Опалювальний котел

Опалювальний котел для обігріву житлових, виробничих приміщень і добору гарячої води для побутових потреб, який містить корпус у вигляді водяної обрамляючої сорочки прямокутної форми, що обрамляє топку і газохід, обладнаний порожнистими перегородками, сполученими з порожниною обрамляючої сорочки й утворюючими в газоході лабіринтовий газовий канал, і водонагрівальний елемент для гарячого водопостачання, який відрізняється тим, що у внутрішній об'єм котла введений теплообмінний елемент у вигляді порожнистої перегородки Гподібної форми з розширеною верхньою частиною, поділяючий внутрішній об'єм котла на топковий і газохідний простори продуктів згоряння палива, причому в розширену верхню частину порожнини Г-подібної перегородки введений водонагрівальний елемент гарячого водопостачання, а частина газохідною каналу, утвореного між тильною стороною порожнистої перегородки і внутрішніми стінками обрамляючої сорочки, розділена знімною перегородкою, введеною через створений люк у верхній частині обрамляючої сорочки котла, зафіксованою кришкою з тепловим відбивачем, що спирається на встановлений у нижню частину газохідного простору випарник конденсату - турбулізатор газу Винахід відноситься до теплової техніки і може бути використаним для обігріву житлових, виробничих приміщень і гарячого водопостачання для побутових потреб, що дозволяє використовувати опалювальний котел у їдальнях, сільських лікарнях, фермах, теплицях і ш приміщеннях Відомий водогрійний котел [1, 2], призначений для опалення і постачання гарячою водою, що містить обрамлену водяною сорочкою топку, з'єднану з вікном для виходу продуктів згоряння У верхній частині топки розташовані направляючі перегородки, одна з яких розташована поперечно на відстані від бічної стінки топки з утворенням проходу для продуктів згоряння, а інша перегородка виконана у вигляді вертикальної незамкнутої обечайки Вона встановлена між поперечною перегородкою і верхньою стінкою топки, а незамкнута ділянка обечайки звернена убік, протилежний згаданому вище проходу Недоліком відомих водогрійних котлів є те, що не повною мірою використовуються можливості по підвищенню ефективності теплообміну між перегородками і водою, що заповнює водяну сорочку, тому що в ньому збільшується тільки шлях проходження продуктів згоряння і час їхнього перебування в топковому просторі, а площа теплообміну залишається незмінною Ефективність теплообміну зростає незначно тільки за рахунок тепловідводу від металевих перегородок до стінок водяної обрамляючої сорочки у верхній частині котла Такий характер теплопередачі не сприяє забезпеченню інтенсивності циркуляції води в опалювальній системі З відомих опалювальних котлів найбільш близьким по технічній суті і результатам, що досягаються, є опалювальний котел [3], що містить корпус у вигляді водяної обрамляючої сорочки, яка обрамляє топку і газохід, обладнаний порожніми перегородками, сполученими з порожниною обрамляючої сорочки й утворюючими в газоході лабіринтовий газовий канал Недоліком відомого опалювального котла при збільшенні КІЛЬКОСТІ теплообмінних елементів бі Для підвищення ефективності теплообміну водогрійний котел обладнаний додатковими перегородками, одна з яких установлена поперечно між вікнами для виходу продуктів згоряння, а друга розташована подовжньо (О ю (О ю 56561 льше двох є збільшення габаритних розмірів, ускладнення конструкції котла, зниження технологічності виготовлення і незначний приріст КПД, що економічно і технічно виявляється не раціональним, крім того, це сприяє зниженню температури газів, які відходять, що приводить до збільшення утворення конденсату і погіршенню умов видалення з горизонтальних поверхонь нагрівальних елементів сажі Конструкція котла є чутливою до різких змін швидкості повітряних потоків, що можуть приводити до погашення запальника і припинення процесу згоряння газоподібного палива Винахід спрямований на підвищення ефективності й інтенсивності теплообміну між продуктами згоряння палива і теплообмінних елементів конструкції котла за рахунок збільшення площі конвективного теплообміну і турбулізації потоку газоподібних продуктів згоряння палива і зниження масогабаритних параметрів котла на одиницю потужності Це досягається тим, що у відомий опалювальний котел, що містить корпус у вигляді водяної обрамляючої сорочки прямокутної форми, що обрамляє топку і газохід, обладнаний порожніми перегородками, сполученими з порожниною обрамляючої сорочки й утворюючими в газоході лабіринтовий газовий канал і водонагрівальний елемент для гарячого водопостачання, у внутрішній об'єм котла введений теплообмінний елемент у вигляді порожньої порожнини Г-образної форми з розширеною верхньою частиною Торці теплообмінного елемента з'єднані з внутрішньою стінкою обрамляючої сорочки, утворюючи з порожниною обрамляючої сорочки, замкнутий контур теплоносшного середовища Цей елемент розділяє внутрішній об'єм котла на топковий і газохідний простори продуктів згоряння палива Причому в розширену верхню частину Г-образної перегородки уведений водонагрівальний елемент для добору гарячої води на побутові потреби Частина газохідного каналу, утвореного між тильною стороною теплообмінного елемента і внутрішніми стінками обрамляючої сорочки, розділена знімною перегородкою, що вводиться через утворений люк у верхній частині обрамляючої сорочки котла, спирається на встановлений у нижню частину газохідного простору випарник конденсату - турбул патер газу і фіксується кришкою люка з тепловим відбивачем Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг 1 -поздовжній перетин опалювального котла, на фіг 2 - вид ззаду на котел, на фіг 3 -перетин опалювального котла по А-А, на фіг 4 - перетин по Б-Б Позиції на кресленнях позначають 1 - обрамляюча сорочка, що обрамляє топку і газохід, 2 - теплоносійне середовище, 3 - порожня перегородка Г-образної форми (теплообмінний елемент), 4 - топковий простір, 5 - випарник конденсату - турбулізатор газу, 6 - проріз, 7 - патрубок входу в котел теплоносшного середовища, 8 - знімна перегородка, 9 - газохідний простір, 10 - димохід, 11 - патрубок добору гарячої води, 12 -люк, 13 - кришка люка з тепловим відбивачем, 14 - патрубок виходу з котла теплоносшного середовища, 15 - водонагрівальний елемент гарячого водопостачання, 16 - потік продуктів згоряння, 17 - патрубок підведення води для підігріву, 18 - розширювальна верхня частина порожньої перегородки, 19 - вертикальна складова порожньої перегородки , / 20 - тильна сторона порожньої перегородки, 21 - лицьова сторона порожньої перегородки, 22 - внутрішня стінка обрамляючої сорочки, 23 - зовнішня стінка обрамляючої сорочки, 24 - нижня стінка Для поліпшення технічних показників і властивостей процесу теплопередачі в опалювальний котел уведені наступні елементи порожня перегородка Г-образної форми 3 з розширеною верхньою частиною 18, що виконує роль теплообмінного елемента, у яку установлений водонагрівальний елемент гарячого водопостачання 15, люк 12, кришка люка з тепловим відбивачем 13 і знімна перегородка 8 Порожня перегородка Г-образної форми 3 виконана з різною величиною поперечного перерізу розширена горизонтальна складова 18 і вертикальна складова 19, рівна поперечному перерізу обрамляючої сорочки 1 корпуса котла, і розділяє внутрішній об'єм котла на топковий 4 і газохідний простори 9 Порожнини теплообмінного елемента 3 із обрамляючою сорочкою котла 1 утворюють замкнутий контур теплоносшного середовища 2, Над газохідною частиною котла створений люк 12, через який встановлена знімна перегородка 8 Знімна перегородка 8 знизу встановлюється на випарник конденсату - турбулізатор газу 5, а зверху фіксується кришкою люка 13 з тепловим відбивачем і поділяє газохідний простір між тильною стороною порожньої перегородки 20 і внутрішніми стінками обрамляючої сорочки 1 на дві рівні частини Порожня перегородка 3, знімна перегородка 8 з випарником конденсату турбулізатором газу 5 і прорізом б утворюють лабіринт для виходу в димохід 10 потоку газоподібних продуктів згоряння палива 16 (позначених стрілками) Поділ газохідного простору 9 знімною перегородкою 8 подовжує шлях проходження продуктів згоряння Випарник конденсату - турбулізатор газу 5 при проходженні газоподібних продуктів згоряння палива через проріз 6 збільшує їхню турбулізацію Це сприяє більш ефективній теплопередачі продуктів згоряння палива завдяки омиванню ними більшої площі внутрішньої поверхні обрамляючої сорочки 1 і тильної сторони 20 теплообмінного елемента З, турбулізації потоку продуктів згоряння палива Це приводить до підвищення КПД опалювального котла Порожня перегородка Г-образної форми міс 56561 тить у собі переваги вертикально і горизонтально ла без зниження КПД розташованих теплонагрівальних порожнин ВерКришка люка 13 з тепловим відбивачем забезтикальна складова частина нагрівального елеменпечують фіксацію перегородки 8, створюють спрята Г-образної форми виконана з товщиною порожмований рух газоподібних продуктів згоряння панини, яка рівна товщині порожнини обрамляючої лива по лабіринту і знижують втрати теплової сорочки Вона забезпечує найбільш сприятливі енергії через кришку люка умови для циркуляції теплоносіиного середовища Опалювальний котел працює в такий спосіб за рахунок найбільшого перепаду температури між Теплоносійне середовище 2 через патрубок 7 понижньою і верхньою горизонтальними складовими дається в нижню частину обрамляючої сорочки частинами Нижня стінка 24 горизонтально склакотла У топковому просторі 4 відбувається спадової розширеної частини теплообмінного елемелювання палива Продукти згоряння утворюють нта 3 установлена перпендикулярно до висхідного газоподібний потік 16, що омиває внутрішні стінки теплового потоку продуктів згоряння палива Це 22 обрамляючої сорочки 1, лицьову сторону 21 забезпечує найкращі умови конвективного і пропорожньої перегородки Г-образної форми 3, надменевого теплообміну між газоподібними продукходить у газохідний простір 9, де омиває верхню тами згоряння палива і нагрівальним елементом у внутрішню стінку обрамляючої сорочки, тильну топковому просторі За рахунок відносно малого сторону 21 порожньої перегородки, вертикальні об'єму теплоносіиного середовища в горизонтальстінки обрамляючої сорочки у димохідному просно складової частини нагрівального елемента і торі 9, нагріває їх і-одночасно контактуючий з ними розташування в області високих температур відтеплоносій 2 Передавши цим елементам основну ходящих газів продуктів згоряння палива вона підчастку теплової енергії, газоподібний потік продукдається інтенсивному розігріву і швидкому теплотів згоряння іде в димохід вому розширенню У результаті цього створюється Теплоносій, що знаходиться у верхній частині спрямований потік, що сприяє збільшенню різниці теплообмінного елемента 3, віддає частину тептисків на вході 7 і виході 14 опалювального котла і лової енергії воді, яка циркулює по водонагрівальполіпшенню умов теплопередачі водонагрівальному елементі гарячого водопостачання 15, що ному елементу гарячого водопостачання 15 використовується для побутових потреб При відключеній опалювальній системі вся теплова енерОб'єм горизонтальної складової розширеної гія котла може використовуватися для гарячого порожнини теплообмінного елемента 3 вибираєтьводопостачання при будь-яких тисках води у ВОДОся з умови, що запобігає локальному закипанню ГІННІЙ мережі теплоносіиного середовища в ній, з метою виключення зниження швидкості переміщення теплоноТака конструкція опалювального котла забезсіиного середовища в результаті утворення і попечує найбільш ефективну теплопередачу в теппадання в опалювальну систему пухирців повітря лообмінних елементах за рахунок збільшення й утворення шумовиння на нижній СТІНЦІ 24, що площі теплопередачі без збільшення габаритних знижує теплопередачу від газоподібних продуктів розмірів і, завдяки наявності люка 12, знімної пезгоряння до теплоносіиного середовища Це вирегородки 8 і знімному випарнику конденсату ключає зниження КПД опалювального котла в турбулізатору газу 5, забезпечує легкий доступ до процесі експлуатації Розміри водонагрівального всіх ділянок димохідного простору для очищення елемента гарячого водопостачання 15 і добір гавід сажі рячої води вибираються за умов, що запобігають Використання нових елементів у котлі для уповільненню циркуляції теплоносіиного середоопалення і гарячого водопостачання вигідно відрівища і зниженню КПД опалювальної системи зняє пропонований котел, тому що дозволяє При розпалювані котла, різкому зниженні темінтенсифікувати теплообмін у топковому и гаператури атмосферного повітря в приміщенні роззохідному просторах шляхом поліпшення умов ташування котла, зниженні температури газів, що теплопередачі від продуктів згоряння до нагрівавідходять, продуктів згоряння палива відбувається льних елементів, утворення на внутрішніх стінках обрамляючої сопідвищити швидкість циркуляції - теплоносіирочки димохідного простору конденсату Конденного середовища за рахунок підвищення швидкосат із продуктами згоряння палива утворюють ХІсті розігріву в теплообмінних елементах, МІЧНО активні з'єднання, що сприяють корозії стінок знизити габарити і витрати матеріалів на одиобрамляючої сорочки, зниженню- експлуатаційноницю потужності опалювального котла за рахунок го терміну котла, погіршенню теплопередачі до застосування Г-образної порожньої перегородки і теплоносіиного середовища 2 і зниженню КПД створення складного лабіринту переміщення прокотла В міру збільшення конденсату він збираєтьдуктів згоряння палива, що збільшує шлях їхнього ся на дні газохідного простору 9 Для видалення проходження і площу омивання, конденсату в опалювальний котел уведений випапідвищити КПД опалювального котла, рник конденсату - турбулізатор газу 5 Конденсат з підвищити надійність роботи котла за рахунок газохідного простору 9 стікає у випарний пристрій виключення задування запальника при різких змітурбулічагор 5 Конденсат з рідкого стану у випарнах-потоку атмосферного повітря, нику 5 переводиться в пару за рахунок нагрівання поліпшити умови обслуговування в процесі його відходящими газами продуктів згоряння, поексплуатації вертається в димохідний простір 9 і разом з газоЛітература подібними продуктами згоряння палива викида1 Авторське свідоцтво № 1820156 А1, F24H ється в атмосферу Відсутність конденсату 1/26, F 23 М 9/06, БИ №21, 1993 підвищує термін експлуатації опалювального кот2 Авторське свідоцтво № 1733867 А1, F24H 7 56561 1/40, №18, 1992 З Патент РФ № 2122688, F24H 1/00, БИ № 33, 1998 /а / / 7 7 л t\ t, д * ( У V V ї' V іг. 1 5-6 ІО_ 9 3 / Фіг А п. З Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24