ОТОПИТЕЛЬНО-ВАРОЧНЫЙ КОТЕЛ-ПЕЧКА

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может использоваться для отопления жилых домов, зданий коммунального, бытового и производственного назначения, имеющих систему отопления с водяным теплоносителем, а также для приготовления пищи [F24C 1/00].
Известен отопительно-варочный аппарат, включающий корпус, загрузочную дверцу, варочную плиту и топочную камеру с колосниковой решеткой и термонакопительными элементами, которые установлены в топочной камере в шахматном порядке с образованием внутри нее щелевидного газохода в виде змеевика, обеспечивающего нагрев корпуса, по периметру которого расположен защитно-декоративный кожух, образующий термонакопительный пояс.[1]
Недостатками отопительно-варочного аппарата являются:
- неразборная и, как следствие, неремонтопригодная конструкция аппарата, что усложняет эксплуатацию котла;
- снижение КПД при эксплуатации аппарата из-за образования слоя сажи на термонакопительных элементах и термонакопительном поясе, и невозможности чистки щелевидного газохода.
Наиболее близким по технической сущности является отопительно-варочная плита, содержащая камеру сгорания с установленным в ней горелочным устройством или колосником, размещенным над зольником и перекрытую сверху жарочным настилом, камеру выпечки, водонагреватель и газоходы. При этом стенки камеры сгорания выполнены в виде коробчатого кессона, образующего водонагреватель. Газоход жарочного настила, разделенный ребрами на секции с центральной радиационной и периферийной конвективной зонами.
Недостатками прототипа являются невысокий КПД за счет небольшой площади поверхности теплосъема, а также снижение КПД при эксплуатации плиты из-за образования слоя сажи на газоходах жарочного настила и отсутствия конструктивных возможностей чистки газоходов.
Техническим результатом полезной модели является повышение КПД и поддержание его постоянного значения при эксплуатации устройства.
Указанный технический результат достигаются за счет того, что отопительно-варочный котел-печка включающий топку с загрузочной дверкой и колосником, размещенным над зольником с заслонкой, отличающийся тем, что содержит два коробчатых корпуса, образующих радиационную часть, включающую топку и зольник; два корпуса, образующих конвективную часть, при этом внутренние объемы корпусов сообщаются между собой и образуют котел; чугунную плиту, устанавливаемую на внешний корпус радиационной части и электрический ТЭН, устанавливаемый в котле; топка через газоход сообщается с конвективной частью; внизу внешних корпусов радиационной части и конвективной части расположены входные отверстия для теплоносителя, а выходное отверстие теплоносителя расположено вверху внешнего корпуса конвективной части над газоходом из топки; между стенками внутреннего корпуса конвективной части вертикально расположены конвективные трубы, сообщающиеся с котлом; конвективная зона с фронтовой стороны закрывается заслонкой; выход из конвективной части через газоход соединен с дымоходом, в котором устанавливается шибер, после шибера через перепускной газоход оборудованный шибером, дымоход соединяется с топкой.
Конструкция котла позволяет взаимно располагать радиационную и конвективную части параллельно и под углом 90° относительно друг дуга.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен вариант реализации отопительно-варочного котла с чугунной плитой и параллельной конвективной частью.
На фиг. 2 представлен вариант реализации отопительно-варочного котла с чугунной плитой и угловой конвективной частью.
Отопительно-варочный котел-печка (котел) содержит:
Радиационную часть I, включающую топку 1 стопочной дверкой 2, колосником 3, под которым располагается зольник 4 с заслонкой (не указана) и образованную внутренним корпусом 5 коробчатого типа, поверх которого располагается внешний корпус 6 коробчатого типа. Сверху внешнего корпуса 6 устанавливается чугунная варочная пита 7. Через перепускной газоход 8 с шибером 9 топка 1 соединяется с дымовой трубой 10, а через газоход 11 топка 1 сообщается с конвективной частью II, образованной внутренним корпусом 12 поверх которого располагается внешний корпус 13. Пространство между внутренними 5, 12 и внешними 6, 13 корпусами образуют котел 14. Кроме того конвективная зона II содержит вертикальные конвективные трубы 15, сообщающиеся с котлом 14. Выход в нижней части конвективной части II через газоход 16 соединен с дымовой трубой 10, содержащей шибер 17, установленный ниже соединения ее с перепускным газоходом 8.
Внизу внешнего корпуса 6 радиационной части I и внешнего корпуса 13 конвекционной части II располагаются входные отверстия 18, а вверху внешнего корпуса 13 конвективной части II над газоходом 11 выходное отверстие 19 для теплоносителя. Внутреннее пространство конвективной части II закрывается заслонкой 20. Кроме того в котел монтируется электрический ТЭН 21.
Котел с угловой конвективной частью (фиг. 2) содержит столешницу 22 и полки 23, расположенные между конвективной частью II и топкой 1.
Корпуса 5, 6, 12, 13 изготавливаются из плоских стальных листов.
Полки 23 можно использовать для бытовых или хозяйственных целей.
От теплового излучения варочной чугунной плиты 7 столешницу 22 защищает откидной экран из тонколистовой стали (не указан).
Котел работает следующим образом.
Продукты горения, отдав часть тепла внутреннему корпусу 5 и чугунной варочной плите 7, через газоход 11 поступают в конвективную часть II, где передают тепло конвективным трубам 15, внутреннему корпусу 12 и выходят через газоход 16 в дымовую трубу 10. Разряжение регулируется шибером 17 в дымовой трубе 10. В осенне-весеннее время при минимальных тепловых нагрузках продукты горения направляются, минуя конвективную часть II из топки 1 по перепускному газоходу 8 в дымовую трубу 10, для этого шибер 17 закрывается, а шибер 9 открывается.
Чистка топки 1 отзолы и сажи выполняется при открытой топочной дверке 2 и снятой чугунной варочной плите 7, а чистка поверхностей нагрева конвективной части II (корпус 12 и конвективные трубы 15) выполняется при снятой заслонке 20.
Для равномерного теплосъема с поверхностей нагрева и симметричной циркуляции теплоносителя его вход в котел 14 выполняется раздельно конвективную часть II и топку 1, а выход один в зоне наиболее высоких температур продуктов горения. В зависимости от мощности устройства, вида топлива циркуляция теплоносителя может быть естественной и искусственной. В зависимости от мощности устройства устанавливают 1 и 2 конфорочные чугунные варочные плиты.
При сжигании угля и торфа применяют колосник 5. При применении дров для увеличения топочного объема дрова можно сжигать на подовой части топки 1.
Для дежурного теплоснабжения и поддержания необходимой температуры включается ТЭН 21.
Наличие перепускного газохода 8 позволяет готовить пищу в комфортных условиях в течение всего года, поскольку топка 1 и конвективная зона II имеют отдельные газоходы 8 и 16. Параллельная и угловые компоновки топки 1 и конвективной части II позволяют оптимизировать размещение котла.
Положительные технические эффекты от использования устройства состоят в:
- повышении КПД устройства в среднем до 75-85% за счет большой площади поверхностей теплосъема (корпус 5, корпус 12 и конвективные трубы 15);
- поддержании постоянно высокого КПД за счет обеспечения возможности чистки поверхностей теплосъема радиационной части I и конвективной части II;
- возможности проведения оперативного ремонта устройства в случае разлома чугунной варочной плиты 7 благодаря возможности ее съема.
В качестве дополнительных положительных эффектов можно выделить:
- экономическую выгоду от использования устройства в холодное время года за счет экономии топлива;
- повышение пожаробезопасности за счет охлаждения дна и стенок зольника 4, который снижает температуру золы до пожаробезопасной.
Источники информации:
1. Патент РФ №2104446, Отопительно-варочный аппарат, МПК F24C 13/00, 1998 г., авторы и заявители: Карпенко В.В., Карпенко В.Н. (аналог)
2. Патент РФ №2056011, Отопительно-варочная плита, МПК F24C 1/06, 1996 г., авторы и заявители: Берлин З.Л., Дайч М.Г. (прототип)