Агрегат воздухонагревательный жидкотопливный
LIQUID FUEL AIR HEATING UNIT

Изобретение относится к автономному воздушному отоплению, в частности, к воздухонагревательным устройствам для непрямого нагрева приточного воздуха в системах приточной вентиляции и автономного воздушного отопления производственных помещений различного назначения. Изобретение применимо для воздухонагревательных агрегатов, работающих на жидком топливе. Кроме того, изобретение может быть применимо для обогрева производственных помещений, находящихся в непосредственной близости от нефтяных скважин и в качестве топлива возможно использование сырой нефти.
Известен агрегат воздухонагревательный по патенту РФ на полезную модель №141423, F24H 3/00, 2014, содержащий корпус, воздухозаборный блок, блок нагрева, выходной блок для отвода нагретого воздуха. В воздухозаборном блоке установлен вентилятор. Блок нагрева включает камеру сгорания и теплообменник, соединенные между собой. Камера сгорания соединена с горелочным устройством, а к теплообменнику подсоединен утилизатор тепла отходящих дымовых газов, выполненный в виде трубчатого рекуперативного теплообменника. Горелочное устройство и утилизатор тепла отходящих дымовых газов размещены внутри теплоизолированного отсека. Недостатком является появление нагара на внутренних поверхностях камеры сгорания и теплообменника, что изменяет степень нагрева воздуха, снижает КПД устройства.
Известен воздухонагреватель для использования в холодном климате по заявке Германии на изобретение №102006037607, F24H 3/00, 2006. Воздухонагревательное устройство содержит воздуховод, на одном конце которого расположено, по меньшей мере, одно впускное отверстие для подачи свежего воздуха, на другом конце – по крайней мере, одно выпускное отверстие для выхода горячего воздуха. Устройство имеет не менее двух воздуходувных устройств для транспортировки воздуха через воздуховод, две камеры сгорания с расположенными в них горелками и теплообменник с двумя воздушными каналами для передачи тепла в атмосферу и выхлопное средство. Недостатком является сложность обслуживания камеры сгорания и теплообменника из-за недоступности их внутренних поверхностей, появления нагара, снижающего КПД устройства.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрантеплогенератор по патенту на полезную модель РФ № 107575, F24H 3/00, 2011. Теплогенератор содержит корпус с отверстиями для притока воздуха и выхода нагретого воздуха, соединенными по меньшей мере одним воздушным каналом, по меньшей мере одну нагревательную ступень и по меньшей мере один вентилятор. Нагревательная ступень включает топочную камеру с горелкой, теплообменник, размещенный внутри воздушного канала и соединенный с дымогарной трубой. Недостатком является невозможность использования в качестве топлива нефти, т.к., в результате сгорания нефти  на внутренней поверхности конвективного пучка теплообменника и камеры сгорания образуется нагар, снижающий эффективность нагрева воздуха. Конструкция теплогенератора не предусматривает возможности очистки внутренних поверхностей.
Технической задачей заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей агрегата.
Технический результат заключается в обеспечении эффективной работы агрегата при использовании качестве топлива продуктов, выбранных из ряда: нефть, газовый конденсат, дизельное топливо.
Технический результат достигается за счет того, что в воздухонагревательном агрегате жидкотопливном, содержащем корпус с воздухозаборным входным отверстием, хотя бы один вентилятор и хотя бы одну теплогенераторную установку, в которой установлены камера сгорания и рекуперативный теплообменник, хотя бы одну горелку, соединенную с системой подачи топлива и хотя бы одно выходное отверстие нагретого воздуха, согласно изобретению, перед вентилятором установлена система воздушных фильтров, на трубопроводе топливоподачи установлена система фильтрации топлива, состоящая из фильтра грязесборника, самоочищающегося фильтра грубой очистки, самоочищающегося фильтра тонкой очистки, блок нагрева выполнен со съемными панелями, камера сгорания снабжена съемной крышкой, теплообменник снабжен передней и задней съемными крышками. Съемная крышка камеры сгорания выполнена в виде многоугольника с отбортовкой и уплотнением.
Технический результат обеспечивается за счет того, что между входным воздухозаборным отверстием и вентилятором установлена система воздушных фильтров, представляющая собой блок фильтров для очистки входящего наружного воздуха от пыли. Это обеспечивает очистку входящего воздуха, часть которого в смеси с топливом попадает через горелку в камеру сгорания. На трубопроводе топливоподачи внутри агрегата установлена система фильтрации: самоочищающиеся топливные фильтры грубой и тонкой очистки и фильтр с грязесборником для очистки всех возможных видов топлив, особенно нефти, от механических примесей. Это позволяет осуществлять чистку фильтра без остановки работы воздухонагревателя. Очистка воздуха и очистка топлива, поступающих на горение способствуют образованию продуктов горения, попадающих из камеры сгорания в конвективный теплообменник, без примесей и нагара, или с минимальным их количеством. Выполнение теплогенераторной установки блока нагрева со съемными панелями позволяет обеспечить доступ к камере сгорания и конвективному теплообменнику для их очистки от нагара. Выполнение камеры сгорания со съемной крышкой позволяет производить чистку внутренней поверхности от нагара. За счет того, что крышка камеры сгорания имеет большой диаметр, обеспечивается возможность доступа как к её внутренним боковым частям, так и к задней торцевой части. Теплообменник снабжен передней и задней съемными крышками, что позволяет производить чистку трубного пучка теплообменника и удалять из задней части весь попавший туда при чистке нагар. Уменьшение образования нагара, а также возможность его удаления с внутренних частей агрегата позволяет использовать в качестве топлива нефть, добываемую из рядом расположенной скважины без снижения эффективности работы агрегата.
На фигуре 1 представлена схема воздухонагревательного агрегата.
На фигуре 2 представлена теплогенераторная установка.
На фигуре 3 представлена передняя часть теплогенераторной установкив разобранном виде.
На фигуре 4 представлена задняя часть теплогенераторной установки в разобранном виде.
Агрегат воздухонагревательный жидкотопливный содержит корпус 1, с входными окнами 2, системувоздушных фильтров 3, вентилятор 4, блок нагрева 5, включающий теплогенераторную установку 17, представляющую собой камеру сгорания 6, соединенную с теплообменником 7, горелку 8, дымогарную трубу 9, соединенную с выходным отверстием теплообменника 7, систему подачи топлива 10 с топливным фильтром 11, выходное окно 15 для подачи подогретого воздуха в отапливаемое помещение, систему автоматического управления 16. Камера сгорания 6 теплогенераторной установки снабжена съемной крышкой 12, теплообменник 7 снабжен передней съемной крышкой 13 и задней съемной крышкой 14. Теплогенераторная установка 17 снабжена передней съемной панелью 18 и задней съемной панелью 19.
Жидкое топливо, в качестве которого могут использовать нефть, газовый конденсат, дизельное топливо  в смеси с необходимым количеством воздуха, подают на горелку 8. На горение подают наружный воздух, или воздух из отапливаемого в режиме рециркуляции помещения, т.е., из зоны нагретого воздуха, расположенной за блоком нагрева 5. Горелка 8 предназначена для работы при температуре окружающего воздуха от +5⁰ до +40ºС.  Выбор источника приточного воздуха осуществляют с помощью системы воздушных клапанов (на чертеже не показаны). Перед нагревом забираемый снаружи через входные окна 2 воздух проходит через систему воздушных фильтров 3, в которых очищается от пыли. Вентилятор 4 обеспечивает подачу воздуха в зону блока нагрева 6. Нефть на горелку 8 подают от системы подачи топлива 10. Предварительно нефть проходит очистку в системе фильтрации 11, снабженной группой фильтров грубой и тонкой очистки и фильтром грязесборником. Фильтра грязесборника, относящийся к фильтру грубой очистки, представляет собой металлический корпус, в котором установлена мелкоячеистая сетка. С сетки механические частицы за счет гравитации оседают в отстойник, откуда удаляются вручную. Самоочищающийся фильтр грубой очистки, представляет собой металлический корпус с фильтрующим патроном и чистящими щетками, механические примеси задерживаются на фильтровальной поверхности. Для чистки поверхности используются встроенные щетки, которые приводятся в действие в ручную либо с помощью электродвигателя, счищенные механические примеси оседают на дне фильтра, это позволяет осуществлять чистку фильтра без остановки работы воздухонагревателя. В сиситеме так же присутствует самоочищающийся фильтр тонкой очистки.
Специальными самоочищающимися фильтрами, например, фирмы Guliani Anell, очищают нефть от механических примесей. В камеру сгорания 6 поступает нефть в смеси с необходимым количеством воздуха. Устройство топливной горелки 8 предусматривает возможность подогрева нефти. Топливопроводы так же оснащены греющим кабелем для подогрева топлива. в том числе нефти, которая густеет при охлаждении. Для эффективного распыления нефти через форсунки горелки требуется нефть определенной температуры. После сгорания топлива в камере 6 образовавшиеся продукты горения проходят через теплообменник 7, нагревая при этом стенки трубного пучка теплообменника 7. Происходит конвективный нагрев воздуха, обтекающего теплообменник 7 снаружи. Нагретый воздух через выходное окно 15 подается в отапливаемое помещение. Дымовые газы через дымогарную трубу 9 отводятся наружу. Очистка воздуха в большей мере необходима для очистки воздуха поступающего в отапливаемое помещение, но применение нефти в качестве топлива приводит к необходимости очистки воздуха от пыли с помощью воздушных фильтров 3. Загрязнение фильтров 3 контролируют визуально. Если в качестве фильтрующего элемента применяется металлический фильтроэлемент, то его промывают в теплой воде с добавлением поверхностно-активных веществ. В иных случаях фильтрующие элементы заменяют. При использовании жидких топлив, особенно нефти возникает необходимость очистки внутренних частей теплогенераторной установки 17 от нагара. Для этого демонтируют переднюю съемную панелью 18 и заднюю съемную панель 19 теплогенераторной установки 17, демонтируют съемную крышку 12 камеры сгорания 6, демонтируют переднюю съемную крышку 13 и заднюю съемную крышку 14 теплообменника 7. Съемная крышка 12 камеры сгорания 6 выполнена в виде многоугольника с отбортовкой и уплотнением. Из труб теплообменника 7 извлекают установленные в них ленточные турбулизаторы , очищают турбулизаторы от нагара. Далее чистят внутренние поверхности трубного пучка теплообменника 7 ершиком на штанге до металлического блеска. Задняя часть теплообменника 7 глухая, при чистке трубного пучка весь счищаемый нагар попадает в заднюю часть теплообменника 7. Для возможности его извлечения выполнена задняя съемная крышка 14. Конструкция крышек 13 и 14 одинакова. Далее производят осмотр и очистку камеры сгорания 6. Удаление нагара с внутренних поверхностей камеры 6 производят металлическим ершиком на штанге. Осмотру и очистке так же подвергают элементы горелки и системы дымоудаления.
Таким образом, изобретение позволяет обеспечить работу агрегата без нагара на внутренних поверхностях при использовании нефти, газового конденсата, дизельного топлива в качестве топлива, обеспечить при этом необходимый КПД.