Отопительный газовый агрегат

Отопительный газовый агрегат
Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения в качестве отопительного газового агрегата.
Известен контактно-поверхностный газовый водонагреватель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды, в корпусе размещена топочная камера, сообщенная в верхней части с вертикальным пучком газоотводящих теплообменных труб, выше которого размещены водоотбойные козырьки и контактная камера (Патент РФ № 2055274, МПК F 01 Н 1/10, опубл. 27.02.1996 г.).
Известное устройство имеет сложную и громоздкую конструкцию, большую металлоемкость.
Наиболее близким к предложенному является горизонтальный отопительный котел для работы на жидком или газообразном топливе, содержащий топочную камеру с горелкой, снабженную водяной рубашкой, в верхней части которого расположены продольные каналы для дымовых газов, соединенные с топочной камерой при помощи перепускной камеры, причем поперечное сечение топочной камеры у ее открытого конца имеет овальную форму, постепенно переходящую в круглую у закрытого конца (патент СССР № 290574, МПК F 01 Н 1/00, опубл. 22.12.1970 г.).
Данное устройство также обладает сложной конструкцией и низким коэффициентом полезного действия (к.п.д.) по причине недостаточной теплопроводности и низкой эффективности топочной камеры.
Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия за счет равномерного смешения газа и воздуха и оптимизации движения пламени в топочной камере при увеличенной
F 24 HI/10
поверхности контакта с теплоносителем. Кроме того, предложенное техническое решение направлено на упрощение конструкции устройства и уменьшение его металлоемкости.
Поставленная задача достигается отопительным газовым агрегатом, содержащим корпус с патрубками подвода и отвода нагретого теплоносителя, котел с подогреваемым теплоносителем, в котором смонтирована горизонтальная топочная камера с горелкой, расположенная под наклоном вверх от входа газа, и сообщающаяся с дымоходом, в котором в отличие от прототипа содержится несколько топочных камер, расположенных в вертикальном котле друг над другом, контактную камеру, причем топочные камеры выполнены в форме цилиндра с гофрированными стенками с винтовым расположением ребер гофра, а расстояние от топочных камер до стенок котла составляет не более 40 % от диаметра топочной камеры, а горелки расположены в нижней части топочных камер и каждая состоит из двух коаксиальных трубок с отверстиями, равномерно расположенными в 2 ряда по их длине, причем отверстия во внешней трубке выполнены в горизонтальной плоскости, смещенной вниз от ее оси на величину, равную примерно половине радиуса трубки, а отверстия во внутренней трубке выполнены диаметрально противоположными в вертикальной плоскости с диаметром в 3-4 раза превышающим диаметр отверстий наружной трубки.
В качестве теплоносителя может использоваться вода или тосол.
Предложенная конструкция горелки благодаря системе отверстий обеспечивает равномерное по давлению распределение газо-воздушной смеси и соответственно равномерное горение газа.
Гофрированная топочная камера обеспечивает большой коэффициент передачи тепла от горелки к теплоносителю за счет того, что пламя горелки равномерно охватывает и повторяет форму гофры топочной камеры. Кроме того, обеспечивается механическая надежность соединений за счет компенсации удлинения или сжатия. За счет прочности конструкции
топочной камеры уменьшается толщина стенок в 3-4 раза по сравнению с известным исполнением. Это приводит к увеличению теплопроводности и соответственно к повышению к.п.д.
Вертикальное расположение топочных камер обеспечивает быстрый нагрев теплоносителя за счет увеличения площади нагрева и интенсивной циркуляции теплоносителя через котел из-за большой разности давлений теплоносителя в котле и в системе.
Наличие в предложенном устройстве системы возврата в котел отработанного теплоносителя через контактную камеру также приводит к повышению к.п.д.
Существо полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показан отопительный газовый агрегат в разрезе и вид спереди. На фиг. 2 показано схематично движение газо-воздушной смеси и пламени внутри топочной камеры.
Отопительный агрегат содержит корпус 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 теплоносителя, котел с подогреваемым теплоносителем 4, контактную камеру 5, топочные камеры 6 с газовыми горелками 7. Газовые горелки выполнены в виде коаксиальных трубок - внешней 8 и внутренней 9 с отверстиями в каждой соответственно 10 и 11 (фиг. 2). Агрегат содержит также дымоход 12, сообщающийся с топочными камерами 6.
Система отверстий в трубках газовой горелки выполнена следующим образом. Отверстия 10 во внешней трубке 8 выполнены равномерно по всей длине в два ряда в горизонтальной плоскости, смещенной относительно оси трубки на расстояние, равное примерно половине радиуса трубки. Диаметр отверстий зависит от размеров горелки и топочной камеры и составляет 1-5 мм. Отверстия 11 во внутренней трубке 9 выполнены также в 2 раза диаметрально противоположно в вертикальной плоскости, т.е. перпендикулярно плоскости отверстий внешней трубки. Их диаметр в 3-4 ряда превышает диаметр отверстий внешней трубки.
Указанное расположение отверстий увеличивает путь прохождения газо-воздушной смеси через горелку (фиг. 2), обеспечивая равномерное горение по всей длине горелки.
Каждое из отверстий 10 внешней трубки расположено напротив внешних ребер гофра топочной камеры, что обеспечивает обтекание пламенем поверхностей гофра и увеличивает таким образом площадь подогрева теплоносителя и соответственно к.п.д.
Относительный агрегат работает следующим образом.
Системы отопления заполнена теплоносителем, например водой, которая подается через патрубок 2 в контактную камеру 5, сообщающуюся с котлом 4. В горелках 7 топочных камер 6 осуществляют розжиг подаваемого через газопровод газа, который через гофрированные стенки нагревает теплоноситель. Подогретый до необходимой температуры теплоноситель через патрубок 3 уходит в систему отопления. Продукты горения газа поступают в дымоход 12. Они используются для дополнительного обогрева поступающего через контактную камеру 5 теплоносителя.
Использование нескольких топочных камер, расположенных вертикально друг над другом, обеспечивает быстрый нагрев теплоносителя в котле. Кроме того за счет разности давления теплоносителя по высоте котла осуществляется интенсивная циркуляция и увеличивается теплообмен.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить к.п.д. отопительного газового агрегата, упростить конструкцию, уменьшить металлоемкость и существенно сэкономить расход природного газа.