Енергоефективний твердопаливний котел

Реферат: UA 116752 U UA 116752 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до опалювального обладнання і може бути використана при виготовленні опалювальних твердопаливних котлів побутового призначення. Відомий опалювальний твердопаливний котел, який містить корпус, камери згоряння, колосникову решітку, димохід, дверцят для завантаження палива і видалення золи та заслінки для регулювання виходу продуктів горіння(див. патент України UA № 111561 від 10.05.216, МПК F23B 60/02). Недоліками цього котла є недостатня ефективність використання палива і низький коефіцієнт корисної дії за рахунок того, що вихідні продукти горіння ще мають достатньо високу температуру, яка не використовується. Найближчим аналогом за технічним результатом, що досягається, є опалювальний твердопаливний котел, що містить корпус, камеру згоряння, колосникову решітку, димохід, дверцята для завантаження палива та видалення золи і заслінок для регулювання вхідного повітря та продуктів горіння (див. патент України UA № 110905 від 25.02.216, МПК F23B 60/02). Недоліками цього котла є недостатньо ефективне використання палива, тобто температура вихідних продуктів горіння використовується не в повній мірі, що знижує коефіцієнт корисної дії котла та його енергоефективність. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення опалювального твердопаливного котла шляхом введення в нього нової теплообмінної поверхні і розміщення її, наприклад, у камері згорання для більш раціонального використання продуктів горіння, у підвищенні ефективності та стабільності теплообміну допоміжним повітряним навантаженням на вході для збільшення коефіцієнта корисної дії. Поставлена задача вирішується тим, що енергоефективний твердопаливний котел, що містить корпус, камеру згоряння, колосникову решітку, димохід, дверцята для завантаження палива та видалення золи і заслінок для регулювання вхідного повітря та продуктів горіння, який згідно корисної моделі оснащено двигуном Стірлінга, теплообмінник якого розміщено, наприклад, у камері згорання, та повітродувкою перед дверцятами для видалення золи, а вихідний вал двигуна з'єднано з генератором електричного струму потужністю 2,5…10,5 кВт, крім того генератор з'єднано з блоком керування, який має канали зв'язку з приводами заслінок, повітродувки та насос циркуляції води в системі опалення і вихідний канал електричного струму. Оснащення двигуном Стірлінга з теплообмінником, розміщеним, наприклад, у димоході, забезпечує більш раціональне використання температури продуктів горіння, що підвищує енергоефективність котла. Наявність повітродувки перед дверцятами для видалення золи збільшує ефективність вхідного повітря і дає можливість регулювати стабільність температури продуктів горіння у димоході з теплообмінником двигуна Стірлінга. З'єднання вала двигуна Стірлінга з генератором струму дає можливість перетворення теплової енергії котла на електричну. Діапазон потужності генератора 2,5…10 кВт найбільш ефективний як для використання у побуті, так і для потреб обслуговування електроприводами самого котла. Використання блока керування через канали зв'язку забезпечує керування приводами заслінок та повітродувки і, крім того, отримати вихідний канал струму для побутового призначення, для насоса циркуляції води в системі опалення, що підвищує як коефіцієнт корисної дії, так і енергоефективність котла. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 подана схема енергоефективного твердопаливного котла у період розпалювання, де позначені: 1 - корпус, 2 камера згоряння, 3 - колосникова решітка, 4 - димохід, 5 -- дверцята для завантаження палива, 6 - дверцята для видалення золи, 7 - заслінка для регулювання вхідного повітря з приводом, 8, 9 - заслінки для регулювання продуктів горіння з приводами, 10 - двигун Стірлінга, 11 теплообмінник. На фіг. 2 - схема того ж котла у робочому режимі, де позначені: 12 - повітродувка перед дверцятами 6 для видалення золи, 13 - вихідний вал двигуна Стірлінга 10, 14 генератор електричного струму потужністю 2,5…10,5 кВт, 15 - блок керування, 16 - канали зв'язку із приводами заслінок 8,9, 17 - канал зв'язку із приводом повітродувки 12, 18 вихідний канал електричного струму побутового призначення, 19 - канал зв'язку із приводом заслінки 7. Енергоефективний твердопаливний котел, що заявляється, працює наступним чином. У корпусі 1 котла через дверцята 5 завантажують камеру 2 згорання спочатку дровами на колосникову решітку 3, а після їх розгорання завантажують тверде паливо. При цьому заслінки 8, 9 длярегулювання продуктів горіння тазаслінка7 для регулювання вхідного повітря відкриті. Після розгорання твердого палива і підвищенні температури продуктів горіння у камері згорання2 нагрівається теплообмінник 11, за результатом якого починає працювати двигун Стірлінга 10 і через вихідний вал 13 обертати генератор електричного струму 14. Електричний 1 UA 116752 U 5 10 струм від генератора 14 подається на блок керування 15, а з блока керування через канали 16 зв'язку із приводами заслінок 8,9,канал 17 зв'язку із приводом повітродувки 12 та канал 19 зв'язку із приводом заслінки 7 здійснюється керування тепловим потоком котла. У робочому режимі (фіг. 2) напрямок руху теплового потоку змінюється заслінкою 8, при цьому підтримка температури забезпечується заслінкою 9. Таким чином енергоефективний твердопаливний котел, що заявляється, за рахунок оснащення його двигуном Стірлінга та зв'язаного з ним генератора електричного струму дозволяє досягти зазначеного технічного результату, який полягає в перетворенні теплової енергії із твердого біопалива на електричну, забезпечення автономної системи опалення, враховуючи електричне живлення як системи автоматики котла, так і насосу циркуляції води в системі опалення, та використання залишків виробленої електричної енергії для побутових потреб або для постачання в загальну електричну мережу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Енергоефективний твердопаливний котел, що містить корпус, камеру згоряння, колосникову решітку, димохід, дверцята для завантаження палива та видалення золи і заслінки для регулювання вхідного повітря та продуктів горіння, який відрізняється тим, що котел додатково оснащено двигуном Стірлінга, теплообмінник якого розміщено, наприклад, у камері згорання, та повітродувкою перед дверцятами для видалення золи, а вихідний вал двигуна з'єднано з генератором електричного струму потужністю 2,5…10,5 кВт, крім того генератор з'єднано з блоком керування, який має канали зв'язку з приводами заслінок та повітродувки і вихідний канал електричного струму. 2 UA 116752 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3