RU141423U1

RU141423U1 - UNIT AIR-HEATING

Info

Publication number: RU141423U1
Application number: RU2013142899/06U
Authority: RU
Inventors: Игорь Мударисович Садреев; Александр Геннадьевич Чупраков; Михаил Юрьевич Цветов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МашИнвест-Регион"
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2014-06-10

Abstract

1. Агрегат воздухонагревательный, содержащий корпус, воздухозаборный блок, в котором установлен вентилятор, блок нагрева, выходной блок для отвода нагретого воздуха, отличающийся тем, что блок нагрева включает камеру сгорания и теплообменник, соединенные между собой, за блоком нагрева выполнена свободная камера, поперечно камере сгорания и теплообменнику до свободной камеры установлена перегородка, которая делит внутреннее пространство корпуса на два отсека, сообщающихся посредством свободной камеры, камера сгорания соединена с горелочным устройством, а к теплообменнику подсоединен утилизатор тепла отходящих дымовых газов, выполненный в виде трубчатого рекуперативного теплообменника, при этом горелочное устройство и утилизатор тепла отходящих дымовых газов размещены внутри теплоизолированного отсека.2. Агрегат воздухонагревательный по п.1, отличающийся тем, что вентилятор, установленный в воздухозаборном блоке, выполнен в виде открытого рабочего колеса с прямым приводом от электродвигателя.1. The air-heating unit, comprising a housing, an air intake unit in which a fan is installed, a heating unit, an output unit for removing heated air, characterized in that the heating unit includes a combustion chamber and a heat exchanger interconnected, behind the heating unit there is a free chamber transversely a partition wall is installed to the combustion chamber and the heat exchanger to the free chamber, which divides the interior of the housing into two compartments communicating via the free chamber, the combustion chamber is connected to the burner chnym device and connected to the heat exchanger waste heat of flue gases formed in a tubular regenerative heat exchanger, wherein the burner device and the waste heat of flue gases located inside a thermally insulated otseka.2. The air-heating unit according to claim 1, characterized in that the fan installed in the air intake unit is made in the form of an open impeller with direct drive from an electric motor.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к воздушному отоплению с использованием газовых либо жидкотопливных воздухонагревателей, и может быть использовано для автономного воздушного отопления зданий и сооружений.The proposed utility model relates to a power system, in particular to air heating using gas or liquid fuel air heaters, and can be used for autonomous air heating of buildings and structures.

Известен теплогенератор (патент РФ №2386905, F24H 3/08, F23J 1/00, 2010), содержащий корпус с отверстиями для входа и выхода нагреваемого воздуха, топливосжигающее устройство, дымовой канал в виде теплообменных труб, двухходовой рекуперативный теплообменник, дымовой канал, первый и второй ходы рекуперативного теплообменника размещены последовательно вдоль корпуса теплогенератора. Холодный воздух, поступая через входное отверстие в теплогенератор, нагревается в результате перекрестного хода по рекуперативному теплообменнику и дымовым трубам и покидает теплогенератор через выходное отверстие. Недостатком является то, что в известном теплогенераторе и других воздухонагревательных устройствах с двумя или тремя ходами по дымовым газам и одним перекрестным по воздуху повышение степени нагрева воздуха сопровождается ухудшением теплопередачи от стенки устройства. Это снижает КПД и увеличивает температуру стенки устройства.Known heat generator (RF patent No. 2386905, F24H 3/08, F23J 1/00, 2010), comprising a housing with holes for the inlet and outlet of heated air, a fuel burning device, a smoke channel in the form of heat exchange pipes, a two-way recuperative heat exchanger, a smoke channel, the first and the second moves of the recuperative heat exchanger are placed sequentially along the body of the heat generator. Cold air entering the heat generator through the inlet is heated as a result of cross-passage through the recuperative heat exchanger and chimneys and leaves the heat generator through the outlet. The disadvantage is that in the known heat generator and other air-heating devices with two or three strokes through the flue gases and one cross-over air, an increase in the degree of heating of the air is accompanied by a deterioration in heat transfer from the wall of the device. This reduces the efficiency and increases the temperature of the wall of the device.

Известен агрегат воздухонагревательный модульный (патент РФ на полезную модель №100196, F24H 3/00, 2010), содержащий сборный корпус коробчатого типа, вентиляторы, систему автоматического регулирования, воздухозаборный блок, блок нагрева с рекуперативными воздухонагревателями и коллектор. В воздухозаборном блоке, размещенном на входе, установлены основной и резервный вентиляторы. Отсутствие системы подогрева подаваемого на горение воздуха не позволяет обеспечить высокий КПД устройства.A known unit is air-heating modular (RF patent for utility model No. 100196, F24H 3/00, 2010), comprising a box-type prefabricated case, fans, an automatic control system, an air intake unit, a heating unit with recuperative air heaters, and a collector. In the intake block located at the inlet, the main and backup fans are installed. The absence of a heating system for the combustion air does not allow for a high efficiency of the device.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому выбран мобильный воздухоподогреватель по патенту на изобретение РФ №2244221, F24H 3/00, 2005, содержащий устройство для подачи воздуха в виде вентилятора, соединенного через диффузор с теплогенератором. Теплогенератор содержит две разнесенные между собой камеры сгорания с блочными горелками и калориферами, патрубки для отвода отработавших газов, расположенные перпендикулярно потоку нагреваемого воздуха, и имеет выход для отвода нагретого воздуха. Недостаток прототипа заключается в использовании двух камер сгорания и двух горелочных устройств, что усложняет конструкцию воздухонагревателя. Другим недостатком является высокая степень образования конденсата из дымовых газов на первом калорифере (поскольку его омывает холодный уличный воздух) и низком КПД. Кроме этого, в ближайшем аналоге не предусмотрен подогрев воздуха, идущего на горение, что также снижает КПД и уменьшает надежность, поскольку горелочное устройство работает при пониженной температуре воздуха.As the closest analogue to the claimed technical one, a mobile air heater was selected according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2244221, F24H 3/00, 2005, containing a device for supplying air in the form of a fan connected through a diffuser to a heat generator. The heat generator contains two spaced apart combustion chambers with block burners and heaters, nozzles for exhaust gases, perpendicular to the flow of heated air, and has an outlet for the removal of heated air. The disadvantage of the prototype is the use of two combustion chambers and two burner devices, which complicates the design of the heater. Another disadvantage is the high degree of formation of condensate from the flue gases on the first air heater (since it is washed by cold street air) and low efficiency. In addition, the closest analogue does not provide heating of the combustion air, which also reduces the efficiency and reduces reliability, since the burner device operates at a low air temperature.

Технической задачей заявляемой полезной модели является создание воздухонагревательного агрегата, работающего с высокой надежностью в условиях низких температур при высоких показателях эффективности.The technical task of the claimed utility model is the creation of an air-heating unit operating with high reliability at low temperatures at high efficiency rates.

Технический результат заключается в повышении надежности работы при обеспечении высокой эффективности воздухонагревательного агрегата.The technical result consists in increasing the reliability of operation while ensuring high efficiency of the air-heating unit.

Технический результат достигается тем, что в агрегате воздухонагревательном, содержащем корпус, воздухозаборный блок, в котором установлен вентилятор, блок нагрева, выходной блок для отвода нагретого воздуха, согласно полезной модели, блок нагрева включает камеру сгорания и теплообменник, соединенные между собой, за блоком нагрева выполнена свободная камера, поперечно камере сгорания и теплообменнику до свободной камеры установлена перегородка, которая делит внутреннее пространство корпуса на два отсека, сообщающихся посредством свободной камеры, камера сгорания соединена с горелочным устройством, а к теплообменнику подсоединен утилизатор тепла отходящих дымовых газов, выполненный в виде трубчатого рекуперативного теплообменника, при этом горелочное устройство и утилизатор тепла отходящих дымовых газов размещены внутри теплоизолированного отсека.The technical result is achieved by the fact that in an air-heating unit comprising a housing, an air intake unit in which a fan, a heating unit, an output unit for removing heated air are installed, according to a utility model, the heating unit includes a combustion chamber and a heat exchanger interconnected behind the heating unit a free chamber is made, a partition is installed transverse to the combustion chamber and the heat exchanger to a free chamber, which divides the interior of the housing into two compartments communicating by means of their own of the combustion chamber, the combustion chamber is connected to the burner device, and a waste heat exchanger utilized in the form of a tubular recuperative heat exchanger is connected to the heat exchanger, while the burner device and the exhaust heat exchanger are placed inside the heat-insulated compartment.

Кроме того, согласно полезной модели вентилятор, установленный в воздухозаборном блоке выполнен в виде открытого рабочего колеса с прямым приводом от электродвигателя.In addition, according to a utility model, a fan installed in an air intake unit is designed as an open impeller with direct drive from an electric motor.

Технический результат обеспечивается тем, что блок нагрева состоит из одной камеры сгорания и одного теплообменника, объем корпуса поделен перегородкой на два сообщающихся отсека, горелочное устройство установлено внутри теплоизолированного отсека, подогреваемого установленным в том же отсеке утилизатором тепла отходящих дымовых газов, который подсоединен к теплообменнику и выполнен в виде трубчатого рекуперативного теплообменника и осуществляет подогрев воздуха в теплоизолированном отсеке от -60 … -30°C до +20 … +30°C.The technical result is ensured by the fact that the heating unit consists of one combustion chamber and one heat exchanger, the body volume is divided by a partition into two communicating compartments, the burner device is installed inside a thermally insulated compartment, heated by the exhaust gas heat utilizer installed in the same compartment, which is connected to the heat exchanger and It is made in the form of a tubular recuperative heat exchanger and carries out air heating in a thermally insulated compartment from -60 ... -30 ° C to +20 ... + 30 ° C.

Использование подогрева воздуха идущего на горение позволяет повысить стабильность горения, благодаря чему избежать перепадов давления в камере сгорания и осаждения нагара на ее поверхности, что влияет на надежность работы агрегата.The use of heating of the combustion air makes it possible to increase the stability of combustion, thereby avoiding pressure drops in the combustion chamber and deposit deposition on its surface, which affects the reliability of the unit.

При работе воздухонагревательного агрегата в условиях низких температур размещение горелочного устройства внутри обогреваемого теплоизолированного отсека позволяет повысить надежность и эффективность работы элементов управления и автоматики горелочного устройства.When the air-heating unit operates at low temperatures, the placement of the burner device inside the heated insulated compartment can improve the reliability and efficiency of the controls and automation of the burner device.

Использование одной камеры сгорания и одного теплообменника при обеспечении двойного хода нагреваемого воздуха через них, позволяет упростить конструкцию агрегата и его обслуживание, повышая тем самым надежность при высокой эффективности работы воздухонагревательного агрегата.The use of one combustion chamber and one heat exchanger while ensuring a double stroke of the heated air through them, simplifies the design of the unit and its maintenance, thereby increasing reliability with high efficiency of the air-heating unit.

Использование вентилятора с открытым рабочим колесом и прямым приводом позволяет повысить надежность за счет значительного упрощения обслуживания, поскольку отсутствует ременная передача и рабочее колесо не закрыто «улиткой».The use of a fan with an open impeller and direct drive allows to increase reliability due to a significant simplification of maintenance, since there is no belt drive and the impeller is not covered by a “snail”.

На фиг. 1 изображен общий вид агрегата воздухонагревательного.In FIG. 1 shows a General view of the unit of the air heater.

Агрегат воздухонагревательный содержит сборный корпус 1, воздухозаборный блок 2 с входным окном 3, вентилятор с открытым рабочим колесом 4, блок нагрева 5, включающий камеру сгорания 6 и теплообменник 7, соединенные между собой и установленные параллельно друг другу, перегородку 8, горелочное устройство 9, соединенное с камерой сгорания 6, утилизатор тепла отходящих дымовых газов 10, подсоединенный к теплообменнику 7. Горелочное устройство 9 и утилизатор тепла отходящих дымовых газов 10 размещены в теплоизолированном отсеке 11. Перегородка 8 разделяет объем корпуса 1 на два отсека 12 и 13, сообщающихся посредством свободной камеры 14, находящейся за блоком нагрева 5. При этом установленная поперечно камере сгорания 6 и теплообменнику 7 перегородка 8 не делит их внутреннее пространство, а охватывает по внешнему контуру. На верхней поверхности корпуса 1 выполнено выходное окно 15, связанное с воздуховодом, соединенным с обогреваемым помещением (на фиг. 1 не показан). От теплообменника 7 выведен патрубок 16 для отвода дымовых газов в утилизатор тепла отходящих дымовых газов 10, расположенный в теплоизолированном отсеке 11. Утилизатор отходящих дымовых газов 10 снабжен патрубком 17 для присоединения дымовой трубы для вывода дымовых газов наружу. Корпус 1 выполнен сборным из жесткого металлического каркаса со съемными теплоизолирующими панелями.The air-heating unit comprises a prefabricated housing 1, an air intake unit 2 with an inlet window 3, a fan with an open impeller 4, a heating unit 5, including a combustion chamber 6 and a heat exchanger 7, interconnected and installed parallel to each other, a partition 8, a burner device 9, connected to the combustion chamber 6, the waste heat gas utilizer 10 connected to the heat exchanger 7. The burner device 9 and the exhaust gas heat utilizer 10 are located in the heat-insulated compartment 11. Partition 8 section wish to set up the volume of the housing 1 into two compartments 12 and 13 communicating through free chamber 14 located behind the heating unit 5. In this installed transversely combustion chamber 6 and the heat exchanger 7 does not partition 8 divides the inside thereof, and covers the outer loop. An exit window 15 is made on the upper surface of the housing 1, connected to an air duct connected to a heated room (not shown in FIG. 1). A pipe 16 is removed from the heat exchanger 7 for discharging flue gases to a waste heat exchanger 10 located in a heat-insulated compartment 11. The exhaust flue gas utilizer 10 is provided with a pipe 17 for connecting a chimney to exhaust flue gases to the outside. The housing 1 is made prefabricated from a rigid metal frame with removable heat-insulating panels.

Агрегат воздухонагревательный работает следующим образом.The air-heating unit operates as follows.

Агрегат воздухонагревательный монтируют возле обогреваемого объекта. Выходное окно 15 соединяют с воздуховодом обогреваемого помещения. Атмосферный воздух через входное окно 3 поступает в воздухозаборный блок 2, затем в блок нагрева 5.The air-heating unit is mounted near the heated object. The exit window 15 is connected to the duct of the heated room. Atmospheric air through the inlet 3 enters the intake unit 2, then to the heating unit 5.

Атмосферный воздух подается с помощью вентилятора 4, выполненного с открытым рабочим колесом с прямым приводом, что повышает надежность его работы и улучшает условия его эксплуатации и обслуживания. Нагреваемый воздух продвигается вдоль корпуса 1 перекрестно ходу дымовых газов сначала по дальнему отсеку 12 корпуса 1, где взаимодействует сначала с наиболее нагретой частью камеры сгорания 6 и теплообменника 7. Дальняя от горелочного устройства 9 часть камеры сгорания 6, находящаяся в отсеке 12, за счет форса пламени и его распределения является более нагретой. После чего, разворачиваясь в свободной камере 14 на 180°C, нагреваемый воздух поступает в отсек 13, второй раз пересекает камеру сгорания 6 и теплообменник 7, продвигается к выходному окну 15 и поступает в воздуховод отапливаемого объекта.Atmospheric air is supplied using a fan 4, made with an open impeller with direct drive, which increases the reliability of its operation and improves the conditions of its operation and maintenance. Heated air moves along the housing 1 crosswise to the flue gas path, first along the farthest compartment 12 of the housing 1, where it first interacts with the most heated part of the combustion chamber 6 and the heat exchanger 7. The part of the combustion chamber 6 located in the compartment 12 farthest from the burner device 9, due to force flame and its distribution is more heated. Then, turning around in the free chamber 14 by 180 ° C, the heated air enters the compartment 13, crosses the combustion chamber 6 and the heat exchanger 7 for the second time, moves to the exit window 15 and enters the air duct of the heated object.

Уменьшение сечения канала прохождения нагреваемого воздуха за счет разделения объема корпуса 1 перегородкой 8 повышает скорость прохождения нагреваемого воздуха. В результате чего повышается интенсивность теплообмена и степень нагрева воздуха, что делает возможным использование одной камеры сгорания и одного теплообменника, обеспечивая высокую надежность при сохранении высоких показателей эффективности работы устройства.The reduction of the cross section of the passage of the heated air by dividing the volume of the housing 1 by the partition 8 increases the speed of passage of the heated air. As a result, the heat exchange rate and the degree of heating of the air increase, which makes it possible to use one combustion chamber and one heat exchanger, providing high reliability while maintaining high performance indicators of the device.

С помощью горелочного устройства 9 в камере сгорания 6 сжигается топливо. Образующиеся дымовые газы из камеры сгорания 6 поступают в теплообменник 7, затем через патрубок 16 поступают в рекуперативный утилизатор тепла отходящих дымовых газов 10, проходят по его трубкам и отводятся через патрубок 17 и дымовую трубу наружу. При этом за счет тепла трубок рекуперативного утилизатора тепла отходящих дымовых газов 10 в теплоизолированном отсеке 11 нагревается горелочное устройство 9 и воздух вокруг горелки от -60 … -30°C до +20 … +30°C. При подогреве воздуха, поступающего на горение, и горелочного устройства 9 повышается стабильность процесса горения, увеличивается КПД на 2,5-4%. В результате подачи подогретого воздуха на горение, последнее происходит без образования нагара и, как следствие, без осаждения нагара на поверхностях камеры сгорания. При осаждении на поверхностях камеры сгорания нагар может забивать трубы выхлопа, форсунки т.п., снижая тем самым надежность работы агрегата. Эксплуатация горелочного устройства 9 внутри обогреваемого теплоизолированного отсека 11 повышает надежность и эффективность работы элементов управления и автоматики горелочного устройства 9.Using a burner 9 in the combustion chamber 6, fuel is burned. The resulting flue gases from the combustion chamber 6 enter the heat exchanger 7, then through the pipe 16 enter the recuperative heat exchanger of the exhaust flue gases 10, pass through its pipes and are discharged through the pipe 17 and the chimney to the outside. Moreover, due to the heat of the tubes of the recuperative heat exchanger of the exhaust flue gases 10, the burner 9 and the air around the burner from -60 ... -30 ° C to +20 ... + 30 ° C are heated in the heat-insulated compartment 11. When heating the air entering the combustion, and the burner device 9, the stability of the combustion process increases, the efficiency increases by 2.5-4%. As a result of the supply of heated air for combustion, the latter occurs without the formation of soot and, as a result, without deposition of soot on the surfaces of the combustion chamber. When deposited on the surfaces of the combustion chamber, soot can clog exhaust pipes, nozzles, etc., thereby reducing the reliability of the unit. The operation of the burner device 9 inside the heated insulated compartment 11 increases the reliability and efficiency of the controls and automation of the burner device 9.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить надежность работы агрегата воздухонагревательного при обеспечении высокой эффективности.Thus, the claimed utility model improves the reliability of the air-heating unit while ensuring high efficiency.

Claims

1. The air-heating unit, comprising a housing, an air intake unit in which a fan is installed, a heating unit, an output unit for removing heated air, characterized in that the heating unit includes a combustion chamber and a heat exchanger interconnected, behind the heating unit there is a free chamber transversely a partition wall is installed to the combustion chamber and the heat exchanger to the free chamber, which divides the interior of the housing into two compartments communicating via the free chamber, the combustion chamber is connected to the burner chnym device and connected to the heat exchanger waste heat of flue gases formed in a tubular regenerative heat exchanger, wherein the burner device and the waste heat of flue gases located inside a thermally insulated compartment.

2. The air-heating unit according to claim 1, characterized in that the fan installed in the air intake unit is made in the form of an open impeller with direct drive from an electric motor.