Водогрійний котел

1. Водогрійний котел, що містить корпус, топкову камеру і розташовану вище неї конвекційну камеру, сполучений з камерами газохід, утворений передньою і бічними стінками корпуса, пусковий димохід, розташований у верхній частині конвекційної камери, і робочий димохід, розташова ний у нижній частині конвекційної камери, при цьому топкова камера має пальниковий пристрій, який відрізняється тим, що має конструктивно окремий, розташований у конвекційній камері, теплообмінник, що складається з типових секцій водяних порожнин, розташованих зигзагоподібно, з патрубками підведення холодної і відведення гарячої води. 2. Водогрійний котел за п. 1, який відрізняється тим, що теплообмінник має нижню поверхню, розташовану в зоні високих температур у топковій камері. Корисна модель відноситься до опалювальної техніки і може бути використана для опалення житлових і інших приміщень, а також гарячого водопостачання. Відомий водогрійний котел, який містить корпус і топкову камеру, водяну сорочку, що постачена патрубками підведення холодної води і відводу гарячої води, робочий димохід, а також сполучені з ним газохід, утворений направляючою перегородкою, при цьому топкова камера має пальниковий пристрій [див. Патент Російської Федерації № 2187766 МПК F 24H1/24 опубл. 26.06.2000 p.]. Робочий димохід розміщений у верхній частині корпуса в протилежних по довжині топкової камери її частинах. Причому газохід обладнаний декількома направляючими перегородками, що установлені вертикально поперек рухові продуктів згоряння, утворюючи канали для їхнього проходу поперемінне із задньою і передньою стінками. Завдяки такому розташуванню направляючих перегородок поліпшується теплообмін. Однак даний котел має недолік, обумовлений тим, що теплообмін зростає незначно, унаслідок того, що тепловіддача йде від продуктів згоряння до невеликої поверхні теплообміну, а значна частина тепла іде через димохід з димовими газами. При цьому водяна сорочка, незважаючи на значний обсяг, має невелику площу конвективного теплообміну, що не дозволяє значно збільшити коефіцієнт корисної дії, а зменшення габаритів котла приводить до різкого зниження коефіцієнта корисної дії. Близьким до заявленого рішення є водогрійний котел, узятий як прототип, що містить корпус, топкову і конвенційну камеру, водяну сорочку, постачену патрубками для підведення холодної і відводу гарячої води, робочий і пусковий димоходи, а також сполучений з ними газохід, утворений направляючою перегородкою, водяний резервуар, з'єднаний з водяною сорочкою [див. Деклараційний патент України на корисну модель №4595 MnK7F24H1/00 опублікований 17.01.2005 у бюлетені №1]. Недоліками зазначеного котла є великі матеріальні витрати і малий термін експлуатації через складну суцільнометалеву конструкцію теплообмінника. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення водогрійного котла шляхом використання роз'ємних уніфікованих секцій теплообмінника, які можна виготовляти як литтям, так і будь-яким іншим способом. Поставлена задача вирішується тим, що водогрійний котел, що містить корпус, топкову камеру і розташовану вище неї конвекційну камеру, сполучений з камерами газохід, утворений передньою і бічними стінками корпуса, пусковий димохід, розташований у верхній частині конвекційної камери і робочий димохід, розташований у нижній частині конвекційної камери, при цьому топкова камера має пальниковий пристрій, відповідно до корисної (0 CM 0) ЗГ 9226 моделі має конструктивно окремий, розташований у конвекційній камері теплообмінник, що складається з типових секцій - водяних порожнин, розташованих зигзагоподібно, 3 патрубками підведення холодної і відводу гарячої води. Крім того, замість водяного резервуара, що має нижню поверхню, розташовану горизонтально в зоні високих температур, використовується нижня поверхня теплообмінника. Найбільша ефективність передачі тепла від вогнища згоряння палива і його продуктів досягається за умови розміщення елементів теплообмінника в зоні високих температур. Ці зони розташовані в топковій камері над пальниковим пристроєм і у верхній частині конвекційної камери. Розміщення нижньої частини теплообмінника безпосередньо під пальниковим пристроєм у зоні згоряння палива, а верхньої частини в стельовій частині конвекційної камери в зоні нагромадження гарячих продуктів унаслідок конвекції дозволяє найбільше повно відбирати тепло від згоряння газу в котлі. Крім того, максимально передача тепла від зон високих температур до теплоносіявідбувається через те, що елементи теплообмінника розташовані горизонтально лише з невеликим ухилом для забезпечення циркуляції теплоносія і виключення застійних зон. Завдяки наявності в котлі конвекційної камери, розташованої вище топкової, утворюється значний об'єм для циркуляції продуктів згоряння, у результаті цього збільшується період ротації продуктів згоряння в котлі, а значить час теплопередачі. Розміщення водяних порожнин теплообмінника зигзагоподібне поліпшує турбулізацію теплоносія. Розміщення робочого димоходу в нижній частині конвекційної камери сприяє тому, що гарячі продукти згоряння, піднявшись у верхню частину конвекційної камери, не ідуть через димохід, розташований у верхній частині корпуса, а опускаються вниз, віддаючи тепло водяним порожнинам теплообмінника, що відбувається в результаті того, що після досягнення робочої температури в котлі й утворення стійкої тяги, вихід продуктів згоряння через пусковий димохід, розташований у верхній частині корпуса, перекривається заслінкою. Продукти згоряння, що піднялися нагору до топкової стінки конвекційної камери, віддають тепло верхній частині теплообмінника, у результаті чого щільність продуктів згоряння збільшується і продукти згоряння поступово віддаючи тепло теплообмінникові опускаються вниз, що витісняються більш легкими гарячими продуктами згоряння, і відводяться по робочому димоході, таким чином, забезпечується турбулізація продуктів згоряння. При цьому зустрічний рух продуктів згоряння зверху вниз і теплоносія знизу нагору і дозволяє знизити температуру продуктів згоряння на виході котла практично до температури теплоносія на вході котла. Сутність запропонованої корисної моделі пояснюється на кресленнях, де на фіг. 1 представлений загальний вид водогрійного котла, на фіг. 2 вид А-А фіг. 1, на фіг. З вид Б-Б фіг. 2. Водогрійний котел містить корпус 1, топкову камеру 2, нижню стінку 3 корпуса 1 з отворами для проходження повітря до пальникового пристрою, конвекційну камеру 4, розташовану вище топкової камери 2, пальниковий пристрій 5, розташований в нижній частині топкової камери 2, при цьому корпус 1 має стельову 6, вертикальні бічні 7, 8, передню 9 і задню 10 теплоізолюючі стінки, теплообмінник 11, що складається з типових секцій 12 (водяних порожнин), з'єднаних між собою різьбовими муфтами (наприклад), патрубок холодної води 13, розташований у нижній частині теплообмінника 11, патрубок гарячої води 14, розташований у верхній частині теплообмінника 11, при цьому патрубки забезпечують підключення котла в систему опалення, перегородку 15, що відокремлює разом з нижнім типовим елементом 12 теплообмінника топкову камеру 2 від конвекційної камери 4, газоходу 16, утвореного передньою і бічними стінками конвекційної камери 4 і передньою частиною теплообмінника, при цьому газохід 16 з'єднаний з топковою камерою 2 і через простір теплообмінника з пусковим димоходом 17, призначеним для запуску котла і розташованим у верхній частині корпуса 1, і з робочим димоходом 18, розташованим над патрубком підведення води 13, заслінок 19 і 20, розташованих в димоходах 17, 18 відповідно і які відкривають або закривають при необхідності димоходи, при цьому бічні стінки 7, 8 виконуються з'ємними для забезпечення доступу до всіх елементів котла при видаленні золи і сажі. Водогрійний котел працює в такий спосіб. Паливо подається за допомогою пальникового пристрою 5 у топкову камеру 2 і підпалюється, при цьому заслінки 20 і 21 у димоходах 17 і 18 відкриті. При досягненні робочої температури в котлі заслінка 20 закривається, перекриваючи вихід продуктів згоряння через пусковий димохід 17. при цьому над пальниковим пристроєм утвориться зона високих температур, під дією яких у нижній водяній порожнині 12 теплообмінника 11 відбувається нагрівання теплоносія, нагрітий теплоносій розширюється, щільність його зменшується і він спрямовується у верхню частину теплообмінника. Частина теплової енергії залишається в продуктах згоряння, що спрямовуються у верхню частину конвекційної камери 4 уздовж похилої поверхні нижньої частини теплообмінника 11 і через газохід 16. У верхній частині конвекційної камери 4 утвориться ще одна зона високих температур. Теплоносій, підігрітий у нижній і середній частині теплообмінника 11, остаточно розігрітий у верхній частині теплообмінника піднімається нагору через патрубок 14 в опалювальну систему. Продукти згоряння палива, втративши енергію і збільшивши при цьому щільність, опускаються вниз, так як витісняються гарячими продуктами згоряння, що надходять у конвекційну камеру і виходять через димохід 18. У такий спосіб у середній і нижній частині конвекційної камери 4 відбувається подальший теплообмін між продуктами згоряння, які остигаються і опускаються вниз і теплоносієм, що надходить з опалювальної системи, який поступово нагрівається, і піднімається нагору. Пальниковий пристрій забезпечений автоматичним регулюванням режимів роботи. Запропонована конструкція водогрійного котла дозволяє використовувати уніфіковані секції теп 9226 лообмінника, які можна виготовляти як литтям, так і будь-яким іншим способом. При проектуванні котлів різної потужності використовується різна кількість уніфікованих секцій теплообмінника, що дуже зручно у виробництві. Для виробництва можна використовувати більш дешевий і стійкий до корозії метал-чавун. При цьому забезпечується найбільш ефективна теплопередача в теплооб міннику завдяки надзвичайно вигідному співвідношенню горизонтальної і вертикальної площ теплообмінних поверхонь, турбулізації теплоносія і продуктів згоряння в теплообміннику, скорочення матеріальних витрат і збільшення терміну експлуатації за рахунок використання роз'ємних уніфікованих секцій теплообмінника. 14 15 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 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 - 4 2 , 01601