АГРЕГАТ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к воздушному отоплению с использованием газовых либо жидкотопливных воздухонагревателей, и может быть использовано для автономного воздушного отопления зданий и сооружений.
Известен теплогенератор (патент РФ №2386905, F24H 3/08, F23J 1/00, 2010), содержащий корпус с отверстиями для входа и выхода нагреваемого воздуха, топливосжигающее устройство, дымовой канал в виде теплообменных труб, двухходовой рекуперативный теплообменник, дымовой канал, первый и второй ходы рекуперативного теплообменника размещены последовательно вдоль корпуса теплогенератора. Холодный воздух, поступая через входное отверстие в теплогенератор, нагревается в результате перекрестного хода по рекуперативному теплообменнику и дымовым трубам и покидает теплогенератор через выходное отверстие. Недостатком является то, что в известном теплогенераторе и других воздухонагревательных устройствах с двумя или тремя ходами по дымовым газам и одним перекрестным по воздуху повышение степени нагрева воздуха сопровождается ухудшением теплопередачи от стенки устройства. Это снижает КПД и увеличивает температуру стенки устройства.
Известен агрегат воздухонагревательный модульный (патент РФ на полезную модель №100196, F24H 3/00, 2010), содержащий сборный корпус коробчатого типа, вентиляторы, систему автоматического регулирования, воздухозаборный блок, блок нагрева с рекуперативными воздухонагревателями и коллектор. В воздухозаборном блоке, размещенном на входе, установлены основной и резервный вентиляторы. Отсутствие системы подогрева подаваемого на горение воздуха не позволяет обеспечить высокий КПД устройства.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому выбран мобильный воздухоподогреватель по патенту на изобретение РФ №2244221, F24H 3/00, 2005, содержащий устройство для подачи воздуха в виде вентилятора, соединенного через диффузор с теплогенератором. Теплогенератор содержит две разнесенные между собой камеры сгорания с блочными горелками и калориферами, патрубки для отвода отработавших газов, расположенные перпендикулярно потоку нагреваемого воздуха, и имеет выход для отвода нагретого воздуха. Недостаток прототипа заключается в использовании двух камер сгорания и двух горелочных устройств, что усложняет конструкцию воздухонагревателя. Другим недостатком является высокая степень образования конденсата из дымовых газов на первом калорифере (поскольку его омывает холодный уличный воздух) и низком КПД. Кроме этого, в ближайшем аналоге не предусмотрен подогрев воздуха, идущего на горение, что также снижает КПД и уменьшает надежность, поскольку горелочное устройство работает при пониженной температуре воздуха.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание воздухонагревательного агрегата, работающего с высокой надежностью в условиях низких температур при высоких показателях эффективности.
Технический результат заключается в повышении надежности работы при обеспечении высокой эффективности воздухонагревательного агрегата.
Технический результат достигается тем, что в агрегате воздухонагревательном, содержащем корпус, воздухозаборный блок, в котором установлен вентилятор, блок нагрева, выходной блок для отвода нагретого воздуха, согласно полезной модели, блок нагрева включает камеру сгорания и теплообменник, соединенные между собой, за блоком нагрева выполнена свободная камера, поперечно камере сгорания и теплообменнику до свободной камеры установлена перегородка, которая делит внутреннее пространство корпуса на два отсека, сообщающихся посредством свободной камеры, камера сгорания соединена с горелочным устройством, а к теплообменнику подсоединен утилизатор тепла отходящих дымовых газов, выполненный в виде трубчатого рекуперативного теплообменника, при этом горелочное устройство и утилизатор тепла отходящих дымовых газов размещены внутри теплоизолированного отсека.
Кроме того, согласно полезной модели вентилятор, установленный в воздухозаборном блоке выполнен в виде открытого рабочего колеса с прямым приводом от электродвигателя.
Технический результат обеспечивается тем, что блок нагрева состоит из одной камеры сгорания и одного теплообменника, объем корпуса поделен перегородкой на два сообщающихся отсека, горелочное устройство установлено внутри теплоизолированного отсека, подогреваемого установленным в том же отсеке утилизатором тепла отходящих дымовых газов, который подсоединен к теплообменнику и выполнен в виде трубчатого рекуперативного теплообменника и осуществляет подогрев воздуха в теплоизолированном отсеке от -60 … -30°C до +20 … +30°C.
Использование подогрева воздуха идущего на горение позволяет повысить стабильность горения, благодаря чему избежать перепадов давления в камере сгорания и осаждения нагара на ее поверхности, что влияет на надежность работы агрегата.
При работе воздухонагревательного агрегата в условиях низких температур размещение горелочного устройства внутри обогреваемого теплоизолированного отсека позволяет повысить надежность и эффективность работы элементов управления и автоматики горелочного устройства.
Использование одной камеры сгорания и одного теплообменника при обеспечении двойного хода нагреваемого воздуха через них, позволяет упростить конструкцию агрегата и его обслуживание, повышая тем самым надежность при высокой эффективности работы воздухонагревательного агрегата.
Использование вентилятора с открытым рабочим колесом и прямым приводом позволяет повысить надежность за счет значительного упрощения обслуживания, поскольку отсутствует ременная передача и рабочее колесо не закрыто «улиткой».
На фиг. 1 изображен общий вид агрегата воздухонагревательного.
Агрегат воздухонагревательный содержит сборный корпус 1, воздухозаборный блок 2 с входным окном 3, вентилятор с открытым рабочим колесом 4, блок нагрева 5, включающий камеру сгорания 6 и теплообменник 7, соединенные между собой и установленные параллельно друг другу, перегородку 8, горелочное устройство 9, соединенное с камерой сгорания 6, утилизатор тепла отходящих дымовых газов 10, подсоединенный к теплообменнику 7. Горелочное устройство 9 и утилизатор тепла отходящих дымовых газов 10 размещены в теплоизолированном отсеке 11. Перегородка 8 разделяет объем корпуса 1 на два отсека 12 и 13, сообщающихся посредством свободной камеры 14, находящейся за блоком нагрева 5. При этом установленная поперечно камере сгорания 6 и теплообменнику 7 перегородка 8 не делит их внутреннее пространство, а охватывает по внешнему контуру. На верхней поверхности корпуса 1 выполнено выходное окно 15, связанное с воздуховодом, соединенным с обогреваемым помещением (на фиг. 1 не показан). От теплообменника 7 выведен патрубок 16 для отвода дымовых газов в утилизатор тепла отходящих дымовых газов 10, расположенный в теплоизолированном отсеке 11. Утилизатор отходящих дымовых газов 10 снабжен патрубком 17 для присоединения дымовой трубы для вывода дымовых газов наружу. Корпус 1 выполнен сборным из жесткого металлического каркаса со съемными теплоизолирующими панелями.
Агрегат воздухонагревательный работает следующим образом.
Агрегат воздухонагревательный монтируют возле обогреваемого объекта. Выходное окно 15 соединяют с воздуховодом обогреваемого помещения. Атмосферный воздух через входное окно 3 поступает в воздухозаборный блок 2, затем в блок нагрева 5.
Атмосферный воздух подается с помощью вентилятора 4, выполненного с открытым рабочим колесом с прямым приводом, что повышает надежность его работы и улучшает условия его эксплуатации и обслуживания. Нагреваемый воздух продвигается вдоль корпуса 1 перекрестно ходу дымовых газов сначала по дальнему отсеку 12 корпуса 1, где взаимодействует сначала с наиболее нагретой частью камеры сгорания 6 и теплообменника 7. Дальняя от горелочного устройства 9 часть камеры сгорания 6, находящаяся в отсеке 12, за счет форса пламени и его распределения является более нагретой. После чего, разворачиваясь в свободной камере 14 на 180°C, нагреваемый воздух поступает в отсек 13, второй раз пересекает камеру сгорания 6 и теплообменник 7, продвигается к выходному окну 15 и поступает в воздуховод отапливаемого объекта.
Уменьшение сечения канала прохождения нагреваемого воздуха за счет разделения объема корпуса 1 перегородкой 8 повышает скорость прохождения нагреваемого воздуха. В результате чего повышается интенсивность теплообмена и степень нагрева воздуха, что делает возможным использование одной камеры сгорания и одного теплообменника, обеспечивая высокую надежность при сохранении высоких показателей эффективности работы устройства.
С помощью горелочного устройства 9 в камере сгорания 6 сжигается топливо. Образующиеся дымовые газы из камеры сгорания 6 поступают в теплообменник 7, затем через патрубок 16 поступают в рекуперативный утилизатор тепла отходящих дымовых газов 10, проходят по его трубкам и отводятся через патрубок 17 и дымовую трубу наружу. При этом за счет тепла трубок рекуперативного утилизатора тепла отходящих дымовых газов 10 в теплоизолированном отсеке 11 нагревается горелочное устройство 9 и воздух вокруг горелки от -60 … -30°C до +20 … +30°C. При подогреве воздуха, поступающего на горение, и горелочного устройства 9 повышается стабильность процесса горения, увеличивается КПД на 2,5-4%. В результате подачи подогретого воздуха на горение, последнее происходит без образования нагара и, как следствие, без осаждения нагара на поверхностях камеры сгорания. При осаждении на поверхностях камеры сгорания нагар может забивать трубы выхлопа, форсунки т.п., снижая тем самым надежность работы агрегата. Эксплуатация горелочного устройства 9 внутри обогреваемого теплоизолированного отсека 11 повышает надежность и эффективность работы элементов управления и автоматики горелочного устройства 9.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить надежность работы агрегата воздухонагревательного при обеспечении высокой эффективности.