Теплова установка

Теплова установка, що містить канали підводу газу та повітря, які з'єднані з газоповітряним змішувачем, що підключений до дифузора, з'єднано 30247 рою згоряння, в основі якої встановлено газовипускний насадок і барботажну ванну з каналом відводу нагрітої води, що з'єднана з протитоковою насадковою камерою, яка містить канал підводу холодної води, згідно винаходу барботажна ванна містить піддон у формі трапеції, який встановлено зі створенням проміжної камери, в якої встановлено ряд регуляторів рівня води у вигляді електронних задавальних пристроїв, причому проміжна камера з'єднана черев канал відводу з водяною сорочкою камери згоряння. Установка у барботажній ванні піддона у формі трапеції дає можливість інтенсифікувати процес тепломасообміну між високотемпературною газоповітряною сумішшю, отриманою у результаті горіння, і шаром води або повітря, які знаходяться в ємності трапеції піддона, тому, що здійснюється безперервне турбулентне надходження води в ємність трапеції піддона з більш високого рівня, який визначається основою трапеції піддона, яке з'являється в результаті інтенсивного барботування шару води в трапеції піддона і за рахунок температурної зміни щільності води. Відповідні регулятори рівня води визначають товщину шар у води у трапеції піддона і відповідно режими отримання гарячої води і парогазової суміші. Регулятор рівня води для отримання гарячої води забезпечує отримання теплоносія у вигляді гарячої води за рахунок занурювання газовипускного насадка на необхідну глибину у воду від усталеного рівня води в залежності від витрати газа і повітря. Регулятор рівня для отримання парогазової суміші забезпечує отримання теплоносія у вигляді парогазової суміші за рахунок зниження рівня занурювання газовипускного насадка у воду відносно заданого рівня порівняно до рівня, заданого для отримання гарячої води, що збільшує інтенсивність пароутворення за рахунок зменшення загального обсягу води у барботажній ванні, за рахунок збільшення кількості отриманої теплоти в результаті горіння газоповітряної суміші на одиницю обсягу надходячої води. Регулятор рівня для отримання високотемпературної газоповітряної суміші за рахунок повного відводу води з барботажної ванни. Установка регулятора рівня води для отримання гарячої води забезпечує отримання теплоносія (гарячої води) ва рахунок інтенсифікації процесу тепломасообміну між високотемпературною сумішшю, яка отримана у камері згоряння, і шаром води, яка зосереджена в основному у трапеції піддона барботажної ванни, а також теплообміну, який відбувається у водяній сорочці між водою та високотемпературною газоповітряною сумішшю у камері згоряння, яка зв'язана у свою чергу з проміжною камерою води. Форма піддону забезпечує турбулентне барботування води у межах трапеції при незмінному тоці води по лінії ємності трапеції піддону - зливний канал для відводу води з барботажної ванни - проміжна камера води за рахунок температурного змінення щільності води та перепаду товщини шару води при виході із ємності трапеції піддону, що інтенсифікує процеси тепломасообміну між водою і високотемпературною газоповітряною сумішшю. При цьому працюють протитокова насадкова камера, відкриті електромагнітні клапана подачі холодної води у водяну сорочку камери згоряння і протитокову насадкову камеру. Установка регулятора рівня води для отримання парогазової суміші забезпечує отримання теплоносія (парогазової суміші) за рахунок зменшення товщини шару води у барботажній ванні. При цьому процеси масообміну і теплообміну ті ж самі, що і в режимі отримання гарячої води, але за рахунок меншого притоку води інтенсифікується процес пароутворення. При цьому вимикається протитокова насадкова камера за допомогою заслінки малого спротиву на її ви ході, а також подача холодної води у протитокову насадкову камеру, відчиняється канал відводу парогазової суміші, зачиняється канал відводу гарячої води, себто змінюється напрямок потоку теплоносія у порівнянні до режиму роботи при отриманні гарячої води. Установка регулятора рівня води для отримання високотемпературної газоповітряної суміші забезпечує отримання теплоносія (високотемпературної газоповітряної суміші) при повній відсутності води у барботажній ванні. Трапеція піддону і в цьому випадку турбулізує надходячий поток повітря, що інтенсифікує тепломасообмін повітря з горящею газоповітряною сумішшю. При цьому вимикається протитокова насадкова камера за допомогою заслінки малого спротиву на її ви ході, а також подача холодної води у протитокову насадкову камеру, відчиняється канал відводу високотемпературної газоповітряної суміші, зачиняється канал відводу гарячої води, себто змінюється напрямок потоку теплоносія порівняно до режиму роботи при отриманні гарячої води. Установка водяної сорочки камери згоряння, що з'єднана з проміжною камерою води, забезпечує охолодження камери згоряння з використанням даної теплоти у проміжній камері води, що інтенсифікує у кінцевому рахунку процеси теплообміну, зменшує теплові витрати. Подача безпосередньо сітевої води у барботажну ванну регулюється відповідними регуляторами рівня з врахуванням подачи холодної води через водяну сорочку камери згоряння, через протитокову насадкову камеру. Таким чином, удосконалення двохступеневого водонагрівача з заглибленим пальником дозволяє отримувати модифікований теплоносій: гарячу воду, парогазову суміш, високотемпературну газоповітряну суміш за рахунок інтенсифікації тепломасообміну високотемпературної газоповітряної суміші з обраним вихідним середовищем, наприклад, водою або повітрям в залежності від потреб споживача. Сутність пропонуємого винаходу пояснюється кресленням (фіг.), на якому схематично представлена теплова установка. Теплова установка містить канал підводу газу 1, канал підводу повітря 2, канал підводу холодної води 3, протитокову насадкову камеру 4, канал відводу нагрітої води 5, барботажну ванну 6, газовипускний насадок 7, камеру згоряння 8, газоповітряний змішувач 9, ди фузор 10, канал відводу парогазової суміші і високотемпературної газоповітряної суміші 11, заслінку малого спротиву 12, водяну сорочку 13, піддон 14, зливний канал 15, регулятор рівня 16, регулятор рівня 17, регулятор рівня 18, ввід сітевої води 19, проміжну камеру 20, 2 30247 відвід 21, канал відводу 22, електромагнітний клапан 23, електромагнітний клапан 24, електромагнітний клапан 25, електромагнітний клапан 26, заслінку малого спротиву 27. Теплова установка працює таким чином. Через канал підводу газу 1, ди фузор 10 та канал підводу повітря 2 подається відповідно газ і повітря у газоповітряний змішувач 9, звідки отримана газоповітряна суміш надходить у камеру згоряння 8 і підпалюється. Високотемпературна газоповітряна суміш, яка отримується, надходить через газовипускний насадок 7 в трапецію піддона 14 барботажної ванни 6, рівень і наявність води в якій встановлюється регуляторами рівня 16, 17, 18 в залежності від потреб споживача. Для отримання теплоносія у вигляді гарячої води регулятор рівня 16 вмикає заслінку малого спротиву 12 для ввімкнення протитокової насадкової камери 4, вимикає заслінку малого спротиву 27 для вимкнення канала відводу парогазової суміші і високотемпературної газоповітряної суміші, регулює ввімкнення і вимкнення електромагнітних клапанів 23, 24 для ввімкнення канала підводу холодної води 3 відповідно у водяну сорочку 13 і протитокову насадкову камеру 4, а також електромагнітних клапанів 25 і 26 для ввімкнення канала відводу нагрітої води 5 і вводу сітевої води 19 відповідно. Надходження нагрітої води у проміжну камеру 20 здійснюється через зливний канал 15. Вода із водяної сорочки 13 через канал відводу 22 надходить в проміжну камеру 20 після охолодження камери згоряння 8. Для отримання теплоносія у вигляді парогазової суміші регулятор рівня 17 вимикає заслінку малого спротиву 12, що вимикає протитокову насадкову камеру 4, вимикає електромагнітні клапана 23, 26, які вимикають відповідно канал підводу холодної води 3 і канал відводу нагрітої води 5, вмикає заслінку малого спротиву 27 для ввімкнення каналу відводу парогазової суміші і високотемпературної газоповітряної суміші 11. Решта клапанів працюють аналогічно роботі при регуляторі рівня 16. Для отримання теплоносія у вигляді високотемпературної газоповітряної суміші регулятор рівня 18 додатково по відношенню до регулятора рівня 17, вимикає електромагнітний клапан 26, який вимикає ввід сітевої води 19. Відвід 21 слугує для спускання води із проміжної камери 20 при регламентних роботах. Приклад 1. Отримання теплоносія у вигляді гарячої води. Регулятор рівня 16 вмикає електромагнітні клапана 23, 24, 25, 26, відчиняє заслінку малого спротиву 12, зачиняє заслінку малого спротиву 27. Електромагнітний клапан 23 відчиняє канал підводу холодної води 3 в протитокову насадкову камеру 4 і барботажну ванну 6. Електромагнітний клапан 24 відчиняє канал підводу холодної води 3 у водяну сорочку 13 і проміжну камеру 20 через канал відводу 22. Електромагнітний клапан 26 відчиняє ввід сітевої води 19 у барботажну ванну 6. Із барботажної ванни 6 вода надходить у проміжну камеру 20 через зливний канал 15. Одночасно електромагнітний клапан 25 відчиняє канал відводу нагрітої води 5 із проміжної камери 20, чим забезпечує безперервну циркуляцію води у барботажній ванні 6. Заповнення водою барботажної ванни 6 здійснюється до рівня 16, після чого електромагнітний клапан 26 вимикає ввід сітевої во ди 19. У газоповітряний змішувач 9 надходять газ і повітря із канала підводу газу 1 і канала підводу повітря 2 відповідно. Горіння газоповітряної суміші у камері згоряння 8 дає високотемпературну газоповітряну суміш, яка виходить через газовипускний насадок 7 у барботажну ванну 6 з водою у ємкісті піддону 14 у формі трапеції. За рахунок інтенсивного тепломасообміну здійснюється нагрівання води, яка відходить у канал відводу нагрітої води 5, і утворення парогазової суміші, яка надтодить у противотокову насадкову камеру 4, в якій здійснюється інтенсивний тепломасообмін між парогазовою сумішшю і водою, яка надходить через канал підводу холодної води 3. Приклад 2. Отримання теплоносія у вигляді парогазової суміші. Регулятор рівня 17 вмикає електромагнітні клапана 24, 25, 26, зачиняє електромагнітний клапан 23, вмикає заслінку малого спротиву 27 і зачиняє заслінку малого спротиву 12. Електромагнітний клапан 23 зачиняє канал підводу холодної води 3. Електромагнітний клапан 25 зачиняє канал відводу нагрітої води 5. Заповнення барботажної ванні 6 до рівня, який визначається регулятором рівня 17, здійснюється при ввімкненні електромагнітним клапаном 26 вводу сітевої води 19 і електромагнітним клапаном 24 канала підводу холодної води 3 у водяну сорочку 13, з'єднаної із проміжною камерою 20 каналом відводу 22. Через зливний канал 15 із барботажної ванни 6 вода надходить у проміжну камеру 20. При досягненні рівня, який визначається регулятором рівня 17, вимикається ввід сітевої води 19 за допомогою електромагнітного клапана 26. Заслінка малого спротиву 27 відчиняє канал відводу парогазової суміші і високотемпературної газоповітряної суміші 11. У газоповітряний змішувач 9 надходять газ і повітря із канала підводу газу 1 і канала підводу повітря 2 відповідно. Горіння газоповітряної суміші у камері згоряння 8 надає високотемпературну газоповітряну суміш, яка виходить через газоповипускний насадок 7 у барботажну ванну 6 із водою в ємності піддону 14 у формі трапеції. Попереднє нагрівання води здійснюється у водяній сорочці 13. За рахунок інтенсивного тепломасообміну здійснюється утворення парогазової суміші, яка надходить у канал відводу парогазової суміші та високотемпературної газоповітряної суміші 11. Приклад 3. Отримання теплоносія у вигляді високотемпературної газоповітряної суміші. Регулятор рівня 18 вмикає електромагнітний клапан 24, заслінку малого спротиву 27, вимикає електромагнітні клапана 23, 25, 26, заслінку ма-лого спротиву 12. Електромагнітні клапана 23, 25, 25 зачиняють канал підводу холодної води 3, канал відводу нагрітої води 5, ввід сітевої води 19 відповідно. Електромагнітний клапан 24 відчиняє канал підводу холодної води з у водяну сорочку 13. Вода охолоджує камеру згоряння 8 і відводиться через канал відводу 22, через проміжну камеру 20 і відвід 21. Регулятор рівня 18 визначає рівень води у проміжний камері 20. Заслінка малого спротиву 27 відчиняє канал відводу парогазової суміші і високотемпературної газоповітряної суміші 11. У газоповітряний змішувач 9 надходить газ і повітря із канала підводу газу 1 і канала підводу повітря 2 відповідно. Горіння газоповітряної суміші у камері згоряння 8 дає високотемпературну газо 3 30247 повітряну суміш, яка викидається через газовипускний насадок 7 в ємності барботажної ванни 6 із повітрям в ємності піддону 14 у формі трапеції. За рахунок інтенсивного тепломасообміну здійснюється утворення високотемпературної газо повітряної суміші, яка надходить у канал відводу парогазової і високотемпературної газоповітряної суміші 11. Таким чином, конструкція теплової установки, яка пропонується, дозволяє розширити її функціональні можливості, що знижує в цілому працевитрати на виготовлення у зрівнянні із працевитратами на аналогічні моноустановки, а також знижує споживання палива на 25-30%, знижує викидання шкідливих речовин в атмосферу, не утворює рідких стоків і твердих відходів, дозволяє знижувати вартість 1 Гкал до 20%. Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4