УТИЛИЗАТОР ТЕПЛА Российский патент 2003 года по МПК F22B1/18 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к утилизаторам тепла отходящих газов, преимущественно от котлоагрегатов, работающих на твердом топливе.

Известен утилизатор тепла отходящих газов, содержащий циркуляционные контуры для теплоносителя, в которых установлены контактный экономайзер, теплообменники, испаритель теплового насоса, компрессор, охладитель конденсата и насосы (а.с. 1345033, кл. F 22 B 29/00, БИ 38, 1987 г., СССР).

Известный утилизатор тепла сложный по конструкции из-за наличия в нем значительного технологического оборудования.

Известен сотовый теплообменник, содержащий пакет чередующихся гофрированных пластин с плоскими участками и разделительных пластин, образующих соты, смежные из которых подключены к коллекторам противоположно направленных теплообменивающихся сред (а.с. 397738, кл. F 28 F 3/00, БИ 37, 1973 г., СССР).

Известна теплообменная труба, выполненная с поперечным оребрением, причем каждое ребро по наружной периферии снабжено веером штырей (а.с. 315893, кл. F 28 F 1/26, БИ 29, 1971 г., СССР).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является утилизатор тепла, содержащий контактный водонагреватель, подключенный к газоходу котла перед дымососом и снабженный обводным газоходом, имеющим заслонку и декарбонизатор нагретой воды с линией отвода воздуха (а.с. 1128063, по кл. F 24 H 1/10, F 22 B 33/18, БИ 45, 1984 г., СССР).

В известном утилизаторе тепла отсутствуют устройства для очистки газа от золы, сажи и нагрева воздуха.

На чертеже представлена схема утилизатора тепла.

Утилизатор тепла содержит контактный водонагреватель 1, подключенный к вертикальной части газохода 2 котлоагрегата 3 перед дымососом 4, и снабжен обводным газоходом 5, имеющим заслонку 6, и декарбонизатор 7 нагретой воды с линией 8 отвода воздуха, подключенной к обводному газоходу 5 после заслонки 6 по ходу газов. Утилизатор тепла снабжен также линиями 9 и 10 подвода холодной и отвода нагретой воды соответственно.

В газоходе 2 установлена теплообменная труба 11 с веером штырей 12, сообщена пневматически через воздухопровод 13 с контактным водонагревателем 1. Камера очистки 14, установленная между газоходом 2 и водонагревателем 1, имеет вертикальные перегородки 15 и 16, прикрепленные поочередно к ее днищу и потолку соответственно. Сверху камера 14 сообщена через рукав 17 с циклоном 18, установленным на газоходе 2 перед сотовым теплообменником 19. Снизу камера 14 имеет ряды воронок 20, закрепленные в ее днище и размещенные в пылесборнике 21, имеющем снизу люк 22. Перекидная заслонка 23 установлена на верхнем стыке газохода 2 и камеры 14, имеет положение а и б левой и правой части газохода. Теплообменник 19 через катушки 24 и 25 соединен с основным сотовым теплообменником 26, который сообщен с опускной частью газохода 2 и системой подачи холодного воздуха (не показана), при этом оба теплообменника установлены параллельно обводному газоходу. Сверху выход водонагревателя 1 сообщен пневматически через катушку 24 и теплообменник 26 с опускной частью газохода 2. Теплообменник 19 сверху слева сообщен с системой нагретого воздуха (не показана).

Теплообменная труба 11 выполнена с поперечным оребрением. Каждое ребро по наружной периферии снабжено веером штырей 12. Труба 11 создает хорошую турбулизацию потока газа.

Воронки 20, в ряду две и более штук, прикреплены к днищу камеры 14, носиками вниз, причем диаметры их уменьшаются в сторону водонагревателя 1. Правый ряд воронок 20 обеспечивают циркуляцию газов, которые проникают вместе с пылью в пылесборник 21. Циклон 18 обеспечивает закрутку запыленных газов, пыль по рукаву 17 перемещается под своей тяжестью в камеру 14.

Утилизатор тепла имеет три режима работы, в зависимости от положения заслонки 23, при закрытой заслонке 6.

В среднем положении заслонки 23 (см. чертеж) горячие газы примерно 50 на 50% поступают через циклон 18 на нагрев в теплообменниках 19 и 26 холодного воздуха и через камеру 14 в водонагреватель 1 для нагрева воды.

При установке заслонки 23 в положение а горячие газы пойдут через камеру 14, огибая перегородки 15 и 16, оставляя на них частички сажи, золы (пыль), которая постепенно сползет в воронки 20 и пылесборник 21. Очищенные горячие газы затем вступят в контакт с каплями воды в водонагревателе 1, отдав им свое тепло. Нагретая вода через линию 10 будет поступать потребителю улучшенного качества и без углекислоты. Далее охлажденные в водонагревателе 1 газы поступают в катушку 24 и теплообменник 26, отдавая оставшееся тепло холодному воздуху и затем удаляются дымососом 4 в дымовую трубу (не показана).

При установке заслонки 23 в положение б горячие газы пройдут через циклон 18, частично очистятся от пыли и через соты теплообменников 19 и 26 отдадут свое тепло холодному воздуху, нагрев его до заданной температуры. Нагрев воды в водонагревателе 1 в данном случае производиться не будет.

Предлагаемый утилизатор тепла обеспечивает очистку горячих газов перед поступлением их в контактный водонагреватель 1, что существенно увеличивает его межремонтный период и улучшает качество нагретой воды.

Установка в газоходе 2 теплообменной трубы 11 обеспечивает турбулизацию газов, способствующую пылеотделению и теплоотдаче. Нагретый воздух в теплообменной трубе 11 отдает тепло воде водонагревателя, что способствует повышению ее температуры на выходе. Циклон 18 предварительно очищает газы от пыли и тем самым удлиняет межремонтный период сотовых теплообменников 19 и 26.

Пыль в пылесборнике 21 периодически удаляют через люк 22, и она может быть использована в строительных материалах и растворах.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для утилизации отходящих газов котлоагрегатов. Утилизатор тепла содержит два сотовых теплообменника, один из которых является основным, установленных параллельно обводному газоходу, контактный водонагреватель, подключенный к газоходу перед дымососом, и теплообменную трубу. Камера очистки, установленная между вертикальной частью газохода и контактным водонагревателем и связанная через рукав с циклоном, который установлен на газоходе перед сотовым теплообменником, снабжена вертикальными перегородками, прикрепленными поочередно к ее днищу и потолку, и рядами воронок, закрепленными ее днище и размещенными в пылесборнике. Выход контактного водонагревателя пневматически сообщен с катушкой прохода газов, связанной с основным сотовым теплообменником и опускной частью газохода. Перекидная заслонка установлена на верхнем стыке газохода и камеры очистки. Теплообменная труба с веером штырей установлена в газоходе перед камерой очистки и сообщена пневматически через воздухопровод с контактным водонагревателем. Изобретение обеспечивает улучшение качества нагретой воды, турбулизацию газов и уменьшение межремонтного периода теплообменников. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Утилизатор тепла, содержащий контактный водонагреватель, подключенный к газоходу котлоагрегата перед дымососом и снабженный обводным газоходом, имеющим заслонку, отличающийся тем, что он содержит камеру очистки, циклон, теплообменную трубу и два сотовых теплообменника, один из которых является основным, которые установлены параллельно обводному газоходу, при этом камера очистки с вертикальными перегородками, прикрепленными поочередно к ее днищу и потолку соответственно, а также с рядами воронок, закрепленными в ее днище и размещенными в пылесборнике, установлена между вертикальной частью газохода и контактным водонагревателем и связана через рукав с циклоном, который установлен на газоходе перед сотовым теплообменником, выход контактного водонагревателя пневматически сообщен с катушкой прохода газов, связанной с основным сотовым теплообменником и опускной частью газохода, а перекидная заслонка установлена на верхнем стыке газохода и камеры очистки, кроме того, упомянутая теплообменная труба с веером штырей установлена в газоходе перед камерой очистки и сообщена пневматически через воздухопровод с контактным водонагревателем. 2. Утилизатор тепла по п.1, отличающийся тем, что ряды воронок, установленные в днище камеры очистки, имеют диаметры отверстий носиков, убывающих по ходу движения газов.