Заощаджувач

Реферат: UA 118317 U UA 118317 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі теплообмінної техніки, а саме до кожухотрубних теплообмінних апаратів, і може використовуватись у автономних системах опалення житлового і нежитлового фонду. За сукупністю ознак за прототип вибрано "Двоконтурний трубчатий газорідинний теплобмінник", Патент України на корисну модель № 70751, Винахідники-заявники: Павліський Василь Михайлович, Гнатьо Михайло Васильович, Гнатьо Петро Михайлович, Гнатьо Володимир Михайлович, Клендій Микола Богданович, Клендій Петро Богданович, Захарків Галина Семенівна. Заявка u 2011 14264, заявлено 02.12.2011, опубліковано 25.06.2012, Бюлетень № 12, 2012 рік, який використовується для утилізації викидного тепла у системах опалення житлового і нежитлового фонду. Згідно з описом, розігріті гази з камери згоряння теплогенератора надходять в вхідний газовий колектор, а звідти у канали трубчатих газорідинних теплообмінників нижнього контуру, де віддають своє тепло, а з них через камери переходу у газові канали трубчатих газорідинних теплообмінників верхнього контуру, де віддають своє тепло, а з них через вихідний газовий колектор і у димохід. Рідина з системи опалення надходить у вхідний рідинний колектор, а з нього через трубопроводи у рідинні сорочки трубчатих газорідинних теплообмінників верхнього контуру, в яких нагрівається і піднімається вгору і через перехідні трубопроводи опускається у рідинні сорочки трубчатих газорідинних теплообмінників нижнього контуру і в яких нагрівається, піднімається вгору і через трубопроводи надходить у вихідний колектор, а звідти у систему опалення. Основним недоліком даного прототипу є те, що він працює у постійному режимі, у той час, як більшість систем автономного опалення працює у циклічному режимі "нагрів-циркуляція". Цикл "нагрів" повторюється через рівні проміжки часу і характеризується нагрівом теплоносія у системі опалення та відходом викидного тепла у вигляді гарячих газів, що дає можливість збирати викидне тепло, та повертати його у систему опалення. Цикл "циркуляція" є постійним і характеризується відсутністю нагріву теплоносія, відходом значно холодніших газів, що не дає можливості збирати викидне тепло. Зазначений недолік прототипу значно зменшує сферу його застосування, та знижує його ефективність через значні втрати викидного тепла, які відбуваються у циклі "циркуляція", через його не узгодженість з циклічною роботою систем автономного опалення житлового і нежитлового фонду. Фактично цей прототип не може працювати з системами автономного опалення циклічної дії через його низьку ефективність у цьому випадку. В основу корисної моделі поставлена задача заощадження тепла та енергоресурсів на його виробництво. Як вирішення поставленої задачі, пропонується узгодження роботи заощаджувана з циклічною роботою систем автономного житлового опалення, оптимізація моменту теплопередачі від гарячих викидних газів до заощаджувана, циклічне накопичення викидного тепла. Технічний результат досягається шляхом застосування електронної системи оптимізації, яка утворена блоком управління, датчиками температури і водяною помпою, застосуванням накопичувача тепла, який утворений достатнім об'ємом міжтрубного простору, заповненого проміжним теплоносієм, замкненою циркуляцією проміжного теплоносія у міжтрубному просторі, як способу інтенсифікації або припинення теплообміну. Також у конструкції заощаджувана, для досягнення потрібного технічного результату, спіральний теплообмінний елемент виконано багатозахідним, а вхідний і вихідний патрубки циркуляції проміжного теплоносія виконано перфорованими отворами на довжину рівну довжині міжтрубного простору. Корисну модель показано та пояснено кресленнями: на Фіг. 1-3 зображений заявлений заощаджувач. Заощаджувач складається з корпусу 1, газового каналу 2, вхідної кришки 4, вихідної кришки 3, спірального теплообмінного елемента 5, міжтрубного простору 6, трубчатих теплообмінних елементів 7, камери примусової циркуляції 8, вхідних патрубків 9, 11, вихідних патрубків 10, 12, термодатчиків 13, водяної помпи 14, блока управління, 15. Заощаджувач працює наступним чином: Гарячий газ надходить у газовий канал 2, обтікає його стінки та трубчаті теплообмінні елементи 7, через які циркулює рідкий проміжний теплоносій. При цьому між гарячим газом та проміжним теплоносієм через стінки трубчатих теплообмінних елементів 7 проходить теплообмін. Рідкий проміжний теплоносій, подається водяною помпою 14 через вхідний патрубок 9 у камеру примусової циркуляції 8 і далі у трубчаті теплообмінні елементи 7, забирає з них тепло гарячих газів і несе їх у міжтрубний простір 6, де це тепло накопичується завдяки об'єму міжтрубного простору і масі проміжного теплоносія. Замкнена примусова циркуляція у міжтрубному просторі здійснюється за командою електронної системи оптимізації, яка утворена 1 UA 118317 U 5 10 15 20 25 блоком управління 15, датчиками температури 13, водяною помпою 14. Електронна система оптимізації", при надходженні гарячого газу під час циклу "обігрів", включає водяну помпу у момент найбільшої теплопередачі, цим самим починаючи циркуляцію теплоносія, теплообмін, накопичення викидного тепла у міжтрубному просторі 6. При цьому електронна система оптимізації слідкує за тим, щоб температура газів у газовому каналі була завжди вища від температури у системі опалення, яку встановив користувач. При відсутності достатньо гарячого газу або під час циклу "циркуляція", коли гарячий газ зовсім відсутній, електронна система оптимізації виключає водяну помпу, цим самим припиняє циркуляцію теплоносія, теплообмін, щоб уникнути низької або зворотної теплопередачі. Проміжний теплоносій у міжтрубному просторі 6 контактує зі спіральним теплообмінним елементом 5, усередині якого протікає рідкий теплоносій з системи опалення. При різниці температур теплоносіїв, починається процес передачі накопиченої теплової енергії від проміжного теплоносія через стінки труби спірального теплообмінного елемента 5 до теплоносія системи опалення Завдяки цьому процес віддачі тепла у систему опалення з циклічного перетворюється у постійний, а використання накопиченого викидного тепла і повернення його у систему опалення дає економію пального. Відведення теплоносіїв здійснюється через вихідні патрубки 10 та 12. Трубчаті елементи 7 теплообмінника у газовому каналі виконані з круглих або пласких труб овальної форми, та розміщені у шаховому порядку для зменшення опору повітряному потоку. Кількість трубчатих теплообмінних елементів у рядах і кількість рядів може бути різна залежно від розміру і теплової потужності самого заощаджувача. На фіг. 4 зображений спіральний теплообмінник 5, який виконано багатозахідним у вигляді кількох спіральних теплообмінних елементів для розділення основного потоку рідкого теплоносія у патрубку на кілька менших з метою інтенсифікації та збільшення теплообміну. На фіг. 5 зображені патрубки 9 та 10, перфоровані отворами на всю довжину міжтрубного простору 6 для рівномірного перемішування теплоносія по всьому об'єму міжтрубного простору та рівномірної теплопередачі під час циркуляції теплоносія. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 1. Заощаджувач, який складається з корпусу, газового каналу, вхідної кришки, вихідної кришки, спірального теплообмінного елемента, міжтрубного простору, трубчатих теплообмінних елементів, камери примусової циркуляції, вхідних патрубків, вихідних патрубків, термодатчиків, водяної помпи, блока управління, який відрізняється тим, що має електронну систему оптимізації, яка утворена блоком управління, термодатчиками та водяною помпою. 2. Заощаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що спіральний теплообмінний елемент виконано багатозахідним у вигляді кількох спіральних теплообмінних елементів для розділення основного потоку рідкого теплоносія у патрубку на кілька менших з метою інтенсифікації та збільшення теплобміну. 3. Заощаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що патрубки перфоровані отворами на всю довжину міжтрубного простору для рівномірного перемішування теплоносія по всьому об'єму міжтрубного простору та рівномірної теплопередачі під час циркуляції теплоносія. 2 UA 118317 U 3 UA 118317 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 4