180898 (596484), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

В качестве примера конкретного исполнения определения оптимальной длины L горизонтального участка Г-образной жаровой трубы в двухтрубном водонагревателе используем следующие исходные данные:

- расход нагреваемой воды G=7,67 кг/с;

- теплоемкость нагреваемой воды С=4,19 кДж/(кг,o С);

- температура нагреваемой воды на выходе из резервуара tвых =15o С;

- температура нагреваемой воды на входе в резервуар tвх =1o С;

- количество Г-образных жаровых труб n=2;

- средний коэффициент теплопередачи от стенки жаровой трубы к нагреваемой воды К=0,2 кВт/(м2 o С);

- наружный диаметр жаровой трубы D=0,53 м;

- высота вертикального участка жаровой трубы, смачиваемого жидкостью, Н= 4,5 м;

- средняя температура стенки жаровой трубы tст =100o С.

При подстановке исходных данных можно определить, что при номинальной теплопроизводительности длина горизонтальных участков каждой из двух жаровых труб должна быть L=2,8 м. При этом водяные пары, образующиеся при сжигании газа, вывод тс с дымовыми газами из жаровых труб 3 и не конденсируются на их внутренней стенке.

Формула изобретения:

1. Водонагреватель емкостный газовый, содержащий резервуар с крышей, внутри которого расположены Г-образные жаровые трубы, горизонтальные участки каждой из которых подключены к горелочному устройству и расположены на опорах, установленных на днище резервуара под вертикальными участками, каждый из которых имеет соосно размещенный с ним патрубок, отличающийся тем, что длину горизонтального участка каждой из Г-образных жаровых труб выбирают из условия (5.1).

2. Водонагреватель емкостный газовый, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен блоком управления, подключенным к датчику температуры, расположенному внутри резервуара на его стенке, и к горелочному устройству.

3. Водонагреватель емкостный газовый, отличающийся тем, что он дополнительно содержит взрывной клапан, расположенный на крыше резервуара.

4. Водонагреватель емкостный газовый, отличающийся тем, что каждый из вертикальных участков Г-образных жаровых труб выполнен выступающим за пределы резервуара и патрубка, при этом каждый патрубок снабжен дефлектором, расположен на крыше резервуара и имеет высоту менее одного диаметра Г-образной жаровой трубы.

5. Водонагреватель емкостный газовый, отличающийся тем, что опора выполнена в виде опоры скольжения.

6. Водонагреватель емкостный газовый, отличающийся тем, что он дополнительно содержит подключенные к горелочному устройству подогреватели газа, жестко закрепленные в стенке резервуара и расположенные компланарно по отношению к каждому из горизонтальных участков Г-образных жаровых труб.

Изобретение относится к водяным системам отопления и горячего водоснабжения и может быть использовано для нагрева воды в системах с индивидуальным отоплением. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению надежности и КПД установки и снижению температуры дымовых газов и давления в системе отопления. Котельная установка состоит из котла, имеющего патрубки прямой и обратной линии воды, дымовую трубу, верхняя часть которой над котлом выполнена в виде вертикального трубчатого кольцеобразного экономайзера, содержащего переливную трубку с запорным устройством, соединенным с котлом через патрубок прямой линии и через патрубок с подающей линией системы отопления, верхняя часть экономайзера выполнена в виде расширительного бака, последний соединен с воздушным ресивером посредством воздушной трубки, на обратной линии патрубка установлены предохранительный клапан и подпиточное устройство (рис.4).

Рис.5.2

5.2.3 Конструкция котельной установки [6]

Известна котельная установка, содержащая снабженный контактными воздухонагревателем и экономайзером котел, параллельно подключенный подвод щей и отвод щей лини ми к греющим трактам тепловой сети и поверхностного теплообменника, нагревающий тракт которого соединен с контактным воздухонагревателем и снабжен регул тором расхода, а экономайзер сообщен с подвод щей линией котла, установка содержит также датчик температуры воздуха (см. а.с. СССР №1666855, кл. F 22 D 1/36)[9]. Недостатком данной котельной установки являются высокие затраты на нагрев воды. Известны также котельные установки, состоящие из котла, в верхней чести соединенного с экономайзером и прямой линией отопления.

Рис.5.3

Эти установки утилизируют тепло отходящих топочных газов котлов, работающих на твердом, жидком и газообразном топливе, одновременно позволяет производить подогрев воды из хозпитьевого водопровода (см. промышленные котлы ДЕ, ДКВР, ЭБ-2-94, ЭБ-1-300). Недостатком данных котельных установок является сложность конструкции, высокая стоимость получения тепла.

Рис.4

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является жаротрубный вертикальный водогрейный котел, содержащий топку с горелочным устройством, патрубками прямой и обратной воды, при этом верхняя часть котла выполнена в виде бака, содержащего переливную трубку и воздушную трубку с манометром, установленную на высоте, равной или большей отношения увеличения объема горячей воды в системе отопления и площади сечения в верхней части котла между вертикальным пучком жаровых труб и внешней трубой (см. пат. РФ №2150051, кл. F 24 Н 1/28)[14]. Недостатком данного котла является высокая температура дымовых газов после котла (170°С) и необходимость в связи с этим поддерживать высокое давление в системе отопления (8 атм) с целью исключения закипания воды в верхней части котла. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения сводится к повышению надежности КПД установки и снижению температуры дымовых газов и давления в системе отопления. Технический результат достигается с помощью котельной установки, содержащей котел с патрубками прямой и обратной линией воды, дымовую трубу, расширительный бак, при этом верхняя часть дымовой трубы выполнена в виде вертикального трубчатого кольцеобразного экономайзера, снабженного переливной трубкой с запорным устройством, соединенным с котлом с помощью патрубка прямой линии, при этом верхняя часть экономайзера выполнена в виде бака, последний соединен с воздушным ресивером посредством воздушной трубки.

Котельная установка состоит из котла 1, имеющего патрубок 2 прямой и патрубок 3 обратной линии воды, дымовую трубу 4, верхняя часть которой над котлом 1 выполнена в виде вертикального трубчатого кольцеобразного экономайзера, содержащего переливную трубку 5 с запорным устройством 6, соединенным с котлом 1 через патрубок 2 прямой линии и через патрубок 7 с подающей линией системы отопления (на фиг. не показано), верхняя часть экономайзера выполнена в виде расширительного бака 8, последний соединен с воздушным ресивером 9 посредством воздушной трубки 10, на обратной линии патрубка 3 установлены предохранительный клапан 11 и подпиточное устройство 12.

Котельная установка работает следующим образом.

Система отопления заполняется холодной водой через подпиточное устройство 12 до уровня переливной трубки 5, после запорное устройство 6 и подпиточное устройство 12 закрываются. Котел 1 включается в работу, вода нагревается в котле 1, поднимается вверх и через патрубок 2 прямой линии воды поступает в верхнюю часть дымовой трубы 4, выполненной в виде вертикального трубчатого экономайзера, и продолжает нагреваться отходящими дымовыми газами от котла 1, при этом уровень воды над переливной трубкой 5 поднимается, возникает циркуляционное давление в системе отопления, вода поступает в систему отопления по патрубку 7 и возвращается в котел 1 по патрубку 3 с предохранительным клапаном 11, температура дымовых газов после экономайзера снижается до 100°С. Поднявшаяся вода над переливной трубкой 5 вытесняет воздух из расширительного бака 6 в воздушный ресивер 9 по воздушной трубке 10, что повышает давление в системе на 0,3-0,5 атм и препятствует вскипанию воды в расширительном баке, обеспечивая надежную работу системы отопления и повышая коэффициент полезного действия котельной установки. Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества: повышение коэффициента полезного действия котельной установки на 7-9%; повышение надежности работы системы отопления; удешевление производства теплоэнергии; снижение затрат на нагрев воды; снижение температуры дымовых газов и давления в системе отопления; биологическая чистота окружающей среды.

Формула изобретения:

Котельная установка, содержащая котел с патрубками прямой и обратной воды, дымовую трубу, расширительный бак, отличающаяся тем, что верхняя часть дымовой трубы выполнена в виде вертикального трубчатого кольцеобразного экономайзера, снабженного переливной трубкой с запорным устройством, соединенным с котлом с помощью патрубка прямой линии, при этом верхняя часть экономайзера выполнена в виде расширительного бака, последний соединен с воздушным ресивером посредством воздушной трубки.

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоснабжении. Котел содержит газотрубную и водотрубную части, установленные в одном корпусе. Газотрубная часть имеет топку в виде жаровой трубы и газотрубный одноходовой пучок, а водотрубная часть имеет конвективную камеру с теплообменной поверхностью нагрева. Котел снабжен передней поворотной камерой, расположенной на фронте котла, и имеет со стороны фронта дополнительные поверхности нагрева в виде фронтового экрана и переднего кольцевого канала, одновременно выполняющего функции коллекторов фронтовою экрана и тепловой изоляции корпуса котла. В конвективной камере теплообменная поверхность нагрева выполнена в виде съемного конвективного блока с ходом газов сверху вниз, состоящего из плоских секций, представляющих собой трубчато-мембранные панели, соединенные с коллекторами прямоугольной формы. В конвективной камере предусмотрена дополнительная поверхность нагрева в виде заднего кольцевого канала, одновременно выполняющего функции коллекторов раздачи воды в съемный блок и вод ной объем газотрубной части котла, а также тепловой изоляции корпуса котла. Изобретение обеспечивает надежность, ремонтопригодность, эффективность и удобство эксплуатации котла.

Рис.5

Изобретение относится к области теплоснабжения и может быть использовано в стальных водогрейных котлах.

Известны водогрейные газотрубные котлы, содержащие топку, выполненную в виде жаровой трубы или жарового пространства, одноходовой газотрубный конвективный пучок, а также “водотрубные” (возможны при этом щелевые, кольцевые или коробчатые) элементы, по которым вода движется с существенными скоростями, значительно превышающими скорости в вод ной рубашке жаротрубных котлов. При этом все эти элементы находятся внутри общей цилиндрической или коробчатой камеры (см. а.с. СССР №779756, МПК F 24 Н 1/28, бюл. №42, 15.11.80 г.; а.с. СССР №1744378, МПК F 24 Н 1/38, бюл. №24 от 30.06.92 г.; патент РФ №2160874, МПК F 24 Н 1/00 от 20.12.2000 г.) [18].

Недостатком таких конструкций котлов является сложность выполнения таких “водотрубных” элементов, а также то, что определенный элемент, как правило, осуществляет одну или две из следующих функций: распределение воды, или увеличение поверхности нагрева, или повышение надежности работы, или улучшение условий эксплуатации котла, или снижение потерь в окружающую среду.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является водогрейный котел, содержащий газотрубную и водотрубную часть, причем газотрубная часть имеет топку в виде жаровой трубы и газотрубный одноходовой пучок, а водотрубная часть имеет конвективную камеру с теплообменной поверхностью нагрева, сообщенной с конвективным пучком и топкой, установленными в одном корпусе (см. патент RU №2162574, МПК F 24 Н 1/32, опубл. 27.01.01 г.).[ ]

Недостатками котла-прототипа являются неразборность, плохая доступность к элементам, следовательно, низкая ремонтопригодность конвективной поверхности нагрева, а также высокое аэродинамическое сопротивление и возможность засорения конвективной поверхности нагрева. Задачей создания изобретения является разработка простой, надежной, ремонтопригодной, эффективной и удобной в эксплуатации конструкции котла.

С помощью кольцевых каналов осуществляется сразу несколько функций: увеличение поверхности нагрева котла, распределение воды, повышение надежности и срока службы котла, увеличение КПД, улучшение условий эксплуатации.

Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его примера реализации и прилагаемыми чертежами, где на рис.5 - представлен общий вид котла, продольный разрез по А-А; на рс.6 - поперечный разрез по Б-Б рис.5; на рис.7 - поперечный разрез по В-В рис.5; на рис.8 - разрез Г-Г и вид по “Д”.

Характеристики

Список файлов ВКР