Устройство для нагрева воздуха

Авторы патента:

F24D5 - Системы центрального отопления горячим воздухом ( F24D 10/00,F24D 11/00 имеют преимущество; кондиционирование воздуха F24F); системы центрального отопления выхлопными газами

Система контроля устанавливается на воздухонагревателе и включает контроль давления газа на входе в горелку, контроль давления воздуха в системе, контроль наличия пламени в горелке, контроль температуры газовой смеси на выходе из воздухонагревателя, контроль за содержанием вредных примесей CO и NO_x и не сгоревших углеводородов СН в нагреваемом воздухе. Контроль параметров осуществляется с помощью установленных датчиков, которые передают сигналы на пульт управления. Сигналы от датчиков обрабатываются с помощью программы, установленной на компьютере пульта управления, который выдает управляющие сигналы на исполнительные механизмы.

Устройство предназначено для нагрева воздуха в системах воздушного отопления производственных и бытовых помещений. Устройство предусматривает нагрев воздушных масс воздухонагревателями смесительного типа путем прямого сжигания газа и разбавления продуктов сгорания в воздухе отапливаемого помещения. Система контроля за работой воздухонагревателя обеспечивает безопасную работу устройства, содержание вредных примесей в помещении в пределах норм ПДК (Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны). Система контроля устанавливается на воздухонагревателе и включает контроль давления газа на входе в горелку, контроль давления воздуха в системе, контроль наличия пламени в горелке, контроль температуры газовой смеси на выходе из воздухонагревателя, контроль за содержанием вредных примесей CO и NO_x и не сгоревших углеводородов CH в нагреваемом воздухе.

Известен способ факельного воздушно-струйного нагрева воздуха и устройство для его осуществления (патент РФ 2213299 F23D 14/02). Указанный технический результат реализуется в заявленном способе нагрева воздуха путем подачи воздуха в кольцевую рабочую камеру, образованную перфорированными цилиндрами, в виде системы встречных струй, подаваемых перпендикулярно поверхности цилиндров, а подачу теплоносителя осуществляют в рабочую камеру в виде системы факелов, подаваемых перпендикулярно воздушным струям.

Устройство, в котором реализуются и заявленный способ, работает следующим образом.

Воздух вентилятором нагнетается в воздушную камеру и в зазор между корпусом и перфорированным цилиндром, откуда через отверстия цилиндра в виде системы встречных струй подается в рабочую камеру.

Через патрубок осуществляется подача газа в газовую камеру, где газ, распределяясь по объему этой камеры, через систему сопловых отверстий, в перегородке подается в рабочую камеру, где происходит зажигание газовоздушной смеси запальным устройством.

Газ на выходе из сопловых отверстий воспламеняется запальным устройством, образуя систему факелов, направление которых параллельно стенкам рабочей камеры, а струи воздуха, подаваемые перпендикулярно факелам, организуют систему поперечных факелов в объеме рабочей камеры, которые достигая противоположных стенок рабочей камеры, нагревают их до температуры, при которой происходит гарантированное дожигание оксида углерода.

Невыгоревшие в рабочей камере остатки топлива системами воздушных струй на выходе их рабочей камеры направляются на нагретые стенки рабочей камеры, где и происходит полное догорание этих остатков.

Недостатком приведенного способа и устройства для его осуществления является то, что нельзя осуществить контроль за полным сгоранием углеводородов и наличием CO в нагретом воздухе при колебаниях давления, температуры и расхода поступающего в устройство воздуха и газа.

Заявленный технический результат достигается следующим образом. См. рис 1. Включается вентилятор 2 и начинает продувать воздух через воздухонагреватель (ВНС) 1. Расход воздуха через воздухонагреватель регулируется шибером 17 и изменением частоты оборотов вентилятора с помощью частотного преобразователя. Газ поступает в систему через кран 3. Для продува входной газовой магистрали открывают кран 4 «на свечу». После продувки магистрали, кран 4 закрывают. Давление в магистрали показывает манометр 6. Во входной газовой магистрали установлен газовый счетчик 9, регистрирующий расход газа через горелку. Электромагнитный клапан 7 открывает доступ газа в магистраль к ВНС. Электромагнитный клапан 10 открывает доступ газа к горелке розжига. После розжига открывается электромагнитный клапан 8, открывая прохождение газа к основной горелке. Регулировка расхода газа осуществляется регулирующей заслонкой 11. Для контроля всех параметров работы системы установлены датчики. Сигналы от всех датчиков поступают на пульт управления 5.

В устройстве установлены датчики давления газа на входной магистрали 13 и 14, датчики температуры входного воздуха 16 и выходного 19, датчик давления перед вентилятором 18, датчик контроля пламени 15, датчики контроля содержания вредных веществ (CO и NO_x) и не сгоревших углеводородов (CH) в нагреваемом воздухе на выходе из воздухонагревателя 20 и в воздухе нагреваемого помещения 21.

Пульт управления воздухонагревателем работает следующим образом. На панели управления отображаются все основные контролируемые и регулируемые параметры:

- температура холодного воздуха;

- температура нагретого воздуха;

- положение поворотной (регулирующей) заслонки на газопроводе;

- положение поворотного (регулирующего) шибера на воздуховоде;

- текущая частота тока вентилятора;

- состояние датчиков-реле давления газа;

- состояние датчиков-реле показывающих наличие примесей в воздухе помещения;

- состояние датчика-реле контроля пламени.

Датчики разделяются на аварийные и управляющие. Аварийные датчики отключают воздухонагреватель при превышении параметров наличия вредных примесей в воздухе помещения, пониженном давлении газа на входе в газовую магистраль, при пониженном давлении воздуха перед вентилятором, при срабатывании датчика контроля пламени.

Управляющие датчики в зависимости от задания могут изменять режимы работы воздухонагревателя, менять объем и температуру нагреваемого воздуха.

При настройке работы воздухонагревателя, изменяя входные параметры добиваются работы в оптимальном режиме, при минимальных значениях вредных примесей и несгоревших частиц углеводородов в продуктах сгорания, добиваясь более полного сгорания топлива, доводя его до 100%.

Указанное устройство нагрева воздуха позволит повысить эффективность сжигания топлива, снизит расход используемого топлива для нагрева и уменьшит количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, то есть повысит экологичность системы нагрева помещений.

1. Устройство нагрева воздуха, содержащее воздухонагреватель и газовый тракт, отличающееся тем, что устройство включает датчики управления и контроля за процессом горения газа и смешивания продуктов горения с нагреваемым воздухом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управление и контроль за процессом горения газа и смешивания продуктов горения с нагреваемым воздухом осуществляется с помощью программы управления на компьютере.