Водогрейный котел

Водогрейный котел предназначен для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Котел содержит герметичный корпус, в нижней части которого размещены топочная камера и дымогарные трубы, в верхней - теплообменник. Теплообменник снабжен вентилятором с приводом его вращения для увеличения скорости обтекания трубок теплообменника теплоносителем, тем самым, увеличения мощности котла. Привод вращения вентилятора может быть выполнен в виде гидравлической реактивной турбины или в виде механической передачи от электромотора.

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, и может быть использована в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.

Известны водогрейные котлы, основными элементами которых являются герметичный корпус, заполненный жидким теплоносителем, погруженные в теплоноситель топочная камера и дымогарные трубы, размещенный в верхней части корпуса теплообменник, например, патенты РФ №2080516, МПК F22B 7/00, №2289070, МПК F24H 1/00, №57432 и №58668, MIIK F24H 1/00.

При работе котла данного типа в результате испарения жидкого теплоносителя его паровая фаза контактирует с поверхностью теплообменника, конденсируется на ней, а конденсат стекает в объем жидкого теплоносителя. В качестве жидкого теплоносителя используется вода.

Известный водогрейный котел (по патенту №57432) является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и выбран в качестве ближайшего аналога.

Недостатком известного котла является то, что теплоноситель (жидкий при небольшой нагрузке, или парообразный при максимальной нагрузке), поднимется вверх от поверхностей нагрева к трубкам теплообменника и обтекает их с небольшой скоростью обусловленной конвекцией.

Техническим результатом полезной модели является увеличение теплопередачи от паровой фазы теплоносителя к воде системы теплоснабжения.

Увеличение теплопередачи достигается за счет увеличения скорости обтекания трубок теплообменника теплоносителем, вследствие чего, увеличивается мощность котла.

Указанный технический результат достигается тем, что в водогрейном котле, содержащем герметичный корпус, в нижней части которого

размещены топочная камера и дымогарные трубы, над которыми расположен теплообменник, согласно полезной модели, теплообменник снабжен, по крайней мере, одним вентилятором с приводом его вращения.

Привод вращения вентилятора может быть выполнен в виде гидравлической реактивной турбины.

Кроме того, привод вращения вентилятора может быть выполнен в виде механической передачи от электромотора.

Благодаря указанному выполнению устройства котла, увеличивается скорость обтекания трубок теплообменника жидким теплоносителем при небольшой нагрузке и паровой фазой теплоносителя при максимальной нагрузке, что ведет к увеличению передачи тепла от теплоносителя к нагреваемой воде системы теплоснабжения, вследствие чего увеличивается мощность котла.

Охарактеризованная указанными выше существенными признаками полезная модель на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".

Полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где:

- на фиг.1 изображено поперечное сечение водогрейного котла;

- на фиг.2 изображено продольное сечение теплообменника А-А.

Водогрейный котел содержит герметичный корпус 1, в нижней части которого размещены топочная камера 2, дымогарные трубы 3. В верхней части котла размещен теплообменник 4. Расширительный бак 5 соединен трубопроводом 6 с нижней частью корпуса 1 котла, при этом верхняя часть расширительного бака 5 снабжена автоматическим воздухоотводчиком 7.

К нижней части корпуса 1 подведен трубопровод 8 с краном 9, служащий для заполнения котла водой. Верхняя часть корпуса 1 снабжена

патрубком 10 с краном 11 для удаления воздуха из корпуса 1 котла при заполнении его водой.

Теплообменник 4 снабжен вентилятором (фиг.2), содержащим полый вал 12, снабженный лопастями 13 и гидравлической реактивной турбиной 14. Вал 12 вращается в подшипниках 15, герметичность обеспечивается уплотнительными манжетами 16.

Подготовка котла к работе осуществляется следующим образом.

Открывают кран 11 на патрубке 10, затем кран 9 на трубопроводе 8. Через трубопровод 8 в корпус 1 заливается вода, при этом через кран 11 воздух выходит из корпуса 1. Вода по трубопроводу 6 частично заполняет также расширительный бак 5 до уровня верхнего обреза крана 11, при этом воздух из расширительного бака выходит через автоматический воздухоотводчик 7. При появлении воды из крана 11 подачу воды прекращают, закрывая кран 9, а затем закрывают кран 11. Котел готов к работе.

Котел работает следующим образом.

Продукты сгорания топлива проходят через топочную камеру 2 (горелка на графических материалах не показана) и систему дымогарных труб 3, при этом осуществляется передача тепла от горячего газа к воде, находящейся в котле. Вода в котле нагревается, происходит ее температурное расширение, вследствие чего часть ее перетекает по трубопроводу 6 в расширительный бак 5, вытесняя из него воздух через автоматический воздухоотводчик 7.

Нагретая от топки 2 и дымогарных труб 3 вода, поднимается к теплообменнику 4, а более холодная опускается вниз к поверхностям нагрева. Вода тепловой сети, проходя через теплообменник 4, с помощью реактивной турбины 14, вращает вал 12 с лопастями 13, при этом увеличивается скорость обтекания трубок теплообменника 4 теплоносителем, что приводит к увеличению теплопередачи.

При дальнейшем нагревании воды начинается ее кипение и испарение. Пар собирается в верхней части котла в области теплообменника 4, давление его увеличивается и он вытесняет воду из этого пространства через трубопровод 6 в расширительный бак 5. Когда весь воздух из бака 5 будет вытеснен водой, клапан воздухоотводчика 7 закрывается и отсекает внутренний объем бака 5 от атмосферы. От нагретых поверхностей топки 2 и дымогарных труб 3 пар поднимается вверх к трубкам теплообменника 4, на холодной поверхности трубок пар конденсируется и конденсат стекает вниз. Вентилятор способствует интенсивному обдуву трубок теплообменника 4 паром, вследствие чего увеличивается теплопередача воде системы теплоснабжения, а значит и мощность котла.

Процесс испарения и конденсации непрерывно повторяется, при этом происходит перенос тепла от паров теплоносителя к воде в системе теплоснабжения.

При остановке котла горелка гасится, вода перестает кипеть, давление пара снижается и вода из расширительного бака 5 по трубопроводу 6 перетекает в корпус 1, занимая паровое пространство, при этом воздух через воздухоотводчик 7 поступает в расширительный бак 5.

Корпус котла полностью заполняется водой и готов к повторному запуску.

Таким образом, благодаря указанному выполнению устройства котла, увеличивается скорость обтекания трубок теплообменника жидким теплоносителем при небольшой нагрузке и паровой фазой теплоносителя при максимальной нагрузке, что ведет к увеличению передачи тепла от теплоносителя к нагреваемой воде системы теплоснабжения, вследствие чего увеличивается мощность котла.

1. Водогрейный котел, содержащий герметичный корпус, в нижней части которого размещены топочная камера и дымогарные трубы, над которыми расположен теплообменник, отличающийся тем, что теплообменник снабжен, по крайней мере, одним вентилятором с приводом его вращения.

2. Котел по п.1, отличающийся тем, что привод вращения вентилятора выполнен в виде гидравлической реактивной турбины.

3. Котел по п.1, отличающийся тем, что привод вращения вентилятора выполнен в виде механической передачи от электромотора.