Спосіб контактного нагріву води

Реферат: UA 77099 U UA 77099 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів нагріву води при прямому контакті з нагріваючим теплоносієм. Спосіб може бути використаний для опалювання або гарячого водопостачання житлових і громадських будівель або для технологічних потреб переважно малих підприємств, наприклад, харчової промисловості. Відомий спосіб контактно-поверхневого нагріву води за рахунок передачі їй тепла від газоподібних продуктів згоряння, які пропускають знизу вверх через контактний шар. У зустрічному напрямку, зверху вниз, пропускають холодну воду, яку перед контактуванням з контактним шаром розподіляють відомими засобами на окремі краплини або/та струмені [Аронов И.З. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа. Л.: Недра, 1990. С. 32-39]. 5 Відомий спосіб нагріву води (А.С. СССР 1395908, М. кл F24H 1/10, 1988 р.), в якому нагрів води здійснюють у два етапи. На першому з них, контактно-поверхневому, воду нагрівають в контактній камері з шаром насадки. На другому етапі попередньо нагріту воду додатково нагрівають конвективним способом, під час її пропускання поруч із стінкою камери згоряння. Відомі способи нагріву води полягають у тому, що мережева вода, яка контактує безпосередньо з продуктами згорання поступово насичується кислотоутворюючими газами, які містяться в продуктах спалювання природного газу, таких як СО 2 та NOx. Поступово слабка вугільна кислота, що утворюється з мережевої води, руйнує опалювальну мережу, що призводить до аварії, яка пов'язана з заміною тепловипромінюючих поверхонь з припиненням на деякий період теплопостачання. Нейтралізація вуглекислого газу у мережевій воді лужними агентами потребує додаткових затрат та призводить до забруднення мережевої води нерозчинними мінеральними продуктами, що викликає необхідність періодичної продувки теплової мережі, а це додаткові витрати тепла та води. 5 Відомий також спосіб контактного нагріву води (Патент України 86084 М кл F24H 1/10, 2009 р.), в якому воду, що нагрівається, розподіляють на два потоки, один з яких нагрівають на контактно-поверхневій насадці безпосереднім контактом з продуктами згоряння до температури 98-100 °C, при якій розчинення кислотоутворюючих газів у воді є найменшим, а інший конвективним методом від стінок контактної камери та камери згорання, а потім змішують два потоки перед поданням в мережу. При цьому співвідношення двох потоків задають із умови одержання необхідної температури води, що подають у мережу. У відомому способі необхідно точно додержувати необхідну температуру води, що нагрівають контактним методом, що призводить до організації додаткового регулюючого контуру, який управляє перерозподілом витрат води по контактному та конвективному потоках. Це ускладнює управління процесом у цілому, а зниження концентрації вугільної кислоти в мережевій воді, хоч і суттєве, але далеко не достатнє. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу контактного нагріву води, в якому в результаті створення циклічного контуру для нагріву котлової води, яка попередньо нагріває мережеву воду, забезпечується нагрів мережевої води без утворення в ній вугільної кислоти, тобто без безпосереднього контакту мережевої води з продуктами згорання, і за рахунок цього збільшується термін між ремонтами та термін безаварійної роботи системи опалення, при цьому зберігається високий ККД, який властивий контактним котлам. Поставлена задача вирішується тим, що у способі контактного нагріву води, який включає нагрів мережевої води у конвективному теплообміннику від стінки корпусу, нагрітої продуктами згорання, згідно з корисною моделлю, мережеву воду попередньо нагрівають у додатковому водоводяному теплообміннику котловою водою, яку, в свою чергу, нагрівають у контактному теплообміннику безпосереднім контактом з продуктами згорання у замкнутому циклі. У запропонованому способі всю мережеву воду нагрівають без контакту з продуктами згорання, тому в ній не утворюються слабкі кислоти і не руйнується опалювальна мережа. Для забезпечення передачі необхідної кількості тепла мережеву воду нагрівають двічі: спочатку у водоводяному додатковому теплообміннику котловою водою, і, потім у конвективному теплообміннику від гарячої стінки камери згорання, причому котлову воду, у свою чергу, нагрівають у замкнутому циклі продуктами згорання у контактному теплообміннику на контактній насадці, що дозволяє нагрівати мережеву воду не змішуючи її з котловою. Таким чином, вирішується поставлена задача нагріву мережевої води без утворення в ній слабких кислот. Спосіб - найближчий аналог здійснюють у відомому пристрої, зображеному на фіг. 1. На фіг. 2 зображено пристрій, на якому здійснюють запропонований спосіб таким чином. Газоподібне паливо спалюють у пальниковому пристрої 1. Продукти спалювання, які одержують у камері згорання 2, подають у контактно-поверхневу насадку контактного теплообмінника 3, де нагрівають безпосереднім контактом з продуктами згоряння котлову воду, яку подають назустріч потоку продуктів згорання у внутрішньому цикловому контурі нагрівача. Мережеву 1 UA 77099 U 5 10 15 20 25 30 воду подають для нагрівання у додатковий водоводяний теплообмінник 4, де її нагрівають котловою водою, нагрітою у контактному теплообміннику 3 у цикловому контурі нагрівача. Нагріту мережеву воду подають на догрів до конвективного газоводяного теплообмінника 5, де її нагрівають від стінки корпусу нагрітої продуктами згорання, і далі подають в мережу. Таким чином, потік води, що подають в мережу, не контактує з продуктами згорання палива і, таким чином, не насичується кислотоутворюючими газами. Приклад 1 (за найближчим аналогом) Газоподібне паливо спалюють у пальниковому пристрої 1. Продукти спалювання, які одержують у камері згорання 2, подають у контактно-поверхневу насадку контактного теплообмінника 3. Мережеву воду з температурою, 60 °C розділяють на два потоки. Перший потік подають на контактну насадку контактного теплообмінника, де нагрівають зустрічними газоподібними продуктами згорання до температури 98…100 °C. Воду другого потоку подають на нагрів у конвективний теплообмінник 5, де її нагрівають до температури 70 °C від стінки корпусу камери згорання, нагрітої продуктами згорання. Воду першого потоку змішують з водою другого потоку у буферній ємності 4 і з температурою 80 °C направляють в мережу. Регулювання температури здійснюють шляхом регулювання співвідношення потоків. Приклад 2 (за способом, що пропонується) Газоподібне паливо спалюють у пальниковому пристрої 1. Продукти спалювання, які одержують у камері згорання 2, подають у контактно-поверхневу насадку контактного теплообмінника 3, де нагрівають безпосереднім контактом з продуктами згорання котлову воду, яку подають назустріч потоку продуктів згорання у внутрішньому цикловому контурі від температури 75 °C до температури 85-90 °C. Мережеву воду з температурою 60 °C подають для нагрівання у додатковий водоводяний теплообмінник 4, де її нагрівають до температури 70 °C котловою водою, нагрітою у контактному теплообміннику у цикловому контурі нагрівача. Нагріту мережеву воду подають на догрів до конвективного газоводяного теплообмінника 5, де її нагрівають до температури 80 °C від стінки корпусу нагрітої продуктами згорання, і далі подають в мережу. Перевагою способу, що пропонується, є повне усунення контакту мережевої води з агресивними газами, тобто газами, які містяться у продуктах згорання газоподібного палива. При цьому зберігається високий ККД, що властиво контактним котлам, тобто використовується вища теплота згорання палива. Крім того, на відміну від найближчого аналога, запропонований спосіб не потребує точного регулювання витрат водяних потоків, бо потоки не мають обмеження по своїм параметрам з точки зору мінімізації утворення слабких кислот. Запропонований спосіб практично саморегулюється. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Спосіб контактного нагріву води, який включає нагрів мережевої води у конвективному теплообміннику від стінки корпусу, нагрітої продуктами згорання, який відрізняється тим, що мережеву воду попередньо нагрівають у додатковому водоводяному теплообміннику котловою водою, яку, в свою чергу, нагрівають у контактному теплообміннику безпосереднім контактом з продуктами згорання у замкнутому циклі. 2 UA 77099 U 3 UA 77099 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4