КОНТАКТНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ

Контактный водонагреватель.
Полезная модель относится к области энергетики, и, в частности, к нагревателям для систем горячего водоснабжения и отопления с использованием для нагрева воды продуктов сгорания газа.
Известен газовый водогрейный аппарат, содержащий топочное устройство, контактную камеру, распылитель, форсунки и горелку, в котором происходит непосредственное соприкосновение взвешенных частиц воды с продуктами сгорания газа (см., например, а.с. №175635 от 07.02.1962 г., кл. F24J, Збе, 2, опубликовано БИ №20-65) - аналог.
Этот аппарат характеризуется сложной компоновкой и повышенным содержанием вредных примесей в отработанных продуктах сгорания.
Известен также контактно-поверхностный водонагреватель, состоящий из вертикального корпуса с подводящим и отводящим газоходами, контактной камеры, радиационной топки с газовой горелкой и установленной над топкой орошаемой насадкой (см., например, а.с. №1257398 от 25.04.85 г., кл. F28C, 3/06, F24H, 1/10, опубликовано БИ №34-86) - аналог.
Наличие орошаемой насадки в этом нагревателе приводит к засорению ее механическими продуктами, находящимися в сетевой магистрали воды и, следовательно, к снижению энерго-экономических показателей и КПД агрегата в целом.
Наиболее близким, принятым за прототип, является контактный нагреватель (а. с. №1651048 от 13.01.89 г., кл. F24H, 1/10, опубликовано БИ №19-91), содержащий заполненный жидкостью корпус с подводящим и отводящим патрубками, погруженную в жидкость газовую трубу с отверстиями и свободно перемещающийся по ее образующей колпак, на торце которого установлена крыльчатка, выполняющая функции барботера.
К недостаткам отмеченного нагревателя можно отнести наличие остаточных продуктов сгорания отработанных газов в виде агрессивных кислот, образующихся при плавающем поверхностном расположении барботера над уровнем нагреваемой жидкости и отсутствие количественного регулирования технологического процесса.
Целью предлагаемой полезной модели является исключение перечисленных недостатков.
Предлагаемый водонагреватель содержит бак-аккумулятор, наполненный теплоносителем, с патрубками подвода и отвода воды, нагревательное устройство с барботером, отличающийся тем, что с целью интенсификации экологически чистого процесса теплообмена и снижения коррозионной активности теплоносителя, нагревательное устройство выполнено в виде энергетического трубопровода, с одной стороны которого расположена камера сгорания газо-воздушной смеси взрывного типа, а с противоположной стороны, ниже уровня нагреваемого теплоносителя, размещен барботер.
Цель достигается использованием для нагрева воды в предложенном устройстве цикличного взрыва газо-воздушной смеси с последующим барботированием водно-газовой смеси.
Кл. МКИ F24H, 1/10
Предмет полезной модели представлен на фиг. 1 и фиг. 2, где:
1- бак-аккумулятор;
2- энергетический трубопровод;
3- камера сгорания;
4- барботер;
5- запальная свеча;
6- патрубки подвода и отвода воды;
7- переливной патрубок;
8- сбросный газоход.
Бак-аккумулятор цилиндрической формы 1, установленный вертикально, заполнен водой - теплоносителем до уровня, ограниченного расположением переливного патрубка 7. В нем помещен энергетический трубопровод 2, с одной стороны которого расположена камера сгорания взрывного типа 3 с запальной свечой 5, а с противоположной стороны, ниже патрубка 7, установлен барботер 4 в виде концентрично расположенных цилиндрических обечаек с отверстиями. Торцовые поверхности обечаек заглушены. Уровень воды в баке-аккумуляторе 1 одновременно является гидрозатвором в энергетическом трубопроводе 2, отделяющим камеру сгорания 3 от барботера 4. Объем и геометрические параметры камеры сгорания 3 известны и являются расчетной величиной в зависимости от рабочего давления газо-воздушной смеси в подводящем газопроводе (200...500 мм. вод. ст.). В верхней части бака аккумулятора установлен сбросный газоход 8.
Работает устройство следующим образом:
Предварительно бак-аккумулятор 1 с барботером 4 заполняются водойтеплоносителем до уровня выше верхних отверстий барботера.
Далее камера сгорания 3 через энергетический трубопровод 2 заполняется газо-воздушной смесью требуемого состава (природного газа в смеси от 5 до 15 %). Подбор состава смеси осуществляется опытным путем и фиксируется положением арматуры при наладке.
Запальной свечой 5 газо-воздушная смесь поджигается и реакция горения переходит в фазу взрыва. В камере сгорания 3 резко повышается давление, образуя выталкивающую силу, действующую на воду в барботере 4. Вода из барботера выталкивается и продукты сгоранця барботируют в воду бака-аккумулятора.
В барботере происходит конденсация паров воды, образующихся при сгорании газа, а также активное перемешивание продуктов сгорания газа и сконденсированной воды с водой-теплоносителем. При этом водатеплоноситель приобретает теплоту конденсации пара, тепло сконденсированной воды и тепловую энергию продуктов сгорания газа.
Поступление и отбор воды-теплоносителя производится через патрубки 6 , расположенные ниже барботера 4.
Вслед за взрывом камера сгорания 3 заполняется новой порцией газовоздушной смеси через энергетический трубопровод 2.
Повторяется цикл зажигания и взрыва.
Отработанные, отдавшие тепловую энергию воде, продукты сгорания сбрасываются через сбросный газоход 8.