Пристрій відведення продуктів згорання від первинного генератора тепла

Реферат: UA 102276 U UA 102276 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій відведення продуктів згорання від первинного генератора тепла, що містить первинний генератор тепла, вихід якого з'єднаний з входом димового патрубка первинного генератора тепла, відрізняється тим, що, з метою використання тепла продуктів згорання, що поступають в димовий патрубок від первинного генератора тепла і підвищення ККД первинного генератор тепла, в пристрій введена труба відведення продуктів згорання, вхідний кінець якої введений в димовий патрубок первинного генератора тепла, а вихідний кінець з'єднаний з входом радіатора охолодження, вихід радіатора охолодження з'єднаний з входом витяжки, вихід якої виведений в навколишню атмосферу, в нижню частину радіатора охолодження введений вхід патрубка відведення конденсату продуктів згорання, вихід цього патрубка виведений в навколишню атмосферу, радіатор охолодження і патрубок відведення конденсату продуктів згорання розміщені в просторовому об'ємі, який підлягає обігріву, до виходу димового патрубка первинного генератор тепла, також, приєднана зворотна заслінка. Винахід може знайти застосування в усіх первинних генераторах тепла промислового і побутового призначення, у яких для забезпечення необхідної тяги в димових патрубках цих генераторів витрачається значна кількість тепла. Задача винаходу - підвищення ККД первинних генераторів тепла з (70-80) % до (90-95) %. На фіг. 1 відображена структурна схема пристрою відведення продуктів згорання від первинного генератора тепла. Пристрій містить трубу відведення продуктів згорання 1, вхідний кінець якої введений в димовий патрубок 7 первинного генератора тепла 8, а вихідний кінець труби відведення з'єднаний з входом радіатора охолодження 2, вихід радіатора охолодження 2 з'єднаний з входом витяжки 3, вихід якої виведений в навколишню атмосферу, в нижню частину радіатора охолодження 2 введений вхід патрубка відведення конденсату продуктів згорання 4, вихід цього патрубка виведений в навколишню атмосферу, радіатор охолодження з патрубком відведення конденсату продуктів згорання розміщені в просторовому об'ємі 5, який підлягає обігріву, до виходу димового патрубка 7 первинного генератор тепла, також, приєднана зворотна заслінка 6. Пристрій працює таким чином. Обов'язковою умовою газообміну між генератором тепла і зовнішнім середовищем є підтримка температури в димових патрубках котлів і димарях пічних систем опалювання в середньому близько 140 °C. І ці обов'язкові умови є головною причиною втрати тепла, яке виводиться в зовнішню атмосферу і причиною досяжних ККД в межах (70-80) %. В пропонованому пристрої (98-100) % продуктів згорання з температурою близько 140 °C через трубу відведення 1 поступають в радіатор охолодження 2, в якому продукти згорання охолоджуються до температури просторового об'єму 5, охолоджені продукти згорання за допомогою витяжки 3 виводяться в зовнішнє середовище. Конденсат, який утворюється в процесі охолодження продуктів згорання, через патрубок відведення конденсату 4 відводиться в зовнішнє середовище. Зворотна заслінка 6 забезпечує перекриття виходу димового патрубка 7 від зовнішнього середовища завдяки, і тільки при роботі, витяжки 3. Витяжка 3 здійснює розрядження внутрішнього середовища димового патрубка 7 відносно зовнішнього середовища, що і приводить к спрацьовуванню зворотній заслінки 6. Задача винаходу - підвищення ККД первинних генераторів тепла, досягається тим, що переміщення продуктів згорання від димового патрубка 7 через трубу відведення продуктів згорання 1 і радіатор охолодження 2 забезпечується електричною витяжкою 3 з витратою електроенергії на переміщення цих продуктів згорання значно меншою відносно тепла виділеного на радіаторі охолодження 2, того тепла, що витрачалося би на підтримку тяги в димовому патрубку 7 первинного генератора тепла 8, без застосування пропонованого пристрою. Наприклад, середнє значення ККД котлів і пічних облаштувань побутового призначення для опалювання житла не перевищує 80 %. При спрощенні розрахунку можна допустити, що втрачені 20 % ККД це те тепло, яке йде через димові патрубки котлів і димарі печей. При використанні пропонованого пристрою це тепло спрямовується в радіатор охолодження 2, за допомогою якого обігрівається просторовий об'єм 5, в випадку побутового користуванні для додаткового обігрівання житла. Наприклад, для підтримки необхідної тяги в димових патрубках котлів і димарях печей при використанні первинного генератора тепла з тепловою потужністю до 15 Мккал/г досить незначної потужності електроживлення витягу порядку 50 Вт або (862×50)=4310 ккал/г. При використанні пропонованого пристрою 20 % тепла (15×0,2) Мккал/г=3 Мккал/г, сплямується в радіатор охолодження 2, при цьому витрачається 4310 ккал/г електроенергії. Для цього 1 UA 102276 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 прикладу, застосування пропонованого пристрою дозволяє підвищити корисно використану потужність з (15×0,8)=12 Мккал/г до (12+3-0,00431) Мккал/г=14,996 Мккал/г і відповідно підвищити ККД з 80 % до 14,996/15×100=99,9 %. В реальних умовах в первинних генераторах тепла на зниження ККД впливають не лише втрати на прогрівання димарів, але і цілий ряд невідворотних чинників, таких як вид і якість використовуваного паливо, досяжна міра його згорання, вологість та інше, і тому можна зробив допущення про досяжний ККД в межах 95 % при використанні пропонованого пристрою. Приклад економічного розрахунку при використанні пічного обладнання, як первинного генератора тепла, типу УГОП 11-16 ГОСТ 16569-86 з номінальною тепловою потужністю 13 Мккал/г (16 кВт), вбудованого в побутову піч з тепловіддачею 4500 ккал/г. Досвіт експлуатації УГОП 11-16 показує витрати палива, побутового газу, в межах 2 м3/г або 16 м3/добу при двох топках на добу по 4 години кожна. При порівняльній експлуатації УГОП 11-16, для підтримки необхідної температури в опалюваному приміщенні цим УГОПом, можна очікувати наступні результати: - без пропонованого пристрою витрати палива складає 16 м3/добу, а необхідний час топки складає 8 г/добу; - із застосуванням пропонованого пристрою, де радіатор охолодження 2 розміщений в опалюваному приміщенні в якості батареї опалювання буде заощаджено 16×0,15=2,4 м3/добу, витрата палива складе 13,6 м3/добу побутового газу, а необхідний час топки скоротиться, для підтримки тієї ж температури, до 6,8 ч/добу. Застосування пропонованого пристрою не впливає на роботу первинного генератора тепла 8, і у випадки аварійного відключення електроживлення витяжки 3 первинний генератор тепла 8 продовжує працювати в штатному режимі без зміни своїх первинних параметрів, оскільки пропонований пристрій тільки підтримує тягу еквівалентну тієї тяги, яка встановлюється в димовому патрубку первинного генератора тепла без застосування пропонованого пристрою. У пропонованому пристрої, для нормальної роботи первинного генератора тепла, необхідний рівень тяги через трубу відведення продуктів згорання 1 може бути забезпечений загальновідомими заслінками, які, як правило, встановлені в цих первинних генераторах тепла, або установкою додаткової зворотній заслінки 6 на виході димового патрубка 7, або застосуванням витяжки 3 з продуктивністю, яка забезпечує необхідний рівень тяги. В існуючих конденсаційних котлах також здійснюється охолодження продуктів згорання до температури так названої точки роси. При цьому водяний пар, котрий присутній в продуктах згорання, конденсується і віддає скриту енергію, яка реалізується для оптимізації роботи цих котлів. Хоч конденсаційні котли значно економічні ніж традиційні, але мають значну коштовність і орієнтовані на побутовий газ, як на основний від палива, а також необхідність примусового подуву до камери згоряння знижує універсальність що до використання цих конденсаційних котлів. На відміну від існуючих, пропонований пристрій вигідно відрізняється простотою конструкції, малою коштовністю, універсальністю як до використання типів палива, так і до різнорідності типів генераторів тепла промислового і побутового призначення, до котрих можливо налаштувати пропонований пристрій. Винахід, також, може знайти застосування в військовій сфері для забезпечення скритного використання первинних генераторів тепла в польових умовах. На фіг. 2 відображена структурна схема скритного використання первинних генераторів тепла в умовах польових бойових дій зав дяки використання пропонованого пристрою. Пропонований пристрій розташований нижче рівня ґрунту 15. Первинний генератор тепла 8 з трубою відведення продуктів згорання 1, з початковою частиною димового патрубка 6 розташовані в підземному бункеру 9 - Кухні (або котельній). Радіатор охолодження 2 розташований в підземному бункеру 5 - Бліндажу (просторовому об'ємі 5, який підлягає обігріву, згідно пропонованого пристрою). Витяжка 3 розташована в підземному бункеру 10 - Машинній. Вихід витяжки 3 та вихід патрубка відведення конденсату продуктів згорання 4 виведені в бункер 11 - колектор. Вихідний патрубок 12 колектора виведений у зовнішню атмосферу. Пристрої 13 і 14, завдяки котрих забезпечується камуфляж виходу димового патрубка 7 та вихідного патрубка 12 колектора 11. Зворотна заслінка 6 забезпечує перекриття виходу димового патрубка 7 від зовнішнього середовища завдяки роботі витяжки 3. Як витяжка 3 використовуються витяжки постійного стуму для підключення до автомобільних акумуляторів, або витяжки перемінного струму, залежно від умов використання 2 UA 102276 U 5 10 15 винаходу. Потужність витяжки повинна відповідати потужності первинних генераторів тепла, що використовуються в пропонованому пристрою. Пропонований пристрой у складі військового бліндажа працює наступним чином. Бункери 9, 5, 10 мають окремі входи для переміщення військових та доступу зовнішнього повітря. Вихід витяжки 3 та вихід патрубка відведення конденсату продуктів згорання 4, що виведені в бункер 11 - колектор, виконані у вигляді труб з антикорозійним покриттям з достатньої довжиною (з уклоном у сторону колектора), для забезпечення охолодження продуктів згорання до температури прилеглого ґрунту. А в бункеру 11 - колектору (значного об'єму) продукти згорання охолоджуються до температури зовнішнього середовища. Евакуація продуктів згорання у зовнішню атмосферу через патрубок 12 колектора відбувається шляхом подуву цих продуктів згорання від витяжки 3. Продукти згорання, що поступають у зовнішнє середовище через патрубок 12 колектора, мало чим відрізняється від зовнішньої атмосфери по температурі та прозорості, що забезпечує достатню скритність від зорового і тепловізійного спостереження. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Пристрій відведення продуктів згорання від первинного генератора тепла, що містить первинний генератор тепла, вихід якого з'єднаний з входом димового патрубка первинного генератора тепла, який відрізняється тим, що в пристрій введена труба відведення продуктів згорання, вхідний кінець якої введений в димовий патрубок первинного генератора тепла, а вихідний кінець з'єднаний з входом радіатора охолодження, вихід радіатора охолодження з'єднаний з входом витяжки, вихід якої виведений в навколишню атмосферу, в нижню частину радіатора охолодження введений вхід патрубка відведення конденсату продуктів згорання, вихід цього патрубка виведений в навколишню атмосферу, радіатор охолодження і патрубок відведення конденсату продуктів згорання розміщені в просторовому об'ємі, який підлягає обігріву, до виходу димового патрубка первинного генератора тепла, також, приєднана зворотна заслінка. 3 UA 102276 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4