ГАЗОВАЯ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к системам теплоснабжения различных объектов как наземного, так и подземного назначения, и предназначена для получения тепловой энергии (горячего воздуха) и подачи ее на объект.
Известно устройство для автономного воздушного отопления зданий и сооружений и прямого нагрева приточного атмосферного воздуха в системах приточной вентиляции и в тепловых завесах (Патент на изобретение №2345291, опубликовано 27.01.2009, Бюл. №1), содержащее сборный корпус, в котором последовательно установлены воздухозаборный блок, блок нагрева с воздухонагревателем смесительного типа и выравнивающим устройством, вентиляционный блок с вентиляторами, камера наддува, система автоматики, связанная с регулятором подачи топлива и регулятором частоты вращения валов вентилятора.
Недостатком известного изобретения является то, что агрегат воздухонагревательный смесительного типа не может быть использован для обогрева помещений всех категорий по взрывопожароопасности, а также имеет большие эксплуатационные затраты на расход топливного газа и энергопотребление, т.к. имеет низкую степень нагрева наружного приточного воздуха и, для обеспечения требуемых температур внутри отапливаемого помещения, необходимо нагревать большое количество данного воздуха.
Известно устройство для автономного воздушного отопления зданий и сооружений (патент на полезную модель №100196, опубликовано 10.12.10), содержащее сборный корпус коробчатого типа, в котором размещены воздухозаборный блок с рабочим и резервным вентиляторами, распределительный блок, блок нагрева с рекуперативными воздухонагревателями, коллектор, система автоматического регулирования.
К недостаткам известного устройства следует отнести то, что оно имеет большие габаритные размеры, металлоемкость из-за использования дополнительных помещений - распределительного блока и коллектора.
Предложена газовая воздухонагревательная установка для непрямого нагрева приточного воздуха, включающая в себя помещение контейнерного типа, в котором расположен воздухонагревательный модуль и система автоматизированного управления и контроля технологическим оборудованием, воздухозаборное устройство и свечу для отвода продуктов горения.
Отличием является то, что установка содержит воздухонагревательный модуль, состоящий из камеры сгорания, вентиляторной горелки и теплообменника, причем атмосферный воздух подается сначала в межтрубное пространство выходной части теплообменника, далее воздух проходит через весь теплообменник, а затем поступает в конвективную рубашку камеры сгорания, где нагревается до заданной температуры и подается в присадку к приточному вентиляционному воздуху.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эффективности и безопасности работы газовой воздухонагревательной установки за счет новой схемы подачи атмосферного воздуха для нагрева и применения системы автоматизированного управления и контроля.
Техническим результатом полезной модели является снижение габаритных размеров и массы установки, а также за счет применения вентиляторной горелки возникает возможность получения большого диапазона по мощности и использование дизельных или комбинированных горелок. Кроме того, прохождение атмосферного воздуха вначале через теплообменник, а затем через конвективную рубашку камеры сгорания позволяет постепенно нагревать холодный атмосферный воздух до требуемой температуры и исключает образование водяных паров в конвективной рубашке камеры сгорания и конденсата в теплообменнике.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена газовая воздухонагревательная установка, на фиг. 2 - поперечный разрез.
Помещение 1 предназначено для размещения технологического оборудования и шкафов управления. Помещение разделено на две части: в одной части расположен воздухонагревательный модуль 2, другая часть - операторная, предназначена для размещения шкафов 3 системы управления и контроля и рабочего места оператора. Воздухонагревательный модуль 2 представляет собой теплоизолированный металлический корпус, в нижней части которого расположена камера сгорания 4, выполненная из жаропрочной стали, над ней находится трубчатый теплообменник 5. Снаружи модуля, в выходной части теплообменника расположен вентилятор подачи воздуха 6. В торец модуля встроена вентиляторная горелка 7. Над камерой сгорания расположен патрубок 8 для выхода в свечу 9 продуктов горения, а также патрубок 10 для выхода горячего воздуха в воздуховод 11. С другого торца камеры сгорания и теплообменника находится боров 12 для перехода дымовых газов из камеры сгорания в трубки теплообменника.
Принцип работы газовой воздухонагревательной установки заключается в следующем:
Вентиляторной горелкой 7 осуществляется нагрев жаропрочных стенок камеры сгорания 4. Продукты сгорания топлива, благодаря давлению, создаваемому вентилятором горелки, проходят через боров и трубки теплообменника, нагревают их и выбрасываются через патрубок 8 в свечу 9. Атмосферный воздух, вентилятором 6 вначале подается в межтрубное пространство выходной части теплообменника, а затем проходит по всему объему теплообменника. Подогретый таким образом атмосферный воздух поступает в конвективную рубашку камеры сгорания, нагревается до заданной температуры и подается в присадку к приточной вентиляции помещений или к вентиляционному воздуху шахты. Такая схема нагрева атмосферного воздуха исключает образование конденсата в трубках теплообменника, т.к. идет постепенный нагрев воздуха, и образование водяных паров в конвективной рубашке камеры сгорания, повышает эффективность теплообменного процесса, снижает коррозию материалов.
Эффективная и безопасная работа газовой воздухонагревательной установки обеспечивается применением системы автоматизированного управления и контроля технологическими процессами, происходящими при эксплуатации комплекса. Система автоматизированного управления и контроля установкой САУК предусматривает управление в автоматическом режиме, оператором с пульта управления и вручную. Система САУК обеспечивает управление вентилятором подачи горячего воздуха, вентиляторной горелкой, шиберами.
Система САУК предусматривает аварийное отключение подачи горячего воздуха в случае содержания CO в горячем воздухе за воздухоподогревателем выше допустимого. Отсечка подачи воздуха производится в автоматическом режиме закрытием шибера на рабочем воздуховоде с одновременным открытием шибера для сброса в атмосферу. Одновременное закрытие шиберов не допускается.
САУК производит контроль следующих параметров работы газовой воздухонагревательной установки:
- температура и разрежение дымовых газов до и после воздухоподогревателя;
- температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя;
- давление воздуха до и после воздухоподогревателя;
- температура наружного воздуха;
- расход воздуха и дымовых газов до и после воздухоподогревателя.
Для всех параметров предусмотрена индикация на щитах управления.
Система САУК предусматривает звуковую и световую сигнализацию о выходе контролируемых параметров за допустимые пределы.
Кроме того, система САУК предусматривает автоматическое регулирование температуры дымовых газов на выходе из камеры сгорания, а также регулирование количества воздуха, подаваемого вентилятором в теплообменник, тем самым обеспечивается дозированная подача горячего воздуха в помещение (или в шахту) в зависимости от температуры окружающего атмосферного воздуха.