ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ
HEATING BOILER

2
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам индивидуального отопления на твердом топливе, в частности отдельно стоящих домов с площадью отопления более 200 м в отсутствии возможности использования газового или электрического отопления.
Известен отопительный котел на твердом топливе (RU 2044217, публ. 1995 г.), включающий топку, теплообменник и систему циркуляции теплоносителя. Недостатками этого котла являются необходимость постоянного поддержания огня в топке, в ином случае наступает либо охлаждение системы, если не поддерживать огонь, либо перегрев системы и перерасход топлива, если постоянно подавать в топку топливо.
Известен также отопительный котел с системой автоматической подачи топлива с регулятором по температуре воды (Журнал «Энергосбережение», 2005, №1, стр.65-67). Недостатком этого котла является сложность и практическая неприменимость для дров нестандартизированной формы и размеров, а также отсутствие противопожарной безопасности при неконтролируемой загрузке топлива в топку в случае нарушения работы автоматики.
Настоящее изобретение направлено на устранение этих недостатков, а именно на упрощение конструкции и обслуживания отопительного котла и обеспечение значительной продолжительности обогрева, в том числе при нерегулируемом сжигании топлива, например в случае, когда котел топят днем непрерывно, а ночью обогрев идет за счет накопленного тепла.
Технический результат достигается тем, что отопительный котел включает топку, рекуперативный теплообменник, газоход и заслонку, снабжен дополнительным регенеративным теплообменником, расположенным сразу после топки перед рекуперативным теплообменником по ходу движения продуктов горения, при этом регенеративный теплообменник выполнен в виде насыпной керамической, металлической или другой насадки, насадка регенеративного теплообменника размещена на решетке, которая выполнена водоохлаждаемой, корпус регенеративного теплообменника выполнен водоохлаждаемым и гидравлически соединенным с рекуперативным теплообменником.
Корпус регенеративного теплообменника и несущая решетка могут быть выполнены из огнеупорного материала, например кирпича, с теплоизоляцией снаружи, причем решетка выполнена в виде арочной конструкции.
Снабжение котла отопления регенеративным теплообменником, расположенным перед обычным рекуперативным теплообменником, позволяет, в первую очередь, аккумулировать тепло при горении в топке дров или другого топлива и постепенно отдавать тепло рекуперативному теплообменнику, расположенному после него по ходу движения продуктов горения, после окончания процесса горения. При этом одновременно достигается более полный съем тепла с отходящих газов и более полное использование теплотворной способности топлива, т.е. исключается недожог, благодаря соприкосновению газов с высоконагретой поверхностью регенеративного теплообменника, что, в конечном счете, обеспечивает высокий КПД отопительного котла.
Кроме того, существенным является то, что рекуперативный теплообменник всегда находится в зоне умеренных температур со стороны газа, что не допускает перегрева стенок теплообменника, а значит местного вскипания воды и солеотложений.
Изобретение иллюстрируется чертежом. Отопительный котел содержит топку 1, несущую решетку 2, регенеративный теплообменник 3 с корпусом 4, рекуперативный теплообменник 5, теплоизоляцию 6 и газоход 7 с заслонкой 8. Котел работает следующим образом.
В топку 1 загружается топливо, например дрова, уголь, торф и т.д., и зажигается обычным способом. Пламя и продукты горения, соприкасаясь с элементами регенеративного теплообменника 3, например с керамическими шарами, речной скатанной галькой соответствующих размеров или просто камнями, заполняющими внутреннее пространство корпуса 4, отдают тепло и, поднимаясь вверх, обтекают рекуперативный теплообменник 5, затем через газоход 7 с заслонкой 8 выбрасываются в атмосферу. При этом первоначальное тепло газы отдают в регенеративном теплообменнике 3, а затем остаточное тепло снимается в рекуперативном теплообменнике 5.
Особенностью является то, что конструкция котла допускает большую одноразовую загрузку топлива в топку, при котором высокотемпературное тепло аккумулируется, а низкопотенциальное тепло непосредственно используется для отопления помещения. Аккумулирующая способность регенеративного теплообменника 3 позволяет осуществить отопление под контролем персонала, например, в дневное время по максимуму потребности, а затем осуществить постепенный съем накопленного тепла путем пропускания через горячую насадку регенеративного теплообменника 3 воздуха, который, нагреваясь при прохождении через нагретую насадку, отдает тепло в рекуперативном теплообменнике 5 циркулирующему по нему теплоносителю системы отопления. Расходование накопленного тепла можно осуществлять в течение расчетного времени в зависимости от объема регенеративного теплообменника 3 после прекращения горения в топке 1.
Несущая решетка 2 служит для удержания насадки регенеративного теплообменника 3 и одновременно при выполнении водоохлаждаемой для ускорения нагрева воды в системе отопления при каждом возобновлении горения топлива в топке 1. Дополнительным преимуществом изобретения является простота конструкции для обеспечения равномерности отопления, улучшение экологии и повышение комфортности в отапливаемых помещениях.