СИСТЕМА РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛОВОГО КОТЛА

Полезная модель относится к энергосберегающим технологиям в области теплоэнергетики, а именно к отопительным устройствам для нагрева теплоносителя и может быть использована в системах водяного отопления и горячего водоснабжения.
Известен жаротрубный дымогарный котел, оснащенный экономайзерами-теплообменниками для рекуперации тепла отработанных газов котла для повышения КПД котла. Экономайзеры-теплообменники имеют дополнительные высокоэффективные греющие поверхности, имеют тепловую изоляцию и встроены сразу за котлом в трубопровод отработанных газов, либо интегрированы в котел. (компания LOOS INTERNATIONAL «Котловая система»).
В виду конструктивных особенностей известного дымогарного котла не представляется возможным обеспечить возврат тепла в топку котла. Тепловой потенциал, отработанных газов используется только на греющих поверхностях, например, осуществляется обогрев помещений (бытовок), подогрев воды и т.д. Модуль, состоящий из отопительного котла и теплообменников, не образует замкнутого контура для использования вторичных тепловых ресурсов, т.е. подачи в котел горячего воздуха, следовательно, и не обеспечивает снижение расхода топлива, необходимого для разогрева котла.
Известен газовый котел, состоящий из следующих конструктивных частей: непосредственно котла, состоящего из основания котла и топочной камеры с горелкой и теплообменником. Топочная камера и теплообменник конструктивно объединены в корпусе. Сверху к котлу присоединен дымоход и встроен в трубу воздухоподогревателя (теплообменника), который одновременно является воздухозаборником, забирающим остаточное тепло уходящих отработанных газов. Вентилятор дутьевой (дымосос), обеспечивающий подачу горячего воздуха в зону горения, (каталог отопительные котлы Protherm).
Известная конструкция котла позволяет осуществлять незначительную рекуперацию отработанных дымовых газов. При выходе отработанных газов из дымохода возможно засасывание продуктов сгорания. В виду того, что поддув воздуха в горелку, осуществляется сверху, необходим принудительный поддув первичного воздуха или дымосос для улучшения тяги. Кроме того, дымоход имеет значительные габариты, что влечет за собой сложность его монтажа.
Технической задачей полезной модели является увеличение КПД котла и повышение эффективности его работы за счет использования вторичных тепловых ресурсов и снижения расхода топлива.
Технический результат достигается тем, что система рекуперации теплового котла, состоящая из топочной камеры с горелкой и теплообменником, дымоотвода с теплообменником, вентилятора первичного воздуха, согласно полезной модели система рекуперации снабжена дополнительным теплообменником, который размещен перед вентилятором подачи первичного воздуха и соединен посредством трубопровода с теплообменником дымоотвода, образуя при этом систему циркуляции теплоносителя, выполненную в виде замкнутого контура и оснащенную циркуляционным насосом.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Циркуляционная система, образующая замкнутый контур обеспечивает циркуляцию теплоносителя (жидкости или воздуха) по трубопроводам, проходя через теплообменники. При этом теплоноситель то нагревается, то охлаждается, поток воздуха, подаваемый в котел, проходящий через теплообменник, тоже нагревается. В результате подачи в котел горячего воздуха, полученного за счет рекуперации отработанных газов, снижается расход топлива, необходимого для разогрева котла.
На фиг. представлена функциональная схема системы рекуперации теплового котла
Система рекуперации теплового котла состоит из корпуса котла 1, в котором размещена топочная камера 2 с горелкой и водяная рубашка (теплообменник) 3. Устройство (вентилятор) 4 для подачи газа и первичного воздуха, который проходит через теплообменник 5. Дымоотвод 6 для отвода отработанных дымовых газов. В дымоотводе 6 имеется камера, в которой установлен теплообменник 7 Циркуляционный насос 8, с помощью которого осуществляется циркуляция теплоносителя по трубопроводу 9.
Работа осуществляется следующим образом.
В устройство (вентилятор) 4 для подачи газа и первичного воздуха подается газ и первичный воздух, который проходя через теплообменник 5, нагревается до 80-100°C. При сжигании топлива в топочной камере 2 котла образуются отработанные дымовые газы высокой температуры. Тепло отработанных газов рекуперируется, т.е. забирается для повторного его использования в том же процессе. Поток отработанных дымовых газов проходя по дымоходам 6 котла на выходе из топочной камеры 2 котла имеет температуру 150°C и выше. Отработанные дымовые газы, проходя через теплообменник 7, нагревают теплоноситель до 120-140°C и выходят из дымовой трубы с температурой 60°C. (Пример: зимой при температуре на улице -20°C из дымовой трубы, будут выходить дымовые газы с температурой -10°C). Затем циркуляционный насос 8 перекачивает разогретый теплоноситель по трубопроводу 9 из теплообменника 7 в теплообменник 5. Теплоноситель, пройдя через теплообменник 5 и отдав часть тепла для разогрева первичного воздуха, возвращается по замкнутому контуру (трубопроводу) в теплообменник 7. Таким образом, в топочную камеру поступает горячий воздух. (Пример: первичный воздух поступает в топочную камеру не при температуре -20°C, как бы он поступил без нагрева, а при температуре +100°C). Далее тепло отработанных газов вновь улавливается теплообменником 7 и нагревает теплоноситель, который снова возвращается в теплообменник 5. Таким образом, теплоноситель осуществляет постоянную циркуляцию в замкнутом контуре, при каждом цикле его тепло используется для подогрева воздуха, подаваемого к горелкам. Использование подогретого воздуха интенсифицирует теплообмен в топочной камере, приводит к улучшению самого процесса горения и увеличению температуры продуктов сгорания.
Такая система рекуперации теплового котла обеспечивает теплопроизводительность при компактных размерах котла. При этом одновременно достигается более полное использование теплотворной способности топлива. Снижается расход топлива, необходимого для разогрева котла, что, в конечном счете, обеспечивает высокий КПД котла и эффективность его работы.