ОТОПИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Заявленная полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в качестве устройства для нагревания и подачи теплоносителя в системы отопления помещений.
Из уровня техники известен комбинированный отопительный аппарат, включающий корпус с дымоходом и с герметично закрывающимися дверцами для загрузки твердого топлива и удаления золы, а также расположенную внутри корпуса камеру сгорания топлива, причем между боковыми стенками камеры сгорания и корпуса образована полость для теплоносителя с патрубками его вывода и возврата, а также с установленными внутри полости электрическими тэнами для нагрева теплоносителя, причем патрубки вывода и возврата теплоносителя выполнены с возможностью соединения с системой отопления, при этом в верхней части корпуса расположена камера нагрева воздуха, оснащенная, по меньшей мере одной заслонкой, а также механизмом нагнетания воздуха в камеру нагрева, управляемым датчиком терморегулятора, при этом камера нагрева воздуха соединена с распределителем воздуха над камерой сгорания, а также с трубой подачи воздуха снизу камеры сгорания (RU 176869, 31.01.2018, прототип).
Известный отопительный аппарат обеспечивает возможность нагрева теплоносителя, как за счет накаливания электрических тэнов, так и посредством выделяемой тепловой энергии при сжигания твердого топлива, что позволяет значительно снизить затраты электроэнергии при запуске и эксплуатации устройства. При этом, в случае нагрева теплоносителя за счет сжигания твердого топлива, требуется розжиг топлива вручную, что ведет к затратам времени пользователя на запуск и контроль безопасного розжига топлива, а в случае его отсыревания исключается возможность быстрого и безопасного запуска аппарата в эксплуатацию.
Технической проблемой, является разработка устройства, обеспечивающего его безопасный запуск и эксплуатацию в системах отопления, при использовании твердого топлива.
Технический результат заключается в дистанционном обеспечении быстрого и безопасного запуска, а также эксплуатации аппарата при использовании тепловой энергии твердого топлива, без необходимости контроля со стороны пользователя.
Достижение технического результата обеспечивает отопительный аппарат, включающий корпус с дымоходом и с герметично закрывающимися дверцами для загрузки твердого топлива и удаления золы, а также расположенную внутри корпуса камеру сгорания топлива, причем между боковыми стенками камеры сгорания и корпуса образована полость для теплоносителя с патрубками его вывода и возврата, причем патрубки вывода и возврата теплоносителя выполнены с возможностью соединения с системой отопления, при этом в верхней части корпуса расположена камера нагрева воздуха, оснащенная, по меньшей мере одной заслонкой, а также механизмом нагнетания воздуха в камеру нагрева, управляемым через датчик терморегулятора, при этом камера нагрева воздуха соединена с распределителем воздуха над камерой сгорания, а также с трубой подачи воздуха снизу камеры сгорания, причем из камеры нагрева воздуха к камере сгорания топлива направлен канал поджигающего механизма, оснащенного механизмом подачи воздуха в сторону камеры сгорания, а также установленным внутри канала нагревательным элементом, причем канал поджигающего механизма оснащен, по меньшей мере одним перекрывающим клапаном, при этом механизм подачи воздуха и нагревательный элемент выполнены с возможностью автоматического отключения, а перекрывающий клапан выполнен с возможностью автоматического приведения в положение закрыто, после соответствия значения температуры внутри камеры сгорания заданному значению температуры в блоке управления.
Согласно заявленной полезной модели, аппарат оснащен датчиком, регистрирующим изменения температуры внутри камеры сгорания и подключенным к блоку автоматического управления, который выполнен с возможностью подачи сигнала на закрытие/открытие, по меньшей мере, одного перекрывающего клапана, а также на включение/отключение механизма подачи воздуха и нагревательного элемента в соответствии с изменениями температуры внутри камеры сгорания.
Согласно заявленной полезной модели, канал поджигающего механизма оснащен двумя перекрывающими клапанами.
Согласно заявленной полезной модели, в полости для теплоносителя установлены электрические тэны, а наружная стенка корпуса выполнена с теплоизоляцией и экранирована металлическим листом.
Согласно заявленной полезной модели, камера сгорания топлива ограничена снизу колосниковой решеткой.
Согласно заявленной полезной модели, распределитель воздуха соединен с камерой нагрева воздуха посредством телескопической трубы или сильфона.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг. 1 представлен отопительный аппарат в общем виде.
На Фиг. 2 представлен поджигающий механизм.
Отопительный аппарат, включает корпус 1 с дымоходом 2 и с герметично закрывающимися дверцами для загрузки твердого топлива 3 и удаления золы 4. Внутри корпуса 1 размещена камера сгорания 5 твердого топлива 6. Камера 5 ограничена снизу колосниковой решеткой 7. Между боковыми стенками камеры сгорания и корпуса образована полость 8 для теплоносителя с патрубками его вывода 9 и возврата 10. Причем патрубки вывода 9 и возврата 10 теплоносителя выполнены с возможностью соединения с системой отопления (не показана). В верхней части корпуса 1 расположена камера нагрева воздуха 11, оснащенная, по меньшей мере одной заслонкой 12, а также механизмом 13 нагнетания воздуха (пневмонасос или вентилятор) в камеру нагрева 11, управляемым датчиком терморегулятора 14. Камера нагрева воздуха 11 соединена через телескопическую трубу или сильфон 17 с распределителем воздуха 15 над камерой сгорания 5, а также с трубой 16 подачи воздуха снизу камеры сгорания 5. Для переключения направления потока воздуха по трубе 16, камера нагрева 11 оснащена заслонкой 17. В полости 8 для теплоносителя установлены электрические тэны 19, а также автоматический регулятор тяги 18. Наружная стенка 20 корпуса 1 выполнена с теплоизоляцией и экранирована металлическим листом. Внутри дымохода установлен датчик температуры 21, фиксирующий изменения температуры внутри камеры сгорания 5 и связанный с электронным блоком управления (не показан). Из камеры нагрева воздуха 11 к камере сгорания 5 топлива направлен канал поджигающего механизма 22. Внутри канала поджигающего механизма 22 установлен механизм 23 подачи воздуха в сторону камеры сгорания 5, например вентилятор, а также нагревательный элемент 24 (нити накаливания) (см. Фиг. 2). Кроме того, канал поджигающего механизма 22 оснащен верхним 25 и нижним 26 перекрывающими клапанами.
Отопительный аппарат работает следующим образом.
Отопительный аппарат может быть запущен в работу пользователем путем подключения электрических тэнов к электросети, а также самостоятельного розжига твердого топлива с последующим контролем за безопасной работой аппарата в процессе его эксплуатации. Кроме того, отопительный аппарат может быть запущен через электронный блок управления со встроенным программным обеспечением, включающим алгоритм автоматического запуска модулей аппарата, которые в совокупности обеспечивают корректную работу заявленного устройства. В приведенном примере будет раскрыта работа устройства с использованием электронного блока управления. Заявленное устройство подключают к электросети, после чего с блока управления автоматически поступает команда на датчик температуры 21, регистрирующий изменения температуры в камере сгорания. После регистрации температуры ниже заданного значения, с блока управления поступает команда на включение электрических тэнов 19, разогревающих теплоноситель в полости 8. Далее с блока управления поступает команда на механизмы сервопривода, открывающие верхний 25 и нижний 26 клапаны, а также на включение нагревательного элемента 24 и вентилятора 23, которые установлены внутри поджигающего механизма 22. Воздух, проходя через нагревательный элемент 24, разогревается до необходимой температуры и поступает по каналу поджигающего механизма 22 к топливу 6, уложенному в камере сгорания 5, которое воспламеняется через короткое время. После розжига топлива, горячий газ воздействует на датчик температуры 21, расположенный в дымоходе 2, с которого поступает сигнал в блок управления, формирующий команды на последовательное отключение нагревательного элемента 24, вентилятора 23, а также закрытие клапанов 25 и 26 после соответствия значения температуры внутри камеры сгорания заданному в блоке управления значению температуры, подтверждающему процесс горения топлива, с последующим контролем температурного режима внутри камеры сгорания 5 в течение всего цикла эксплуатации аппарата. За счет использования поджигающего механизма 22 для пользователя отпадает необходимость поджигания твердого топлива 6 через дверцу 3, что обеспечивает более быстрый и безопасный запуск аппарата. Кроме того, наличие перекрывающих клапанов 25 и 26, выполненных с возможностью автоматического открытия/закрытия в соответствии с изменениями температуры внутри камеры сгорания, гарантирует безопасную эксплуатацию котла в автоматическом режиме, предотвращая попадание открытого пламени, а также продуктов горения внутрь камеры нагрева воздуха 11. Также перекрывающие клапаны препятствуют не контролируемой подаче воздуха в камеру сгорания 5 и бесконтрольному горению топлива 6, предохраняя аппарат от перегрева, вследствие чего повышается безопасность его эксплуатации. Таким образом, конструкция поджигающего механизма обеспечивает быстрый и безопасный запуск, а также эксплуатацию аппарата при использовании тепловой энергии твердого топлива, без необходимости контроля со стороны пользователя. После розжига твердого топлива с блока управления поступает команда на включение вентилятора 13, который через электрическую или механическую воздушную заслонку 12 нагнетает воздух в камеру нагрева 11. Из камеры нагрева 11 прогретый воздух, распределяется на два потока - верхний и нижний в пропорциях: 30-40% через распределитель 15 и 60-70% через трубу 16. Нагретый в камере 11 воздух, стремиться вниз по телескопической трубе или сильфону 17 к распределителю 15, обеспечивая зону горения кислородом сверху. В полость 8 для теплоносителя подается теплоноситель любого вида, через патрубок возврата теплоносителя 10. При этом, теплоноситель, проходя зону нагрева, прогревается и уходит к потребителям через патрубок вывода 9. Распределитель 15 на телескопической трубе или сильфоне 17 опускается вниз по мере прогорания топлива 6, обеспечивая горение только в верхней зоне. Нижний поток воздуха, проходя по трубе 16 и далее сквозь колосниковую решетку 7, сильно нагревается и устремляется вверх, по пути высушивая топливо 6 и обеспечивая зону горения кислородом снизу. Топливо 6, сгорая, выделяет тепловую энергию, которая распределяется на стенки полости 8 под теплоноситель. Вывод продуктов горения происходит через дымоход 2. После того как аппарат набирает рабочую температуру, регистрируемую терморегулятором 14, блок управление подает команду на отключение вентилятора 13 и перекрытие воздушной заслонкой 13 попадание воздуха в камеру 11, прекращая горение топлива 6. Таким образом, применение в заявленном устройстве поджигающего механизма 22 существенно упрощает использование аппарата, а также дает возможность безопасного использования мокрого топлива.