Гідронний котел з удосконаленим теплообмінником

Реферат: Гідронний котел з удосконаленим теплообмінником, який містить топку, задню і передню стінки, газохід і водотрубний теплообмінник, утворений горизонтальними оребреними трубами, розташованими безпосередньо в топці в два шари паралельно один одному по окружности або овалу, причому в задній частині котла труби теплообмінника жорстко закріплені, а в передній частині виконані з можливістю вільного переміщення відносно передньої стінки котла. Котел постачений мікрофакельним пальником, який включає сітку з жаростійкого металу, активаторами відбору тепла, які розташовані навколо труб теплообмінника, та двома колекторами, які розташовані у топці котла, причому один колектор прикріплений до передньої стінки з можливістю вільного переміщення, а інший колектор жорстко закріплений на задній стінці, та обидва колектори мають порожнини для циркуляції теплоносія, сполучені з трубами теплообмінника. UA 112443 U (54) ГІДРОННИЙ КОТЕЛ З УДОСКОНАЛЕНИМ ТЕПЛООБМІННИКОМ UA 112443 U UA 112443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель відноситься до водогрійних водотрубних котлів з примусовою циркуляцією теплоносія та багатоходовою схемою швидкісного проходження води через теплообмінник, і може бути застосована для опалення будівель, у тому числі шляхом використання транспортабельних та дахових котелень. З сучасного рівня техніки відомий водогрійний жаротрубний котел, що містить жарову трубутопку, конвективну газотрубну частину, причому в жаровій трубі-топці встановлено сітковий проміжний випромінювач, виготовлений у вигляді труби з суцільнозварних кілець, між якими натягнута сітка, вздовж всієї довжини випромінювача навитий дріт у вигляді спіралі для підтримки його натягу, випромінювач закріплено за допомогою шести ребер, приварених до кілець на рівній відстані одне від одного, а з фронтального боку випромінювача до ребра приварено фіксатор для запобігання переміщенню вогневої труби відносно жарової, при цьому сітка і кільця випромінювача виконані з нержавіючої сталі, а діаметр випромінювача і його довжина відповідно менші за діаметр і довжину жарової труби. (патент UA 95495 C2, опубліковано 10.08.2011 р. у Бюл. № 15). Вказаний аналог має недоліки, притаманні жаротрубним котлам, а саме низький ККД, велику відносну питому металоємність і витрату палива, великий час виходу на номінальні параметри роботи, важкість очищення внутрішніх поверхонь нагріву від накипу, велику вибухонебезпечність та підвищені вимоги до якості живильної води, якій необхідна обов’язкова хімічна обробка для зменшення жорсткості. Окрім того недоліком аналогу є відносно невелика потужність та невеликий об’єм тепла, який виробляє жаротрубний котел, що робить неможливим використання аналогу для опалення великих споруд або великих житлових масивів. При цьому рівень навантаження, який може витримувати водогрійний жаротрубний котел, досить низький, що створює труднощі у забезпеченні безпеки роботи котла. Відомий прямоточний водогрійний котел на газовому паливі, який містить топку, на поді якої вздовж стін розміщені і з'єднані між собою горизонтальні колектори, а також в верхній частині топки - збірний вихідний колектор, в яких закріплені вертикальні топкові газощільні труби, верхня частина яких не газощільна, а на поді топки посередині розміщений щілинний пальник з вихідним вікном, і в кожній з двох сторін топки котла між газощільними вертикальними топковими трубами і внутрішніми стінами котла розміщені конвективні газоходи, в кожному з яких розташовані конвективні прямі горизонтальні труби, закріплені в вертикальних колекторах, а в фундаменті, на якому встановлений котел, виконані газові лежаки, з'єднані з конвективними газоходами, а також канал для подачі повітря до пальника, при цьому вхідні і вихідні кінці конвективних прямих горизонтальних труб закріплені одночасно по два ряди в одному колекторі в шаховому порядку і вихідне вікно щілинного пальника виконано на рівні розташування горизонтальних колекторів, а відстань між поверхнями конвективних прямих горизонтальних труб і газощільними вертикальними топковими трубами, з однієї сторони, і внутрішніми поверхнями бокових стін котла, з іншої сторони, і між самими трубами однакова, і ширина конвенктивних газоходів і газових лежаків також однакова (патент UA 111265 С2, опубліковано 11.04.2016 р. у Бюл. № 7). Вказаний аналог має недоліки, притаманні прямоточним водогрійним котлам, а саме високу частоту вмикання та вимикання пальників та відсутність акумулюючих водяних і парових ємностей. Ці чинники зумовлюють працю котла у режимі регульованої подачі палива та коливання режиму навантаження, що призводить до передчасного зносу автоматики контролю і регулювання. Окрім того недоліком аналогу є те, що часті вмикання та вимикання часті пальників призводять до виділення і відкладення сажі, яку необхідно регулярно видаляти з поверхонь нагріву. Режим частих включень і відключень пальників призводить до перевитрати палива, оскільки при кожному включенні топкова камера з метою безпеки вентилюється свіжим повітрям. Разом з тим недоліком аналогу є те, що живильні насоси для прямоточних котлів вимагають додаткових витрат на подолання гідравлічного опору при проходженні пароводяного тракту. Складнощі в експлуатації створюють також високі вимоги щодо якості води, які пов'язані з неприпустимістю соляних відкладень в зоні теплообміну через відсутність системи продування і внутрішньої обробки води. Найближчим аналогом корисної моделі, що заявляється, є водогрійний котел, який містить топку, задню і передню стінки, газохід і водотрубний теплообмінник, утворений горизонтальними оребреними трубами, розташованими паралельно один одному безпосередньо в топці по колу або овалу й постачені відводами, колекторами обратки і подачі, а також патрубками обратки і подачі, причому в задній частині котла труби теплообмінника 1 UA 112443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 жорстко закріплені на задній стінці, а в передній частині закріплені на кріпильній пластині, виконаній з можливістю вільного переміщення по шпилькам відносно передньої стінки котла, при цьому труби теплообмінника постачені спіральними турбулізаторами і розташовані в два шари і попарно з'єднані відводами, які розгортають потік з труб зовнішнього шару в труби внутрішнього шару, причому труби зовнішнього шару з'єднані з колектором обратки, а внутрішнього - з колектором подачі, а газохід розташований у верхній частині котла (патент RU 2559109 C1, опубліковано 10.08.2015 р. у бюл. № 22). Недоліком найближчого аналога є неефективність та ненадійність його роботи внаслідок того, що сукупність конструктивних особливостей топки передбачає використання звичайного атмосферного факельного пальника для спалювання газоповітряної суміші. Даний пальник здійснює нерівномірне теплове навантаження на різні ділянки котла, що знижує ККД котла та у разі тривалого використання може призвести до несправностей у роботі котла та його ушкодження. Окрім того атмосферний факельний пальник характерний великим обсягом шкідливих викидів (у тому числі, азотистих сполук), що робить його використання небезпечним для довкілля. Також недоліком найближчого аналогу є його велика металоємність внаслідок конструктивних особливостей колекторів, а також неефективність роботи колекторів, оскільки колектори винесені за межі внутрішнього простору каркасу топки і фактично поєднані з каркасом топки лише за допомогою труб теплообмінника, що призводить до небажаних втрат теплової енергії. У випадку пошкодження труб теплообмінника у місцях їх поєднання з колекторами, котел в цілому потребуватиме тривалого та складного ремонту. Окрім того недоліком найближчого аналогу є великі габарити каркасу топки, які зумовлені конструктивними особливостями теплообмінника, що, у свою чергу, призводить до великих витрат матеріалів та використання великої площі для розміщення котла. Все це негативно впливає на вартість виробництва та зручність користування. Також незручним є відсутність автоматизованої системи управління роботою котла. Технічною задачею заявленої корисної моделі є створення гідронного котла з удосконаленою, порівняно з аналогами, конструкцією, зокрема, з удосконаленим теплообмінником. Рішення поставленої технічної задачі досягається тим, що гідронний котел з удосконаленим теплообмінником, який містить топку, задню і передню стінки, газохід і водотрубний теплообмінник, утворений горизонтальними оребреними трубами, розташованими безпосередньо в топці в два шари паралельно один одному по колу або овалу, причому в задній частині котла труби теплообмінника жорстко закріплені, а в передній частині виконані з можливістю вільного переміщення відносно передньої стінки котла, згідно пропозиції, постачений мікрофакельним пальником, який включає сітку з жаростійкого металу, активаторами відбору тепла, які розташовані навколо труб теплообмінника, та двома колекторами, які розташовані у топці котла, причому один колектор прикріплений до передньої стінки з можливістю вільного переміщення, а інший колектор жорстко закріплений на задній стінці, а обидва колектори мають порожнини для циркуляції теплоносія, сполучені з трубами теплообмінника. Також, згідно пропозиції, труби теплообмінника виконані з міді. Окрім того, згідно пропозиції, колектори виконані з чавуну. Разом з тим, згідно пропозиції, активатори відбору тепла виконані з нержавіючої сталі. Також, згідно пропозиції, сітка з жаростійкого металу мікрофакельного пальника виконана з вольфраму. Разом з тим, згідно пропозиції, гідронний котел з удосконаленим теплообмінником постачений пристроєм мікропроцесорного управління роботою котла. Технічний результат заявленого технічного рішення полягає у підвищенні ефективності, надійності роботи котла, економії палива та металу для виробництва його складових, безпечності котла для навколишнього середовища, зручності його технічного обслуговування та легкості його ремонту у разі пошкодження. Причинно-наслідковий зв’язок між суттєвими ознаками корисної моделі та очікуваним технічним результатом полягає у наступному. У сукупності суттєвих ознак заявленого гідронного котла з удосконаленим теплообмінником забезпечується підвищення ККД, стабільна робота заявленого котла при будь-якому рівні навантаження та характеристиках теплоносія, невеликий об’єм заявленого котла та невелика площа поверхні, яку він займає, при високому ККД та великому обсягу виробленої теплової енергії, короткий час виходу котла на виробничу потужність та, відповідно, короткий час нагріву теплоносія, мала матеріалоємність внаслідок відносної простоти конструкції, безпечність при 2 UA 112443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 перенавантаженні та пошкодженні теплообмінника, зручність користування та технічного обслуговування. Використання мікрофакельного пальника з сіткою з жаростійкого металу дозволяє повністю спалювати весь обсяг паливного газу без залишку, що дозволяє значно знизити обсяг шкідливих викидів та знизити витрати палива. Разом з тим, мікрофакельний пальник з сіткою з жаростійкого металу характерний стабільною роботою при зниженому тиску газу та при режимі роботи котла на мінімальній потужності. Крім того завдяки сітці з жаростійкого металу та активаторам відбору тепла теплове навантаження під час роботи котла рівномірно розподіляється по всім ділянкам гідронного котла, що підвищує ККД котла та, відповідно, підвищує ефективність та надійність його роботи. Використання двох колекторів, які розташовані у топці котла та мають порожнини для циркуляції теплоносія, поєднані з трубами теплообмінника в цілому спрощує конструкцію заявленого гідронного котла, дозволяє уникнути небажаних втрат теплової енергії і зменшити розмір гідронного котла та площу, яку він займає у відповідному приміщенні, що позитивно впливає на зручність обслуговування та легкість ремонту у разі пошкодження, забезпечує підвищення ККД. Окрім того внаслідок прискореної циркуляції теплоносія у порожнинах, виконаних у колекторах, значно зменшується час нагріву теплоносія, і, відповідно, прискорюється його подача до споживача. Окрім того виконання труб теплообмінника з можливістю вільного переміщення відносно передньої стінки котла, та виконання колектору, прикріпленого до передньої стінки з можливістю вільного переміщення, дозволяє компенсувати температурні деформації теплообмінника по довжині та уникнути ушкодження заявленого гідронного котла внаслідок вібрацій, які виникають під час роботи котла. Використання активаторів відбору тепла, розташованих навколо теплообмінника дозволяє інтенсифікувати відбір тепла з теплообмінника та збільшити ККД заявленого гідронного котла, а також прискорити нагрівання теплоносія. Виконання труб теплообмінника заявленого гідронного котла з міді, колекторів - з чавуну, активаторів відбору тепла - з нержавіючої сталі, а сітки мікрофакельного пальника - з вольфраму та циліндричної форми дозволяє досягти максимальної ефективності використання заявленого гідронного котла. Так використання міді як матеріалу для труб теплообмінника зумовлене підвищеним коефіцієнтом теплопередачі міді, що, відповідно, підвищує ККД котла, а також її стійкістю до електролітичної корозії, що робить використання мідних труб теплообмінника тривалим та безпечним без регулярного очищення внутрішніх поверхонь труб від накипу. Використання чавуну як матеріалу для колекторів зумовлене тим, що чавун має високу зносостійкість і антифрикційні властивості, малочутливий до зовнішніх концентраторів напружень, що забезпечує надійну та тривалу роботу котла при великих навантаженнях або перенавантаженні. При цьому чавун є відносно дешевим матеріалом, що дозволяє знизити вартість виробництва заявленого гідронного котла. Виконання активаторів відбору тепла з нержавіючої сталі завдяки фізичним та хімічним властивостям вказаного матеріалу дозволяє максимально ефективно упорядкувати процес теплообміну між теплообмінником та камерою згоряння котла, при цьому можливо уникнути корозійного пошкодження зовнішніх поверхонь теплообмінника та окремих його складових при тривалому використанні, максимальній вологості повітря у камері згоряння котла, аварійному пошкодженні теплообмінника. Виконання сітки мікрофакельного пальника з вольфраму зумовлює максимальну тривалість та надійність використання пальника, оскільки вольфрам є надзвичайно термостійким матеріалом (температура плавлення - 3422 С ), має високу корозійну стійкість (повільно окислюється при температурі червоного розжарення). Вказані властивості вольфраму дозволяють тривалий час піддавати вироби з нього впливу високої температури без пошкодження структури виробів, а також використовувати їх в умовах різкого перепаду температур та великої вологості повітря. Окрім того вольфрам характерний високою ковкістю, що полегшує виробництво сітки з вольфрамових нитей, яке не потребує складного обладнання і великих енергозатрат, що, відповідно, здешевлює пальник у цілому. Використання пристрою мікропроцесорного управління роботою котла позбавляє від необхідності постійного контролю за роботою гідронного котла та постійної присутності оператора у приміщенні, де розташований гідронний котел. Окрім того усі параметри роботи гідронного котла можуть бути введені або змінені за допомогою простих операцій з програмним забезпеченням пристрою мікропроцесорного управління без механічного втручання у систему подачі теплоносія або систему подачі палива та повітря. Також використання пристрою мікропроцесорного управління роботою котла дозволяє автоматично підтримувати задані 3 UA 112443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 параметри роботи котла. Все це робить використання заявленого гідронного котла простим та зручним, а також позбавляє від потреби у великій кількості обслуговуючого технічного персоналу. Конструкція та принцип роботи заявленого гідронного котла пояснюється за допомогою наступних зображень: Фіг. 1 - Схема конструкції гідронного котла з удосконаленим теплообмінником; Фіг. 2 - Схема конструкції теплообмінника заявленого гідронного котла; Фіг. 3 - Схематичне зображення теплообмінника заявленого гідронного котла у поперечному перерізі; Фіг. 4 - Зображення модульного поєднання трьох заявлених гідронних котлів. На Фіг. 1 схематично зображений переважний, але не виключний, варіант виконання заявленого гідронного котла з удосконаленим теплообмінником, який включає корпус 2, що має стінки у вигляді захисних декоративних панелей 4, зокрема передню стінку, на якій розташовані газохід 9, отвір для зливу конденсату 10, задню стінку, яка містить задню частину теплообмінника 1, та виконані у ребрах прорізі 11. У внутрішньому просторі корпусу котла 2 розміщений теплообмінник 1, у центральній частині якого розташований мікрофакельний пальник 3 та який з’єднаний з трубою подачі газового палива 6, вхідним патрубком 7 та вихідним патрубком 8. Корпус котла 2 встановлена на установчу раму 5. У переважному варіанті виконання корпус котла 2 має форму прямокутного паралелепіпеда, причому задня стінка має опуклий виступ 20, у якому розміщена задня частина теплообмінника 1. Внутрішній простір корпусу котла 2 є топкою, у якій розміщується теплообмінник 1 та відбувається процес згоряння палива та теплообміну між теплообмінником та теплоносієм. Під час роботи заявленого гідронного котла топка наповнюється сумішшю відхідних газів та атмосферного повітря. Крізь прорізі 11, виконані у ребрах корпусу котла 2, до топки потрапляє атмосферне повітря, яке охолоджує стінки котла та підживлює горіння палива у мікрофакельному пальнику 3. Конденсат вологи, яка міститься у атмосферному повітрі та осідає у топці під час роботи котла, виходить з топки через отвір для зливу конденсату 10. Відхідні гази, що є продуктами згоряння палива, яке поступає до теплообмінника 1, видаляються з топки через газохід 9. Захисні декоративні панелі 4 утворюють стінки корпусу котла 2 та виконані з можливістю зняття або відкриття. Захисні декоративні панелі 4 можуть бути виконані з нержавіючої сталі або твердого сплаву (наприклад, сплаву ванадію та хрому, титану та хрому) та вкриті фарбою, емаллю або іншим захисним покриттям. На поверхню захисних декоративних панелей 4 може бути нанесене маркування або інші зображення. У разі пошкодження теплообмінника 1 або виникнення необхідності у його огляді та ремонті, відповідна захисна декоративна модель знімається або відкривається для надання доступу до топки. По трубі подачі газового палива 6 газоподібне паливо потрапляє до теплообмінника 1, де відбувається його змішування з атмосферним повітрям та спалення. По вхідному патрубку 7 теплоносій потрапляє до теплообмінника 1, і, після нагрівання у теплообміннику 1, по вихідному патрубку 8 виходить з теплообмінника 1 та подається до споживачів. На Фіг. 2 схематично зображений переважний, але не виключний, варіант виконання теплообмінника заявленого гідронного котла, який включає розподільний колектор 12, який виконаний із поєднаними між собою порожнинами для циркуляції теплоносія А, Б, В, Г, Д, зворотний колектор 13, який має відповідні порожнини для циркуляції теплоносія (на кресленні не показані), розташовані паралельно по колу у два шари між вказаними колекторами труби теплообмінника 14, які оточують мікрофакельний пальник 3. Зовнішній шар труб теплообмінника 14 вкритий активаторами відбору тепла 15, які прикріплені до зовнішнього шару труб теплообмінника 14 за допомогою двох утримуючих пружин 16. Мікрофакельний пальник 3 поєднується з системою подачі палива, яка складається з камери зі змішувачем Вентурі 17 та камери з вентилятором з частотним регулюванням швидкості обертання 18. Порожнина для циркуляції теплоносія А розподільного колектора 12 поєднана з вхідним патрубком 7, а порожнина для циркуляції теплоносія Д поєднана з вихідним патрубком 8. Теплообмінник заявленого гідронного котла цілком розміщений у топці у горизонтальному положенні, причому розподільний колектор 12 прикріплений до передньої стінки корпусу котла, зворотний колектор 13 прикріплений до задньої стінки корпусу котла, а система подачі палива розташована у опуклому виступі корпусу 20. Обидва колектори мають рівну кількість порожнин для циркуляції теплоносія. У переважному варіанті виконання заявленого гідронного котла з удосконаленим теплообмінником обидва колектори виконані з чавуну та мають вісім порожнин для циркуляції теплоносія. Труби теплообмінника 14 розташовані між розподільним колектором 12 та зворотним 4 UA 112443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 колектором 13 та з’єднані з порожнинами для циркуляції теплоносія обох колекторів, причому з’єднання труб теплообмінника 14 з порожнинами для циркуляції теплоносія розподільного колектора 12 виконані з можливістю руху кінцевих частин труб теплообмінника 14 відносно перпендикуляру до площини передньої стінки корпуса котла, а з’єднання кінцевих частин труб теплообмінника 14 з порожнинами для циркуляції теплоносія зворотного колектора 13 виконані жорстко закріпленими. Труби теплообмінника 14 виконані оребреними для збільшення площі теплопередачі. Оребрення труб теплообмінника 14 має вигляд пластин з отвором у центральній частині, які можуть бути нанизані на вказані труби теплообмінника або виконані з трубами теплообмінника за одне ціле. У переважному, але не виключному, варіанті виконання труби теплообмінника 14 виконані з міді та мають діаметр 22 мм, а пластини оребрення мають округлу форму та висоту 8 мм над рівнем поверхні труб. Товщина стінок обох колекторів заявленого гідронного котла та труб теплообмінника повинна надавати можливість вказаним складовим заявленого гідронного котла витримувати тиск щонайменше у 10 бар. Активатори відбору тепла 15 розташовані навколо труб теплообмінника 14 та мають вигляд пластин, кожна з яких щільно прилягає до ділянки зовнішнього шару труб теплообмінника 14 та повторює її форму. У переважному варіанті виконання активатори відбору тепла 15 виконані з нержавіючої сталі, а їх сукупність повністю охоплює контур зовнішнього шару труб теплообмінника. Активатори відбору тепла 15 кріпляться до зовнішнього шару труб теплообмінника 14 за допомогою двох утримуючих пружин 16, які охоплюють сукупність активаторів відбору тепла у передній та задній частині теплообмінника. Камера зі змішувачем Вентурі 17 поєднується з трубою подачі газового палива та камерою, в якій розташований вентилятор з частотним регулюванням швидкості обертання 18, а та, у свою чергу, поєднана з мікрофакельним пальником 3. Мікрофакельний пальник 3 складається із запалювальної частини (на кресленні не показана) та сітки з жаростійкого металу, яка розташована у центральній частині теплообмінника. У переважному варіанті виконання сітка мікрофакельного пальника 3 виконана з вольфраму та має циліндричну форму. На Фіг. 4 зображений вигляд модульної конструкції, яка складається з трьох заявлених гідронних котлів та може бути утворена встановленням заявлених гідронних котлів один над одним та їх приєднанням до спільної системи подачі теплоносія та спільної труби подачі газового палива. Також на Фіг. 4 зображений варіант виконання заявленого гідронного котла з удосконаленим теплообмінником, який постачений пристроєм мікропроцесорного управління роботою котла 19. У зображеному варіанті виконання пристрої мікропроцесорного управління роботою котла 19 встановлені в опуклих виступах 20 кожного з котлів модулю та мають панелі управління, розташовані у виїмках опуклих виступів 20. Як пристрій мікропроцесорного управління роботою котла може бути використаний, наприклад, автоматичний пристрій Honeywell 5475G 1111. Заявлений гідронний котел з удосконаленим теплообмінником працює наступним чином. До мікрофакельного пальника 3 через трубу подачу газового палива 6, змішувач Вентурі 17 та вентилятор з частотним регулюванням швидкості обертання 18 подається паливна газова суміш, яка запалюється у запалювальній частині мікрофакельного пальника 3. Після цього через вхідний патрубок 7 до порожнини для циркуляції теплоносія А розподільного колектору 12 під тиском зі швидкістю більше ніж 2 м/с подається рідкий теплоносій (вода), який проходить шлях по відповідним трубам теплообмінника 14 до відповідної порожнини для циркуляції теплоносія зворотного колектору 13, після чого теплоносій потрапляє до поєднаних з вказаною порожниною порожнин для циркуляції теплоносія зворотного колектору 13, а звідти - до наступних за ходом теплоносія труб теплообмінника 14 та порожнин для циркуляції теплоносія Б розподільного колектору 12. Далі теплоносій почергово проходить по усіх трубах теплообмінника 14 та порожнинах для циркуляції теплоносія обох колекторів, нагріваючись до встановленої кінцевої температури. При цьому рух теплоносія характеризується турбулентністю, що перешкоджає утворенню накипу на стінках труб теплообмінника 14 та порожнин для циркуляції теплоносія обох колекторів та посилює відбір тепла теплоносієм. Після нагріву нагрітий теплоносій потрапляє до порожнини для циркуляції теплоносія Д, а звідти - до вихідного патрубка 8, та подається до споживачів. При цьому труби теплообмінника 14 та активатори відбору тепла 15 відбирають тепло, яке виділяє мікрофакельний пальник 3 та відхідні гази, атмосферне повітря, яке надходить через прорізі 11 у корпус котла, охолоджує стінки топки, а відхідні гази, виходячи з теплообмінника, видаляються через газохід 9. Завдяки заявленій конструкції теплообмінника інтенсивний відбір тепла з відхідних газів дозволяє знизити їх температуру щонайбільше до 130 С. 5 UA 112443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 У разі виникнення необхідності у збільшенні обсягу нагрітого теплоносія та, відповідно, збільшенні потужності установки нагріву теплоносія, заявлені гідронні котли можуть бути об’єднані у модулі з двох або трьох котлів, один або два з яких встановлені над іншим у вертикальній площині. Таке об’єднання можливо здійснити, приєднавши котли модуля до спільної системи подачі теплоносія та спільної труби подачі газового палива. У разі виникнення необхідності у ремонті або технічному огляді заявленого гідронного котла теплообмінник або його окремі елементи без перешкод демонтуються з топки без загального демонтажу корпусу котла. При цьому ушкоджені внаслідок аварійних чинників деталі теплообмінника, наприклад, труби теплообмінника, легко замінити без додаткових складних технологічних процедур. При цьому перерва у роботі котла є мінімальною, оскільки після швидкої заміни ушкоджених деталей заявлений котел можливо знову виводити на робочу потужність. При пробному запуску гідронного котла заявленої конструкції експериментальним шляхом було встановлено, що при габаритних розмірах котла 697х1097х766 мм, площі теплообміну 2 котла 9,28 м , теплообміннику, який розрахований на 17 л теплоносія, потужності пальника 270 кВт, мінімальній температурі теплоносія на вході 50 С, діаметрі патрубка відхідних газів 150 мм, діаметрі умовного проходу вхідного та вихідного патрубків води 65 мм, досягаються наступні показники роботи гідронного котла: - максимальна теплова потужність - 243 кВт; - номінальна теплова потужність - 225 кВт; - мінімальна теплова потужність - 45 кВт; - коефіцієнт корисної дії - 94,6 %; - максимальна температура теплоносія на виході - 90 С; - мінімальна витрата води при Δt = 20 °С - 2,69 л/с; - втрата тиску на стороні води при Δt = 20 °С - 190 мбар; - проектна витрата води при Δt = 11 °С - 4,89 л/с; - втрата тиску на стороні води при Δt = 11 °С - 595 мбар; 3 - розрахункова витрата палива (природного газу) - 25,57 нм /ч; 3 - мінімальна витрата палива (природного газу) - 5,05 нм /ч; - максимальна температура відхідних газів - 129 С; - тиск відхідних газів - 1,5 мбар; - рівень шуму на відстані 1 м - 65 Дб; - вага гідронного котла - 340 кг; 3 - емісія СО - 62  5 мг/м ; - споживана потужність електроенергії - не більше 150 Вт. Відповідно модуль з трьох вказаних котлів має номінальну потужність, яка дорівнює 675 кВт, при цьому внаслідок встановлення котлів у модулі один над одним у вертикальній площині модуль займає у приміщенні площу, яку займає один заявлений гідронний котел. Разом з тим обсяг шкідливих викидів (зокрема, азотистих сполук) був знижений до показників, регламентованих стандартами екологічної безпеки ЕВРО-5, внаслідок чого заявлений гідронний котел та модулі, складені з вказаних котлів можливо використовувати у зонах з підвищеними вимогами до чистоти повітря, наприклад курортних зонах, санаторіях, лікарнях тощо. Порівняно з найближчим аналогом значно знижений рівень шуму, який виникає при роботі котла, а також на 30 % знижена витрата палива. В існуючих джерелах патентної та науково-технічної інформації не виявлено водогрійного водотрубного котла з примусовою циркуляцією теплоносія та багатоходовою схемою швидкісного проходження води через теплообмінник, який має заявлену сукупність суттєвих ознак, тому представлене технічне рішення відповідає критерію «новизна». Запропоноване технічне рішення є промислово придатним, оскільки не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів чи матеріалів, які неможливо відтворити на сучасному етапі розвитку техніки в умовах промислового виробництва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 1. Гідронний котел з удосконаленим теплообмінником, який містить топку, задню і передню стінки, газохід і водотрубний теплообмінник, утворений горизонтальними оребреними трубами, розташованими безпосередньо в топці в два шари паралельно один одному по окружности або овалу, причому в задній частині котла труби теплообмінника жорстко закріплені, а в передній 6 UA 112443 U 5 10 15 частині виконані з можливістю вільного переміщення відносно передньої стінки котла, який відрізняється тим, що оснащений мікрофакельним пальником, який включає сітку з жаростійкого металу, активаторами відбору тепла, які розташовані навколо труб теплообмінника, та двома колекторами, які розташовані у топці котла, причому один колектор прикріплений до передньої стінки з можливістю вільного переміщення, а інший колектор жорстко закріплений на задній стінці, та обидва колектори мають порожнини для циркуляції теплоносія, сполучені з трубами теплообмінника. 2. Гідронний котел з удосконаленим теплообмінником за п. 1, який відрізняється тим, що труби теплообмінника виконані з міді. 3. Гідронний котел з удосконаленим теплообмінником за п. 1, який відрізняється тим, що колектори виконані з чавуну. 4. Гідронний котел з удосконаленим теплообмінником за п. 1, який відрізняється тим, що активатори відбору тепла виконані з нержавіючої сталі. 5. Гідронний котел з удосконаленим теплообмінником за п. 1, який відрізняється тим, що сітка з жаростійкого металу мікрофакельного пальника виконана з вольфраму. 6. Гідронний котел з удосконаленим теплообмінником за п. 1, який відрізняється тим, що оснащений пристроєм мікропроцесорного управління роботою котла. 7 UA 112443 U 8 UA 112443 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9