АППАРАТ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ЛУКАШЁВА

Предполагаемое изобретение относится к отопительным и бытовым аппаратам и водонагревательным устройствам в малоэтажных домах и квартирах.
Известны конструкции малометражных водогрейных котлов (книга автора Б.А.Журавлева "Справочник мастера - сантехника", стр. 187 - 190), рассчитанные на рабочее давление до 0,2 МПа (2 кг/см) и температуру нагреваемой воды до 90°С, предназначенные для работы на естественной (через дымовую трубу) тяге.
Топливом могут служить грохоченные каменные угли и антрацит, брикетированное малозольное топливо, природный газ и печное бытовое топливо.
Водогрейный котел КЧМ-2 на рис.14.1 отличается простотой конструкции и собирается из чугунных секций на определенную тепловую мощность согласно табл. 14.1-14.3 на стр. 187.
Однако наряду с достоинством данной конструкции, как показывает практика эксплуатации этих котлов, они имеют следующие недостатки:
1) Технологическая сложность изготовления чугунных секций, а, следовательно, высокие экономические затраты;
2) Сборка чугунных секций требует высокую герметичность котла, а выход из строя одного герметичного соединения приводит к остановке котла и его полной разборке, что отрицательно влияет на работу котла в зимний отопительный период;
3) По сравнению с тепловой мощностью котла он отличается относительно высокой массой по сравнению с другими такой же мощности,
например, стальные водогрейные малометражные котлы KB (TC) (рис.14.2) на стр. 190.
Однако у этих котлов нет конвективных жаровых труб для отвода дымовых газов, что снижает их тепловую эффективность, т.к. неэффективно используется печное пространство.
Существующие аппараты на твердом топливе (антраците, угле, торфе, дровах) и область их применения в бытовых целях еще достаточно широка.
Существует ряд населенных пунктов, где твердое топливо оказывается доступнее других видов топлива, КПД отопительных аппаратов на твердом топливе не превышает 65%. Для этих аппаратов нельзя применять автоматические устройства управления и регулирования по теплопроизводительности, используемые для аппаратов, работающих на газовом и жидком топливе.
Аппараты практически могут работать на угле (антрацит, бурый уголь и др.), торфе, торфяных брикетах и дровах.
Из-за значительных различий в теплоте сгорания этих видов топлива (антрацит - 29000 (7000), дрова - до 14500 (3500) кДж/кг (ккал/кг)) и невозможности дозировать их потребности в процессе эксплуатации отмечается большое расхождение таких основных параметров, как тепловая мощность, теплопроизводительность, КПД в зависимости от применяемого топлива (табл. 14.6).
Аппараты АОТВ-17,5 (табл. 14.7) предназначены для отопления и приготовления пищи (рис.14.13).
Аппарат АОТВ-15 - наиболее современная отопительная установка бытового назначения, в которой предусмотрена возможность регулирования доступа вторичного воздуха в зону горения.
К заявленному изобретению по технической сущности наиболее близким является отопительный аппарат АОТВ-17,5, содержащий 1 -колосник, 2 - дверки, 3 - газоход, 4 - выход горячей воды, 5 - патрубок газоотвода, 6 - конфорка, 7 - вход воды (отопления), 8 - зольник.
По совокупности заявленных признаков по технической сущности также близким является отопительный аппарат АОЖВ-20 (2107) Днепропетровского завода (ЭЗГА) (рис.14.1), содержащий 1 - дозатор, 2 - кожух горелки, 3 - испарительную горелку, 4 - патрубок ввода воды, 5 -теплообменник (водяная рубашка), 6 - змеевик для горячего водоснабжения, 7 - газоотводные трубы, 8 - патрубок выхода горячей воды отопления, 9 - патрубок дымоотвода, 10 - смотровое окно, 11 - патрубок розжига горелки, 12 - тройник подвода топлива.
Достоинством этих отопительных аппаратов является относительная простота конструкции.
Однако у аппарата АОЖВ-20 преимущество состоит в том, что у него более широкие функциональные возможности, а именно: он содержит змеевик для горячего водоснабжения и вертикально установленные газоотводные трубы, что позволяет эффективно отбирать тепло уходящих газов и передавать водяной рубашке и змеевику для горячего водоснабжения, поэтому данный аппарат по технической сущности выбран наиболее близким прототипом.
Кроме достоинств данной конструкции отопительного аппарата, есть и недостатки, заключающиеся в том, что он может работать только на жидком топливе, что сужает область его применения в населенных пунктах, где имеется твердое топливо.
Кроме того, все бытовые аппараты, работающие на жидком топливе, распределяются нецентрализованно и приобретаются населением через торговую сеть.
Не существует и системы централизованного эксплуатационного надзора и ремонта. Монтаж отопительных аппаратов должен производиться в соответствии с правилами Госпожнадзора.
Целью настоящего изобретения является увеличение надежности, повышение тепловой мощности и теплопроизводительности путем усовершенствования конструкции аппарата отопительного.
Поставленная цель достигается тем, что отопительный аппарат состоит из прямоугольного горизонтального корпуса с водяной рубашкой (теплообменник) и прямоугольной топочной камерой, в конце которой вертикально установлен экономайзер, который снабжен вертикальным пучком дымогарных труб.
Дымогарный пучок труб закреплен к нижней трубной доске и верхней трубной доске.
Пучок дымогарных труб соединяет топочную камеру и верхнюю поворотную камеру, которая снабжена дымоотводящим патрубком, кроме того, поворотная камера оснащена съемным лючком и закреплен болтами. Съемный лючок предназначен для очистки дымогарных труб и верхней поворотной камеры от сажи и эолового уноса.
Аппарат отопительный также оснащен патрубком подачи воды, патрубком выхода воды и двумя патрубками ГВС (вход и выход). ГВС-змеевик для горячего водоснабжения, который расположен в вертикально установленном экономайзере. Для определения температуры воды в отопительном аппарате он снабжен термометром, который устанавливается на лицевой стороне экономайзера в верхней части.
В передней части отопительного аппарата установлены дверки топки и зольника, оснащенные шарнирами. Они предназначены для загрузки топлива в отопительный аппарат и очистки зольника от скапливающейся в нем золы. Все элементы котла изготавливаются из углеродистой стали обыкновенного качества марок ВСтЗпс5 и ВСтЗсп5 по ГОСТ 380-71, из электросварных труб В10 и В20 по ГОСТ 10704-76 и ГОСТ 10705-80 или бесшовных труб тех же марок по ГОСТ 8732-87.
Для увеличения тепловой мощности и теплопроизводительности отопительный аппарат оснащен арочным сводом и выполненным в виде водяной рубашки, которая соединена с водяной рубашкой горизонтальной топочной камерой и водяной рубашкой экономайзера, кроме того, задняя торцевая водяная рубашка соединена с водяной рубашкой топочной камеры
и водяной рубашкой экономайзера путем сквозных отверстий, образуя единый водяной контур аппарата отопительного, что увеличивает поверхность теплообмена и повышает КПД.
Кроме того, для увеличения съема тепла при горении топлива под арочным сводом установлены экранные трубки, которые соединены с вертикальными стенками водяной рубашки топочной камеры, кроме того, такие же экранные трубки установлены под углом перед входом в пучок дымогарных труб и также соединены с вертикальными стенками водяной рубашки топочной камеры. Кроме того, для улучшения циркуляции воды в экранных трубках они установлены с наклоном к вертикальным стенкам водяной рубашки горизонтальной топочной камеры.
Для расширения области применения аппарата отопительного Лукадпева он может быть оснащен горелочным устройством на жидком или газообразном топливе. Горелочное устройство монтируется вместо дверки топки.
Кроме того, в отопительном аппарате предусмотрена возможность установки электрических нагревательных элементов (ТЭНов), что повышает эффективность применения отопительного аппарата при отсутствии, например, твердого топлива: дрова, уголь, торф и т.д.
Другим достоинством аппарата отопительного является то, что его конструкция позволяет расширить его функциональное применение путем замены арочного свода на одно- или двухконфорочные чугунные плиты и применять не только для отопления и горячего водоснабжения, но и для приготовления пищи, что особенно экономически выгодно для сельской местности, где в основном используется твердое топливо - дрова и уголь.
Как показала практика эксплуатации отопительных аппаратов Лукашева, их КПД достигает 75...78%, а гарантийный срок эксплуатации -не менее 10 лет.
Аппараты отопительные выпускаются различной тепловой мощностью от 10 до 100 кВт с конкретным обозначением его тепловой мощности:
АОТВ-10; 16; 25; 35; 60; 80 и 100 кВт. В настоящее время серийно выпускаются: АОТВ-10; 16; 25; 35 и 60 кВт.
Сущность данного технического решения заключается в том, что
- Аппарат отопительный состоит из прямоугольного горизонтального корпуса с водяной рубашкой и прямоугольной топочной камерой, в конце которой вертикально установлен экономайзер, который снабжен вертикальным пучком дымогарных труб. Пучок дымогарных труб соединяет топочную камеру и верхнюю поворотную камеру, которая снабжена дымоотводяпщм патрубком, кроме того, поворотная камера оснащена съемным лючком и закреплен болтами. Кроме того, аппарат отопительный снабжен змеевиком для горячего водоснабжения (ГВС), который расположен в экономайзере путем навивки трубы ГВС вокруг пучка дымогарных труб;
- Аппарат отопительный оснащен арочным сводом и выполнен в виде водяной рубашки, которая соединена с водяной рубашкой горизонтальной топочной камерой и водяной рубашкой экономайзера, кроме того, задняя торцевая водяная рубашка соединена с водяной рубашкой топочной камеры и водяной рубашкой экономайзера путем сквозных отверстий, образуя единый водяной контур;
- Аппарат отопительный оснащен экранными трубками, которые установлены под арочным сводом и перед входом в пучок дымогарных труб и соединены с вертикальными стенками водяной рубашки топочной камеры, кроме того, для улучшения циркуляции воды в экранных трубках они установлены с наклоном к вертикальным стенкам водяной рубашки горизонтальной топочной камеры.
Таким образом, сочетание расположения горизонтальной топочной камеры с вертикально расположенным экономайзером и применением экранных трубок в топочной камере позволило решить сложную техническую задачу за счет улучшения конструкции, простоты ее изготовления и эксплуатации, а образование единого водяного контура дало
возможность увеличить поверхность теплообмена и повысить теплопроизводительность и КПД.
Конструктивная особенность аппарата отопительного состоит еще и в том, что при незначительных изменениях в размерах топочной камеры и экономайзера аппарат менее металлоемкий по сравнению с аналогами, и его размеры незначительно различаются, например, АОТВ-16 отличается от АОТВ-10на10...15%.
На фиг.1 показан общий вид аппарата отопительного Лукашева.
Аппарат отопительный состоит из прямоугольного горизонтального корпуса 1 с водяной рубашкой 2 и прямоугольной топочной камерой 3, в конце которой вертикально установлен экономайзер 4, который снабжен вертикальным пучком дымогарных труб 5. Дымогарный пучок труб 5 закреплен к нижней трубной доске 6 и верхней трубной доске 7.
Пучок дымогарных труб 5 соединяет топочную камеру 3 и верхнюю поворотную камеру 8, которая снабжена дымоотводящим патрубком 9, кроме того, поворотная камера 8 оснащена съемным лючком 10 и закреплен болтами 11.
Отопительный аппарат также оснащен патрубком 12 подачи воды, патрубком 13 выхода воды и двумя патрубками входа 14 и выхода 15 горячего водоснабжения.
Аппарат отопительный снабжен термометром 16 и установлен на лицевой стороне экономайзера.
В передней части 1 отопительного аппарата установлена дверка 17 топки 3 и дверка 18 зольника 19.
Аппарат отопительный оснащен арочным сводом 20, выполненным в виде водяной рубашки 21, которая соединена с водяной рубашкой 2 горизонтальной топочной камерой 3 и водяной рубашкой 22 экономайзера 4, кроме того, задняя торцевая водяная рубашка 23 соединена водяной рубашкой 2 топочной камеры 3 и водяной рубашкой 22 экономайзера 4 путем сквозных отверстий, соответственно, 24 и 25.
Отверстие 24 может служить для установки электрических нагревательнх элементов (ТЭНов), а фланец герметично закрывает снаружи вводной патрубок ТЭНов путем прокладки и болтового соединения (на фиг.1 условно не показано).
Под арочным сводом 20 установлены экранные трубки 26, и такие же экранные трубки 27 установлены под углом перед входом дымогарных труб 5. Экранные трубки 26 и 27 соединены с вертикальными стенками 28 и 29 водяной рубашки 2 топочной камеры 3. Кроме того, для улучшения циркуляции воды в экранных трубках 26 и 27 они установлены с наклоном к вертикальным стенкам 28 и 29 водяной рубашки 2 топочной камеры 3. Топочная камера 3 оснащена колосниковой решеткой 30. Аппарат отопительный может быть оснащен опорами 31. Аппарат отопительный (фиг.1) работает следующим образом. При сжигании топлива в топочной камере 3 образуются дымовые газы, имеющие высокую температуру. Раскаленные дымовые газы в топочной камере 3 отдают свое тепло водяной рубашке 2, водяной рубашке 21 арочного свода 20, экранным трубкам 26 и 27, торцевой водяной рубашке 23 и далее, проходя через пучок дымогарных труб 5, отдают тепло водяной рубашке 22 экономайзера 4 и далее, пройдя верхнюю поворотную камеру 8, откуда они отводятся в дымовую трубу через патрубок 9.
Лючок 10, расположенный в верхней части поворотной камеры 8 над выходом пучка жаровых труб 5 экономайзера 4, обеспечивает доступ в пространство верхней поворотной камеры 8 для очистки ее и жаровых труб 5 от сажи и золы, скапливающейся во время эксплуатации аппарата отопительного.
По мере накопления продуктов сгорания (золы) в зольнике 19, их периодически удаляют.
Оптимальный температурный режим воды на теплоснабжение: подача - 95°С, обратка - 40°С; на ГВС: подача - 85°С, обратка - 20°С.