Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ГАЗОВЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЕГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
ГАЗОВЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЕГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

ГАЗОВЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЕГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в области коммунальной и производственной теплоэнергетики для отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений. Сущность изобретения: газовый водонагреватель содержит коробчатый корпус, внутри которого расположены подающий и обратный коллекторы теплоносителя, на которых размещена арматура и исполнительные механизмы. Подвод газа осуществляется по газовому коллектору с вентилями и управляющими клапанами. Нагревательный элемент выполнен в виде совокупности идентичных блоков сотового расположения, каждый из которых имеет собственный теплообменник, камеру сгорания и горелку. Отвод продуктов сгорания обеспечивается за счет естественной тяги общей дымовой коробки, размещенной над тепловыми блоками. На верхней крышке корпуса расположен дымовой патрубок и система автоматики в шкафу. Газопроводы с электромагнитными клапанами обеспечивают подвод газа от газового коллектора к тепловым блокам. Подвод теплоносителя от обратного коллектора к теплообменникам тепловых блоков осуществляется по одному трубопроводу, а отвод в подающий коллектор - по другому. Фланцы, установленные на газовом коллекторе и обратном, и подающем коллекторах теплоносителя, позволяют соединить несколько водонагревателей в единую установку повышенной теплопроизводительности. На подающем коллекторе теплоносителя установлен задатчик температуры. При изменении характера нагрузки последовательно отключаются (включаются) газовые горелки блоков, что приводит к уменьшению (увеличению) теплового потока, хотя работающие блоки продолжают функционировать в оптимальном тепловом режиме, поскольку изолированы друг от друга собственными топочными камерами. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2094708
Класс(ы) патента: F24H1/12
Номер заявки: 95104363/06
Дата подачи заявки: 28.02.1995
Дата публикации: 27.10.1997
Заявитель(и): Ревин Анатолий Иванович; Адинсков Борис Павлович
Автор(ы): Ревин Анатолий Иванович; Адинсков Борис Павлович
Патентообладатель(и): Ревин Анатолий Иванович; Адинсков Борис Павлович
Описание изобретения: Изобретение относится к области коммунальной и производственной теплоэнергетики и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений при помощи теплогенераторных установок.
Известны проточные водонагреватели, содержащие кожух, водяной и газовые трубопроводы, блок-кран, газовую горелку, топочную камеру, теплообменник и систему отвода продуктов сгорания (Рогозин А.С. Бытовая газовая аппаратура, эксплуатация и ремонт. Л. Недра, 1971, с. 99).
Недостатком данного устройства является низкая экономичность и недостаточная надежность работы. Это связано с наличием ручной настройки водонагревателя на тепловую нагрузку, соответствующую количеству расходуемой воды. При отсутствии настройки воды в теплонагревателе нагревается ниже требуемой температуры или перегревается с закипанием и выходом из строя теплообменника и водонагревателя в целом.
Для обеспечения экономичности и надежности работы водонагревателя необходимо его оснащение автоматической системой регулирования уровня нагрева теплоносителя.
В качестве подобной системы может быть приведена разработка Донецкого НПО "Газоаппарат" (авт. св. N 569814, кл. 24 H 1/12 от 25.08.77), которая описывает конструкцию, содержащую переключатель в виде двуплечего рычага с одинарным клапаном на одном плече и сдвоенном на другом. Водяной блок снабжен двумя мембранами, связанными штоком и перегородкой между ними, имеющей отверстие под шток, подключенный к системе управления.
Подобные устройства и способ регулирования температуры теплоносителя в них могут применяться успешно лишь в бытовых водонагревателях малой производительности, создание на этой основе мощных водонагревателей, используемых в системах горячего водоснабжения и отопления едва ли возможно, да и просто нецелесообразно.
Более современное решение водонагревателя отражено в разработке Главного СКТБ бытовой аппаратуры и Донецкого политехнического института ( авт. св. N 1.751.618, кл. 24 H 1/10 от 30.07.92). Водонагреватель содержит топку с газоходом, сообщенным со скрубберной камерой, снабженной расположенными в верхней и нижней частях последней соответственно устройством для подвода промежуточного теплоносителя и отсеком для его сбора, а также двухступенчатую поверхность его нагрева с патрубками развода и отвода, первая ступень которой расположена в топке, а вторая в скрубберной камере. Имеется поддон для сбора промежуточного теплоносителя в качестве которого выступает конденсат влаги продуктов сгорания. Вторая ступень поверхности нагрева выполнена в виде однотипных двухстенных секций, установленных с торцовым зазором относительно поддона.
Однако повышение КПД путем использования тепла конденсации влаги продуктов сгорания не может носить существенного характера из-за ограничений по отводу продуктов сгорания. Конструкцию отличает значительное увеличение материалоемкости, возрастает и общая поверхность нагрева элементов, работающих в неблагоприятных с точки зрения коррозии условиях, что не может не отразиться на общей эксплуатационной стойкости изделия.
Несколько более совершенную конструкцию отопительного водогрейного котла предложило ПО "Ровенский завод тракторных агрегатов" (авт. св. N 1643886 МКИ 24 H1/08 от 23.04.91 г. (основное изобретение). В ней повышение эффективности достигается путем увеличения поверхностей теплообмена. Секционный водоохлаждаемый теплообменник этого водогрейного котла выполнен в виде расположенных с зазором, соединенных между собой круглыми отбортованными отверстиями секций, внутри которых циркулирует вода. Боковые поверхности теплообменника перекрыты теплоизолирующими пластинами.
Конструкция защищена двумя дополнительными изобретениями: авт. св. N 1710957 от 07.02.92 и авт. св. N 1725035 от 07.04.92).
К числу недостатков этого решения следует отнести то, что при общем увеличении металлоемкости водонагревателя возможности эффективного регулирования температуры в нем значительно ограничены, что не отвечает в полной мере требованиям, предъявляемым в настоящее время к этому классу изделий.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является газовый модульный проточный водонагреватель типа SD 7100 французской фирмы "Сонье-Дюваль".
Водонагреватели SD 7100 спроектированы с учетом европейских стандартов, они получили достаточно широкое распространение. Их отличает повышенная механическая прочность, необходимая эксплуатационная надежность и приемлемая регулируемость.
Модуль SD 7100 содержит коробчатый металлический кожух, внутри которого закреплены трубопроводы воды и газовый трубопровод, прикрепленные к каркасу модуля. На трубопроводах установлены вентили.
Теплоноситель нагревается в трех нагревательных элементах, единичной производительностью 35000 ккал/ч, которые размещены под двумя горелочными устройствами, одно высокой, а другое в двое меньшей мощности, выполненными в виде атмосферных инжекционных горелок, каждая из которых имеет 21 горелочную насадку. Эти насадки выполнены из нержавеющего материала, что обеспечивает необходимую надежность и улучшенные условия сжигания газа.
Каждая горелка снабжена запальником с пьезоэлектрическим зажиганием и предохранительным клапаном с термопарой. Удаление дымовых газов осуществляется при помощи дымососа и дымоходов из нержавеющей стали. Кожух водонагревателя имеет съемные крышки, обеспечивающие доступ к теплообменникам. Дымоходы соединяются в раструб к дымоходам соседней секции. Модуль снабжен электрическим шкафом управления, в котором размещены системы управления подачей газа и работой дымососа. Вторичная обмотка трансформатора питает цепь электроклапанов малой пропускной способности двух газовых горелок с последовательно установленными термисторами системы безопасности теплогенераторов, реагирующей на недостаток воды или неисправность дымососа.
В системе автоматики предусмотрено закрытие клапана подачи газа в случае потухания запальника независимо от причины этого как только прекращается подача газа незамедлительно отключается и весь модуль теплогенератора.
На подающем трубопроводе установлено термосопротивление, выдающее сигнал, по которому отключается подача газа при помощи вентиля с электроприводом как только температура воды в подающем трубопроводе превышает 95oC.
Имеются системы управления, обеспечивающие надежность работы насосных агрегатов, контроль процесса горения, дымоудаления, защиту, безопасность и сигнализацию о состоянии основных систем теплогенератора.
В результате обеспечивается приемлемая надежность отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений при соблюдении норм безопасности как системы отопления, так и самого отопительного агрегата.
Водонагреватель приспособлен для отопления, приготовления горячей воды на бытовые нужды, подогрева воды плавательных бассейнов или сельскохозяйственного производства.
Производство водонагревателей на специализированном предприятии обеспечивает необходимое количество их исполнения за счет применения соответствующей оснастки и открывает возможность сервисного обслуживания.
Компоновка сборных элементов всей установки не требует наличия высококвалифицированных монтажников, что снижает общие расходы на сооружение источника тепла. Не требуется большой затраты времени и на обучение обслуживающего персонала.
Однако водонагреватель SD 7100 имеет ряд недостатков, основные из которых обусловлены его конструктивными особенностями, ориентированными на такой способ регулирования температуры теплоносителя, который не позволяет обеспечить минимальное отклонение от установленных режимов при сохранении высокой экономичности на каждом из них.
При наличии одной большой камеры, внутри которой и размещаются теплообменники с работающими горелками, при переходе на режим 50% мощности ухудшаются условия процесса горения, теплообмена и соответственно регулирование температуры теплоносителя. Это обуславливается большим разбавлением продуктов горения холодным воздухом, поступающим по всему сечению большой камеры и уменьшением в два и более раза объемного теплового напряжения.
Кроме того реальностью является неравномерное распределение тепловых напряжений по площади теплообменника и перекос температур в теплообменниках, который невозможно устранить. В результате снижается эксплуатационная надежность теплового модуля.
Водонагревателю присуща значительная инерционность процесса перехода от предвключенного состояния до выхода его на оптимальный режим работы, обусловленная ухудшением условий передачи тепла от горелок к теплообменникам.
При этом количество потерь тепла с уходящими газами неизбежно возрастает. Значительно и количество тепла, расходуемое на нагревание стенок камеры, а стало быть и помещения, в котором расположен водонагреватель. Стенки камеры воспринимают лучистую составляющую факелов, а потоки конвективного тепла участвуют в процессе теплопередачи на стенки камеры выше плоскости расположения горелок.
В силу указанных причин достигаемая величина КПД характерна только для условий 100% работы двух горелок, что составляет около 20% общего времени работы водонагревателя в реальных условиях эксплуатации. При регулировании нагрузки неоправданно возрастает расход газа, что совершенно неприемлемо в современных условиях.
При выходе из строя любой из двух горелок водонагреватель приходится полностью отключать, поскольку он теряет способность к регулированию температуры нагрева теплоносителя. Это говорит о недостаточной эксплуатационной надежности водонагревателя, поскольку дублирующие системы в нем фактически отсутствуют.
Использование в системе отвода продуктов горения дымососа сопряжено с дополнительным расходом электроэнергии и дополнительным снижением эксплуатационной надежности водонагревателя. Дымососу приходится работать в тяжелых температурных условиях, а доступ к нему при ремонтных работах достаточно сложен, поэтому предпочтительней ориентация на естественную тягу, исключающую применение электромотора.
Отмеченные недостатки затрудняют условия регулирования теплового режима в целях обеспечения требуемой температуры теплоносителя на выходе из теплообменника независимо от того на какой нагрузке работает система отопления или горячего водоснабжения здания или сооружения.
С учетом освоенных в нашей стране материалов и комплектующих, состояние сервисного обслуживания и диапазона колебаний температуры окружающей среды можно утверждать, что предложенная фирмой "Сонье-Дюваль" газовый проточный модульный водонагреватель не в состоянии удовлетворить отечественных потребителей в полной мере. Поэтому возникает необходимость в техническом решении, основанном на более высоком уровне инженерной проработки, с экономичностью регулируемости и эксплуатационной надежностью, превышающей ту, которая достигнута в водонагревателях фирмы "Сонье-Дюваль", при сохранении присущих им преимуществ.
При этом следует принимать во внимание и уже накопленный в нашей стране опыт изготовления и эксплуатации теплотехнических объектов, чтобы переучивание специалистов не носило бы слишком радикального характера, что удорожает стоимость системы отопления и горячего водоснабжения, монтируемой из блоков полнозаводской готовности.
Цель изобретения повышение экономичности водонагревателя за счет стабилизирования заданной температуры теплоносителя в условиях цикличного регулирования величины и поверхности нагрева теплообменника и тепловой мощности газовых горелок водонагревателя в зависимости от реального потребления тепла в системе отопления и горячего водоснабжения при одновременном повышении общей надежности элементов оборудования, используемых в его составе.
На фиг. 1 изображен газовый водонагреватель, вид спереди со снятыми панелями; на фиг. 2 тоже, вид сбоку, на фиг. 3 представлен график регулирования тепловой мощности водонагревателя по заданной температуре теплоносителя, раскрывающий особенности способа регулирования водонагревателя.
Газовый водонагреватель содержит коробчатый металлический корпус 1, внутри которого расположены подающий 2 и обратный 3 коллекторы теплоносителя, на которых размещена соответствующая арматура и исполнительные механизмы, обеспечивающие процесс регулирования тепловой мощности водонагревателя.
Газовый коллектор 4 с вентилями и управляющими клапанами обеспечивает подвод газа, за счет сжигания которого подогревается теплоноситель. Нагревательный элемент выполнен в виде совокупности идентичных блоков 5, 6, 7, 8 сотового расположения, каждый из которых имеет собственный теплообменник 9, камеру горения 10 и горелку 11.
Одинаковые линейные размеры теплообменника и горелки, которые расположены по всему сечению топочной камеры, равномерность горения и малые поперечные размеры камеры обеспечивают высокую равномерность распределения тепловых напряжений и температур по всей поверхности нагрева теплообменника, что гарантирует повышение эксплуатационной надежности водонагревателя, его устойчивую работу на всех режимах.
Элементы 9-11 повторяются в каждом из тепловых блоков 5-8. Трубопроводы подвода воды и газа к каждому из тепловых блоков и арматура, размещенная на них, идентичны для каждого из блоков, поэтому в дальнейшем их оцифровка осуществляется только один раз, в предположении, что на остальных блоках они также установлены.
Отвод продуктов сгорания обеспечивается за счет естественной тяги общей дымовой коробкой 12, размещенной над тепловыми блоками 5-8.
На верхней крышке корпуса размещен дымовой патрубок 13. Система автоматики, обеспечивающая подачу или отключение газа в каждый блок, управление насосами, системой защиты, безопасности и сигнализации расположена в шкафу 14. Газопроводы 15 с электромагнитными клапанами 16 обеспечивают подвод газа от газового коллектора 4 к тепловым блокам 5, 6, 7, 8. Управление клапанами 16 осуществляется системой автоматики, расположенной в шкафу 14.
По трубопроводу 17 осуществляется подвод теплоносителя от обратного коллектора 3 к теплообменникам 9 тепловых блоков, а отвод теплоносителя в подающий коллектор 4 из теплообменников осуществляется по трубопроводу 18.
Соединение нескольких водонагревателей в единую теплогенераторную установку повышенной теплопроизводительности обеспечивается за счет установки на газовом коллекторе фланцев 19 и фланцев 20. на обратном 3 и подающем 4 коллекторах теплоносителя.
Первоначальный и технологический (в процессе работы) розжиг горелок 11 осуществляется от запально-пилотной горелки 21, соединенной с газовым коллектором 4 газопроводом 22 через электромагнитный клапан 23.
На подающем коллекторе теплоносителя 2 установлен задатчик температуры теплоносителя 24, по сигналам которого обеспечивается установка (задание) требуемого температурного уровня теплоносителя, а по отклонениям сигнала от установленного уровня обеспечивается контроль и стабилизация температуры теплоносителя при помощи соответствующего манипулирования элементами управления водонагревателя.
За счет симметричного размещения элементов водонагревателя внутри коробчатого металлического корпуса 1 удается использовать ограниченный объем достаточно рационально без перегрузки опорной рамы. Кроме того тепловые потоки, возникающие выше плоскости размещения горелок 11 не ведут к локальному перегреву отдельных частей стенок корпуса. По той же причине благодаря съемным панелям корпуса 1 удается обеспечить простоту монтажа и эксплуатации водонагревателя.
При раскрытии сущности способа регулирования температуры теплоносителя газового водонагревателя (фиг. 3) использованы следующие условия обозначения (фиг. 4).
Предложенный газовый водонагреватель работает следующим образом.
Теплоноситель из обратного трубопровода системы теплоснабжения потребителя подается насосной установкой под давлением в коллектор 3, из которого по трубопроводам 17 направляется в теплообменник 9 каждого из тепловых блоков 5-8. В теплообменниках 9 теплоноситель отбирает тепло от высокотемпературных продуктов сгорания и направляется в подающий коллектор 2, соединенный с подающим трубопроводом системы теплоснабжения потребителя.
Через газовый коллектор 4 к газовым горелкам 11 каждого из тепловых блоков 5-8 подается газ, расход которого регулируется электромагнитными клапанами 16.
Запально-пилотная горелка 21, работающая на постоянном режиме, питается по газопроводу 22, снабженному электромагнитным газовым клапаном 23.
Задатчик температуры 24, установленный на выходе из водоподогревателя, настраивается на требуемую температуру теплоносителя в зависимости от условий внешней среды и реальной потребности в горячей воде.
При пуске водоподогревателя в работу теплоноситель из обратного коллектора 3 по трубопроводу 17 попадает в теплообменники 9 тепловых блоков, а из них в подающий коллектор 2 проходя по всем тепловым блокам 5, 6, 7 и 8.
По команде с блока управления 14 открывается клапан 23, подается газ и зажигается запально-пилотная горелка 21. По следующей команде с блока управления разжигаются последовательно газовые горелки 11 каждого из тепловых блоков 5-8. Газ в смеси с воздухом зажигается на горелочной насадке горелки 11 в основании камеры горения 10 каждого из тепловых блоков и сгорает в объеме камеры горения 10.
Высокотемпературные продукты горения выходят из камеры 10, проходят через теплообменник 9 и нагревают теплоноситель, циркулирующий внутри теплообменника 9. Нагретый теплоноситель по трубопроводам 18 направляется в коллектор 2 и по нему попадает в систему теплоснабжения потребителя.
Дымовые газы выходят из теплообменника 9 в дымовую коробку 12, из нее в дымовой патрубок 13, а далее поступают в дымоход.
Аналогичные процессы имеют место во всех тепловых блоках 6, 7, 8.
Задатчик температуры 24 осуществляет контроль заданной температуры, направляя сигналы в блок управления 14.
При полной нагрузке V (фиг. 3) на водонагреватель включены все блоки 5-8, что обеспечивает поддержание температуры теплоносителя близко к заданной.
В этом случае необходимая тяга как и отвод дымовых газов обеспечивается геометрическим напором (тягой) разности температур дымовых газов и температуры наружного воздуха на оголовке дымовой трубы. При работе всех четырех тепловых блоков 5-8 достигается наибольшая температура, имеет место наивысшая тяга, соответствующая наибольшему количеству образующихся дымовых газов.
Однако работа на полной нагрузке не может носить устойчивого характера из-за тех или иных колебаний потребности, а потому неизбежно происходит ее падение, например, до 75%
Это приводит к тому, что температура теплоносителя в подающем коллекторе 2 поднимается выше значения, установленного задатчиком 24. По команде из блока управления 14 срабатывает электромагнитный клапан 16 на газопроводе 15, блока 8, отключая газовую горелку этого блока. Это приводит к уменьшению теплового потока на величину около 25% общей мощности водонагревателя.
Падает рост температуры теплоносителя, обусловленный снижением температуры нагреваемой среды в камере горения 10 теплового блока 8, падает и температура дымовых газов в дымовой камере 12. Соответственно новому значению нагрузки на водонагреватель, уменьшается и величина тяги в нем. И при всем том работающие блоки 5, 6, 7 продолжают функционировать в оптимальном тепловом режиме с высоким КПД поскольку они изолированы друг от друга собственными топочными камерами. Отключенный тепловой блок 8 не оказывает негативного влияния на КПД всего водонагревателя. Хотя имеет место уменьшение теплового потока к теплоносителю.
Поработав некоторое время в новом установившемся режиме водонагреватель может оказаться перед необходимостью еще одного понижения температуры теплоносителя или перед необходимостью повышение ее. Для повышения достаточно включить блок 8 снова в работу, для понижения приходится отключить и блок 7, оставляя работающими только блоки 5 и 6. Горелки соответствующих тепловых блоков будут работать до тех пор, пока температура теплоносителя не достигнет заданного значения, определенного датчиком 24.
При снижении нагрузки на водонагреватель еще на 30-40% вслед за выключением блоков 8 и 7 возникает потребность в отключении 6-го блока на определенное время пока температура теплоносителя не снизится настолько, что вновь появится необходимость во включении одного из блоков.
При снижении температуры ниже заданного предела (из-за возрастания нагрузки) по сигналу задатчика 24 блок управления 14 будет включать в работу последовательно тепловой блок 6, затем 7, а затем и 8. Все четыре блока будут работать одновременно до тех пор, пока температура теплоносителя не достигнет заданного значения. При этом на всех нагрузках водонагреватель будет работать на экономичных режимах с высоким КПД при минимальной инерционности переходных процессов регулирования тепловой мощности.
По существу речь идет о возникновении обратной связи в системе потребитель-водонагреватель.
За счет применения конструктивных решений (сотовое размещение горелок прежде всего) удалось значительно уменьшить негативное влияние неравномерности температурного поля на всю конструкцию в целом, что позволяет говорить о качественно отличном способе регулирования температуры теплоносителя, для иллюстрации которой представлен график регулирования тепловой мощности водонагревателя по заданной температуре (фиг.3).
На оси ординат приведенного графика показано изменение нагрузки (потребляемой мощности) в системе теплоснабжения, которое требует от автоматики водонагревателя адекватной реакции для поддержания температуры в помещениях или в кранах горячего водоснабжения.
На оси абсцисс представлена мощность водонагревателя, изменение которой является реакцией на внешнее воздействие.
В процессе реализации отмеченного способа имеют место следующие режимы работы тепловых блоков, определяющие по существу способ регулирования температуры его теплоносителя (фиг.3).
Режим 1 нагрузка на водонагреватель близка к нулю, отключены все четыре тепловых блока 5, 6, 7, 8, горит только запальная горелка, обеспечивая готовность к последующему включению блоков.
Режим II нагрузка на водонагреватель возрастает до значений около 25% это приводит к включению а работу теплового блока 8. На данном режиме водонагреватель генерирует мощность около 25% вплоть до стабилизации температуры теплоносителя поскольку необходим запас мощности.
Режим III нагрузка возрастает до значения около 50% включаются два тепловых блока 7, 8 и работает вплоть до достижения момента стабилизации температуры теплоносителя, удовлетворяющей потребности потребителя.
Режим IV нагрузка возрастает до значения около 75% это служит сигналом для включения еще одного теплового модуля 6, одновременно работают три тепловых блока 6, 7, 8 вплоть до стабилизации температуры теплоносителя, если она возможна на этих условиях.
Режим V при нагрузке около 100% Одновременно работают все четыре блока 5, 6, 7, 8 до тех пор, пока не стабилизируется температура, установлена по задатчику температуры. Как только нагрузка на водонагреватель падает, немедленно повышается температура теплоносителя, что является основанием для включения процесса регулирования в обратную сторону через режимы V IV III II до тех пор, пока не будет достигнуто расновесие на новом реальном уровне.
Необходимо особо подчеркнуть, что выход на тот или иной режим через промежуточные ступени в сторону увеличения или уменьшения температуры теплоносителя обуславливается заданным заранее значением температуры с определенным интервалом включения и установившейся нагрузкой, обуславливаемой потреблением тепловой энергии на те или иные нужды. При этом средством, обеспечивающим достижение необходимого в данном случае режима является изменение расхода топлива, а не регулирования нагретого теплоносителя, смешиваемого с холодной водой.
Подобный подход предпочтителен в силу достигаемой экономии газа и электроэнергии затрачиваемой на работу насосов.
Кривая изменения температуры теплоносителя в указанных координатах представлена в виде двух волнообразных линий размещенных относительно прямой относительной температуры, линейный характер которой соответствует идеальному случаю.
При этом сплошная кривая соответствует изменению относительной температуры по предложенному способу при сотовом размещении горелок, а штриховая линия соответствует изменению относительной температуры по способу реализованному в прототипе (фирма "Сонье-Дюваль") при 50% регулировке мощности.
Как видно из графика, иллюстрирующего предложенный способ, реальное значение температуры теплоносителя соответствует заданной температуре при изменении нагрузки в достаточно узком интервале, тогда как при способе регулирования температуры теплоносителя, используемой в прототипе наблюдается значительно большая амплитуда колебаний.
Фактически мощность модуля SD 7100 регулируется только от 100% нагрузки до 50% нагрузки с уменьшением давления газа перед обеими горелками. Горелки в этом случае работают в общей топочной камере и при снижении нагрузки до 50% резко снижается температура в камере, ухудшается процесс теплопередачи и падает КПД модуля.
К числу преимуществ предложенного технического решения следует отнести.
Возможность работы водонагревателя на оптимальном тепловом режиме с одинаково высокими КПД при любых изменениях нагрузки как индивидуально, так и в сочетании с другими аналогичными блоками.
Малую инерционность по тепловому режиму с широким диапазоном регулирования мощности, определяемую малой идентичной мощностью составляющих целое блоков, обладающих в силу этого и малой инерционностью.
Высокую точность поддержания заданной температуры теплоносителя с эффективной обратной связью процесса его регулирования.
Возможность эффективной работы на достаточно высокой нагрузке при выходе из строя единичного теплового блока, который может ремонтироваться без остановки работы водонагревателя. Эффективное удаление продуктов сгорания без использования дымососа.
Оптимизацию условий работы теплообменника за счет равномерности распределения тепловых напряжений и температуры по всей поверхности теплообменника укороченной длины.
Обеспечение стабильности работы водонагревателя на основе отечественных материалов и комплектующих при отечественном уровне развития сервисного обслуживания, что позволяет иметь существенное преимущество на внутреннем рынке.
При сопоставительных испытаниях с прототипом предложенный водонагреватель будет при обслуживании равных по площади помещений расходовать значительно меньше газа и электроэнергии, кроме того он будет работать и при таких условиях окружающей среды (минусовая температура), при которых прототип вряд ли справится с нагрузкой.
Стоимость водонагревателя будет значительно меньше стоимости аналогичного зарубежного изделия.
Формула изобретения: 1. Газовый водонагреватель, содержащий коробчатый металлический кожух, внутри которого расположены подающий и обратный трубопроводы теплоносителя с арматурой, газовый трубопровод с вентилями и управляющими клапанами, нагревательный узел в виде камеры горения, в котором размещены теплообменник, запальная и рабочая горелки, расположенный под дымовой коробкой, обеспечивающий удаление продуктов сгорания, снабженный системой автоматики и безопасности, отличающийся тем, что в нем нагревательный узел выполнен в виде совокупности идентичных блоков сотового расположения, каждый из которых имеет собственный теплообменник, камеру горения и горелку с отводом продуктов сгорания в общую дымосборную камеру и дымовую трубу, а система автоматики обеспечивает подачу или отключение газа в каждый блок по заданной программе от датчика температуры, установленного в подающем трубопроводе теплоносителя.
2. Способ регулирования температуры теплоносителя, содержащий совокупность операций, обеспечивающих изменение температуры нагреваемого теплоносителя, осуществляемых по сигналам температурного датчика, преобразуемых в блоке управления, отличающийся тем, что измеряют температуру теплоносителя в подающем трубопроводе, сравнивают результаты измерения с заранее установленным значением температуры и в случае несовпадения сравниваемых величин последовательно заданной программе и интервалам отключают или включают подачу топлива в тепловые блоки, обеспечивая достижение заранее заданной температуры теплоносителя и ее стабилизацию за счет изменения расхода топлива по отдельным тепловым блокам, входящим в состав единого нагревательного узла.