РЕКУПЕРАТИВНЫЙ УТИЛИЗАЦИОННЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ

2
Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована в водонагревателях, использующих тепло уходящих дымовых газов котлоагрегатов, с выделением CO, для использования в тепличном хозяйстве.
Известен контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками входа горячих и выхода охлажденных газов, входа холодной и выхода горячей воды, верхнюю и нижнюю крышки, а также горизонтальные перегородки внутри корпуса. В центре верхней крышки установлен патрубок, соединенный гидравлически с системой холодного водоснабжения, а через отверстия в крышке-корзинах, в которых размещены кольца Рашига, имеющие вертикальные боковые стенки с отверстиями, установлены корзины на горизонтальные перегородки, прикрепленные у внутренней стенке корпуса по высоте его поочередно с той и другой стороны, причем с наружной стороны корпуса прикреплены лазы с крышками, напротив правых перегородок, а между корпусом и нижней крышкой размещен диск с отверстиями, с образованием емкости горячей воды [1].
Недостатком известного является сложность конструкции и недостаточное качество нагретой воды, так как все составляющие газов переходят в нагреваемую воду.
2
Известен генератор углекислого газа (CO) для теплиц, включающий установленный в защитном корпусе газораспределительный патрубок, сообщенный с одними концами перфорированных насадок, противоположные концы которых сообщены между собой посредством перфорированной трубы, снабженный узлом автоматики, установленным на газораспределительном патрубке, а также инжекторами, посредством которых газораспределительный патрубок сообщен перфорированными насадками, при этом корпус имеет крепежные элементы для фиксации его на водяной трубе системы обогрева и/или системы полива [2].
Недостаток известного состоит в ограниченной области применения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому, является кожухотрубный теплообменник с подводящими и отводящими коллекторами и оребренными трубами, размещенными перпендикулярно продольной оси кожуха, трубы собраны в пучки для обеспечения унификации при перекрестном противотоке, между которыми установлены поперечные перегородки для зигзагообразного движения среды в межтрубном пространстве, а коллекторы размещены внутри кожуха. Перегородки выполнены составными, а их съемная часть размещена в полости между пучками и кожухом [3].
Недостатком известного является большая металлоемкость конструкции, высокая трудоемкость обслуживания и ремонта.
2
Предлагаемая полезная модель направлена на создание эффективной энергосберегающей установки, обеспечивающей использование теплоты уходящих газов для получения горячей воды, идущей на бытовые нужды или нужды котельной при помощи утилизации тепла уходящих газов, повышение КПД котла и получение газа CO, идущего для подкормки растений в теплицах.
2
Поставленная техническая задача достигается тем, что в рекуперативном утилизационном водонагревателе, содержащем подводящие и отводящие коллекторы, теплообменник из оребренных труб, собранных в трубные пучки, согласно предлагаемой полезной модели, водонагреватель выполнен герметичным, в виде вертикального прямоугольного корпуса с внутренним коррозионностойким покрытием, в котором смонтирован теплообменник, выполненный сварным, съемным, закрепленный в корпусе болтовыми соединениями через прокладки, и содержащий оребренные трубы, выполненные в виде накатных биметаллических "сталь-алюминий" теплоотдающих элементов, трубные решетки, присоединительные патрубки для подвода и отвода воды, теплообменник содержит трубный пучок и выполнен коридорным, многоходовым по воде и одноходовым по газам. Кроме того, на корпусе водонагревателя установлен газоподводящий патрубок, через который подводятся горячие газы, снабженный шиберным узлом для изменения направления горячих газов, проходящих через теплообменник или обводной канал, выполненный в корпусе водонагревателя, для пропуска входящих горячих газов, минуя теплообменник, крышку с газоотводящим патрубком для отвода охлажденного газа CO, патрубок для отвода конденсата. Кроме того, в корпусе водонагревателя выполнен люк для осмотра и обслуживания, а также выводы для подключения и размещения контрольно-измерительных приборов и автоматики.
2
Технический результат, достигается при выполнении рекуперативного утилизационного водонагревателя с теплоотдающим пучком теплообменника из биметаллических накатных теплоотдающих элементов «сталь-алюминий», позволяющих производить процесс конденсации составляющих дымовых газов для выделения CO в теплоотдающем трубном пучке и выполнении корпуса с коррозионно-стойким покрытием, возможно выполнение корпуса из коррозионно-стойкой стали.
Выполнение теплообменника съемным позволит производить обслуживание, ремонт или замену при выходе его из строя.
Выполнение теплоотдающих элементов накатными биметаллическими "сталь-алюминий" за счет алюминиевого оребрения защитит трубы от коррозии.
Выполнение люка в корпусе позволит обслуживать и проводить инспекцию теплообменника водонагревателя сжатым воздухом или при частичной разборке его со снятием крышки, проводить промывку водой и самого водонагревателя.
Выполнение обводного канала в корпусе водонагревателя позволит направлять газы непосредственно в дымовую трубу.
Предлагаемая полезная модель пояснена чертежом, где на Фиг.1 - представлен рекуперативный утилизационный водонагреватель - общий вид, разрезы А-А, Б-Б, где показаны болтовые соединения с прокладками.
Рекуперативный утилизационный водонагреватель Фиг.1 содержит подводящий 1 и отводящий 2 патрубки коллектора 9, герметичный вертикальный прямоугольный корпус 3, в котором смонтирован рекуперативный теплообменник 4, который крепится болтовыми соединениями 5 через прокладки 6, содержащий теплоотдающие элементы 7, трубные решетки 8, коллектор 10, трубный пучок 11, выполненный коридорным, многоходовым по воде и одноходовым по газам, газоподводящий патрубок 12, снабженный шиберным узлом 13, крышку 14 с газоотводящим патрубком 15, служащим для отвода газов, патрубок 16 для отвода конденсата, обводной канал 17, люк 18, выводы для размещения контрольно-измерительной аппаратуры и автоматики (условно не показаны).
Рекуперативный утилизационный водонагреватель работает следующим образом: 2 варианта
Рекуперативный утилизационный водонагреватель запускается в работу - 1 вариант, при этом в теплообменник 4 подается через подводящий 1 патрубок коллектора сетевая вода, в газоподводящий патрубок 12 подается горячий газ температурой не более 300°С, при этом шиберный узел 13 находится в положении
2
"открыто" для подачи газа через теплообменник, обводной канал 17 закрыт. Горячие газы направляются через теплообменник 4, охлаждаются, нагревая сетевую воду. В процессе охлаждения газов происходит конденсация их составляющих, при этом конденсат собирается внутри корпуса 3, на нижней стенке водонагревателя и через патрубок 16 для отвода конденсата - удаляется. Нагретая вода выходит через отводящий 2 патрубок коллектора 9 и направляется к потребителю. Охлажденные и очищенные от составляющих газы температурой ≈70°С, состоящие в основном из CO, направляются через крышку 14 в газоотводящий патрубок 15 в дымовую трубу (на Фиг.1 не показано) или на технологические нужды для подкормки растений в помещении теплиц.
Рекуперативный утилизационный водонагреватель запускается в работу - 2 вариант, при этом в теплообменник 4 сетевая вода не подается. В газоподводящий патрубок 12 подается горячий газ температурой не более 300°С, при этом шиберный узел 13 находится в положении "закрыто" для подачи газа через теплообменник, а обводной канал 17 открыт, горячие газы направляются по обводному каналу 17 через крышку 14 в газоотводящий патрубок 15 и отводятся в дымовую трубу (на Фиг.1 не показано).
2
Применение рекуперативного утилизационного водонагревателя позволит повысить КПД котлоагрегата, благодаря более полному использованию энергии топлива, утилизируя тепло уходящих газов, конденсировать газовые составляющие с выделением CO, для подкормки растений, производить очистку уходящих газов, выбрасываемых в атмосферу, производить нагрев сетевой воды на собственные нужды для горячего водоснабжения или предварительный нагрев питательной воды на нужды котельной. Разборная конструкция водонагревателя позволит производить обслуживание и ремонт, как теплообменника, так и корпуса.
Список использованной информации
1. RU 2205333 F 24 H 1/10. Контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель
2. RU 9358 A 01 G 9/18. Генератор углекислого газа для теплиц
3. А.С. 397736 F 28 D 7/08. Кожухотрубный теплообменник