ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, предназначена для нагрева теплоносителя и может быть использована в системах отопления жилых, служебных и производственных помещений, а так же для горячего водоснабжения с естественной и принудительной циркуляцией.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является отопительный котел, содержащий корпус в виде рубашки с теплоносителем, снабженной прямой и обратной трубами, обрамляющей топку с колосниками и лабиринтный дымоход, причем верхняя часть дымохода выполнена в виде разделенного перегородкой по теплоносителю с котлом экономайзера, снабженного циркуляционной трубой, соединенной с котлом, в корпусе выполнены загрузочные, разгрузочные и технологические окна, зольник и система наддува, отличающийся тем, что обратная труба соединена с нижней частью экономайзера и через затвор с нижней частью котла, циркуляционная труба соединяет верхнюю часть экономайзера с нижней частью котла, а прямая труба соединена с верхней частью котла и через затвор с верхней частью экономайзера (см. патент №2285208, МПК: F24H 1/00, опубл. 10.10.2006 г.).
Недостатками указанного отопительного котла являются низкая тепловая эффективность, сложность конструкции, большие габариты и металлоемкость, а также большая технологическая трудоемкость и сложность обслуживания.
Технической задачей полезной модели является улучшение технологических и потребительских характеристик отопительного котла.
Указанная задача достигается за счет того, что в отопительном котле, содержащем корпус, топку, теплообменник, водогрейные трубы, согласно полезной модели корпус представляет из себя вертикальный цилиндрический барабан с встроенной в него прямоугольной жаровой трубой, нижняя часть жаровой трубы закрыта днищем с отверстием для подачи вторичного воздуха, в нижней части жаровой трубы расположено газогорелочное устройство, где происходит сжигание топлива - газа, а в верхней части жаровой трубы смонтированы водогрейные трубы, образующие конвективную часть котла, при этом водогрейные трубы располагаются между собой в шахматном порядке на расстоянии друг от друга, а так же с наклоном относительно днища от 0 до 15 градусов, образуя пакет, на боковой части жаровой трубы в конвективной части с помощью сварки установлены пластины, которые являются ребрами жесткости и турбулизаторами, а также дополнительными теплопередающими поверхностями, при чем водогрейные трубы при помощи сварки крепятся к передней и задней стенкам жаровой трубы, на наружную поверхность жаровой трубы в районе зоны сгорания наварены пластины для обеспечения жесткости данного узла.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез котла на виде сбоку, на фиг 2 - вид спереди.
Корпус отопительного котла представляет из себя вертикальный цилиндрический барабан 1 с встроенной в него жаровой трубой 2. Нижняя часть жаровой трубы 2 закрыта днищем 3 с отверстием для подачи вторичного воздуха. В нижней части жаровой трубы 2 расположено газогорелочное устройство 4 где происходит сжигание топлива - газа, а в верхней части жаровой трубы 2 смонтированы водогрейные трубы 5, образующие конвективную часть котла. Водогрейные трубы 5 располагаются между собой в шахматном порядке на расстоянии друг от друга, а так же с наклоном относительно днища от 0 до 15 градусов (взависимости от диаметра труб), образуя пакет. Топка котла заключена в водяную рубашку 6, к которой приварены патрубки 7, 8 для подключения котла к отопительной системе. На боковой части жаровой трубы 2 в конвективной части с помощью сварки установлены пластины (на чертеже не показаны), которые являются ребрами жесткости и турбулизаторами, а также дополнительными теплопередающими поверхностями. Водогрейные трубы 5 при помощи сварки крепятся к передней и задней стенкам жаровой трубы 2. На наружную поверхность жаровой трубы 2 в районе зоны сгорания наварены пластины (на чертеже не показаны) для обеспечения жесткости данного узла. В верхней части котла установлен тягостабилизатор 9, позволяющий сгладить скачки разряжения в дымоходе и избежать срыва пламени с газогорелочного устройства 4. Под тягостабилизатором 9 проходит газопровод 10. Тягостабилизатор 9 связан с дымоходом 11. На газопроводе 10 установлен автоматический блок управления подачи газа 12. Тягостабилизатор 9 снабжен датчиком завала тяги 13. На газогорелочном устройстве 4 установлен воспламенитель 14.
Отопительный котел работает следующим образом.
При включении котла автоматический блок управления подачи газа 12 блокирует подачу газа из газопровода 10 на газовую горелку 4 и подант газ на воспламенитель 14. Одновременно включается установленный на блоке 12 пьезорозжиг. После того, как газ в воспламенителе 14 разгорится, автоматический блок 12 получает об этом сигнал от терморары и включает клапан управляющий подачей газа газовой горелки 4. После чего, происходит воспламенение газов и образование продуктов сгорания. Образовавшиеся продукты сгорания нагревают стенти жаровой трубы 2 и трубный пакет 5. Трубный пакет 5 образует лабиринтный проход для продуктов сгорания, при этом продукты сгорания проходя через трубный пакет 5 меняют свою скорость, что приводит к турбулизации потока и повышению интенсивности теплопередачи, а также к выравниванию аэродинамического сопротивления. Нагретые стенки жаровой трубы 2, турбулизаторы и трубный пакет 5 передают тепло холодной воде, поступившей из системы отопления через патрубок 7. Продукты сгорания попадают в тягостабилизатор 9 и далее уходят в систему дымохода 11. При отсутствии тяги раскаленные газы из тягостабилизатора 9 попадают на датчик завала тяги 1, который подает сигнал на клапан управления подачи газа, отключая горелку 4 и воспламенитель 14. При нагревании вода, находящаяся в водяной рубашке 6 изменяет свою плотность и благодаря этому через патрубок 8 поступает в систему отопления. При достижении заданной температуры воды внутри системы отопления термостат подает сигнал на автоматический блок 12 об отключении подачи газа на газовую горелку 4. При понижении температура воды в системе отопления на 5-10 градусов блок 12 автоматически возобновляет подачу газа на газовую горелку 4. Данный процесс повторяется многократно.
Суммарная площадь нагрева трубного пакета зависит от мощности котла и составляет 50-80% от общей нагревательной поверхности котла. Наклон трубного пакета служит для упорядочивания циркуляции потока теплоносителя внутри теплообменника.