СЕКЦИОННЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в системах автономного теплоснабжения зданий, оборудованных системами водяного отопления.
Аналогом является секционный отопительный котел из чугуна или алюминия (Патент RU 2495336 от 10.10.2013), состоящий из кольцевых секций, которыми являются передняя секция, имеющая форму крышки, задняя секция и по меньшей мере одна средняя секция, которые образуют топочную камеру с охватывающими ее газоходами для прохода высоконагретых дымовых газов, и кольцевые водяные полости секций соединены между собой отверстиями в бобышках, имеют нижнее присоединение для обратной линии и верхнее присоединение для подающей линии, а также по меньшей мере два стяжных стержня, скрепляющих между собой секции в единый блок.
Недостатком аналога является отсутствие интенсификации теплообмена в газоходах котла.
Прототипом является котел отопительный водогрейный (Патент РФ №2543924 от 10.03.2015), содержащий теплообменник в виде пакета секций, каждая из которых выполнена в виде замкнутого по периметру чугунного прямоугольного профиля, полого внутри, со скругленными углами. Передняя секция образует переднюю стенку котла и снабжена тремя проемами, в верхней части передней секции, расположен отвод горячей воды в отопительную систему. Задняя секция выполняет функцию задней стенки котла и снабжена в верхней части патрубком дымохода, а в нижней ее части патрубком для подачи в котел обратной воды из отопительной системы. В свою очередь средние секции в количестве, равном 5-11, в зависимости от мощности котла, выполнены с тремя прямоугольными проемами: одним нижним и двумя параллельными между собой верхними. По контуру проемов средних секций, кроме 1-2 средних секций, расположенных рядом с задней секцией, выполнены стыковочные ребра. Таким же ребром, расположенном на том же уровне, снабжена внутренняя часть передней секции. При соединении стыковочных ребер между собой нижние проемы секций образуют топочное пространство, а верхние проемы образуют конвективный дымоход. Причем 1-2 средние секции, расположенные рядом с задней секцией, состыкованы между собой и задней секцией с образованием между нижним и верхним проемами щели, служащей для выхода дымовых газов из топки. Конвективный дымоход выполнен со вставками, в виде стальных пластин, снабженных в свою очередь турбулизаторами.
Недостатками прототипа является наличие щели между нижним и верхним проемами только в задней части котла, что уменьшает площадь поверхности теплообмена, ввиду того, что пространство между передней и средними секциями, а также внешняя поверхность теплообменника не омываются горячими дымовыми газами.
Также недостатком прототипа является сложность очистки дымохода ввиду жесткого крепления в нем стальных пластин и наличия турбулизаторов.
Задачей полезной модели является разработка секционного чугунного котла, в котором устранены недостатки аналога и прототипа.
Техническим результатом является увеличение площади поверхности теплообмена, интенсификация теплообмена, интенсификации процесса горения, а, следовательно, и увеличение КПД котла.
Технический результат достигается тем, что в секционном водогрейном котле, содержащим теплообменник в виде пакета секций, каждая из которых выполнена в виде замкнутого по периметру чугунного прямоугольного профиля, полого внутри, со скругленными углами, секции соединены между собой таким образом, что нижние проемы образуют топочное пространство, а верхние - конвективные газоходы, согласно настоящей полезной модели, конструктивно секции выполнены таким образом, что средние секции соединены между собой и с задней секцией с образованием между топочным пространством и газоходами щелей, служащих для частичного перетока дымовых газов из топочного пространства в газоходы, между ребрами которых жестко закреплен ленточный завихритель, а над верхней поверхностью секций расположен коллектор для отвода дымовых газов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором на фиг 1 изображен секционный водогрейный котел (вертикальный разрез), на фиг 2. вид средних секций спереди,
Цифрами на рисунках обозначены:
1 - передняя секция котла;
2, 2', 2'' - бобышки;
3 - подвод оборотной воды;
4 - задняя секция котла;
5 - дымоход;
6 - отвод горячей воды;
7 - средние секции котла;
8 - нижний проем секции котла;
9, 10, 11 - верхние проемы секций котла;
12 - щели;
13 - коллектор;
14 - стальная крышка;
15 - ленточный завихритель;
16 - крышка;
17 - малоэмиссионная цилиндрическая горелка типа Premix.
Секционный водогрейный котел согласно фиг. 1, 2 содержит пакет секций, каждая секция пакета выполнена в виде замкнутого по периметру чугунного прямоугольного профиля со скругленными углами и полого внутри, секции соединены между собой бобышками 2, 2', 2'', при этом передняя секция 1 образует переднюю стенку котла. В верхней части передней секции 1 расположен подвод 3 оборотной воды из отопительной системы, задняя секция 4 выполняет функцию задней стенки котла и снабжена в верхней части патрубком дымохода 5, а в нижней ее части патрубком 6 для отвода из котла горячей воды в отопительную систему. Средние секции 7 в количестве, равном по меньшей мере 2 в зависимости от мощности котла, выполнены с четырьмя проемами: одним нижним цилиндрическим 8 и тремя параллельными между собой верхними 9, 10, 11, имеющими прямоугольное сечение. Секции соединены между собой таким образом, что нижние проемы 8 образуют топочное пространство, а верхние 9, 10 и 11 - конвективные газоходы. Конструктивно секции выполнены таким образом, что средние секции 7 соединены между собой и с задней секцией 4 с образованием между топочным пространством и газоходами 9, 10, 11 щелей 12, служащих для частичного перетока дымовых газов из топочного пространства в газоходы 9, 10, 11, при этом боковые поверхности секций, образующих щели становятся теплообменной поверхностью. Над верхней поверхностью секций расположена верхняя стальная крышка 14, которая образует коллектор 13 для отвода дымовых газов в дымоход 5, расположенный над последней секцией, благодаря чему верхняя часть водяного контура также становится теплообменной поверхностью. Газоходы, образованные отверстиями 9, 10 и 11 выполнены с ребрами, расположенными, как показано на фиг. 2 для интенсификации теплообмена. Между ребрами жестко закреплен ленточный завихритель 15 для придания газам вращательно-поступательного движения, также интенсифицирующего теплообмен. К передней стенке первой секции крепится крышка 16, конструктивно выполненная таким образом, что в верхней ее части образована полость для перетока дымовых газов из конвективных газоходов, образованных отверстиями 9, 10 и 11, в коллектор 13. В крышке по центру отверстия 8 жестко закреплена малоэмиссионная цилиндрическая горелка типа Premix 17.
Секционный водогрейный котел работает следующим образом. Оборотная вода из отопительной системы направляется в котел через подвод 3, расположенный в передней секции 1. Циркуляция воды между секциями осуществляется через бобышки 2, 2', 2''. Газообразное топливо в смеси с воздухом через малоэмиссионную цилиндрическую горелку типа Premix 18 попадает в топочное пространство, образованное отверстиями 8 секций котла, где образуются дымовые газы, которые поднимаются в конвективные газоходы, образованные отверстиями 9, 10, 11 секций котла, и нагревают воду, циркулирующую в полостях секций 1, 4, 7. Часть дымовых газов, образующихся в топочном пространстве, попадают в конвективные газоходы через щели 12, что способствует снижению инертизации продуктами сгорания топочного пространства и увеличению теплообменной поверхности. Ребра и ленточный завихритель 16, расположенные в газоходах, способствуют интенсификации теплообмена и, соответственно, КПД котла. Далее дымовые газы попадают в коллектор 13, образованный пространством между верхней поверхностью пакета секций и стальной крышкой 14. Таким образом, верхняя поверхность секций также становится теплообменной поверхностью. Дымовые газы отводятся через дымоход 15, а горячая вода через патрубок 6 поступает в отопительную систему.