Котел водогрійний

1 Котел водогрійний, який складається з теплоїзольованого корпусу, по внутрішніх стінках якого розміщені колектори для води з патрубками прямої і зворотної магістралей, які з'єднані рядами труб, що проходять через порожнину топки з пальником, зв'язану через газохід із димарем, який відрізняється тим, що ряди труб з'єднані закріпленими на трубах пластинами, створюючи зигзагоподібний у вертикальній площині канал для димових газів 2 Котел водогрійний за п 1 , який відрізняється тим, що пластини закріплені по верхніх краях труб 3 Котел водогрійний за пп 1, 2, який відрізняється тим, що пластини мають хвилеподібний профіль 4 Котел водогрійний за п 3, який відрізняється тим, що хвилеподібні профілі пластин узгоджені по фазі із створенням постійного у вертикальному перерізі каналу для димових газів Винахід відноситься до машинобудівної промисловості, а саме до виробництва теплообмінних апаратів, призначених для нагрівання води у промисловості та домогосподарствах - водогрійних котлів Широкого поширення набули водотрубні теплообмінні пристрої, які мають колектори для води, поєднані трубами круглого або прямокутного перерізу, що розміщені в конвективній зоні таким чином, щоб потік газів хоча б частково омивав труби Такі колектори в більшості варіантів виконання також не мають бажаної ефективності через те, що недостатньо відбирається теплота від димових газів Це обумовлено короткою довжиною ходу для гарячих газів та недостатньо розвиненою поверхнею теплообміну Відомий водогрійний пристрій [див Ю П Соснин, Е Н Бухаркин Отопление и горячеє водоснабжение индивидуального дома Справочное пособие М Стройиздат, 1991, с 67 - 68], який має два коробчатих колектори для води, що з'єднані пакетами горизонтальних труб, причому кожний з колекторів, поділений перетинками таким чином, щоб забезпечити зигзагоподібний рух води з послідовним проходженням знизу догори всіх пакетів труб Колектори з трубами розміщені в порожнині топки над пальниками, яка пов'язана через газохід з димарем Хоча вказаний водогрійний пристрій забезпечує досить високу ефективність, він не позбавле ний недоліків, головним з яких є високий гідродинамічний опір по воді, а також швидке проходження димових газів через конвективну зону, що зменшує КІЛЬКІСТЬ тепла, відданого ними Найбільш близьким до котла, що заявляється, є обраний за прототип котел КС-25(технічні умови УРСР ТУ 61 УССР 200-91, 1991р), який складається з теплоізольованого корпусу, по внутрішніх стінках якого розміщені колектори для води з патрубками прямої і зворотної магістралей, які пов'язані декількома розташованими у верхній частині топки з пальником горизонтальними трубами прямокутного перерізу напроти отвору зв'язаного з димарем газоходу Недоліками прототипу можна назвати невелику теплову ефективність роботи котла, яка обумовлена недостатньою площею поверхні та часом теплообміну, що призводить до зайвої витрати палива та великого вмісту шкідливих речовин у вихідних димових газах Задачею, на вирішення якої направлений винахід, є створення конструкції котла водогрійного водотрубного типу, який має високу теплову ефективність роботи, простоту виготовлення та надійність при малих габаритах і масі Поставлена задача вирішується тим, що розроблена конструкція котла водогрійного, який складається з теплоізольованого корпусу, по внутрішніх стінках якого розміщені колектори для води з патрубками прямої і зворотної магістралей, які ю (О ю 56752 зв'язані рядами труб, що проходять через порожлому обумовлені ефективною та компактною схенину топки з пальником, пов'язану через газохід з мою конвективної частини, що призводить до екодимарем, в якому згідно винаходу ряди труб зв'яноми матеріалів та технологічних ресурсів зані закріпленими на трубах пластинами, створюНаведемо приклад конкретного виконання воючи зигзагоподібний у вертикальній площині канал догрійного котла для димових газів Пластини можуть бути закріпКотел, зображений на фіг1, фіг 2 та фіг З лені по верхніх краях труб Пластини можуть мати складається з таких основних частин хвилеподібний профіль Хвилеподібні профілі пла1 - корпус, 2 - теплоізоляція, 3 - топка, 4 - пастин можуть бути узгоджені по фазі із створенням льник, 5 - газохід, 6 - колектори, 7 - патрубок пряпостійного у вертикальному перерізі каналу для мої магістралі, 8 - патрубок зворотної магістралі, 9 димових газів -труби, 10 - пластини, 11 - вікно з кришкою Завдяки виконанню каналу для димових газів Котел водогрійний складається з порожнистозигзагоподібним шляхом закріплення на трубах го корпусу 1, вкритого теплоізоляцією 2 В порожпластин досягається збільшення контактної повенині корпуса влаштована топка 3, яка має пальник рхні теплообміну та одночасне збільшення довжи4 і пов'язана газоходом 5 з димарем(не показани каналу, що призводить до збільшення часу та ний) По внутрішніх стінках корпусу розміщений продуктивності теплообміну і, як результат, значколектори 6 для води, який має виведені назовні ного підвищення ефективності роботи водогрійнопатрубки прямої 7 і зворотної 8 магістралей Колего котла, тобто до підвищення ККД та, ВІДПОВІДНО, ктор пов'язаний з рядом труб 9, розміщених гориекономії палива Крім того, збільшення часу тепзонтально або під невеликим кутом до горизонталообміну призводить до зниження викидів шкідлилі, які проходять через порожнину топки На вих речовин(СО, NO2) із димовими газами верхніх частинах труб закріплені пластини 10, в результаті чого утворений зигзагоподібний у верТак як димові гази рухаються знизу догори під тикальній площині канал для димових газів Котел певним тиском, то основні потоки димових газів також має вікно з кришкою 11, яке призначене для проходять вздовж нижньої сторони пластин Саме очищення конвективної частини котла при розміщенні пластин по верхніх краях труб труби знаходяться на шляху потоків димових газів, Котел водогрійний працює таким чином причому їх верхні сектори в зоні контакту з пласСпочатку котел готують до роботи, наповнюютинами утворюють пастки, які ускладнюють траєкчи колектори 6 і систему опалення водою Після торію руху димових газів по поверхні труб Таким цього в топку 3 подають паливо за допомогою пачином, завдяки закріпленню пластин по верхніх льника 4(природний газ, мазут) або без ньокраях труб досягається ще більше підвищення го(розмелене вугілля) та запалюють його В проефективності роботи котла, яке обумовлено збіцесі горіння палива виділяються гарячі димові льшенням часу теплообміну гази, які під дією тяги, забезпеченої димарем, і внутрішнього тиску піднімаються догори і потрапЗавдяки виконанню пластин із хвилеподібним ляють в конвективний канал, утворений рядами профілем забезпечується одночасне суттєве збітруб 9, пов'язаних пластинами 10 Димові гази льшення контактної поверхні конвективного теппослідовно омивають поверхню труб, проходячи лообміну та збільшення поверхні радіаційного теконвективний канал по складній вертикальній траплообміну, яке супроводжується збільшенням єкторії, яка в спрощеному вигляді нагадує зигзаг, і аеродинамічного опору димового каналу і, як ревиходять через газохід 5 у димар При цьому відзультат, збільшення часу знаходження димових бувається тепловіддача від гарячих димових газів газів в каналі, що в цілому суттєво підвищує ефекдо поверхні труб 9 та пластин 10, а також до ЗОВтивність роботи котла НІШНІХ СТІНОК топки 3, за якими розміщені колектоУ випадку, коли хвилеподібні профілі пластин ри 6 Завдяки теплопередачі через стінки труб та узгоджені по фазі із створенням постійного у верколекторів вода нагрівається, причому нагрітий тикальному перерізі каналу для димових газів, об'єм води піднімається і виходить назовні через спостерігається подальше підвищення довжини патрубок прямої магістралі 7, який розташований у каналу, і як результат - подальше підвищення верхній частині колектора При цьому через патефективності рубок зворотної магістралі 8 більш холодніша вода У всіх вищезгаданих варіантах забезпечується із системи опалення однакова нескладна технологія виготовлення і висока надійність роботи котла при малих габариКонструкція котла при виконанні пластин хвитах і масі леподібними за додатковими варіантами виконання винаходу зображена на фіг 4 Виконаний таким Простота виготовлення обумовлена малою КІчином котел має аналогічний набір основних часЛЬКІСТЮ елементів та відсутністю елементів складтин, як і вищеописаний, аналогічно будується і ної форми, що призводить до економії ресурсів працює, але відрізняється ще більшою тепловою Висока надійність роботи обумовлена збереефективністю роботи женням функціональності навіть при використанні високозольного твердого палива та високого стуВ результаті виконання вказаних прикладів пеня забруднення конвективної частини котла састворені котли водогрійні, які можуть працювати жею завдяки великому вільному перерізу каналу на різних видах палива, мають високу теплову та рівномірному розподіленню теплової енергії по ефективність роботи(ККД на газоподібному паливі взаємозв'язаних елементах конструкції, що фактидо 94%), економічний, простий у виготовленні та чно виключає прогоряння окремих елементів та в надійний у експлуатації, має малі габарити і масу, цілому підвищує строк експлуатації котла що підтверджується даними, зведеними до Таблиці 1, в якій порівняні технічні характеристики котла Малі габарити і маса водогрійного котла в ці 5 56752 водогрійного, що заявляється, відносно прототипу Таблиця 1 № 1 2 3 4 5 6 Найменування параметрів Номінальна теплопродуктивність, кВт ККД по прямому балансу, %, не менше Номінальна витрата газу, м^/г, не більше Максимальна температура вихідних газів, °С, не менше Габаритні розміри, мм, не більше - довжина - ширина (глибина) - висота Маса, кг, не більше Котел водогрійний може бути виготовлений промисловим способом на базі наявного на маши КГБ-20 20 ± 2,0 91,6 2,19 110 КС-25 прототип 25 ± 2,5 85 2,8 160 490-900-1100 480-1300-1165 175 255 нобудівному підприємстві обладнання ФІг.1 56752 Фіг.З Фіг.4 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