ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в системах отопления и горячего водоснабжения.
Известен водогрейный котел (патент РФ №2109224, МПК F 24 Н 1/14, опубл. 20.04.1998 г.), содержащий корпус, топку с боковыми и потолочными экранами из теплообменных труб, внутри которых продольно расположены дополнительные трубы с завихрителями потока по внешней стороне, теплообменные трубы подключены к входным и выходным коллекторам, соединенным с системой подвода и отвода теплоносителя. Потолочный и боковые экраны представляют собой совокупность объединенных через коллекторы однотипных вертикально установленных теплообменных труб, у которых внутренняя поверхность дополнительных труб открыта для газового потока и герметизирована от межтрубного пространства.
Описанный водогрейный котел является очень металлоемким с недостаточно высоким коэффициентом полезного действия. Металлоемкость повышает стоимость котла.
Полезная модель решает задачу повышения коэффициента полезного действия и снижения металлоемкости водогрейного котла.
Для решения поставленной задачи в известном водогрейном котле, содержащем корпус, размещенную в нем топку с боковыми и потолочным экранами из вертикально установленных теплообменных труб, внутри которых продольно расположены дополнительные трубы, у которых внутренняя поверхность открыта для газового потока и герметизирована от межтрубного пространства, согласно предлагаемой полезной модели боковая поверхность водогрейного котла сформирована из теплообменных труб, соединенных между собой по образующей, а во внутренних полостях дополнительных труб, расположенных в теплообменных трубах боковой поверхности, продольно установлены ленточные спиралевидные пластины. Диаметр теплообменных труб потолочного экрана выбран меньше, чем диаметр теплообменных труб бокового экрана.
На фиг.1 изображен котел, вид спереди; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.
Котел имеет цилиндрическую форму, боковая поверхность котла образована из теплообменных труб 1, соединенных между собой по образующей. Котел имеет верхнюю 2 и нижнюю 3 обшивки. Боковые теплообменные трубы состоят из наружной 4 и внутренней 5 трубы. Теплообменные трубы на потолочном экране также состоят из наружной 6 и внутренней 7 труб. Внутри котла расположена топка 8, окно для чистки 9, вытяжка 10, а также воздухозаборник 11. Внешние трубы боковых и потолочного экранов в верхней части закольцованы при помощи труб 12. Во внутренних полостях дополнительных труб, расположенных в теплообменных трубах боковой поверхности установлены ленточные спиралевидные пластины 13.
Предлагаемый водогрейный котел работает следующим образом. После разжигания в топке огня с использованием твердого топлива продукты сгорания из топочного пространства, поднимаясь, проходят через потолочный экран, омывая внутренние и внешние поверхности теплообменных труб, а также обращенную к топке часть боковой теплообменной трубы большего диаметра. Затем газы проходят через конвективную часть боковых экранов, где установлены спиралевидные ленточные пластины, которые закручивают газовый поток, тем самым, задерживая его во внутренних поверхностях теплообменных труб, далее газы поступают в выходной патрубок и выходят из котла.
Процесс циркуляции теплоносителя (воды) в котле осуществляется следующим образом. Вода от сетевого насоса подается к впускному патрубку (на чертеже не показан), попадая в межтрубное пространство боковых теплообменных труб, поднимается и распределяется по межтрубному пространству теплообменных труб потолочного экрана, где дополнительно нагревается исходящими газами, поднимается вверх и поступает к выпускному патрубку. Ввиду того, что диаметр внешней трубы потолочного экрана выбран меньше диаметра внешней трубы бокового экрана в 1,5-1,8 раза поток газов, проходящий через соответственно меньшую внутреннюю дополнительную трубу потолочного экрана задерживается, тем самым создавая условия для большего прогрева потолочного экрана.
Испытание первых производственных экземпляров котлов с использованием труб внешнего набора диаметром 134 мм и внутреннего набора диаметром 80 мм, а также труб кассетного набора диаметрами 80 и 66 мм соответственно показали, что
3
2
повышается эффективная площадь обогрева помещении с воздушным объемом до 4000 м площадью 1500-1800 м.
3
3
Водяной котел предложенной конструкции с размерами: высота 1800-1900 мм, диаметр 880 мм, размеры кассеты 400-500 мм, количество труб, формирующих боковую поверхность, составляет 12-16 шт., количество труб в потолочном экране 10-12 шт. использовался для обогрева производственного помещения фирмы «Дизель». В зимний период при наружной температуре -20°С в условиях Калининградской области при воздушном объеме помещения более 9500 м расход дров не превысил 40 м и 12 тонн угля или в 1,3 раза меньше, чем для котлов известной конструкции, экономический эффект в течение отопительного сезона составил 400000 рублей.