КОТЕЛ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к энергетике, в частности к оборудованию для отопления индивидуальных жилых домов и малых производственных помещений и снабжения горячей водой для хозяйственных нужд в местах, где отсутствуют современные источники тепла и имеется избыток отходов, например, твердых топливных материалов.
Уровень техники.
Известно устройство для сжигания твердого топлива и нагревания воздуха помещений. Топка состоит из камеры сгорания, в ее центр с помощью трубы подается воздух и с помощью шнека твердое топливо (см. патент US № 4782765).
Известны водогрейные котлы, содержащие корпус со стальными двойными стенками, образующими водяную рубашку, конвективный воздушно-газовый проход и засыпной бункер, замыкающийся на топочную камеру (см. патенты РФ №2241913, 2363888).
Конструкция таких котлов сложна и не пригодна для сжигания отходов твердо топливных материалов.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является котел отопления, содержащий вертикальный корпус с контуром для рабочего агента, топку с дверцей загрузки топлива и дверцей удаления золы, выходной патрубок для продуктов сгорания, заслонку регулировки подачи воздуха в канале воздухопритока, телескопический канал с распределительной головкой для подачи воздуха к месту горения топлива и штуцеры и отвода нагретого рабочего агента и его возврата от потребителей (см. евразийский патент №005303, опубл. 2004).
Прототип не обеспечивает оптимизации процесса пиролиза твердого топлива его контроля и регулирования, а также повышения КПД.
Сущность заявляемой полезной модели.
Отопительный котел содержит вертикальный корпус (1) с контуром (9) для рабочего агента, топку (6) с дверцей загрузки топлива (14) и дверцей удаления золы (15), выходной патрубок (16) для продуктов сгорания, заслонку (3) регулировки подачи воздуха в канале воздухопритока, телескопический канал (7) с распределительной головкой (18) для подачи воздуха к месту горения топлива и штуцеры (10 и 11) отвода нагретого рабочего агента и его возврата от потребителей. Котел дополнительно снабжен вентилятором розжига (2), камерой (5) предварительного нагрева, подаваемого воздуха в топку, дефлектором (17) в выходном патрубке (16) продуктов горения, датчиками температуры (13) на штуцерах отвода (10) и возврата (11) рабочего агента и электронным блоком управления (12), связанным с вентилятором розжига (2), заслонкой (3) регулирования подаваемого воздуха и датчиками температуры (13).
Достигаемый технический результат заявленной полезной моделью заключается в оптимизации процесса пиролиза твердого топлива в топке котла за счет обеспечения дозированной подачи воздуха электронным блоком управления в топку котла, малой площадью пиролиза и возможности использования низких сортов древесины вплоть до отходов деревообрабатывающего производства. Отбор мощности у котла (рабочего агента для отопления) обеспечивается без нарушения оптимального процесса электронным блоком управления. Возможности использования буферных источников электроэнергии для обеспечения работоспособности котла в период прекращения подачи электроэнергии из вне. Перечисленные мероприятия по оптимизации работы котла обеспечивают расчетный КПД системы свыше 50%.
Суть полезной модели поясняется чертежом, на котором показано поперечное сечение отопительного котла.
Отопительный котел состоит из следующих основных конструктивных элементов: 1 - корпус котла; 2 - венилятор розжига; 3 - заслонка регулировки подачи воздуха; 4 - канал воздухопритока; 5 - камера предварительного нагрева воздуха; 6 - топка; 7 - телескопический воздухоприток; 8 - топливо; 9 - контур рабочего агента; 10 - штуцер подачи рабочего агента в отопительную систему (на чертеже не показана); 11 - штуцер возврата рабочего агента в котел; 12 - электронный блок управления; 13 - датчик температуры; 14 - дверца загрузки топлива; 15 - дверца удаления золы; 16 - выходной патрубок продуктов горения; 17 - дефлектор (приспособление для изменения направления потока газа); 18 - распределительная головка для подачи воздуха к топливу.
Работа отопительного котла осуществляется следующим образом.
Воздух через заслонку 3 регулировки подачи попадает в камеру 5 предварительного нагрева воздуха и по телескопическому 7 воздухопритоку и распределительную головку 18 попадает в область горения топлива 8. Энергия сжигаемого топлива 8 разогревает рабочий агент в контуре 9 и подогревает вновь поступающий воздух в камере 5. Электронный блок управления 12 по данным получаемым от датчиков температуры 13, посредством управления заслонкой 3 оптимизирует процесс горения топлива 8 в топке 6. Телескопический 7 воздухоприход подает воздух только в определенную зону, чем обеспечивается оптимизация объема горящего топлива. Через штуцер 10, рабочий агент нагретый котлом поступает к потребителю (в батареи отопления на чертеже не показаны), а через штуцер 11 возвращается в котел, отдав тепло потребителю. Топливо 8 закладывается через дверцу 14 загрузки топлива, после прогара (пиролиза) всего объема топлива 8, зола удаляется через дверцу 15.
Газообразные продукты пиролиза топлива 8 удаляются через выходной патрубок 16 в дымоходную трубу (на чертеже не показана). СО, СН и смолы догорают на дефлекторе 17.
Во время пиролиза топлива отопительный котел, благодаря электронному блок управления 12 работает в оптимальном режиме - интенсивно горит только верхняя часть топлива, выделяющийся горючий газ не остывает, не подвергает пиролизу весь объем топлива 8.
Предлагаемая конструкция отопительного котла позволяет использовать дрова и другие отходы дерево перерабатывающего производства и даже опилки. Мощность котла зависит от площади поперечного сечения топки 6, а время сгорания - от ее высоты. Интенсивность пиролиза топлива 8 регулируется электронным блоком управления 12 при помощи заслонки 3 регулирования подаваемого воздуха и датчиками температуры 13.
Перечисленные мероприятия по оптимизации работы котла обеспечивают расчетный КПД системы свыше 50%.