Побутовий нагрівальний агрегат (варіанти)

Корисна модель відноситься до теплоенергетики, зокрема до комбінованої побутової те хніки і може бути використана одночасно як для готування і розігріву їжі, так і для гарячого водопостачання і/чи опалення будьякого приміщення і бути замінником центральної опалювальної системи. Відома побутова газова плита, що містить корпус, що включає постачений решітками відкидний стіл з розміщеними на ньому варильними газовими пальниками, на лицьовій стороні якого закріплена Панель керування, під якою розташована духова ша фа з пальниками, а під нею міститься порожня господарча шафа (див., наприклад. Плита газовая бытовая GEFEST. Руководство по эксплуатации 1100.00.0.000 РЭ, Беларусь, г. Брест, 2002г.). Недоліком відомої побутової газової плити є її застосування тільки для готування і розігріву їжі, що обмежує її функціональні можливості. Найбільш близьким з відомих технічних рішень до пропонованого, прийнятим як прототип, є відома побутова газова плита, що містить каркас з розміщеними на ньому пальними і запірними пристроями, постаченими решітками відкидний стіл, на лицьовій стороні якого закріплена панель керування, з'єднана з витяжним патрубком духова шафа з пальниками, яка обладнана терморегулятором і автоматикою безпеки по горінню, газовий колектор з пробковими кранами, змонтований над камерою горіння духової ша фи і відділений від нього перегородкою сушильна шафа і пристрій електророзжигу, у якій дверцята духової шафи виконана знімною, постачена вгорі і внизу жалюзійними отворами, отвори для проходу гарячих газів у духову ша фу з камери горіння виконані в його дні уздовж бічних стінок, а відбортовка вхідного прорізу лицьової панелі духової ша фи в місці стикування з дном виконана під кутом 25-30°, при цьому відношення площі приточних отворів поду її до площі отворів кожної з верхнього і нижнього пальників дорівнює 8-12, а площа кожного ряду жалюзійних отворів дверцята духової шафи до вн утрішньої поверхні самих дверцят дорівнює 0,01-0,012 (див., наприклад, патент RU № 2052175 СІ, МПК6 F24С 3/00, заявл. 11.03.92, опубл. 10.01.96, Бюл.№ 1). Для прототипу і побутового нагрівального агрегату, що заявляється, загальними є наступні суттєві ознаки: корпус, що включає стіл з розміщеними на ньому щонайменше однією варильною електричною конфоркою чи газовим пальником, панель керування, під якою розташована одна чи більш порожня ємність з не менш одним елементом нагрівання теплоносія. Однак відоме конструктивне рішення пристрою, обраного як прототип, має обмеженість застосування тільки для готування і розігріву їжі й у недостатньому ступені реалізує свої можливості, у тому числі економічні. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення побутового нагрівального агрегату, у якому за рахунок його постачання опалювальним водогрійним пристроєм з патрубками для його підключення до системи опалення і/чи водопостачання, досягається розширення функціональних можливостей агрегату і забезпечення його компактності при збереженні всіх основних характеристик, що приводить до підвищенню комфортності і зручності експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що в побутовому нагрівальному агрегаті, який містить корпус, що включає стіл з розміщеними на ньому щонайменше однією варильною електричною конфоркою чи газовим пальником, панель керування, під якою розташована одна чи більш порожня ємність з не менш одним елементом нагрівання теплоносія, відповідно до корисної моделі, агрегат постачений опалювально-водогрійним пристроєм теплоуловлювачі з'єднані з поверхнею теплообмінного контур у опалення і/або теплообмінного контуру нагріву води опалювально-водогрійного пристрою за допомогою зварового шва; теплообмінний контур опалення опалювально-водогрійним пристрою виконаний у виді водяного об'єму, що оточує камеру згоряння і/або газохід; теплообмінний контур опалення і/або теплообмінний контур нагріву води опалювально-водогрійного пристрою виконаний у виді не менш одного теплообмінника з розвитими поверхнями; зверху опалювально-водогрійного пристрою встановлена теплоізоляційна прокладка; опалювальний водогрійний пристрій має зовнішній теплоізоляційний шар. У результаті використання корисної моделі по двох варіантах, що заявляються, забезпечується одержання технічного результату, що полягає в розширенні функціональних можливостей агрегату і забезпечення його компактності при збереженні всіх основних характеристик. Між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Постачання побутового нагрівального агрегату опалювальним водогрійним пристроєм з патрубками для його підключення до системи опалення і/або водопостачання, розташованим в одній із порожніх ємностей, при цьому опалювальний водогрійний пристрій містить теплообмінний контур опалення і/або теплообмінний контур нагріву води з теплоносієм, камеру згоряння, газохід, димовий патрубок і блок керування та контролю, дозволяє створити компактний комбінований агрегат, що дозволяє здійснювати як готування і розігрів їжі, так одночасно й здійснювати опалювання приміщення і/або гаряче водопостачання, тобто бути замінником центральної опалювальної системи і централізованої системи гарячого водопостачання. У випадку виконання теплообмінного контуру опалення і/або теплообмінного контуру нагріву води опалювально-водогрійного пристрою у виді теплообмінника з теплоуловлювачами будь-якої форми, теплопровідність матеріалу яких дорівнює чи вище теплопровідності матеріалу теплообмінника, і розміщення теплоуловлювачів, переважно, у високотемпературній області опалювально-водогрійного пристрою, досягається зростання теплопродуктивності опалювально-водогрійного пристрою і зниження витрати палива, що підвищує теплопродуктивність опалювально-водогрійного пристрою. Виконання теплоуловлювачів з міді чи її сплавів сприяє прискореному нагріванню теплоуловлювачів і перерозподілу теплової енергії в камері згоряння і газоході, що приводить до підвищення інтенсивності теплопередачі від гарячих газів чи полум'я до теплоносія (воді) і в результаті - до підвищення інтенсифікації теплообміну в цілому і швидкому нагріванні теплоносія при мінімальних витрата х палива. Розташування теплоуловлювачів, переважно у високотемпературній області опалювального водогрійного пристрою, і їхнє з'єднання з поверхнею теплообмінного контуру за допомогою звареного шва, за рахунок чого здійснюється додаткова передача тепла скрізь зварений шов, що збільшує теплообмін, в цілому також приводить до підвищення інтенсифікації теплообміну в цілому і швидкому нагріванні теплоносія при мінімальних витратах палива. Крім того, виконання теплообмінного контур у опалювального водогрійного пристрою у виді водяної сорочки, що оточує топку і газохід, приводить до швидкого нагрівання теплоносія при мінімальних витратах палива. Виконання теплообмінного контуру опалювального водогрійного пристрою у виді системи розвитих поверхонь теплообмінників прискорює нагрівання теплоносія і підвищує теплопродуктивність пристрою і скорочує витрати палива. Виконання теплообмінного контуру опалювального водогрійного пристрою у виді водяної сорочки з трубами, постаченими мідними теплоуловлювачами також приводить до прискореного нагрівання теплоносія при мінімальних витратах палива. Постачання зверху опалювального водогрійного пристрою теплоізоляційною прокладкою дозволяє виключити нагрівання столу з розміщеними на ньому щонайменше однією конфоркою чи пальником і панеллю керування, що підвищує комфортність агрегату при експлуатації. Постачання опалювального водогрійного пристрою зовнішнім теплоізоляційним шаром дозволяє виключити нагрівання корпусу всього агрегату. Таким чином, запропонована сукупність загальних і відмінних суттєви х ознак, об'єднаних єдиним винахідницьким задумом, дозволяє при реалізації тільки об'єкта корисної моделі як єдиного цілого для кожного варіанту досягти єдиний технічний вищесказаний результат. Теплоносієм в опалювальному водогрійному пристрої є вода й інші рідини. Корисна модель, що заявляється, може бути реалізована в різних конструкціях. Наприклад, камера згоряння може оточувати обсяг чи теплоносія навпаки, коли камера згоряння знаходиться в його обсязі. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг.1 схематично зображено загальний вид пропонованого побутового нагрівального агрегату, а на фіг.2 - його вид збоку з розрізом та прикладом виконання опалювальноводогрійного пристрою по першому варіанту, а на фіг.3 - також його вид збоку з розрізом та прикладом виконання опалювально-водогрійного пристрою по другому варіанту. Побутовий нагрівальний агрегат по першому варіанту містить корпус 1, що включає стіл 2 з розміщеними на ньому щонайменше однією варильною електричною конфоркою чи газовим пальником 3, панель керування 4, під якою розташована одна чи більш порожня ємність 5 (наприклад, духовка) з не менш одним елементом нагрівання теплоносія 6 (газовим пальником чи теплоелектричним нагрівачем - ТЕНом). Агрегат постачений опалювальноводогрійним пристроєм 7 з патрубками для його підключення до системи опалення і/або водопостачання (на схемі не показані), який розташований у нижній порожній ємності 8. При цьому опалювально-водогрійний пристрій 7 містить теплообмінний контур опалення 9 і/або теплообмінний контур нагріву води 10 з теплоносієм, камеру згоряння 11, де відбувається згоряння палива, газохід 12, по якому проходять нагріті гази, димовий патрубок 13, що відводить відпрацьовані гази, і блок керування та контролю процесу (на кресленні не показаний). Побутовий нагрівальний агрегат по другому варіанту відрізняється від першого варіанта тільки тим, що опалювальний водогрійний пристрій 7 з патрубками для його підключення до системи опалення і/або водопостачання, розташований у порожній ємності 5, знаходиться безпосередньо нижче панелі керування 4. Цей варіант доцільний, коли відсутня потреба в наявності порожньої ємності, наприклад духовки або господарчої шафи. У випадку використання газового палива для нагрівання теплоносія для опалення і/або водопостачання у нижній частині камери згоряння 11 розміщується не менш один елемент нагрівання теплоносія 14, виконаний, наприклад як газовий пальник. Коли використовується інший вид палива, наприклад тверде паливо: дрова або вугілля, то воно теж розміщується унизу камери згоряння 11. Теплообмінний контур опалення і/або теплообмінний контур нагріву води опалювально-водогрійного пристрою 7 може бути виконаний у виді теплообмінника з тепло уловлювачами 15 будь-якої форми, теплопровідність матеріалу яких дорівнює чи вище теплопровідності матеріалу теплообмінника, при цьому теплоуловлювачі розташовані, переважно, у високотемпературній області опалювально-водогрійного пристрою 7. Наприклад, теплообмінник може бути виконаний як мідний ореберний теплообмінник, а саме як не менш одна мідна труба з розміщеними на ній теплоуловлювачами, наприклад мідними пластинами, які можуть бути надіти на неї, або виконані як одно ціле з нею. Теплообмінний контур опалення опалювально-водогрійного пристрою 7 може бути виконаний також у виді водяної сорочки з трубами, постаченими теплоуловлювачами 15. У вище приведених прикладах виконання теплообмінних контурів теплоуловлювачі 15 можуть бути виконані з міді чи її сплавів. Теплоуловлювачі 15 можуть бути з'єднані з поверхнею теплообмінного контуру опалення і/або теплообмінного контуру нагріву води опалювально-водогрійного пристрою за допомогою зварового шва. Теплообмінний контур опалення опалювально-водогрійним пристрою 7 може бути виконаний у виді водяного об'єму, що оточує камеру згоряння 11 і/або газохід 12, наприклад як АОГВ (автомат опалювальний газовий водогрійний). Теплообмінний контур опалення і/або теплообмінний контур нагріву води опалювальноводогрійного пристрою 7 може бути виконаний у виді не менш одного теплообмінника з розвитими поверхнями, що збільшує теплообмінну поверхню та теплопродуктивність опалювально-водогрійного пристрою. Наприклад, такий теплообмінник може бути виконаний як набір вертикально близько розташованих секцій з теплоносієм. У випадку, коли необхідно вилучити нагрів верхньої частини агрегату від опалювально-водогрійного пристрою, зверху його встановлюють теплоізоляційну прокладку (на кресленні не показана). Для здійснення повної теплоізоляції опалювально-водогрійного пристрою він може мати зовнішній теплоізоляційний шар (на кресленні не показаний). Пропонований побутовий нагрівальний агрегат, таким чином, складається з декількох частин: власне газової печі з конфорками (електричними) чи пальниками (газовими) 3, духовки 5 (у випадку першого варіанта) для готування і розігріву їжі, і опалювального водогрійного пристрою 7 для забезпечення теплопостачання і/або гарячого водопостачання, які являють в цілому єдиний комбінований агрегат. Побутовий нагрівальний агрегат працює таким чином. Перед включенням побутового нагрівального агрегату необхідно підключити його в електромережу і/чи до джерела подачі газу. При цьому, опалювально-водогрійний пристрій 7 попередньо підключають через ^патрубки до системи опалення і/або водопостачання, наприклад до квартирного. Побутовий нагрівальний агрегат підключений і готовий до роботи. Для двох варіантів пропонованої корисної моделі для готування їжі на конфорках (електричних) чи пальниках (газових) 3 стола 2, що встановлений на корпусі 1, за допомогою ручок на панелі керування 4 здійснюють розігрів конфорок чи підпалювання газових пальників 3, установлюють на них ємності з продуктами, а потім регулюють необхідну температур у до го товності їжі. По першому варіанту пропонованого побутового нагрівального агрегату для готування їжі в духовці (порожній ємності 5) включають елемент 6 нагрівання теплоносія (наприклад, запалюють газовий пальник чи включають ТЕН), що знаходиться в порожній ємності 5. Після досягнення заданої температури теплоносія (повітря), установлюють в усередину духо вки, наприклад на лист, продукти чи ємність із продуктами і готують їх, керуючи температурою в духовці за допомогою органів керування на панелі 4. (У другому варіанті духовки немає). Для двох варіантів пропонованої корисної моделі для забезпечення теплопостачання і/або гарячого водопостачання (див.фіг.2 і 3) здійснюють підпалення елементів нагрівання теплоносія 14 (наприклад, газового пальника чи безпосередньо палива) в камері згоряння 11. Полум'я та гарячі гази, що утворюються при згорянні палива, поширюються в камері згоряння 11 і далі в газохід 12, вступають у контакт з теплообмінним контуром та, при наявності, теплоуловлювачами 15, і передають їм тепло. Нагрітий теплообмінний контур передає тепло теплоносію (воді), тим самим здійснюючи теплопостачання і/або гаряче водопостачання. Гази, що відробили, проходять через димовий патрубок 13 далі в димар. У разі наявності теплоуловлювачів 15, їх виконання міді чи її сплавів та наявності розвитих поверхонь теплообмінника, теплова енергія буде з найбільшою інтенсивністю передаватися теплоносію, тим самим швидко нагрівати його при мінімальній витраті палива, що приводить до підвищення теплопродуктивності пристрою. Таким чином, пропонований побутовий нагрівальний агрегат може бути використаний для здійснення декілька процесів: не тільки для готування і розігріву їжі, а і для нагрівання води для побутови х цілей, так і для опалення приміщення, а також спільно для нагрівання води й опалення приміщення. Побутовий нагрівальний агрегат, що заявляється, вигідно відрізняється від існуючих і забезпечує при використанні наступні переваги: компактність агрегату при його невеликих габаритах і декілька функціональних можливостей при збереженні всіх основних характеристик та зручності експлуатації; можливість індивідуального одержання необхідної температури повітря в будь-якому приміщенні і постійному забезпеченні гарячою водою без додаткових громіздких пристроїв; незалежність від централізованих систем опалення і гарячого водопостачання, у тому числі і від стабільності їхньої роботи. По запропонованої корисної моделі були виготовлені дослідні зразки, які пройшли успішні випробування, що підтвердили одержання очікуваних те хнічного результату і позитивного ефекту.