КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ НАРУЖНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ
CONDENSATION HOT-WATER BOILER FOR EXTERNAL ARRANGEMENT

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к конденсационным водогрейным котлам наружного и внутреннего размещения, использующих скрытую теплоту парообразования паров воды в дымовых газах с увеличением КПД, за счет дополнительного улавливания тепловой энергии при конденсации водяных паров.
Уровень техники
Известна котельная установка, содержащая снабженный контактными воздухонагревателем и экономайзером котел, параллельно подключенный подводящей и отводящей линиями к греющим трактам тепловой сети и поверхностного теплообменника, нагревающий тракт которого соединен с контактным воздухонагревателем и снабжен регулятором расхода, а экономайзер сообщен с подводящей линией котла, установка содержит также датчик температуры воздуха (см. а.с. SU №1666855, кл. F22D 1/36).
Недостатком данной котельной установки является высокая стоимость получения тепла.
Известен водогрейный котел наружного размещения, содержащий газогорелочное устройство, теплообменник котла, трехходовой кран с прямой и обратной линиями, дымовую трубу, при этом у основания дымовой трубы установлен люк для чистки сажи и конденсатоотводящая трубка, а система отопления здания содержит вертикальный стояк, соединенный с прямой линией котла, деаэрационно-расширительный бак, разводящие стояки с приборами отопления, обратной линии системы отопления, циркуляционный насос, грязевой фильтр (см. Конденсационный водогрейный котел, РГУ-M1 руководство по эксплуатации Са 2.574.023. РЭ ОАО «Завод Староруссприбор», 175200, г.Старая Русса, Новгородская область, ул. Минеральная, 24).
Недостатком данного водогрейного котла является его высокая стоимость и затраты на производство тепла, невысокий КПД.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является конденсационный котел наружного размещения, содержащий газогорелочное устройство, теплообменник котла, трехходовой кран с прямой и обратной линиями, дымовую трубу, при этом у основания дымовой трубы установлен люк для чистки сажи и конденсатоотводящая трубка, а прямая линия соединена с вертикальным стояком системы отопления здания, которая содержит разводящие стояки с приборами отопления, обратную линию системы отопления и циркуляционный насос, при этом котел в нижней внутренней части дымовой трубы снабжен теплообменником конденсатной части, причем внутри теплообменника конденсатной части установлен обтекатель, выполненный с возможностью равномерного распределения потока дымовых газов, при этом верхняя часть теплообменника конденсатной части соединена с обратной линией системы отопления, содержащей деаэрационно-расширительный бак и грязевой фильтр, а нижняя часть теплообменника соединена с обратной линией котла (см. пат. RU №2395042, кл. F24H 1/00).
Недостатком данного котла являются большие габариты, а также его полная зависимость от электрической энергии, так как при отсутствии электрической энергии останавливается циркуляционный насос, система отопления выключается.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка конденсационного водогрейного котла наружного размещения, обладающего удешевлением тепла, повышением эффекта использования конденсации как при естественной, так и при принудительной циркуляции теплоносителя с сохранением работоспособности котла при выключении электроэнергии.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к удешевлению тепла и повышению эффекта использования конденсации как при естественной, так и при принудительной циркуляции теплоносителя с сохранением работоспособности котла при выключении электроэнергии.
Технический результат достигается с помощью конденсационного водогрейного котла наружного размещения, содержащего гидротеплоизолированный корпус с основанием дымовой трубы, содержащим сажесборник и устройство для предотвращения задувания пламени газогорелочного устройства, прямой и обратный патрубки, воздухозаборную решетку, при этом конденсационный водогрейный котел установлен внутри гидротеплоизолированного корпуса и состоит из, по крайней мере, двух теплообменников, соединенных параллельно по прямоточной схеме снизу вверх, при этом наружный и внутренний теплообменники выполнены из разнородных материалов.
В конденсационном водогрейном котле наружного размещения, наружный теплообменник выполнен, например, из углеродистой стали, а внутренний теплообменник выполнен из некорродирующих материалов.
Таким образом, технический результат достигается за счет того, что теплообменник котла выполнен в виде частей - теплообменников из некорродирующих материалов с устройством сбора и удаления конденсата и теплообменника из обычных материалов, содержащего топку с газогорелочным устройством, прямым и обратным патрубками, при этом все теплообменники соединены по параллельной прямоточной схеме движения теплоносителя снизу-вверх, что позволяет получить эффект конденсации как при насосной, так и при естественной циркуляции.
Краткое описание чертежей
На чертеже дан конденсационный водогрейный котел наружного размещения, общий вид, разрез.
Осуществление изобретения
Конденсационный водогрейный котел наружного размещения состоит из гидротеплоизолированного корпуса 1, внутри которого установлен водотрубный котел 2 внутреннего размещения, основания 3 дымовой трубы (не показана), при этом водотрубный котел 2 внутреннего размещения содержит газогорелочное устройство 4 и, по крайней мере, два теплообменника 5, 6, которые соединены параллельно по прямоточной схеме снизу вверх и выполненных из разнородных из материалов, при этом наружный теплообменник 5 выполнен, например, из углеродистой стали, а внутренний теплообменник 6 - из некорродирующих материалов, теплообменника 7, выполненного из обычных материалов, при этом теплообменники 5, 6, 7 соединены по параллельной прямоточной схеме движения теплоносителя, а теплообменник 7 содержит поддон 8 для сбора конденсата с конденсатоотводящей трубкой 9, прямой патрубок 9 и обратный патрубок 11, сажесборник 12, при этом по оси теплообменников 5 и 6 установлен обтекатель 13, а основание 3 дымовой трубы содержит люк 14 для чистки сажи и устройство 15 для предотвращения задувания пламени газогорелочного устройства 4 обратным потоком, воздухозаборную решетку 16 для поступления воздуха на сгорание.
Конденсационный водогрейный котел наружного размещения работает следующим образом.
Холодный наружный воздух поступает через водозаборную решетку 16, омывает сажесборник 12 и в подогретом состоянии поступает в газогорелочное устройство 4, где, смешиваясь с газом, сгорает, при этом дымовые газы омывают обтекатель 13, теплообменники 5 и 6 и верхнюю часть теплообменника 7, собираются в сажесборнике 12 и через основание 3 дымовой трубы удаляются в атмосферу, причем при сильных порывах ветра и возникновении обратной тяги устройство 15 для предотвращения задувания пламени газогорелочного устройства 4 под воздействием обратного потока приоткрывается, уменьшая вероятность задувания газогорелочного устройства 4, люк 14 используют для периодической чистки сажи, при этом теплоноситель по обратному патрубку 11 поступает в водотрубный котел 2 внутреннего размещения и параллельными потоками через теплообменники 7, 6, 5 поднимается вверх под воздействием давления насоса (не показан) или естественной циркуляции, где потоки объединяются и по прямому патрубку 10 поступают в систему отопления здания (не показана), а теплоноситель, поступающий в теплообменник 7, нагревается излучением факела газогорелочного устройства 4 до температуры выше «точки росы» в его верхней части и при смывании этой части дымовыми газами, на его поверхности не происходит конденсатообразования, что и позволяет выполнить его из обычных материалов, при этом теплоноситель, поступающий в теплообменники 5 и 6, имеет температуру ниже «точки росы» и на их поверхностях происходит активное конденсатообразование, конденсат собирается в поддоне 8 для сбора конденсата и по конденсатоотводящей трубке 9 удаляется из котла, таким образом достигается удешевление производства тепла конденсационного водогрейного котла наружного размещения и осуществление конденсационного режима работы котла как при насосной, так и при естественной циркуляции теплоносителя, причем насосную циркуляцию осуществляют насосом, имеющим в два раза меньшую производительность, так как разница температур между прямым и обратным патрубками 10 и 11 может составить 30-40 град., вместо обычных 20 град.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- удешевление производства тепла;
- повышение КПД котла на 10-15% за счет использования скрытой теплоты парообразования паров воды в дымовых газах и дополнительного улавливания энергии при конденсации водяных паров;
- повышение эффекта использования конденсации как при естественной, так и при принудительной циркуляции теплоносителя с сохранением работоспособности котла при выключении электроэнергии.