ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ КОТЛА

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использовано в котельных установках.
Наиболее близким техническим решением является «СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И ПАРОВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» RU 2543922 [2], включающий топочную камеру, систему с теплоносителем, боковая поверхность топочной камеры образована трубчатыми теплообменниками типа "труба в трубе" с зазорами между теплообменниками, заполненными жидким теплоносителем, причем отвод дымовых газов производится через внутренние трубы теплообменников.
Недостатком является низкая энергоэффективность и низкая компактность устройства, а также неудобство монтажа и обслуживания.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение энергоэффективности и компактности, удобства монтажа и обслуживания.
Технический результат достигается тем, что теплообменник для котла, содержащий минимум один концентрический трубный канал типа "труба в трубе", с открытым проходом газа внутри центральной трубы (отвод дымовых газов производится через внутренние трубы теплообменников), характеризуется тем, что дополнительно содержит два коллектора (с параллельными трубными досками), первый и второй, первый коллектор расположен выше второго, между первым и вторым коллектором расположены теплообменные трубы, первый коллектор выполнен с центральным отверстием, полость межтрубного пространства концентрического трубного канала соединена с первым коллектором.
Теплообменник может дополнительно содержать третий коллектор, соединяющий внутренние полости концентрических трубных каналов (типа «труба в трубе»), расположенные оппозитно концам, соединенных внутренними полостями с первым коллектором. Наличие третьего коллектора позволит подключить несколько теплообменников типа «труба в трубе» параллельно, что позволит повысить площадь теплообмена и повысить эффективность теплообменника.
Центральное отверстие первого коллектора может иметь форму прямоугольника, что позволит упростить технологию производства.
Расстояние между первым и вторым коллектором может быть меньше расстояния между первым и третьим коллектором, а между вторым и третьим коллектором может располагаться соединительная труба, что позволит уменьшить гидравлическое сопротивление теплоносителя и дополнительно повысить эффективность устройства.
Между трубами теплообменника типа «труба в трубе» может располагаться змеевик, что позволит организовать подогрев воды для хозяйственных и бытовых нужд.
Теплообменник для котла показан на: фиг. 1 - общий вид с одним концентрическим трубным каналом и змеевиком, фиг. 2 - общий вид с двумя концентрическими трубными каналами третьим коллектором и соединительной трубой, фиг. 3 - общий вид с восемью концентрическими трубными каналами третьим коллектором и соединительной трубой, фиг. 4 - котел с предлагаемым теплообменником, где:
1 - концентрический трубный канал типа «труба в трубе»;
2 - первый коллектор;
3 - третий коллектор;
4 - второй коллектор;
5 - теплообменные трубы;
6 - центральное отверстие в первом коллекторе;
7 - соединительная труба;
8 - змеевик;
9 - входной патрубок;
10 - выходной патрубок;
11 - направление потока теплоносителя;
12 - направление потока топочных газов;
13 - бункер;
14 - колосник;
15 - дверца;
16 - коробка дымовых газов.
Устройство действует следующим образом: концентрический трубный канал типа «труба в трубе» 1 расположен между первым коллектором 2 и третьим коллектором 3. Теплообменные трубы 5 расположены между первым коллектором и вторым коллектором 4, первый коллектор расположен выше второго, полость межтрубного пространства концентрического трубного канала соединена с первым коллектором. В первом теплообменнике расположено прямоугольное центральное отверстие 6. Между вторым и третьим коллекторами расположена соединительная труба 7. Внутри концентрического трубного канала расположен змеевик 8 для подогрева воды для хозяйственных и бытовых нужд. Входной 9 и выходной патрубки 10 соединены со вторым и третьим коллекторами соответственно.
При работе котла топливо из бункера 13 поступает на колосник 14. Несгоревшие твердые остатки топлива удаляются через дверцу 15. Горячие топочные газы 12 проходят через теплообменник в коробку дымовых газов 16 для удаления через трубу (не показана). Топочные газы 12 проходят
между теплообменными трубами, проходят вдоль наружной поверхности концентрического трубного канала типа "труба в трубе", в нижней части котла изменяют направление, проходя сквозь внутреннюю поверхность концентрического трубного канала. Теплоноситель 11 поступает в третий коллектор, поступает через соединительную трубу во второй коллектор, проходит через концентрический трубный канал типа "труба в трубе", через теплообменные трубы, собирается в первом коллекторе, поступает в выходной патрубок. Повышение компактности достигается оптимальной схемой прохода топочных газов через теплообменник. Повышение удобства монтажа и обслуживания достигается возможностью изготовления и монтажа теплообменника отдельно от топки, что позволит устанавливать теплообменник отдельно от корпуса котла.
Технический результат - повышение энергоэффективности достигается наличием теплообменных труб между первым и вторым коллекторами, что приводит к увеличению суммарной площади теплообмена, что снижает разность температур между выходящими топочными газами и теплоносителя.
Промышленная применимость. Заявляемое конструкторско-техническое решение может с успехом применяться для изготовления отопительных котлов.