Модуль нагріву

1. Модуль нагріву, що містить димохід, принаймні один термоблок, який містить камеру згоряння, пальниковий пристрій, теплообмінник, який відрізняється тим, що теплообмінник виконано у вигляді двох зв'язаних одна з іншою камер, кожна з яких складається із сукупності паралельно підключених спіральних елементів, виконаних з нержавіючої сталі, камера згоряння співпадає із нижньою камерою теплообмінника, усередині якої розміщено пальниковий пристрій у вигляді трубчастого пальника, до якого подається попередньо підготовлена суміш "газ-повітря", теплоносій проходить крізь верхню камеру теплообмінника з мо 3 42805 4 ним, до складу яких входять пластинчастий теплоковий пристрій у вигляді трубчастого пальника, до обмінник, пальниковий пристрій, установлений якого подається попередньо підготовлена суміш вздовж теплообмінника, насос, патрубки підведен«газ-повітря», теплоносій проходить крізь верхню ня і відведення води, де нагрівачі на кожному рівні камеру теплообмінника з можливістю його попеустановлені попарно з паралельним підключенням реднього нагрівання як за рахунок відходячих прота об'єднані в блоки, які установлені перпендикудуктів згоряння, так і за рахунок додаткового конлярно до димоходу. денсаційного тепла та спрямовується до нижньої Основними недоліками зазначеної корисної камери теплообмінника для остаточного нагріванмоделі є надмірна складність і недосконалість ня за допомогою пальника, модуль містить електконструкції, при якій нагрівачі та теплообмінники ронний блок керування термоблоками та датчики складаються з окремих паралельно підключених безпеки. елементів, відносно висока концентрація шкідлиУ запропонованому модулі нагріву використових речовин у продуктах згоряння. вують трубчастий пальник типу «премікс», принНайбільш близьким до корисної моделі, що цип роботи якого полягає в тому, що в нього подазаявляється, є модуль нагріву за патентом України ється не чистий природний газ як, наприклад, до № 32449 на корисну модель «Модуль нагріву», атмосферного пальника, а попередньо підготовопублікований 12.05.2008, що містить димохід та лена суміш «газ-повітря» в пропорції, необхідній принаймні два водонагрівачі, кожний з яких місдля повноцінного горіння. Подача та приготування тить камеру згоряння, пальниковий пристрій, тептакої суміші забезпечується вентилятором та лообмінник, насос, патрубки підведення та відвевстановленим перед ним газовим клапаном, який дення води, при цьому водонагрівачі підключені завдяки спеціальній конструкції здійснює при змінпаралельно, а як пальникові пристрої використані ному числі обертів вентилятора (в залежності від мікрофакельні пальники, що охолоджуються вонеобхідної в даний момент теплової потужності) дою, модуль містить блок керування водонагріваподачу повітря для названої суміші завжди в задачами та датчики безпеки. ній постійній пропорції. Зазначений газовий клапан До недоліків зазначеного модулю нагріву можобладнано соплом Вентурі. на віднести: Завдяки використанню пальника типу «пре- Традиційна конструкція камери згоряння домікс» забезпечується економія витрат палива. Опзволяє використовувати для нагрівання теплоносія тимізація складу суміші «газ-повітря» приводить тільки теплоту, що утворилася під час згоряння до того, що паливо згоряє більш повно, за рахунок палива. Така конструкція може забезпечити коефічого концентрація NOx у продуктах згоряння зницієнт корисної дії не вище 92-93 %. жується до 10 мг/куб.м. - Використання мікрофакельного атмосферноПідвищення коефіцієнту корисної дії у зазнаго пальника, тобто пальника, в який подається ченому модулі нагріву забезпечується завдяки чистий природний газ, а необхідне для горіння спеціальній конструкції двокамерного теплообмінповітря «підсмоктується» безпосередньо в зону ника та використанню для додаткового нагрівання полум'я з оточуючого середовища під час горіння. теплоносія «прихованого» тепла, що утворюється При такому способі згоряння важко забезпечити при конденсаційному режимі роботи модуля. необхідне для повноцінного горіння співвідношенРозглянемо яким чином модуль нагріву, що ня між кількістю газу та кількістю повітря. Тобто, заявляється, дозволяє використовувати «приховатакі пальники не можуть забезпечувати якісного не» тепло. У класичних модулях нагріву викорисспалювання палива і мінімізації вмісту шкідливих товується тепло, яке отримують за рахунок спалювикидів в продуктах згоряння. вання палива. При цьому до атмосфери Корисна модель,що заявляється позбавлена потрапляють димові гази з температурою приблизазначених вище недоліків. зно 100-170°С. Вода, яка утворюється під час згоМетою даної корисної моделі є завдання створяння палива завдяки високої температурі перерення модулю нагріву сучасної конструкції, який творюється у пар, тепло якого не відповідає умовам дбайливого відношення до навикористовується, а виводиться до атмосфери вколишнього середовища, є екологічно чистим, разом із продуктами згоряння. має високий рівень коефіцієнту корисної дії. Тому, для забезпечення конденсаційного реЗадачею корисної моделі є підвищення коефіжиму роботи модуля нагріву, необхідно відбирати цієнту корисної дії модулю нагріву, зменшення це тепло шляхом конденсації водяного пара. При викидів шкідливих речовин у складі продуктів зговиділенні рідини з димових газів утворюється доряння під час нагрівання теплоносія. Одночасно даткова енергія (тепло), яку спрямовують для навирішується задача економії палива, яке викорисгрівання теплоносія. товується для нагріву теплоносія. Конструкція теплообмінника, який є складовою Рішення поставленої задачі досягається тим, частиною модулю нагріву, що заявляється, дозвощо пропонується модуль нагріву, що містить диляє використовувати для нагріву теплоносія це мохід, принаймні один термоблок, який містить додаткове тепло. При цьому, теплообмінник викокамеру згоряння, пальниковий пристрій, теплообнують у вигляді двох пов'язаних одна з іншою камінник, де теплообмінник виконано у вигляді двох мер, кожна з яких складається із сукупності парапов'язаних одна з іншою камер, кожна з яких склалельно підключених спіральних елементів дається із сукупності паралельно підключених співиконаних з нержавіючої сталі. Верхня камера ральних елементів виконаних з нержавіючої сталі, теплообмінника за розмірами менша за нижню камера згоряння співпадає із нижньою камерою камеру. Камера згоряння співпадає із нижньою теплообмінника, усередині якої розміщено пальникамерою теплообмінника, усередині якої розміще 5 42805 6 но пальниковий пристрій у вигляді трубчастого моблок 2 забезпечений власною системою пальника, до якого подається попередньо підготоконтролю та регулювання з панеллю управління та влена суміш «газ-повітря». Циркуляція теплоносія індикації (блоком керування 8), яка забезпечує починається з верхньої камери теплообмінника. оптимальне регулювання та безпечне функціонуПри цьому, за рахунок різниці температур тепловання термоблока як автономно, так й під управносія та димових газів, що утворюються при зголінням регулятора каскаду. рянні палива, виникає ефект конденсації, тобто Модуль нагріву функціонує наступним чином. виділення рідини з димових газів. Під час виділенТеплоносій з колектора 19 зворотної лінії сисня рідини утворюється так зване «приховане» тетеми опалювання циркуляційними насосами 12 пло, яке додатково нагріває теплоносій. Рідина, через трубопроводи подається в теплообмінники що утворилася під час конденсації потрапляє до 5. При проходженні теплоносія по верхній камері 6 спеціального сифону-збірнику конденсату. Теплотеплообмінника 5 за рахунок різниці температур носій з верхньої камери теплообмінника потрапляє теплоносія та димових газів, що утворюються при до нижньої камери, де нагрівається до потрібної згорянні палива, виникає ефект конденсації, тобто температури за допомогою пальника, що працює у виділення рідини з димових газів. Під час виділенкамері згоряння. ня рідини утворюється додаткове тепло, яке разом Використання даного ефекту дозволяє підвиз продуктами згоряння, що відходять, нагріває щувати коефіцієнт корисної дії у модулів нагріву теплоносій. Рідина, що утворюється на зовнішній до 97-98 %. та внутрішній поверхні верхньої камери 6 теплоКрім того, кожний термоблок має циркуляційобмінника 5 під час конденсації потрапляє до спений насос, який забирає воду зі зворотного колекціального пристрою для відводу конденсату 18. тора, проганяє її через теплообмінник та подає до Надалі підігрітий теплоносій потрапляє до нижньої колектора подачі, а також вентилятор, газовий камери 7 теплообмінника 5, нагрівається до потріклапан, запірну арматуру, датчики безпеки, димобної температури за допомогою пальникового хід для видалення продуктів згоряння, блок управпристрою 4, що працює у камері згоряння 3. Для ління. роботи газового пальника 4 типу «премікс», що Модуль нагріву працює в автоматичному реобладнано електродом розпалу та електродом жимі без постійного нагляду з боку обслуговуючого контролю полум'я (не показані), використовують персоналу. Система сигналізації дозволяє дублюзаздалегідь приготовану суміш газу з повітрям. Ця вати та подавати у приміщення, де постійно знасуміш подається на пальник через газохід 21 венходяться люди, відомості про порушення режиму тилятором 9 із змінним числом обертів, що задароботи модуля нагріву. ються блоком керування 8 залежно від необхідної Перелік фігур креслення. потужності (таким чином здійснюється так звана Наведені нижче Фігури пояснюють сутність ко«модуляція полум'я»), яка може регулюватися в рисної моделі, що заявляється. Фігури креслення, межах від 20 % до 100 % від номінальної потужнояк і опис прикладів конкретного виконання модулю сті. Повітря засмоктується вентилятором 9 через нагріву, наведені лише для ілюстрації заявленої сопло 22, пов'язане з газовим клапаном 10, який корисної моделі і не обмежують обсяг прав, визнаподає на вхід вентилятора 9 газ в кількості, пропочений формулою корисної моделі. рційній кількості засмоктуваного повітря. ОптиміФіг.1 - загальний вигляд модулю нагріву; зація складу суміші «газ-повітря» приводить до Фіг.2 - схема окремого термоблоку. того, що паливо згоряє більш повно, за рахунок Модуль нагріву містить димохід 1, термоблок чого концентрація NOx у продуктах згоряння зни2, який містить камеру згоряння 3, пальниковий жується до 10 мг/куб.м. Продукти згоряння вилупристрій 4, теплообмінник 5. Теплообмінник 5 вичаються з розташованих усередині теплообмінниконано у вигляді двох пов'язаних одна з іншою ків 5 камер згорання 3 через димоходи 1. камер 6 та 7, кожна з яких складається із сукупноПісля виходу з теплообмінника теплоносій пості паралельно підключених спіральних елементів ступає в подаючий колектор 20. Зворотний 19 та виконаних з нержавіючої сталі. Камера згоряння 3 подаючий 20 колектори оснащені зворотними класпівпадає із нижньою камерою теплообмінника 7. панами 13, запірною арматурою (не показана), яка Усередині камери згоряння 3 розміщено пальнидозволяє відключати від загальних колекторів ковий пристрій 4, який являє собою газовий пальокремі, незалежні один від одного елементи модуник типу «премікс» з електродом розпалу та елекля для обслуговування без зливу теплоносія зі тродом контролю полум'я. Модуль нагріву також всієї системи. У верхній частині системи трубопромістить трубопроводи, циркуляційний насос 12, водів теплоносія встановлені автоматичні пристрої кран газовий 11, газохід 21, газовий клапан 10, для відводу повітря (не показані). Зворотний 19 та вентилятор 9 із соплом Вентурі 22, зворотний клаподаючий 20 колектори закінчуються фланцями, пан 13, термістор 14, пристрій для відводу конденпризначеними для монтажу модулів в котельну сату 18, електронний блок керування термоблокаустановку. ми 8 та датчики безпеки, у тому числі: датчик тиску Один загальний блок управління (регулятор 15, датчик протоку 16, датчик переливу конденсату каскаду) котельної установки (не показаний) вста17. Також модуль включає зворотний колектор 19 новлюється при необхідності тільки на одному з та подаючий колектор 20. модулів нагріву, що складають котельну установЗазвичай модуль нагріву складається з двох ку. окремих розташованих один над одним паралельНа основній платі блоку керування 8 розташоно підключених елементів термоблоків 2, які яввані елементи з функціями газопальникового авляють собою проточні водонагрівачі. Кожний тертомата, електронного регулятора, мережевого 7 42805 8 живлення, а також управління частотою обертання Використання модуля нагріву, що використовентилятора пальника для здійснення модуляції вує попереднє нагрівання теплоносія «приховапотужності. ним» теплом, яке утворюється при конденсаційноПанель керування термоблоком дозволяє віму режимі роботи модуля, дозволяє підвищувати дображати робочий стан термоблоку, а також закоефіцієнт його корисної дії до 97-98 %. давати параметри роботи термоблоку усередині модуля. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601