Нагреватель

Полезная модель относится к теплотехнике и предназначена для получения тепловой энергии и использования тепловой энергии.
Известна система теплоснабжения 1, содержащая нагревательное устройство, в которой источник теплоснабжения выполнен в виде однотрубной системы нагрева подаваемой сетевой воды, причём нагрев осуществляют с помощью нагревательного устройства периодически, а в межпериодное время подачу воды осуществляют в обратном направлении. Недостаток известного источника теплоснабжения заключается в том, что подача воды туда - обратно требует либо конструктивно сложных насосов, либо сложной электрической схемы переключения насосов, в результате чего снижаются потребительские свойства известной системы теплоснабжения. Для такой системы часто необходим бак-аккумулятор для хранения горячей воды, что заметно увеличивает массогабаритные и стоимостные показатели известной системы теплоснабжения. Кроме того, часть вырабатываемой тепловой энергии затрачивается на подогрев поступающего в топку воздуха (окислителя), что снижает коэффициент полезного действия известного устройства, в результате чего ухудшаются его экологические параметры, что снижает потребительские свойства известной системы теплоснабжения.
Известна система теплоснабжения 2, в которой используются два источника теплоснабжения, расположенные в противоположных концах отапливаемого помещения. Под полом отапливаемого помещения находятся трубки, по которым циркулирует теплоноситель. Расположение трубок под полом выбрано таким образом, что обеспечивается равномерность нагревания пола. Недостаток известного устройства заключается в необходимости использования одновременно двух источников теплоснабжения, которые должны располагаться в противоположных концах отапливаемого помещения. Кроме того, часть вырабатываемой тепловой энергии затрачивается на подогрев поступающего в топку воздуха
(окислителя), что снижает коэффициент полезного действия известного устройства, в результате чего ухудшаются его экологические параметры, что снижает потребительские свойства известной системы теплоснабжения.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является источник теплоснабжения 3, содержащий топку, в которой сжигается топливо, в результате чего происходит преобразование химической энергии в тепловую энергию. Далее газообразные продукты сгорания (топочные газы) попадают в нагревательное устройство, которое полученную при сгорании топлива тепловую энергию передает потребителю. В прототипе полученная тепловая энергия используется для обогрева помещений. Топочные газы через газопровод попадают в устройство для удаления топочных газов и выбрасываются в атмосферу.
Известный источник теплоснабжения имеет ряд недостатков, главный из которых заключается в низких потребительских свойствах. Низкие потребительские свойства описанного устройства обусловлены тем, что часть вырабатываемой тепловой энергии затрачивается на подогрев поступающего в топку воздуха (окислителя), что снижает коэффициент полезного действия известного устройства, в результате чего ухудшаются его экологические параметры.
Задачей полезной модели является повышение потребительских свойств нагревателя путем улучшения экологических параметров за счет повышения коэффициента полезного действия.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в известное устройство, содержащее (п. 1 формулы полезной модели) топку, нагревательное устройство и устройство для удаления топочных газов при этом выход для топочных газов топки соединен со входом для топочных газов нагревательного устройства, топка содержит вход для топлива и вход для окислителя, внесены следующие усовершенствования: он дополнительно содержит теплообменник-конденсатор, первый вентилятор и второй вентилятор, при этом выход для топочных газов нагревательного устройства соединен со входом для топочных газов первого вентилятора, выход для топочных газов первого вентилятора соединен со входом для топочных газов устройства для удаления топочных газов, выход
для нагретого воздуха конденсатора соединен со входом для нагретого воздуха второго вентилятора, выход для нагретого воздуха второго вентилятора соединен со входом для окислителя топки, причем теплообменник-конденсатор содержит вход для атмосферного воздуха и выход для конденсата.
Такое построение нагревателя позволяет часть энергии уходящих топочных гсзии использовать для нагревания воздуха (окислителя), что снижает общий расход топлива, поэтому повышается коэффициент полезного действия, вследствие чего улучшаются экологические параметры, что приводит к повышению потребительских свойств нагревателя.
В частном случае (п. 2 формулы полезной модели) в качестве нагревательного устройства использована распылительная сушилка. Такое конструктивное выполнение нагревательного устройства позволяет использовать заявленное устройство для распыления и сушки различных химических продуктов.
Сущность полезной модели поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего заявленное техническое решение, варианта конструктивного выполнения нагревательного устройства и прилагаемыми чертежами, на которых:
-на фиг. 1 приведена принципиальная схема заявленного нагревателя;
-на фиг. 2 приведен разрез в вертикальной плоскости распылительной сушилки;
на фиг. 3 приведен разрез в горизонтальной плоскости распылительной сушилки.
Нагреватель в соответствии с п. 1 формулы полезной модели содержит (фиг. 1) топку 1, нагревательное устройство 2, первый вентилятор 3, теплообменник-конденсатор 4, устройство для удаления топочных газов 5, второй вентилятор в. Выход для топочных газов топки 1 соединен со входом для топочных газов нагревательного устройства 2 газопроводом 7, выход для топочных газов нагревательного устройства 2 соединен со входом для топочных газов первого вентилятора 3 газопроводом 8, выход для топочных газов первого вентилятора 3 соединен со входом для топочных газов теплообменника-конденсатора 4 газопроводом 9, а выход для топочных газов теплообменника-конденсатора 4 соединен со входом устройства для удаления топочных газов 5 газопроводом 10. Теплообменник-конденсатор 4 содержит вход для атмосферного воздуха 11, выход для нагретого воздуха теплообменника-конденсатора 4 соединен со входом для нагретого воздуха второго вентилятора в трубопроводом 12, выход для нагретого воздуха второго вентилятора 6 соединен со входом для окислителя толки 1 трубопроводом 13. Топка 1 содержит вход для топлива 14, а теплообменник-конденсатор 4 содержит выход для конденсата 15. В качестве нагревательного устройства 2 могут быть использованы различные устройства, например, сушильная камера, термокамера, система отопительных батарей и тому подобное. Теплообменник-конденсатор 4 может быть выполнен, например, в виде корпуса, внутри которого размещен змеевик, причем топочные газы проходят внутри корпуса теплообменника-конденсатора 4 и нагревают воздух, проходящий через змеевик.
Нагреватель работает следующим образом. Топливо поступает в топку 1 по трубопроводу 14, где сгорает в нагретом воздухе, подаваемом по трубопроводу 13. Продукты сгорания (топочные газы) из топки 1 по газопроводу 7 поступают в нагревательное устройство 2, где совершают полезную работу. Из нагревательного устройства 2 топочные газы попадают в первый вентилятор 3 по газопроводу 8. Первый вентилятор 3 ускоряет удаление топочных газов из топки 1, в результате чего интенсифицируется процесс горения. Кроме того, за счет создаваемого первым вентилятором 3 некоторого снижения давления топочных газов по отношению к атмосферному давлению исключается выход части топочных газов через возможные неплотности в газопроводах 7 и 8 и нагревательном устройстве 2. Из первого вентилятора 3 топочные газы по газопроводу 9 поступают в теплообменник-конденсатор 4, где топочные газы передают часть своей тепловой энергии поступающему по трубопроводу 11 атмосферному воздуху. Нагретый воздух покидает теплообменник-конденсатор 4 по трубопроводу 12. После теплообменника-конденсатора 4 топочные газы по газопроводу 10 поступают в устройство для удаления топочных газов 5. Нагретый в теплообменнике-конденсаторе 4 воздух после прохождения через второй вентилятор 6 поступают на вход для
окислителя топки 1 по трубопроводу 13. При охлаждении топочных газов в теплообменнике-конденсаторе 4 может образовываться сконденсированная вода, которая отводится из теплообменника-конденсатора 4 через выход для конденсата 15.
В частном случае в соответствии с п. 2 формулы полезной модели в качестве нагревательного устройства 2 использована распылительная сушилка (фиг. 2 и 3). Распылительная сушилка содержит корпус 16, в верхней части которого находится трубопровод 17, снабженный форсунками 18. Корпус 16 в нижней части снабжен газопроводом для топочных газов 7, конечная часть которого выполнена кольцевой формы и охватывает вплотную снаружи корпус 16 . Корпус 16 снабжен отверстиями 19 для входа топочных газов внутрь корпуса 16. Ниже газопровода 7 корпус 16 выполнен конусной формы и снабжен внизу отверстием 20 для выхода конечного химического продукта.
Распылительная сушилка работает следующим образом. Исходный химический продукт, например, в виде раствора или суспензии по трубопроводу 17 поступает внутрь корпуса 16, распыляется форсунками 18 на мелкие капли и падает вниз. В процессе падения химический продукт нагревается поднимающимися вверх топочными газами и поэтому осушается. Испарившаяся из химического продукта жидкость смешивается в виде пара с топочными газами и выходит из распылительной сушилки по газопроводу 8. Осушенный химический продукт покидает распылительную сушилку через отверстие 20.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1.Способ теплоснабжения. Авт. свид. СССР № 1812393, приор, от 19.03.90, заявка № 4803071/06, публ. 30.04.93 Бюл. № 16, МПК5 F24 О 3/08.
2.Система отопления помещения. Авт. свид. СССР № 1688052, приор, от 22.08.86, заявка № 4108248/06, публ. 30.10.91 Бюл. № 40. МПК5 F 24D 5/00.