УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДОГРЕВА ВОЗДУХА

Полезная модель относится к системам обогрева различных объектов и предназначена преимущественно для использования при подогреве в калориферах воздуха, подаваемого в шахту.
Известно устройство для подогрева шахтного воздуха содержащее расположенные перед вентиляционной установкой теплообменники (калориферы), подогревающие шахтный воздух и включенные в контур холодильной машины (авторское свидетельство SU, №1078098, от 07.03.84).
Недостатком устройства является сложность и соответственно низкая надежность и высокая стоимость холодильной установки, а так же зависимость подогрева воздуха от работы холодильной машины: летом подогрева воздуха не требуется, но мощность холодильной машины максимальна, а зимой наоборот отвод тепла от холодильной машины минимален.
Известна установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, выбранная в качестве прототипа, которая содержит котел с набором котельно-вспомогательного оборудования, расположенные перед вентиляционной установкой калориферы и объединяющие их горячий и
холодный трубопроводы (водопроводы) теплотрассы с насосами (Луговский С.И. и др. Совершенствование разработки и вентиляции рудников. М:. «Недра». 1968, с.242-249). В установке в качестве теплоносителя используется вода.
Основным недостатком прототипа является низкая надежность из-за возможности размораживания паровых или водяных калориферов, возникающая преимущественно из-за неравномерности распределения потоков теплоносителя и холодного воздуха между калориферами.
Задачей полезной модели является повышение надежности за счет исключение возможности разрушения калориферов из-за их размораживания и обеспечение условий надежной работы котла.
Для решения поставленной задачи предложено в установке подогрева воздуха, содержащей котел с экранированной топкой, расположенные перед вентиляционной установкой калориферы и объединяющие их трубопроводы холодного и горячего теплоносителя с циркуляционным насосом, в качестве теплоносителя применить антифриз (незамерзающая жидкость на основе этиленгликоля).
Как теплоноситель, этиленгликоль и антифризы, в отличие от воды, менее стойки и разлагаются при высокой (около 170°С) температуре. Разложение этиленгликоля сопровождается выделением коррозионно активных кислот. При этом на поверхности теплообмена формируется слой отложений, который резко снижает теплообмен и приводит к локальному перегреву и пережогу стенки трубы экрана.
Для исключения локальных перегревов теплоносителя дополнительно предлагается экраны котла, расположенные в топке, подключить к трубопроводу холодного теплоносителя, т.е. охлаждать холодным теплоносителем и использовать в котле топку вихревого типа.
Сущность полезной модели поясняется на чертеже, где показана принципиальная схема установки для подогрева воздуха.
Установка для подогрева воздуха содержит котел 1 с топкой 2, калориферы 3 и объединяющий их контур циркуляции теплоносителя с трубопроводами 4 и 5 холодного и горячего теплоносителя и циркуляционным насосом 6. В качестве теплоносителя в установке используется антифриз с температурой замерзания ниже температуры подогреваемого воздуха и этим исключается размораживание системы в том числе и при отключении циркуляции.
Котел 1 имеет выполненные из труб и последовательно соединенные экраны 7, расположенные в топке 2, и конвективную поверхность нагрева 8, а так же дозатор 9 топлива, вентилятор 10, дымосос 11 и другое необходимое котельно-вспомогательное оборудование.
По теплоносителю экраны 7 являются входом котла и подключены к трубопроводу 4 холодного теплоносителя, а конвективная поверхность 8 подключена к трубопроводу 5 горячего теплоносителя. При этом в наиболее теплонапряженном участке котла, в экранах 7 расположенных в топке, температура теплоносителя минимальная, что снижает возможность его локального перегрева до 170°С и разложения.
В котле 1 используется топка 2 вихревого типа, оснащенная тангенциально установленными соплами 12 и колосниковой решеткой 13, которые подключены к вентилятору 10. При этом вихревое течение в топке 2 обеспечивает более равномерное распределение тепловосприятия по экранам 7 и это дополнительно снижает возможность локального перегрева до 170°С и разложения теплоносителя.
Калориферы 3 размещаются в воздухонагревательной установке 14 перед шахтным вентилятором 15, установленным в воздухоподающем канале ствола шахты.
Предлагаемая установка для подогрева воздуха работает следующим образом. Теплоноситель (антифриз) подогревается в экранах 7 и конвективной поверхности нагрева 8 котла 1 за счет теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в топке 2, и по трубопроводу 5 горячего теплоносителя
поступает в калориферы 3 воздухонагревательной установки 14. В калориферах 3 теплоноситель передает тепло и подогревает поток воздуха, который нагнетается вентилятором 15 по воздухоподающему каналу в ствол шахты. При этом, не зависимо от неравномерности распределения потоков холодного воздуха калориферы 3 не размерзаются, т.к. в качестве теплоносителя используется антифриз с температурой замерзания ниже температуры подогреваемого воздуха.
Охлажденный антифриз по трубопроводу 4 холодного теплоносителя возвращается в котел 1. Циркуляция теплоносителя через экраны 7 и конвективные поверхности нагрева 8 котла 1 трубопроводы и калориферы 3 по контуру циркуляции осуществляется циркуляционным насосом 6.
Топливо с требуемым расходом подается дозатором 9 и сгорает в топке 2 в потоке воздуха, подаваемого вентилятором 10 через сопла 12 и колосниковую решетку 13. Продукты сгорания охлаждаются в топке 2 экранами 7 конвективной поверхности 8 котла и затем дымососом 11 удаляются через дымовую трубу.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет повысить надежность установки, т.к. исключает возможность размерзания и соответственно разрушения калориферов при условии минимального локального перегрева антифриза в топочных экранах котла и соответственно без разложения антифриза и пережога труб экранов котла.