ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ КОТЕЛ ДЛИТЕЛЬНОГО ГОРЕНИЯ

Полезная модель относится к области отопления, а именно к устройствам и способам сжигания топлива в твердотопливных котлах [F24H 1/38].
Из уровня техники известен ВОДОГРЕЙНЫЙ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ КОТЕЛ С ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЫМ ГОРЕНИЕМ [UA 89303 (U), Опубл.: 10.04.2014], содержащий корпус с двойной стенкой и полостью для заполнения водой, при этом по меньшей мере одна стенка корпуса выполнена толщиной не менее 4 мм, камера сгорания, два воздуховода с независимым наружным отверстия с направляющими, выполненными с возможностью ручного управления размерами отверстия, при этом один воздуховод включает в себя коробку для забора воздуха, соединенную с промежуточным объемом для нагрева воздуха, с устройством для подачи воздуха со съемным воздухораспределителем и другим воздуховодом оборудован возможностью подачи воздуха в нижнее топливо, подключено к промежуточному объему для нагрева воздуха с отверстием с ползунком для контроля размеров отверстия или его закрытия, электронным блоком управления, противопожарной решеткой.
Недостатком аналога является низкая надежность котла, обусловленная наличием в камере сгорания воздухораспределителя, имеющего малый срок службы из-за высоких температур в зоне горения твердого топлива.
Также известен ВОДОГРЕЙНЫЙ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ КОТЕЛ ДЛИТЕЛЬНОГО ГОРЕНИЯ [RU 183190 U1, Опубл.: 13.09.2018], содержащий корпус, выполненный в виде вертикально установленного бака, в котором выполнена камера сгорания твердого топлива над водяным колосником, полость для подачи теплоносителя и отвода его потребителю, устройство для подачи воздуха и распределения его в камере сгорания - воздуховод, теплообменник с расположенным под ним зольником, в камере сгорания расположен по меньшей мере один газоход, выход которого выведен в верхнюю часть камеры сгорания, и дверка для загрузки топлива, а в нижней части расположена топка с колосниковой решеткой и воздуховодами дополнительного воздуха, отличающийся тем, что воздуховод и форсунки для подачи воздуха расположены по периметру камеры сгорания, при этом воздуховод, расположен вдоль вертикальных боковых стенок корпуса котла, и соединен форсунками для подачи воздуха с камерой сгорания, а вход воздуховода расположен под колосниками, угловые форсунки для подачи воздуха в камеру сгорания расположены по углам камеры сгорания и имеют диаметр 12 мм, а боковые форсунки расположены в боковых стенках котла и проходят через водяную рубашку и имеют диаметр 15 мм, а поддувальное пространство выполняет роль ресивера, что уравнивает давление воздуха на форсунках, в верхней части камеры сгорания расположены жаровые трубы, теплообменник выполнен в виде вертикально и горизонтально установленных баков, под которым расположен зольник, снабженный зольным люком, теплообменник присоединен к подающей линии трубы для подачи в него нагреваемой воды и обратной линии трубы для отвода нагретой воды, которые расположены в боковых стенках котла, для возврат теплоносителя в котел двумя путями, при этом патрубок подачи теплоносителя в систему выполнен из трубы диаметром 40 мм, а патрубок возврата из системы отопления 32 мм.
Недостатком аналога является низкая эффективность сжигания топлива в указанном котле, обусловленная необходимостью регулирования подачи воздуха в зону сгорания топлива вручную.
Наиболее близким по технической сущности является КОТЕЛ ДЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА [KR 20090116884 (A), Опубл.: 12.11.2009], содержащий корпус, камеру сгорания, вентилятор, емкость теплоносителя, дымовую трубу, вытяжку, окно подачи топлива и контроллер, камера сгорания выполнена в центральной части корпуса котла, вытяжка сообщается с нижней частью камеры сгорания, емкость теплоносителя вокруг камеры сгорания, вытяжка и вентилятор подключены к контроллеру.
Основной технической проблемой является значительные потери тепла, обусловленные малой площадью емкости теплоносителя, что существенно снижает КПД котла.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом полезной модели является повышение коэффициента полезного действия и теплопроизводительности котла.
Указанный технический результат достигается за счет того, что твердотопливный котел длительного горения, содержащий корпус, камеру сгорания с окном подачи топлива, емкость теплоносителя, дымовую трубу, вентилятор и контроллер, отличающийся тем, что корпус котла содержит внутреннюю и наружную оболочки, образующие по контуру и в верхней части котла емкость теплоносителя, соединенную с системой отопления входным и выходным патрубками, внутри котел содержит камеры теплового обмена, сгорания и зольную, камера теплового обмена соединена с емкостью теплоносителя и отделена от камеры сгорания теплообменными каналами, зольная камера в нижней части котла отделена от камеры сгорания полыми колосниками, сообщающими собой емкость теплоносителя в передней и задней частях котла, отверстие подачи воздуха со смонтированным на не вентилятором соединено каналом с зольной камерой, при этом вентилятор снабжен клапаном, в передней части напротив каждой из камер котла выполнены прямоугольные отверстия, оборудованные дверцами, вентилятор соединен с контроллером, к входу контроллера подключен температурный датчик.
В частности, на внешнюю оболочку котла снаружи нанесено теплоизолирующее покрытие.
В частности, количество теплообменных каналов выполнено в зависимости от тепловой мощности котла.
В частности, дверцы уплотнены огнеупорным уплотнительным материалом.
В частности, дверцы выполнены на шарнирных петлях.
В частности, дверцы снабжены запорными устройства.
В частности, вентилятор выполнен центробежным.
В частности, клапан выполнен в виде грузового клапана.
В частности, входной патрубок соединен с циркуляционным насосом.
В частности, в верхней части котла в емкость теплоносителя смонтирован клапан сбора давления.
В частности, входной и выходной патрубки снабжены запорными кранами.
В частности, на лицевой панели контроллера размещены органы управления.
В частности, на лицевой панели контроллера выполнен информационный экран.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показан общий вид твердотопливного котла длительного горения.
На фиг. 2 показан твердотопливный котел длительного горения в разрезе.
На фигурах обозначено: 1 - корпус, 2 - емкость теплоносителя, 3 - камера теплового обмена, 4 - камера сгорания, 5 - зольная камера, 6 - теплообменные каналы, 7 - колосники, 8 - отверстие для отвода дымовых газов, 9 - канал подачи воздуха, 10 - выходной патрубок, 11 - входной патрубок, 12 - загрузочная дверца, 13 - дверцы для чистки конвекционных каналов, 14 - дверцы для удаления золы и шлака, 15 - шарнирные петли, 16 - ручки с замковыми устройствами, 17 - центробежный вентилятор, 18 - контроллер.
Осуществление полезной модели.
Твердотопливный котел длительного горения содержит теплоизолированный корпус 1 с двойной стенкой, образующей по периметру и в верхней части емкость теплоносителя 2. Внутри котла сверху вниз выполнены камеры теплового обмена 3, сгорания 4 и зольная 5. Камера теплового обмена 3 соединена с емкостью теплоносителя 2 и отделена от камеры сгорания 4 теплообменными каналами 6 количество которых зависит от тепловой мощности котла. Зольная камера 5 в нижней части котла отделена от камеры сгорания 4 полыми колосниками 7, сообщающие собой емкость теплоносителя 2 в передней и задней частях котла. В верхней части котла выполнены отверстие для отвода дымовых газов 8 и отверстие подачи воздуха, соединенного каналом подачи воздуха 9 с зольной камерой 5.
В верхней и нижней частях котла в емкость теплоносителя смонтированы выходной 10 и входной 11 патрубки соответственно.
На передней стенке котла выполнены прямоугольные технологические отверстия, открывающие доступ к камерам 3-5, оборудованные загрузочной дверцой 12, дверцами для чистки конвекционных каналов 13 и дверцами для удаления золы и шлака 14. Дверцы 12-14 выполнены газоплотными и уплотнены огнеупорным уплотнительным материалом. Дверцы 12-14 снабжены шарнирными петлями 15 и ручками с замковыми устройствами 16.
Над отверстием подачи воздуха смонтирован центробежный вентилятор 17 наддува воздуха в зольную камеру, снабженный грузовым клапаном (на фигурах не показан). Грузовой клапан выполнен с возможностью перекрытия канала подачи воздуха 9 и исключения выхода дымовых газов при неработающем центробежном вентиляторе 17. Центробежный вентилятор 17 соединен с контроллером 18, смонтированным в верхней лицевой части корпуса 1 котла, к информационным входам которого подключен температурный датчик (на фигурах не показан).
Контроллер 18 выполнен с возможностью регулировки температуры теплоносителя путем изменения в автоматическом режиме воздушной тягой под областью горения топлива, создаваемой центробежным вентилятором 17.
Котел снабжен циркуляционным насосов и клапаном сброса избыточного давления (на фигурах не показаны). Циркуляционный насос смонтирован в непосредственной близости от входного патрубка 11 на параллельной линии с возможностью исключения препятствования естественной циркуляции теплоносителя в системе при отключенном питании циркуляционного насоса. Клапан сброса избыточного давления смонтирован непосредственно в емкость теплоносителя 2 в верхней части котла. Циркуляционный насос подключен к системе резервного питания, выполненной в виде инвертора, автоматического зарядного устройства и аккумулятора (на фигурах не показаны).
Твердотопливный котел длительного горения используют следующим образом.
Перед началом использования проверяют уровень теплоносителя в расширительном баке (на фигурах не показан). При необходимости доливают теплоноситель в расширительный бак и приступают к розжигу котла. Открывают дверцы для удаления золы и шлака 14 о очищают колосники 7 и зольную камеру 5 от золы и шлака.
Плотно закрывают дверцы для чистки конвекционных каналов 13 и удаления золы и шлака 14. На колосники 7 укладывают небольшое количество дров, либо плотного картона для уменьшения просыпания мелкого топлива под колосники 7. Через загрузочную дверцу 12 загружают в камеру сгорания 4 твердое топливо и поджигают его сверху. Плотно закрывают загрузочную дверцу 12.
Включают контроллер 18 и выставляют рабочую температуру теплоносителя от 40 до 80°С. После появления тяги включают центробежный вентилятор 17 на контроллер 18. При уменьшении температуры теплоносителя на выходе из котла контроллер 18 подает сигнал на включение центробежного вентилятора 17. Под напором воздуха, нагнетаемого центробежным вентилятором 17, открывается грузовой клапан и воздух поступает по каналу подачи воздуха 9 в зольную камеру 5 под действием которого процесс горения усиливается и увеличивается температура теплоносителя. Образовавшаяся от сгорания топлива раскаленная газовоздушная смесь поступает в камеру теплового обмена 3 и отдают свое тепло теплообменным каналам 6 с теплоносителем внутри их. Горящее топлива разогревает колосники 7 и нагревает теплоноситель, циркулирующий по колосникам 7. При достижении заданной температуры теплоносителя контроллер 18 отключает центробежный вентилятор 17 и грузовой клапан закрывается.
В процессе работы котла при необходимости меняют заданную температуру, но не более чем 10-15°С в течение 1 часа.
По мере необходимости производят очистку теплообменных каналов 6.
Подачу теплоносителя в емкость теплоносителя 2 из системы отопления осуществляют циркуляционным насосом (на фигурах не показан).
Заявленный технический результат полезной модели - повышение коэффициента полезного действия и теплопроизводительности котла достигается за счет выполнения корпуса котла теплоизолированным с двойными стенками, образующими по периметру и в верхней части котла емкость теплоносителя 2, выполнения внутри котла камер теплового обмена 3, сгорания 4 и зольной 5 и размещения в камере теплового обмена 3 теплообменных каналов 6, количество которых зависит от тепловой мощности котла, отделения камеры сгорания 4 от зольной камеры полыми колосниками 7, сообщающими собой емкость теплоносителя 2 в передней и задней частях котла, размещения над каналом подачи воздуха 9 соединенного с зольной камерой 5 центробежного вентилятора 17 с грузовым клапаном, подключенного к контроллеру 18 с возможностью регулировки температуры теплоносителя путем управления в автоматическом режиме воздушной тягой под областью горения топлива, создаваемой центробежным вентилятором 17, что позволяет увеличить КПД котла до 92%.