ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к теплотехнике, а конкретно к теплогенераторам и используется в промышленности, строительстве и сельскохозяйственном производстве и предназначен для воздушного отопления производственных помещений и подачи нагретого воздуха в зерносушилку или другую сушильную камеру, а также для обогрева тепличных площадей в зимнее время года.
Известен воздухонагреватель твердотопливный ВТ-600 с тепловой мощностью 600 кВт развивает давление в размере 1000 Па. При этом температура теплоносителя достигает 120°С. Объем подаваемого при нагревании воздуха составляет 30 тыс. м3/ч, мощность электродвигателей 15 кВт. Воздухонагреватель твердотопливный ВТ-600 предназначен для использования в качестве источника отопления в помещениях производственного назначения, а также для подачи горячего воздуха в зерносушилки или иные устройства, состоящий из цилиндрического корпуса, внутри размещаются камера сгорания с загрузочной дверцей и теплообменник. Для загрузки топлива имеются колосники. Кроме того, в корпусе смонтировано основание трубы дымовой, переходного конуса, вентилятора, блока управления. Топка (камера сгорания) выполнена из толстолистовой стали. Для отопления используются различные виды твердого топлива: уголь, дрова, брикеты из торфа и опилок (https://optshop.by/pl5509464-vozduhonagrevatel-tverdotoplivnyj-600.html).
Наиболее близким по технической сущности является воздухонагревательная установка AT-1,0, которая предназначена для воздушного отопления производственных помещений и подачи нагретого воздуха в зерносушилку или другую сушильную камеру. Топливо загружают в топочное пространство, продукты сгорания топлива нагревают стенки камеры сгорания и проходят через трубы теплообменника в дымовую трубу и далее выходят в атмосферу. Холодный воздух забирается вентилятором, проходит между внешним корпусом и нагревается снимая тепло из камеры сгорания и теплообменника. В качестве топлива используются дрова, древесные отходы, торфобрикет. Номинальная тепловая мощность - 1000 кВт; Максимальная температура теплоносителя - 120°С; Подача нагретого воздуха - 37000 м3/ч; Установленная мощность электродвигателей - 18,5 кВт. Объем топки (для загрузки топлива) - 2,21/2210 м3/л. (http://твойкомплект.бел/at-1-0.html).
Недостатками воздухонагревателя твердотопливного ВТ-600 и воздухонагревательной установки AT-1,0 являются недостаточные коэффициенты полезного действия, сложность проведения технического обслуживания (очистка от золы, замена утеплителя), попадание атмосферных осадков в нагреваемый воздух, сложность изготовления корпуса топочной камеры, имеющей форму цилиндра.
Технической задачей, на решение которой направлено техническое решение полезной модели, является:
- повышение КПД установки;
- снижение затрат на ежегодное обслуживание и ремонт, включающих в себя удаление шлака, замену теплоизоляции;
- устранение недостатков, присущих вышеупомянутым аналогам;
- упрощение конструкции установки, снижающей трудозатраты при ее изготовлении.
Объем камеры сгорания рассчитан на применение местного низкокалорийного угля, что снижает транспортные затраты на топливо.
Поставленная задача достигается тем, что трубы теплообменных секций объединены в три последовательные группы и расположены в виде колодцев по принципу кассет, а наружная поверхность топочной камеры имеет форму шестиуголной призмы, на выходе теплогенератора установлена регулирующая заслонка, имеющая вертикальную стенку с козырьками, для изменения количества поступающего на нагревание воздуха и исключающая попадание атмосферных осадков, а на газоповоротном коробе установлены крышки канала золоудаления для чистки теплообменных секций, причем вверху теплообменных секций предусмотрена возможность доступа для чистки труб теплообменных секций шомполом.
На фигуре изображена функциональная схема теплогенератора.
Теплогенератор содержит раму 1, топочную камеру 2 для сжигания топлива и нагревания воздуха, загрузочное окно 3, поддувальное окно 4, газоповоротный короб 5, крышку канала золоудаления 6, взрывной клапан 7, теплообъемные секции 8, выходное окно 9, шибер 10, наружный кожух 11, регулирующую заслонку 12, опорный раструб 13, верхние технические крышки 14, для чистки теплообменных секций 8 в верхней части теплогенератора с помощью шомпола.
Теплогенератор работает следующим образом. Перед растопкой теплогенератора, установленного на раме 1, полностью открывают шиберную заслонку 10 выходного окна 9. Регулирующую заслонку 12 устанавливают в среднее положение, открывают дверку поддувального окна 4 и в течение 5 минут вентилируют топочную камеру 2 теплогенератора естественной тягой. Для более технологичной оптимизации конструкции наружная поверхность топочной камеры 2 имеет форму шестиугольной призмы. Включают внешний вентилятор (на схеме не показан) для обеспечения циркуляции нагреваемого воздуха через теплогенератор. В топочную камеру 2, через загрузочное окно 3 загружают топливо и поддерживают горение соответственно тепловой нагрузке теплогенератора. Продукты сгорания нагревают стенки топочной камеры 2 и перемещаются в газоповоротный короб 5, из которого через канал для перехода нагреваемого воздуха, образуемый наружным кожухом 11, поступают в теплообменные секции 8, которые объединены в три последовательные группы и расположены в виде колодцев по принципу кассет, что позволяет значительно упростить процесс и сократить время на их замену, увеличить объем тепла, тем самым повысить показатель КПД. Далее топочные газы отбираются из опорного раструба 13 и уходят в атмосферу через дымовую трубу. Внешним вентилятором засасывается холодный воздух и нагревается, снимая тепло со стенок топочной камеры 2 и теплообменных секций 8. Нагретый воздух через выходное окно 9 подают в зону сушки или отапливаемое помещение. Температуру воздуха на выходе теплогенератора регулируют регулирующей заслонкой 12, которая имеет вертикальную стенку с козырьками, исключающими попадание атмосферных осадков в поступающий на нагревание воздух. Регулирующая заслонка 12 изменяет поступление холодного воздуха в теплообменные секции 8. Интенсивность горения топлива в топочной камере 2 изменяют количеством воздуха, поступающего в подколосниковое пространство, меняя положение поддувальной дверки поддувального окна 4. После начальной растопки топливо в топочную камеру 2 загружают через равные промежутки времени, не реже чем через 15-20 минут. В процессе подачи нагретого воздуха в отапливаемое помещение отсутствует непосредственный контакт между продуктами сгорания и подогреваемым воздухом. Для предотвращения теплогенератора от разрушения при возможном взрыве угольной пыли в газоповоротном коробе 5 установлен взрывной клапан 7. Для удаления шлако-золовых осадков в первом и втором колодцах теплообменных секций 8, используют крышки канала золоудаления 6, так же имеется возможность доступа для чистки труб теплообменных секций 8 в верхней части теплогенератора с помощью шомпола, для этого предусмотрена возможность простого снятия опорного раструба 13 и верхних технических крышек 14.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения дает возможность быстрого запуска теплогенератора и его прогрева в течение нескольких минут. Улучшить массогабаритные характеристики теплогенератора и повысить эффективность его работы. Высокий показатель КПД (85%) позволяет добиться сокращения затрат на отопление из-за применения дешевого вида топлива и поддержания в помещении заданного уровня температуры.