Устройство для утилизации тепла дымовых газов

Полезная модель относится к области утилизации отработанных в энергетических установках газов и может быть использовано для утилизации и аккумулирования тепла дымовых газов в системах отопления и вентиляции. Целью создания полезной модели является повышение эффективности теплопередачи, упрощения конструкции устройства и повышение его износостойкости. Устройство для утилизации тепла дымовых газов содержит корпус 1, в котором расположена труба теплоносителя 6, теплообменник, и металлическое оребрение. Теплообменник выполнен в виде теплообменной камеры 2 и размещен между корпусом 1 и трубой теплоносителя 6, а пространство между ними заполнено теплоизоляцией 5, при этом металлическое оребрение 7 выполнено на внешней поверхности трубы теплоносителя 6 и расположено по спирали. В верхней части теплообменной камеры тангенциально расположен воздухозаборный патрубок 3, а в нижней части камеры, также под углом к поверхности последней, размещен подающий патрубок 4, внутри которого установлен нагнетающий вентилятор 8. В качестве нагреваемой среды используется приточный воздух, что повышает износостойкость устройства, снижая возможность коррозии его металлических частей. На случай образования конденсата, в торце корпуса 1 под теплообменной камерой и трубой теплоносителя закреплен, соединенный с ее полостью, конденсатосборник 9. 1 с.п.ф; 1 илл.

Полезная модель относится к области утилизации тепла отработанных в энергетических установках газов и может быть применена в целях энергосбережения в системах воздушного отопления и вентиляции для использования полученного тепла для обогрева помещений.

Из существующего уровня техники известны различные устройства для утилизации тепла дымовых газов. Известно, например, техническое решение по патенту (RU) 2349854, МПК F28F 13/12, опубл. 27.12.2007, «Способ утилизации низкопотенциального тепла и устройство для его осуществления», в котором теплоутилизатор содержит канал жидкого теплоносителя с входом и выходом и канал нагреваемой среды с входом и выходом, канал нагреваемой среды и канал теплоносителя отделены друг от друга теплопроводящей стенкой. Канал теплоносителя представляет собой металлическую трубу, а канал нагреваемой среды в виде пространственной спирали образован пространством между трубами, расположенными одна в другой.

Недостатком известного устройства является то, что при применении известной конструкции требуется дополнительный подогрев теплоносителя (воды или газа).

Наиболее близким аналогом (прототипом) является патент (RU), 2351864, МПК F28D 15/00, опубл. 10.04.2009 «Теплообменник», содержащий корпус, в котором размещена труба теплоносителя и тепловые оребренные трубки. Одним концом тепловые трубки установлены внутри трубы теплоносителя наклонно к образующим цилиндрической поверхности трубы теплоносителя по винтовой линии, а другим - в корпусе. Ребра выполнены на той части тепловых трубок, которая расположена в корпусе. Тепловые оребренные трубки вакуумированы и заполнены порциями воды.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, отсутствие термозащиты и невысокая износостойкость устройства из-за применения воды, способствующей коррозии поверхности тепловых трубок.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности теплопередачи за счет снижения потери тепла, упрощение конструкции устройства и повышение ее износостойкости.

Задача решается за счет того, что в известном устройстве, содержащем корпус, в котором размещена труба теплоносителя, теплообменник и металлическое оребрение, теплообменник выполнен в виде теплообменной камеры и размещен между корпусом и трубой теплоносителя, пространство между камерой и корпусом заполнено теплоизоляцией, способствующей сохранению тепла в камере. Оребрение выполнено на внешней поверхности трубы теплоносителя и расположено по спирали, что способствует интенсификации нагрева. В верхней части теплообменной камеры, тангенциально закреплен воздухозаборный патрубок, а в ее нижней части, также под углом к поверхности последней, закреплен подающий патрубок, внутри которого размещен нагнетающий вентилятор. В торце корпуса, под теплообменной камерой и трубой теплоносителя закреплен соединенный с её полостью конденсатосборник. В качестве нагреваемой среды используется приточный воздух, что повышает износостойкость и долговечность устройства.

Сущность полезной модели поясняется графической частью:

На фиг.1 изображена схема устройства утилизации тепла дымовых газов.

Устройство утилизации тепла дымовых газов сдержит корпус 1, внутри которого размещена теплообменная камера 2, в верхней части камеры, под углом к ее поверхности расположен воздухозаборный

патрубок 3, а в нижней ее части - подающий патрубок 4, размещенный под таким же углом к ее поверхности; между внутренней поверхностью корпуса и внешней боковой поверхностью теплообменной камеры размещена теплоизоляция 5. Внутри теплообменной камеры размещена труба теплоносителя 6, по внешней поверхности которой выполнено металлическое оребрение 7, расположенное на последней по спирали. Внутри подающего патрубка 4 размещен нагнетающий вентилятор 8. Под корпусом 1, установлен конденсатосборник 9, соединенный с трубой теплоносителя. В качестве нагреваемой среды используют приточный воздух.

Утилизацию тепла осуществляют следующим образом.

Дымовые газы, выходящие из нагревательного котла, поступают в трубу теплоносителя 3. Одновременно вентилятор 8 прогоняет наружный (с улицы) или внутренний (с обслуживаемого или другого помещения) приточный воздух, который поступает через воздухозаборный патрубок 3, в теплообменную камеру 2, и направляет нагретый воздух через подающий воздуховод 4 в обслуживаемое помещение. Движение нагреваемого воздуха в теплообменной камере 2 сопровождается его интенсивным завихрением. Угол наклона заборного 3 и подающего 4 воздуховодов совпадает с углом спирального оребрения 7. Воздух, двигаясь между спиральными ребрами 7 и термозащитой 5, интенсивно турбулирует поток и приобретает спиралевидную траекторию, увеличивая теплоотдачу. Наличие ребер увеличивает теплообменную поверхность, в результате чего значительно возрастает скорость теплопередачи между воздухом и дымовыми газами через стенку трубы теплоносителя 6, после чего нагретый воздух используется по назначению. Теплопередача осуществляется через стенку трубы теплоносителя 6. Смешивания дымовых газов с нагреваемым воздухом не происходит. Дымовые газы охлаждаются до точки росы и удаляются через трубу теплоносителя 6.

В случае образования конденсата, он скапливается в поддоне 9 и периодически сливается через спускной кран.

Полученное тепло поступает потребителю, например, в обслуживаемое помещение.

Предлагаемое устройство отличается простотой конструкции, максимально сохраняет полученное тепло (за счет теплоизоляции) и не подвергается коррозии в той мере, как при использовании в качестве нагреваемой среды (в прототипе) воды.

Таким образом, задача поставленная перед полезной моделью выполнена.

Устройство для утилизации тепла дымовых газов, содержащее корпус, в котором расположена труба теплоносителя, теплообменник и металлическое оребрение, отличающееся тем, что теплообменник выполнен в виде теплообменной камеры и размещен между корпусом и трубой теплоносителя, а пространство между ними заполнено теплоизоляцией, при этом оребрение выполнено на внешней поверхности трубы теплоносителя и расположено по спирали, причем в верхней части теплообменной камеры тангенциально расположен воздухозаборный патрубок, а в нижней части камеры, также под углом к поверхности последней, размещен подающий патрубок, внутри которого установлен нагнетающий вентилятор, кроме того, в торце корпуса под теплообменной камерой и трубой теплоносителя закреплен соединенный с ее полостью конденсатосборник.