EA024398B1 - Водогрейный котел - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива, предпочтительно твердого, и может быть использовано в системах обогрева жилых и производственных помещений. Технической задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия использования тепловой энергии и экологической эффективности работы котла, который достигается за счет того, что камера сгорания 2 котла снабжена прямоугольными пластинами 12, размещенными по углам, сообщаемыми с колодцами 13, 14, при этом стенка 17 выходного колодца 14 размещена выше стенки 15 входного колодца 13 на расстоянии h≥t, где t - ширина колодца, a h - расстояние размещения стенки выходного колодца. Подобное выполнение водогрейного котла позволяет максимально использовать полученную тепловую энергию сгорания твердого топлива при максимальной экологической чистоте и высокой надежности эксплуатации системы теплоснабжения жилых и производственных помещений.

Description

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива, предпочтительно твердого, и может быть использовано в системах обогрева жилых и производственных помещений.

Известен водогрейный котел (см. описание изобретения к АС РФ № 1758349, М. кл. Р24Н 1/08, дата публикации 30.08.1992 г.), содержащий корпус, в полости которого размещены топка с дымогарными трубами и теплообменники отопления и горячего водоснабжения, при этом теплообменник горячего водоснабжения установлен под теплообменником отопления. Днище теплообменника выполнено наклонным к горизонтали. Через стенки топки и дымогарных труб тело от сгорания топлива предается воде, находящейся в теплообменнике, в ней происходит аккумуляция тепла, получаемого из теплообменника.

Известен водогрейный отопительный котел (см. описание изобретения к патенту РФ №2186302, М. кл. Р24Н 1/40, дата публикации 27.07.2002 г.), содержащий камерную топку с колосниковой решеткой, вертикальную камеру догорания, состоящую из двух соосных обечаек с встроенным трубным конвективным пучком, систему охлаждения топки и нагрева в ней теплоносителя и переднюю загрузочную дверцу, при этом котел оборудован системой топливоподачи низкосортных органических топлив и резервным электроподогревом теплоносителя.

Известные технические решения обладают существенными недостатками, заключающимися в том, что при горении часть тепла расходуется на обогрев наружного воздуха, т.е. не обеспечивается полная отдача тепла теплоносителю, которым является вода или что-то другое, т.е. необходимо создать такие условия, когда топливо, сгорая, отдает все тепло на обогрев печи или на нагрев теплоносителя, создавая длительное горение топлива с полной отдачей полученной тепловой энергии, на полезный нагрев стенок печи в малогабаритных помещениях или на нагрев теплоносителя при большом объеме нагревательной поверхности.

Кроме того, известен твердотопливный котел с длительным горением твердого топлива (см. И.П. РК № 25588, М. кл. Р24Н 1/12, Бюл. № 3, 2012 г.), содержащий топливную камеру, снабженную теплообменным кожухом, выполненным цилиндрической формы, с размещенной на нем по винтовой линии треугольной вставкой и дожигателем прямоугольной формы с выполненными окнами, снабженными неподвижно закрепленными козырьками, размещенными под острым углом к вертикальной стенке последнего.

Однако известное техническое решение обладает существенными недостатками, заключающимися в том, что не обеспечивает обогрев помещения с большим объемом обогреваемой поверхности, для обогрева которой потребуется дополнительные конструктивные элементы, хотя длительность сгорания твердого топлива обеспечивается, что способствует лучшему использованию получаемого тепла без выноса последнего в атмосферу.

Технической задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия использования тепловой энергии и экологической эффективности работы котла.

Предлагаемый котел является котлом с верхним горением топлива. В процессе горения в топке горит только верхний слой топлива, и создавая нужную температуру теплоносителя надув автоматически отключается,происходит процесс тления верхнего слоя топлива. При прогорании верхнего слоя топлива и понижении температуры теплоносителя на 3°С происходит автоматическое включение надува, который разжигает следующий слой топлива, и так далее в процессе работы котла.

При полном сгорании топлива надув автоматически выключается. После полного сгорания топлива котел чистится и загружается новой порцией топлива.

Технический результат достигается за счет того, что водогрейный котел содержит камерную топку с трубчатой колосникой решеткой, вертикальную камеру догорания, состоящую из прямоугольной камеры сгорания топлива, по углам которой вдоль камеры выполнены каналы для транспортирования полученной тепловой энергии и продуктов горения, загрузочный люк, систему топки и нагрева в ней теплоносителя, систему колодцев, размещенных на разной высоте по отношению к топочной камере догорания. При этом котел дополнительно оборудован системой рециркуляции дымовых газов за счет выполнения дымоходов, заполненных теплоносителем, размещенных на разной высоте по отношению к камере сгорания, системой рециркуляции газов и резервным электропитанием системы управления и поддержания момента горения топлива в топочной камере и движения тепловой энергии и передачи ее теплоносителю при использовании низкосортных органических топлив.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид котла в разрезе; на фиг. 2 - то же вид сверху, разрез А-А; на фиг. 3 - крышка для загрузки топлива; на фиг. 4 крышка, разрез В-В; на фиг. 5 - электрическая блок-схема управления котлом.

Водогрейный котел 1 выполнен прямоугольной формы с двойными стенками для размещения теплоносителя, содержащего топочную камеру 2, в нижней части которой размещен заполненный теплоносителем трубчатый колосник 3, а сверху - люк 4 для загрузки твердого топлива с крышкой люка 5. В свою очередь, в крышке люка 5 выполнен трубопровод 6 с трапецеидальным тарельчатым распределителем 7 и установленным в нем вентилятором надува 8 для подачи воздуха при запуске котла. Под колосником 3 размещены камера 9 с герметично закрываемой дверцей 10 и золосборником 11 для сбора и удаления золы после полного сгорания топлива. По углам топочной камеры 2 закреплены по высоте камеры прямоугольные пластины 12, образующие теплоотводные каналы, сообщаемые с камерой 9 для переме- 1 024398 щения сверху вниз нагретого воздуха и обогрева стенок камеры 9, заполненных теплоносителем.

В свою очередь, в корпусе 1 котла выполнены газоотводные колодцы 13, 14, образуемые водонаполненными перегородками 15, 16, 17, причем нижняя часть перегородки 17 выше основания перегородки 15 на размер, равный или более ширины проходного сечения колодца 14, то есть Ь>1, для обеспечения лучшего движения отработавших газов в сторону дымохода 18, который на выходе снабжен дымовой трубой 19 с конденсатосборником 20 и краном 21 для выпуска конденсата из конденсатосборника 20.

Для очистки колодцев 13 и 14 выполнен люк 22, для очистки дымовой трубы 19 выполнен люк 23, а для удаления золосборника 11 и камеры 9 выполнен люк 24.

Водогрейный котел 1 работает следующим образом.

После загрузки топлива в топочную камеру 2 производится розжиг открытым пламенем с включенным вентилятором надува 8, по воспламенению топлива в топочной камере 2 горячий воздух поступает по теплоотводным каналам, образуемым прямоугольными пластинами 12, и далее в камеру 9, газоотводные колодцы 13 и 14, дымоход 18, дымовую трубу 19. Образовавшийся конденсат накапливается в конденсатосборнике 20 и по мере необходимости удаляется через кран 21.

Вся работа водогрейного канала контролируется электрическим блоком управления, подключенным к электрической сети 220 В. При полном расходе топлива датчик отключает систему подачи теплоносителя и сигнализирует о прекращении работы котла. Для оптимальной работы и поддержании нормальной температуры теплоносителя в пределах 70-80°С на выходе установлен датчик.

Электрический блок управления обеспечивает работу водогрейного котла в автоматическом режиме - запуск вентилятора 8, поддержка оптимальной температуры теплоносителя и автоматического отключения в случае полного расхода топлива и отключении электрической сети 220 В.

Электрический блок управления представляет следующее: автомат включения сети 25, термостаты 26 и 27 с контактами реле термостата 28 и 29, датчики 30 и 31, реле времени 32, контакты реле времени 33, контакты 34 подключения вентилятора надува 8.

Электрический блок управления работает следующим образом.

Перед включением автоматы 25 термостата 27 устанавливаются на включение вентилятора надува 8 и поднятия температуры до 60°С, термостат 26 устанавливают на температуру включения надува после прогорания топлива и понижение температуры теплоносителя до 50°С.

Включаем автомат 25 и поворачиваем ручку реле времени 32 до полного включения, при этом замыкаются контакты реле времени 33 и контакты включения цепи электропитания 34 вентилятора надува 8, топливо разгорается. Через 20-30 мин температура на подаче достигается 50°С и замыкаются контакты 28 термостата 26 и дублируют замыкание контактов реле времени 33. При этом реле времени выполнило свою работу.

Температура теплоносителя продолжает расти и, достигнув 60°С, происходит размыкание контактов 29 термостата 27, в результате чего происходит отключение вентилятора надува 8, а топливо выгорает без сопровождения наддува. При выгорании верхнего слоя топлива и понижении температуры теплоносителя на выходе до 51°С замыкаются контакты 29 термостата 27, в результате чего происходит автоматическое замыкание контактов 34 цепи включения вентилятора надува 8, при этом разгорается следующий слой топлива с повышением температуры теплоносителя до 60°С. После достижения температуры теплоносителя 60°С вентилятор надува 8 через контакты 34 отключается, и так далее до полного выгорания топлива. По мере полного сгорания топлива и понижении температуры теплоносителя до 50°С вентилятор надува отключается полностью, и котел можно загружать новой порцией твердого топлива, предварительно освободив его от золы.

В состав электрического блока управления входит МРВ - механическое реле времени, обеспечивающее принудительное включение во время запуска котла до 30 мин работы; термостат - Н^К-Р - регулятор температуры , который контролирует температуру теплоносителя в пределах ±5°С от установленной; термодатчик ТД, устанавливаемый на подачу теплоносителя из котла в дом и отключения вентилятора надува 8 при окончании топлива в котле; термодатчики ТД устанавливаются для контроля на котле рядом с водной точкой.

Водогрейный котел предназначен для отопления индивидуальных жилых домов и производственных помещений общей площадью 200-300 м², снабженных системой водяного отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, обеспечивающей температуру нагрева теплоносителя в пределах 3090°С при рекомендуемой температуре на подаче 55-60°С.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   Водогрейный котел, содержащий корпус (1) с топочной камерой (2) и размещенным в нем колосником (3), по углам топочной камеры (2) размещены прямоугольные пластины (12), образующие теплообменные каналы, сообщаемые с газоотводными колодцами (13, 14), причем стенка выходного газоотводного колодца (14) размещена выше стенки входного колодца (13) на размер, равный или больше проходного сечения колодца, т.е. й>1, где 1 - ширина колодца, а й - расстояние размещения стенки выходного колодца.