КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к теплотехнике, в частности к стальным водогрейным водотрубным котлам, предназначенным для установки в промышленно-отопительных и отопительных котельных в качестве источников теплоснабжения производственных, общественных и жилых зданий.
Известен котел водогрейный, содержащий топочный блок с топочной камерой и конвективный блок, последовательно расположенные на одном уровне и разделенные топочным экраном, топочная камера снабжена газовой горелкой и экранирована трубами (SU №1245813, 1986).
Недостатками котла являются низкий КПД, низкие безопасность и надежность, плохая ремонтопригодность.
Известен также котел водогрейный, содержащий топочный блок с топочной камерой и конвективный блок с экранами, последовательно расположенные на одном уровне и разделенные топочным экраном, топочная камера снабжена колосниковой решеткой для угля, шибером, поддувалом и экранирована трубами, сборными и раздающими коллекторами (SU №1328645, 1987).
Недостатками данного котла являются низкие КПД и безопасность, плохие ремонтопригодность и транспортабельность.
Технической задачей настоящей группы полезных моделей, объединенных единым творческим замыслом, является создание комплекта эффективных котлов водогрейных на газообразном или жидком или твердом топливе и расширение арсенала таких котлов.
Технический результат, достигаемый в каждом из группы технических решений состоит в повышении КПД за счет уменьшения аэродинамического сопротивления экранов в топочном блоке и их оптимальной теплоизоляции, обеспечении максимального отбора теплоты горячих газов при повороте их потока через трубопроводы, разведенные в два ряда в конвективном блоке, а также при циркуляции воды по экранам по принципу противотока т.е. в основном на встречу общему ходу движения уходящих газов, повышение безопасности благодаря максимально возможной газоплотности конструкции топочного блока, и обеспечение ремонтопригодности благодаря конструктивно раздельному
исполнению топочного и конвективного блоков, обеспечивающему быструю замену одного из этих блоков, при необходимости.
Сущность полезной модели по первому варианту полезной модели состоит в том, что котел водогрейный содержит топочный блок с топочной камерой, подовым, задним, правым и левым боковыми и потолочным водотрубными экранами и. с газовой или жидкотопливной горелкой, и конвективный блок, расположенный над топочным блоком, топочный и конвективный блоки соединены между собой с образованием поворотной камеры, потолочный экран топочного блока выполнен с фестоном в виде местного искривления труб и образованием окна для прохода газа, длина которого составляет менее половины длины топочной камеры, экраны топочного блока снабжены обмуровкой из теплоизоляционных материалов, а на выходе из поворотной камеры в конвективный блок выполнено окно, длина которого составляет менее половины длины топочной камеры, пространство между трубами экранов закрыто металлическими пластинами, а конвективный блок состоит из набора коллекторов с приварными к ним трубами, разведенными в два ряда, и выполнен с выходом для воды, к которому последовательно подключены трубопроводами подовый экран, левый, задний и правый экраны и потолочный экран, при этом в верхней части конвективного блока установлен взрывной клапан, выполненный в виде прямоугольного отверстия с фланцами, закрытого асбестовым листом.
Предпочтительно в топочном блоке предусмотрен трубопровод для отвода конденсата, выполненный с гидрозатвором, на входе в конвективный блок из поворотной камеры выполнено окно, длина которого составляет 0,2-0,4 длины топочного экрана, обмуровка из слоя теплоизоляционных материалов, например минватных матрацев, уложена на штыри, прикрепленные к пластинам экранов, котел снабжен салазками.
Сущность полезной модели по второму варианту полезной модели состоит в том, что котел водогрейный содержит топочный блок с топочной камерой, топочным, правым и левым боковыми, фронтальным, потолочным топочным водотрубными экранами и с частью подового водотрубного экрана, и газовой или жидкотопливной горелкой, и конвективный блок с задним и потолочным конвективным водотрубными экранами и с другой частью подового экрана, расположенный на одном уровне с топочным блоком со стороны его топочного экрана, выполненного с фестоном в виде местного искривления труб и
образованием окна для прохода газа, высота которого составляет менее половины высоты топочного экрана, причем пространство между трубами экранов закрыто металлическими пластинами, а конвективный блок включает в себя набор коллекторов с приварными к ним трубами, разведенными в два ряда, разделен посередине перегородкой, плотно прилегающей только к его верхней части, и выполнен с выходами для воды, к которым подключены трубопроводами экраны топочного и конвективного блоков, выполненные с обмуровкой из теплоизоляционных материалов, а в верхней части конвективного блока и топочной камеры установлены взрывные клапаны, выполненные каждый в виде прямоугольного отверстия с фланцами, закрытого асбестовым листом.
Предпочтительно в топочном блоке и в конвективном блоке предусмотрен трубопровод для отвода конденсата, выполненный с гидрозатвором, топочный экран выполнен с окном, высота которого составляет 0,2-0,4 высоты топочного экрана, обмуровка из слоя теплоизоляционных материалов, например минватных матрацев, уложена на штыри, прикрепленные к пластинам экранов, котел выполнен со смотровым окном и снабжен каркасом из швеллера.
Сущность полезной модели по третьему варианту полезной модели состоит в том, что котел водогрейный содержит топочный блок с топочной камерой, с топочным, правым и левым боковыми, фронтальным, и потолочным водотрубными экранами и с колосниковой решеткой, и конвективный блок с задним и потолочным конвективным водотрубными экранами, расположенный на одном уровне с топочным блоком со стороны его топочного экрана, выполненного с фестоном в виде местного искривления труб и образованием окна для прохода газа, высота которого составляет менее половины высоты топочного экрана, причем пространство между трубами экранов закрыто металлическими пластинами, а конвективный блок включает в себя набор коллекторов с приварными к ним трубами, разведенными в два ряда, разделен посередине перегородкой, плотно прилегающей только к его верхней части, и выполнен с входами и выходами для воды, к которым последовательно подключены трубопроводами задний, потолочный конвективный, топочный, правый боковой, левый боковой, фронтальный и потолочный топочный экраны, выполненные с обмуровкой из минватных матрацев, а в верхней части конвективного блока установлен взрывной клапан, выполненный в виде прямоугольного отверстия с фланцами, закрытого асбестовым листом.
Предпочтительно в нижней части конвективного блока выполнен лаз в виде прямоугольного отверстия для удаления отложений, топочный экран выполнен с окном высота которого составляет 0,2-0,4 высоты топочного экрана, обмуровка из слоя теплоизоляционных материалов, например минватных матрацев, уложена на штыри, прикрепленные к пластинам экранов, котел выполнен со смотровым окном и снабжен каркасом из швеллера.
На чертеже фиг.1 изображен вид сбоку котла по первому варианту полезной модели, на фиг.2 - вид спереди котла по первому варианту полезной модели, на фиг.3 - вид сверху котла по первому варианту полезной модели, на фиг.4 - вид сзади котла по первому варианту полезной модели, на фиг.5 - разрез котла по первому варианту полезной модели, на фиг.6 - поперечный разрез по фиг.3, на фиг.7 - пример схемы циркуляции котла по первому варианту полезной модели, на фиг.8 - вид спереди котла по второму варианту полезной модели, на фиг.9 - вид сбоку котла по второму варианту полезной модели, на фиг.10 - вид сверху котла по второму варианту полезной модели, на фиг.11 - разрез котла по второму варианту полезной модели, фиг.12 - пример схемы циркуляции котла по второму варианту полезной модели, на фиг.13 - другой пример схемы циркуляции котла по второму варианту полезной модели, на фиг.14 - вид спереди котла по третьему варианту полезной модели, на фиг.15 - вид сбоку котла по третьему варианту полезной модели, на фиг.16 - вид сверху котла по третьему варианту полезной модели, на фиг.17 - разрез котла по третьему варианту полезной модели, на фиг.18 - пример схемы циркуляции котла по третьему варианту полезной модели.
Котел по первому варианту полезной модели фиг.1÷7 состоит из топочного блока 1 с топочной камерой, в которой имеется, по меньшей мере, одна газовая или жидкотопливная горелка (не изображено) и конвективного блока 2, расположенного над блоком 1. Топочная камера и конвективный блок 2 соединены между собой с помощью фланцев 4 с образованием поворотной для движения газов камеры 3 на входе в блок 2. Задняя часть потолочного экрана 23 топочного блока 1 выполнена с фестоном 5, т.е. с местным искривлением труб, благодаря чему образовано окно 6 для прохода газа, что позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление экрана 23. Длина окна 6 составляет 0,2÷0,4 длины топочной камеры. На выходе из
поворотной камеры 3 также предусмотрено по всей ее ширине окно 7, длина которого составляет 0,2÷0,4 длины топочной камеры.
Топочный блок 1 включает в себя подовый экран 19, левый боковой экран 20, задний экран 21, правый боковой экран 22 и потолочный экран 23. Экраны во всех вариантах полезной модели представляют собой водотрубные экраны. Каждый водотрубный экран 19-23 представляет собой секцию из параллельно ориентированных труб 8 размером 57×3,5 мм с шагом 73÷93 мм, последовательно соединенных между собой сваркой, например, вваренными в них сборными и раздающими коллекторами 9.
Пространство между соседними трубами 8 плотно (под сварку) закрыто стальными пластинами 10 толщиной 2÷3 мм, что обеспечивает газоплотность котла. Продукты сгорания не попадают в котельную даже при работе под наддувом, т.е. когда давление продуктов сгорания в топочном блоке 1 выше давления в котельной.
Конвективный блок 2 состоит из набора коллекторов 11 с приварными к ним трубами 12, симметрично разведенными в два ряда. В верхней части конвективного блока 2 предусмотрен взрывной (предохранительный) клапан 13, выполненный в виде прямоугольного отверстия с фланцами габаритами не менее 400×500 мм, закрытого асбестовым листом.
В топочном блоке 1 предусмотрен трубопровод 14 для отвода конденсата, выполненный из трубы диаметром 18 мм с гидрозатвором в виде колена (не изображено), в нижней части которого скапливается конденсат, препятствуя выходу дымовых газов в помещение котельной.
На все наружные поверхности газоплотных экранов 19-23 установлена натрубная облегченная обмуровка 15, состоящая из слоя теплоизоляционного материала - минватных (из минеральной ваты) матрацев уложенных на штыри, прикрепленные к пластинам 10.
Стальная рама 16 котла, предназначена для крепления декоративной обшивки. Котел установлен на салазках 17. Габаритные размеры котла и наличие устройств 18 для строповки позволяют осуществлять транспортировку изделия автомобильным, железнодорожным и морским транспортом. Раздельное конструктивное исполнение и соединение топочного и конвективного блоков 1, 2 между собой с помощью фланцев 4 позволяет быстро собрать и при необходимости разобрать котел на блоки 1, 2.
Для удаления воздуха из верхних точек котла имеются воздушники (вентили) 24, для слива воды из котла при длительной остановке предусмотрены дренажи 25.
Котел оборудован, как правило, горелкой с автоматическим регулированием процесса горения и автоматикой безопасности, а также необходимыми средствами для контроля за безопасной и экономичной работой котла (не изображено).
Основные характеристики газовых котлов исполнения КВа-«Экран» по первому варианту полезной модели:
размерность
КВа-«Экран»
0,1
0,15
0,25
0,36
0,5
0,63
Тепловая мощность
МВт
0,1
0,15
0,25
0,36
0,5
0,63
Расход воды через котел
м<sup>3</sup>/ч
3,4
5,2
8,6
12,4
17,2
21,7
Расчетная температура воды на входе
°С
70
Расчетная температура воды на выходе
°С
95
Расход газа
нм3/ч
13
18
30
43
60
75
Водяной объем котла
м<sup>3</sup>
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
0,3
КПД котла
%
89
89
90,1
90,2
90,6
91
Котел по второму варианту полезной модели фиг.8-13 состоит из топочного блока 1 с топочной камерой, в которой размещена газовая или жидкотопливная горелка (не изображены), и конвективного блока 2. Блоки 1, 2 расположены последовательно на одном уровне и разделены топочным экраном 20, который в верхней части выполнен с фестоном 3, т.е. с местным искривлением труб, и образует по всей ширине топочной камеры окно 4 для прохода газа, что позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление котла. Высота окна 4 составляет 0,2÷0,4 высоты топочного экрана 20.
В состав топочного блока 1 входят часть подового экрана 17 (выполненного единым по всей длине блоков 1, 2), топочный экран 20, правый боковой экран 21, левый боковой экран 22, фронтальный экран 23 и потолочный топочный экран 24. В состав конвективного блока 2 входят соответствующая часть подового экрана 17, задний экран 18, потолочный конвективный экран 19.
Каждый водотрубный экран 17-24 представляет собой секцию из параллельно ориентированных труб 5 размером 57×3,5 мм, с шагом 88 мм, или размером 76×3,5 с шагом 107 мм, последовательно соединенных между собой сваркой, например, вваренными в них сборными и раздающими коллекторами 6.
Пространство между соседними трубами 5 плотно (под сварку) закрыто стальными пластинами 7 толщиной 2÷3 мм, что обеспечивает газоплотность котла. Продукты сгорания не могут попадать в окружающее помещение (котельную) даже при работе под наддувом, т.е. когда давление продуктов сгорания в топочной камере 1 выше давления в котельной.
Конвективный блок 2 включает в себя набор коллекторов 8 с приварными к ним трубами 9, симметрично разведенными в два ряда, и задвижку 28. Для увеличения теплосъема за счет поворота движения газов конвективный блок 2 посередине разделен перегородкой 10, плотно прилегающей к верхней части и не доходящий до низу на 0,2÷0,4 высоты. В верхней части конвективного блока 2 и топочной камеры предусмотрены взрывные (предохранительные) клапаны 11, выполненные каждый в виде прямоугольного отверстия с фланцами габаритами не менее 400×500 мм, закрытого асбестовым листом. Подовый экран 17 соединен с конвективным блоком 2, выполненным с двумя выходами для воды, к которым подключены трубопроводами задний экран 18, конвективный потолочный экран 19, топочный экран 20, правый боковой экран 21, левый боковой экран 22, фронтальный экран 23 и потолочный топливный экран 24.
В топочной камере блока 1 и в конвективном блоке 2 предусмотрен трубопровод 12 для отвода конденсата, выполненный из трубы диаметром 18 мм с гидрозатвором в виде колена (не изображено), в нижней части которого скапливается конденсат, препятствуя выходу дымовых газов в помещение котельной.
На все наружные газоплотные экраны установлена натрубная облегченная обмуровка 13, состоящая из слоя теплоизоляционного материала - минватных (из минеральной ваты) матрацев уложенных на штыри, прикрепленные к пластинам 7.
Стальная рама 14 котла предназначена для крепления декоративной обшивки.
Котел установлен на каркасе 15 из швеллера. Габаритные размеры котла и наличие устройств 16 для строповки позволяют осуществлять транспортировку изделия автомобильным, железнодорожным и морским транспортом.
Для удаления воздуха из верхних точек котла имеются воздушники (вентили) 25, для слива воды из котла при длительной остановке предусмотрены дренажи 26.
Для контроля процесса горения предусмотрены смотровые окна - гляделки 27.
Котел оборудован, как правило, горелкой с автоматическим регулированием процесса горения и автоматикой безопасности. Котлы оснащены необходимыми средствами для контроля за безопасной и экономичной работой котла (не изображены).
Основные характеристики газовых котлов исполнения КВа-«Экран»по второму варианту полезной модели:
размерность
КВа-«Экран»
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
4,0
Тепловая мощность
МВт
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
4,0
Расход воды через котел
м<sup>3</sup>/ч
35
52
69
86
103
138
Расчетная температура воды на входе
°С
70
Расчетная температура воды на выходе
°С
95
Расход газа
нм3/ч
117
176
235
293
352
467
Водяной объем котла
м<sup>3</sup>
0,3
0,4
0,4
0,5
0,5
0,7
КПД котла
%
92
92
92
92
92
92,5
Котел по третьему варианту полезной модели фиг.14÷18 состоит из топочного блока 1 с топочной камерой и конвективного блока 2. В топочной камере расположена колосниковая решетка 7. Блоки 1, 2 расположены последовательно на одном уровне и разделены топочным экраном 19, который в верхней части выполнен с фестоном 3, т.е. с местным искривлением труб, и образует по всей ширине топочной камеры окно 4 для прохода газа, что позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление котла.
Высота окна 4 составляет 0,2÷0,4 высоты топочного экрана 19. В состав топочного блока 1 входят топочный экран 19, правый боковой экран 20, левый боковой экран 21, фронтальный экран 22, потолочный топочный экран 23 и поддувало 27. В состав конвективного блока 2 входят задний экран 17 и конвективный потолочный экран 18. В топочной камере имеется дверца 31 для подачи топлива, вентилятор 30 и поддувало 27 для подачи воздуха.
Каждый водотрубный экран 17-23 представляет собой секцию из параллельно ориентированных труб размером 57×3,5 мм, с шагом 88 мм, последовательно соединенных между собой сваркой, например, вваренными в них сборными и раздающими коллекторами 6.
Пространство между соседними трубами 5 плотно (под сварку) закрыто стальными пластинами 8 толщиной 2÷3 мм, что обеспечивает газоплотность котла. Продукты сгорания не попадают в котельную даже при работе под наддувом, т.е. когда давление продуктов сгорания в топке выше давления в котельной.
Конвективный блок 2 состоит из набора коллекторов 9 с приварными к ним трубами 10, симметрично разведенными в два ряда. Для увеличения теплосъема за счет поворота горячих газов конвективный блок 2 посередине разделен перегородкой 11, плотно прилегающей к верхней части и не доходящий до низу на 0,3÷0,4 высоты. В верхней части конвективного блока 2 имеется лаз 12 для прочистки и продувки конвективного блока 2 с помощью сжатого воздуха или пара, который выполнен в виде взрывного клапана (прямоугольное отверстие с фланцами габаритами не менее 400×500 мм закрытое асбестовым листом). В нижней части конвективного блока 2 предусмотрен лаз 13 для удаления сажевых отложений после прочистки.
На все наружные газоплотные экраны установлена натрубная облегченная обмуровка 14, состоящая из слоя теплоизоляционного материала - минватных (из минеральной ваты) матрацев уложенных на штыри, прикрепленные к пластинам 8.
Стальная рама 15 котла предназначена для крепления декоративной обшивки и обеспечивает газоплотность котла в стыке с фундаментом.
Котел установлен на каркасе 16 из швеллера. Габаритные размеры котла и конструкция котла (наличие устройств 29 для строповки) позволяют осуществлять транспортировку изделия автомобильным, железнодорожным и морским транспортом. Конвективный блок 2 выполнен с выходами для воды, к которым последовательно подключены трубопроводами задний экран 17, потолочный конвективный экран 18, топочный экран 19, правый боковой экран 20, левый боковой экран 21, фронтальный экран 22 потолочный экран 23.
Для удаления воздуха из верхних точек котла имеются воздушники (вентили) 24, для слива воды из котла при длительной остановке предусмотрены дренажи 25.
Для контроля процесса горения предусмотрены смотровые окна - гляделки 26.
Котел оснащен необходимыми средствами для контроля за безопасной и экономичной работой котла (не изображены).
Основные характеристики котлов исполнения КВр-«Экран» на твердом топливе по третьему варианту полезной модели:
размерность
КВр-«Экран»
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,63
0,8
Тепловая мощность
МВт
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,63
0,8
Расход воды через котел
м<sup>3</sup>/ч
3,4
6,8
10,4
13,6
17,2
21,6
27,6
Расчетная температура воды на входе
°С
70
Расчетная температура воды на выходе
°С
95
Расход угля
Кг/ч
32
60
88
110
136
169
214
Водяной объем котла
м<sup>3</sup>
0,2
0,3
0,3
0,4
0,4
0,4
0,4
КПД котла, не менее
%
79
79
80
80
80
80,5
80,6
Котел водогрейный работает следующим образом.
Принцип работы котла во всех вариантах полезной модели заключается в передаче тепла сжигаемого топлива радиационно-конвективным способом теплоносителю (воде), циркулирующему в системе котел - потребитель - котел, для отопительных целей.
Котел водогрейный по первому варианту полезной модели работает следующим образом.
Розжиг горелок должен производится в соответствии с требованием производственных инструкций по их пуску. Наддув обеспечивает повышение эффективности сгорания топлива.
При сгорании топлива в топочной камере топочного блока 1 тепло передается излучением экранам 19÷23, образующаяся при сгорании горячая газовоздушная смесь из окна 6 для прохода уходящих газов поступает в блок 2 через окно 7 и камеру 3, где поток горячих газов поворачивается. В связи с тем, что разводка труб и, следовательно, поверхность нагрева коллекторов 11 и труб 12 выполнена симметричной и окно 7 организовано по всей ширине поворотной камеры 3, продукты горения проходят равномерно, без газовых перекосов, конвективный блок 2 и отдают тепло воде. Наличие фестона 5 позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление экрана 23 и тем, самым повысить КПД котла. Обеспечение максимального отбора теплоты горячих газов при повороте их потока из камеры 3 через трубопроводы, разведенные в два ряда в конвективном блоке, также направлено на повышение КПД котла.
Вода из теплосети поступает в коллектор 11 конвективного блока 2, из которого вода поступает в подовый экран 19, левый боковой экран 20, задний экран 21, правый боковой экран 22, возвращается через экраны 22, 21, 20, поступает в потолочный экран 23 и через выходной патрубок с температурой на выходе не более 115°С, с абсолютным давлением не более 0,7 МПа поступает в систему отопления с теплопроизводительностью от 0,1 до 0,63 МВт.
Особенностями полезной модели по первому варианту полезной модели является:
- газоплотное исполнение топочной камеры блока 1 и конвективного блока 2 обеспечивает возможность работы котла под наддувом;
- несущим каркасом котла является система труб 8, 12;
- предусмотрен отвод конденсата из котла;
- изготовление транспортабельным блоком;
- быстрота разборки и сборки котла на блоки (конструктивно выделены блоки 1, 2).
Котел водогрейный по второму варианту полезной модели работает следующим образом.
Розжиг горелок  должен производится в соответствии с требованием производственных инструкций по их пуску. Наддув обеспечивает повышение эффективности сгорания топлива.
При сгорании топлива в топочной камере 1 тепло передается излучением экранам 18÷24 и части экрана 17 (находящейся в топочном блоке 1), образующаяся при сгорании горячая газовоздушная смесь через окно 4 для прохода уходящих газов поступает в конвективный блок 2, в котором нагревает воду. В связи с тем, что конвективный блок 2 выполнен симметрично и горизонтально и окно 4 организовано по всей ширине топочной камеры, продукты сгорания проходят равномерно, без газовых перекосов, конвективный блок 2, огибают поворачиваясь перегородку 10, и отдают тепло воде. Наличие фестона 3 и перегородки 10 позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление экрана 20 и тем, самым повысить к.п.д. котла. Обеспечение максимального отбора теплоты горячих газов при повороте их потока вокруг перегородки 10 через трубопроводы 9, разведенные в два ряда в конвективном блоке 2, также направлено на повышение КПД котла.
Схема контура циркуляции (движения) воды по котлу по организована по принципу противотока т.е. в основном на встречу общему ходу движения уходящих газов.
Вода из теплосети поступает по принципу противотока т.е. в основном на встречу общему ходу движения уходящих газов в подовый экран 17, затем вода разделяется на два потока (чтобы обеспечить повышение теплосъема в конвективной, более холодной, части котла) и поступает в конвективный блок 2.
В одном исполнении (фиг.12) из конвективного блока 2 вода поступает в топочный экран 20 и далее через конвективный потолочный экран 19 в задний экран 18, правый боковой экран 21, левый боковой экран 22, фронтальный экран 23 и потолочный топочный экран 24, и через выходной патрубок с температурой на выходе не более 115°С, с абсолютным давлением не более 0,7 МПа поступает в систему отопления с теплопроизводительностью от 1,0 до 4,0 МВт.
В другом исполнении (фиг.13) из конвективного блока 2 вода одним потоком поступает в задний экран 18 и далее последовательно в конвективный потолочный экран 19, топочный экран 20, правый боковой экран 21, левый боковой экран 22, фронтальный экран 23 и потолочный топочный экран 24, и через выходной патрубок с температурой на выходе не более 115°С, с абсолютным давлением не более 0,7 МПа поступает в систему отопления с теплопроизводительностью от 1,0 до 4,0 МВт.
Особенностями полезной модели по второму варианту полезной модели является:
- газоплотное исполнение топочной камеры блока 1 и конвективного блока 2 обеспечивает возможность работы котла под наддувом;
- предусмотрен отвод конденсата из котла;
- изготовление компактным транспортабельным блоком.
Котел водогрейный по третьему варианту полезной модели работает следующим образом.
Для растопки топочной камеры котла, при сжигании каменного угля, забрасывают на колосниковую решетку 7 слой крупного угля и при малом открытии поддувала 27 разжигают уголь горящим углем, взятым из топочной камеры работающего котла или сухими дровами. По мере разгорания угля усиливают тягу, путем увеличения открытия шибера 28 и поддувала 27, а в топочную камеру забрасывают уже не крупный, а рядовой уголь. После того как уголь хорошо разгорится, поддувало 27 закрывают и включают вентилятор 30 для подачи воздуха.
При сгорании угля тепло передается излучением экранам 19÷23, образующаяся при сгорании угля газовоздушная смесь, вместе с частицами сажи и золы через окно 4 для прохода газа поступает в конвективный блок 2. В связи с тем, что конвективный блок 2 выполнен симметрично, трубы конвективного пучка 10 горизонтальны, окно 4 организовано по всей ширине топочной камеры, продукты горения проходят равномерно, без газовых перекосов конвективный блок, огибая перегородку 11 отдают тепло воде. Скорость газового потока в нижней части конвективного блока 2 минимальна, поэтому часть сажи захваченная газовым потоком из топочной камеры оседает и удаляется при периодической чистке через лаз 13. Наличие фестона 3 позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление экрана 19 и тем, самым повысить КПД котла. Обеспечение максимального отбора теплоты горячих газов при повороте их потока вокруг перегородки 11 через трубопроводы 10, разведенные в два ряда в конвективном блоке 2, также направлено на повышение КПД котла.
Частицы сажи налипшие на трубах 10 конвективного блока 2 удаляются при периодической чистке продувкой воздухом или паром через лаз  12. Периодические чистки котла позволяют поддерживать высокий КПД котла за счет снижения температуры уходящих газов.
Схема движения воды по котлу организовано по принципу противотока т.е. на встречу общему ходу движения уходящих газов: вода разделяется на два потока (чтобы обеспечить повышение теплосъема в конвективной, более холодной, части котла) и поступает в конвективный блок 2, из конвективного блока вода одним потоком поступает в задний экран 17 и далее последовательно в конвективный потолочный экран 18, топочный экран 19, правый боковой экран 20, левый боковой экран 21, фронтальный экран 22 и потолочный экран 23 и через выходной патрубок поступает в систему отопления с теплопроизводительностью от 0,1 до 0,8 МВт.
Особенностью полезной модели по третьему варианту полезной модели является:
- газоплотное исполнение топочной камеры блока 1 и конвективного блока 2 обеспечивает возможность работы котла под наддувом;
- изготовление компактным транспортабельным блоком
- предусмотрена возможность прочистки и продувки конвективной части котла через лаз для чистки (взрывной клапан)
- предусмотрена возможность удаления отложений сажевых масс после прочистки и продувки из конвективной части котла
Таким образом, создан комплект эффективных котлов водогрейных на газообразном или жидком или твердом топливе и расширен арсенала таких котлов.
При этом повышена безопасность и надежность благодаря гарантированной газоплотности конструкции, повышен КПД благодаря уменьшению аэродинамического сопротивления, дополнительному отбору теплоты горячих газов при их повороте, оптимальной конфигурации контуров циркуляции газов в топочном и конвективном блоках и воды по экранам по принципу противотока т.е. в основном на встречу общему ходу движения уходящих газов, обеспечена ремонтопригодность котла благодаря целесообразному взаимному расположению и раздельному конструктивному исполнению топочного и конвективного блоков, обеспечивающему быструю замену одного из этих блоков, при необходимости.