ВОДОГРЕЙНЫЙ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для обогрева, приготовления горячей воды или подачи тепла для технологических нужд в бытовые, производственные и другие помещения различного предназначения, в которых оборудована система центрального отопления.
Известен водогрейный котел, содержащий корпус, топочную камеру с трубчатыми экранами и колосниковой решеткой, конвективную камеру с конвективными трубчатыми экранами, в которой установлены две секции из прямых горизонтальных труб, связанных по краям вертикальными коллекторами с дополнительной перегородкой (полезная модель РФ, №25784, МКИ F24H 1/00, опубл. 20.10.2002 г.).
Недостатком известного котла является низкая экономичность работы котла.
Наиболее близким по технической сущности является водогрейный твердотопливный котел, содержащий корпус, теплообменник в виде пучка водяных труб, установленных в газоходе и связанных с системой отопления, топочную камеру с колосниковой решеткой (полезная модель РФ, №85609, МКИ F24B 7/00, опубл. 10.08.2009 г.).
Недостатками данного водогрейного твердотопливного котла является высокая температура уходящих топочных газов, низкая экономичность работы котла, образование конденсата.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение коэффициента полезного действия котла, снижение возможности образования конденсата, использование влажного топлива.
Поставленная задача достигается тем, что в водогрейном твердотопливном котле, содержащем корпус, камеру топки, теплообменник, колосниковую решетку, зольник, согласно полезной модели корпус котла представляет собой конструкцию, образованную из стальных листов и вертикальных и горизонтальных труб, соединенных через коллектор, корпус снаружи покрыт щитами с термоизоляционным материалом. Жаротрубный теплообменник (барабан) состоит из двух пакетов горизонтальных труб, между которыми приварен разделительный щит. В трубы вставлены извлекаемые турбулизаторы, для эффективного отбора тепла, теплообменник закрывается дверцей, выполненной полой, в которой предусмотрена циркуляция воды. Корпус котла проточно соединен с дверцей теплообменника, на дверце теплообменника установлен взрывной клапан. Камера топки выполнена в виде трубного каркаса с циркулирующим теплоносителем и чередующимся шамотным кирпичом, что позволяет достичь более высокую температуру горения в камере топки. В трубе, по которой остывшая возвратная вода подается в самое интенсивно нагреваемое место котла (камеру топки), установлена перегородка, которая позволяет увеличить скорость протекания возвратной воды и удалить образующиеся осадки из самой опасной зоны возможного образования накипи.
Дверца камеры топки выполнена выполнена размером 600620 мм, что позволяет удобно загружать топливо и обслуживать котел. Стальной корпус дверцы камеры топки, залит жаропрочным бетоном, что позволяет увеличить срок службы при высокой температуре горения топлива. Дверцы камеры топки котла и теплообменника могут быть выполнены левого и правого исполнения.
Удобным для использования распределителем воздуха является заслонка, установленная в патрубке подачи воздуха, с помощью которой можно легко подобрать необходимое соотношение первичного и вторичного воздуха, что обеспечивает полное сгорание топлива, а также позволяет использовать влажное топливо.
На Рис.1 изображен предлагаемый водогрейный твердотопливный котел, общий вид, поперечный разрез; на Рис.2 - то же, продольный разрез А-А.
Водогрейный твердотопливный котел содержит корпус 2, выполненный из листов стали, образующих воздушные камеры и вертикальных и горизонтальных труб, соединенных через коллектор, камеру топки, выполненную в виде трубного каркаса с чередующимся шамотным кирпичом 12, дверцу камеры топки 11 размером 600620 мм со смотровым глазком 10, дымоход 3, патрубки для предохранительных клапанов 4, жаротрубный теплообменник (барабан) 5, выполненный в виде двух пакетов горизонтальных труб с турбулизаторами 8, между которыми приварен разделительный щит (не показан), трубы сварены под наклоном в сторону движения газов, дверцу теплообменника 7, на которой установлен взрывной клапан 6, трубу 9, соединяющую проточно корпус 2 с дверцей 7, заглушку 13 для удаления отложений, зольник 16 с дверцей 14, колосниковую решетку (колосники) 15, выполненную из чугуна, патрубок 1 для подачи воды в потребительскую сеть, патрубок 17 для спуска воды, вентилятор первичного воздуха 18, заслонки подачи воздуха 19, вентилятор вторичного воздуха 20, воздушную камеру подогрева вторичного воздуха 21, патрубок возвратной воды 22, дверцу чистки дымохода 23, пульт управления 24, воздушную камеру подогрева первичного воздуха 25, термоизоляционную обшивку 26, отверстие подачи вторичного воздуха 27, перегородку 28.
Водогрейный твердотопливный котел работает следующим образом.
Систему заполняют химически приготовленной водой, затем на колосниковую решетку 15 кладут топливо (сухие дрова, торфяные, опилочные брикеты или каменный уголь) и традиционным способом разжигают огонь, после прогрева, пополняют топливо до нужного количества, закрывают дверцу 11 камеры топки и включают вентиляторы подачи первичного воздуха 18. По мере сгорания топлива, камеру топки загружают заново и процесс повторяется. В случае механизированной подачи топлива, процесс пополнения топлива осуществляется автоматически. В результате сгорания топлива, происходит подогрев воды в вертикальных трубах камеры топки и в горизонтальных трубах нижней части барабана (жаротрубного теплообменника) 5, теплообменник закрывают дверцей 7, в которой циркулирует вода, поступающая по трубе 9, которая проточно соединена с корпусом 2, на дверце 7 установлен взрывной клапан 6, предназначенный для предохранения от взрыва горючих газов. Топочные газы, образующиеся при сгорании топлива, омывают трубы жаротрубного теплообменника (барабана) 5, отдают тепло и выходят через дымоход 3. Нагретая вода собирается в барабане (жаротрубном теплообменнике) и через патрубок 1 поступает в систему отопления. Возвратная (остывшая) вода из системы через патрубок 22, поступает в самое интенсивно нагреваемое место котла - камеру топки 12 по трубе, в которой установлена перегородка 28, позволяющая увеличить скорость протекания возвратной воды и тем самым, снизить возможность образования конденсата, а также позволяет удалить образующиеся осадки из самой опасной зоны возможного образования накипи через патрубок 17. Циркуляцию воды осуществляют насосами (не показаны).
Котел оборудован эффективной системой подогрева первичного и вторичного воздуха в воздушных камерах 21 и 25. Первичный воздух, подаваемый вентилятором 18, проходит между двойными стенками котла (воздушную камеру подогрева первичного воздуха 25), нагревается до 120-200°С и через колосниковую решетку 15 поступает в топку. Вторичный воздух от вентилятора 20 поступает в воздушную камеру подогрева вторичного воздуха 21, подогревается и через отверстия 27 поступает в камеру горения топки 12. На пульте управления 24 установлены: термометр, манометр и термостаты. При достижении заданной температуры, рабочий термостат выключает вентиляторы 18 и 20, и процесс нагрева приостанавливается, а при понижении температуры - включает вентиляторы и процесс нагревания продолжается. Таким образом, поддерживается нужная температура в котле заданная потребителем. Заслонки 19, установленные в каналах вентиляторов 18 и 20, позволяют подбирать желаемый поток воздуха в зависимости от используемого топлива или интенсивности горения топлива.
При достижении температуры выше заданной, срабатывает аварийный термостат и выключает систему полностью. Для восстановления процесса, термостат включают вручную. От избыточного давления предохраняют предохранительные клапаны, расположенные на патрубках 4. Воду из отопительной системы сливают через патрубок 17, приваренный в нижней части корпуса 2. Для промывки системы и удаления известковой накипи открывают заглушки 13.
Предлагаемая конструкция водогрейного твердотопливного котла позволяет увеличить коэффициент полезного действия котла, снизить возможности образования конденсата, позволяет использовать влажное топливо.