уменьшения времени переходного процесса и потребления газа.

При использовании газового нагревателя с 2-х контурной гидравлической системой типа автоматического комбинированного газового нагревателя (АКГВ), в котором имеется второй гидравлический контур для потребления горячей воды (ГВС), поддержание равновесного теплового режима происходит путем косвенного управления температурой воды через температуру помещения. Для разбора воды пользователь заранее увеличивает заданную температуру помещения, компенсируя отбор тепла из бака на ГВС. В другом варианте можно временно отключить работу системы отопления.

Аварийный режим. 1) При повышении температуры теплоносителя в теплообменнике 1 по различным причинам выше допустимой, например 95° С, срабатывает датчик 10 аварийной температуры и защитный термостат 9 с электроконтактами ( например, нормально замкнутыми), который размыкает цепь питания электропривода вентиля 15 и вырабатывается команда на закрытие затвора вентиля 15 . Далее, затвор закрывает подачу газа через вентиль 15 в канал основной горелки 2. При этом подача газа в запальную горелку 3 остается, температура воды в теплообменнике начинает понижаться, предотвращая аварийную ситуацию по перегреву теплообменника 1 и сберегая дорогостоящее оборудование пользователя. Дифференциальное значение температуры датчика 10 защитного термостата 9 позволяет далее затвору вентиля 15 открыться для подачи газа на основную горелку 2 и продолжить работу АГВ по обогреву помещения.

2)Также работает вентиль 15 в случае подачи сигнала от датчика 8 с электроконтактами (например, нормально замкнутыми), контролирующего нарушении тяги в дымоходе при удалении отходов сгорания из камеры теплообменника 1, когда отходы сгорания воздействуют своей температурой на датчик 8. При этом прекращается подача газа к основной 2 горелке нагревателя АГВ вентилем 15 термостата 14. При восстановлении тяги и нормализации температуры отходящих газов вентиль 15 открывается и продолжается работа нагревателя АГВ.

5

хранительного клапана в открытом состоянии. Клапан 12 закрывается и прекращается доступ газа к основной 2 и запальной 3 горелкам. АГВ перестает работать.

Безаварийная работа АГВ обеспечивается включением по схеме ИЛИ защитного термостата 9 и датчика тяги 7, воздействующей командой на закрытие затвора вентиля 15 комнатного термостата 14 и перекрывающей подачу газа только к основной горелке 2. При этом запальная горелка остается в работе.

Работа при энергосбережении. Термостат 14 может быть применен разных автономных типов с возможностью задания режимов отопления: ночного, дежурного, дневного, недельного и др., обеспечивающих энергосбережение.

Авторы:А. И. Попов jЈw 2 & 2 2io3,Ю. В. Фундатор№ ))

Б.Н. Зуев

U .

Ј /.ЈV. 03.

Claims (1)

1. Газовый нагреватель, содержащий теплообменник, основную и запальную горелки, автономную автоматику, содержащую блок предохранительного клапана с датчиком пламени, датчики тяги и температуры теплоносителя, термостат помещения с вентилем, отличающийся тем, что блок предохранительного клапана и датчик пламени выполнены пневматическими, термостат помещения выполнен электронным, датчики тяги и температуры теплоносителя выполнены электрическими и связаны по схеме ИЛИ на закрытие вентиля термостата помещения.