ПЕЧЬ ОТОПИТЕЛЬНАЯ С ВОДЯНЫМ КОНТУРОМ

Полезная модель относится к устройствам для обогрева бытовых и промышленных помещений.
Известно изобретение по патенту RU №2325589, F24B 1/02, 2005 г. Отопительная печь содержит корпус, топку с камерой газификации и регулятором мощности - регулируемым поддувалом, регулятор-газификатор, установленные между топкой и корпусом водяные трубы, опоясывающие топку. Указанный регулятор-газификатор установлен в нижней части корпуса. Водяные трубы имеют форму спирали, верхние дуги спиральных водяных труб выполнены ступенчато - одна над другой, нижние - на одном уровне. В пространстве между ступенями установлены повторяющие траекторию изгиба указанных верхних дуг перегородки с концевыми отверстиями, расположенные таким образом, что концевые отверстия расположены противоположно между собой. Поверхности перегородок образуют между собой суживающийся канал, выполняющий роль инжектора, всасывающего регулируемые регулятором-газификатором количества воздуха, поступающего на смешение с дымовыми газами, образующимися в камере газификации, и их дожигание.
Недостатком данной печи является то, что при сложном конструктивном решении печи не в полной мере используются возможности по повышению эффективности теплообмена между трубами и водой, заполняющей водяную рубашку, так как в нем увеличивается только путь прохождения продуктов сгорания и время их пребывания в топочном пространстве, а площадь теплообмена остается неизменной.
За прототип выбрана полезная модель по патенту RU №70350, F24C 1/00, 2007 г. Печь водяного отопления содержит корпус с дверцей и дымоотводящим патрубком. Корпус образован трубами водяной рубашки, соединенными с нижним подводящим коллектором и верхним выпускным коллектором, которые соединены соответственно с подводящим и отводящим патрубками. На дверце установлен регулятор мощности, а на дымоотводящем патрубке регулятор - газификатор. Топка печи разделена горизонтальной перегородкой на две части, нижнюю - камеру газификации и верхнюю - камеру дожигания, при этом в верхнем выпускном коллекторе установлен один или два тэна.
Недостатком данной печи водяного отопления является то, что большие участки труб водяной рубашки расположены снаружи печи и уже на входе в выпускной коллектор водяной теплоноситель начинает терять тепло. Сложность конструкции при низком КПД печи.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы печи с одновременным упрощением ее конструкции и технологичности изготовления.
Поставленная задача решается благодаря тому, что печь отопительная с водяным контуром содержит цилиндрический сварной корпус, топку с камерой газификации и камерой дожигания, установленные между топкой и корпусом водяные трубы, в виде водяной рубашки опоясывающие топку, при этом трубы водяной рубашки, соединены посредством нижнего подводящего и верхнего выпускного коллекторов с подводящим и выпускным патрубками и образуют замкнутый контур теплоносителя. Печь также имеет дверцу с регулятором мощности и дымоотводящий патрубок с регулятором-газификатором. Новым является то, что корпус печи выполнен в виде двух стальных обечаек, охватывающих трубы водяной рубашки снаружи и приваренных по торцам только к четырем крайним трубам, таким образом, что все остальные трубы водяной рубашки расположены полностью внутри объема печи, а четыре крайние лишь на 75%. При этом замыкает печное пространство сварка обечаек с верхним и нижним коллекторами, которые также являются частью топки.
Предложенная конструкция печи отличается от прототипа, тем, что трубы водяной рубашки конструктивно расположены полностью в топке печи по всей ее длине и имеют возможность полностью отдавать тепло теплоносителю (воде) со всей своей поверхности. Причем трубы входящие с двух сторон в каждый из коллекторов (выпускной верхний и впускной нижний), расположены напротив друг друга, а не в шахматном порядке, как это выполнено в прототипе. Такое конструктивное решение, по сравнению с прототипом, дает возможность более компактного размещения их по всей длине топки и позволяет при минимальном зазоре между трубами разместить в топке печи гораздо большее количество труб. То, что оба коллектора (впускной и выпускной) являются верхней и нижней частью топки, это обеспечивает дополнительный подогрев воде уже на входе впускного коллектора и повышает давление во всей системе, при этом не дает остыть на выходе выпускного коллектора. В отличие от прототипа, где коллекторов в два раза больше и они полностью находятся на открытом воздухе так, что теплоноситель частично остывает уже в выпускном коллекторе.
Такое конструктивное решение отопительной печи не только технологично в изготовлении, но и эффективно в использовании, т.к. интенсифицирует теплообмен и повышает коэффициент полезного действия (КПД) за счет компактного размещения труб водяной рубашки на одинаковой длине топки по сравнению с прототипом и увеличивает скорость циркуляции теплоносителя в отопительной системе путем повышения разности давлений на входе и выходе печи.
На фиг. 1 и 2 изображена печь отопительная с водяным контуром, вид спереди и сбоку; на фиг 3 - тоже, разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - фото отопительной печи с открытой дверкой.
Печь отопительная с водяным контуром (водяной рубашкой) содержит цилиндрический сварной корпус 1, выполненный в виде двух стальных обечаек, охватывающих с наружной стороны топку. Установленные между топкой и корпусом водяные трубы 2, выполненные из стали, опоясывают топку в виде водяной рубашки по всей ее длине. Водяные трубы 2 вместе с нижним впускным 3 и верхним выпускным 4 коллекторами образуют систему теплообмена отопительной печи. Обечайки корпуса 1, охватывающие трубы 2 водяной рубашки с наружной стороны, по торцам приварены только к четырем крайним трубам, таким образом, что все остальные трубы водяной рубашки расположены полностью внутри объема печи и не связаны с обечайками, а четыре крайние лишь на 75% расположены внутри топки, при этом замыкает печное пространство сварка обечаек с верхним 4 и нижним 3 коллекторами, которые также являются частью топки. Печь также снабжена загрузочной дверцей 5 и дымоотводящим патрубком 6. На дверце 5 установлен регулятор мощности 7. Выходной 8 и входной 9 патрубки воды с одной стороны связаны с коллекторами 3 и 4, а с другой с системой отопления помещения. Топка печи разделена горизонтальной перегородкой 10 (отсекателем) на две части, нижнюю - камеру газификации, и верхнюю - камеру дожигания газов. Камера дожигания газов снабжена инжекторами (на фиг. не показано). На дымоотводящем патрубке 6 установлен регулятор-газификатор 11.
Работа печи водяного отопления осуществляется следующим образом.
Перед разжиганием печи регулятор мощности 7 и регулятор-газификатор 11 устанавливают в открытое положение. Через загрузочную дверцу 5 в печь загружают твердое топливо и разжигают печь. После того, как топливо разгорелось, и труба дымохода 6 прогрелась, с помощью регулятора-газификатора 11, уменьшают подачу воздуха в печь и переводят печь в режим газификации. Холодная вода из системы отопления здания подается через нижний входной патрубок 9 в нижний впускной коллектор 3 печи, где начинает нагреваться и далее через коллектор 3 поступает в трубы 2 водяной рубашки. Размещение части впускного коллектора 3 и всего объема труб 2 водяной рубашки в топке печи позволяет максимально снять тепло, создаваемого при горении топлива в печи. Далее нагретая вода поступает в верхний выпускной коллектор 4, который также является частью топки печи, и через выходной патрубок горячей воды 8 подается в систему отопления здания. Для того чтобы погасить печь, регулятор-газификатор 11 полностью открывают, а регулятор мощности 7 - полностью закрывают. Печь медленно погаснет.
Источники информации:
1. Патент на изобретение RU №2325589, F24B 1/02, 2005 г.;
2. Патент на полезную модель RU №70350, F24C 1/00, 2007 г. - прототип