RU2097661C1

RU2097661C1 - Heating system

Info

Publication number: RU2097661C1
Application number: RU94029730A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Савелов
Original assignee: Виктор Иванович Савелов
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: heating rooms equipped with small-sized metal stoves. SUBSTANCE: heating system includes heat source with combustion chamber and chimney made in form of metal stove and air heat exchanger whose inlet port is connected with outside air intake branch pipe taking air from surrounding medium outside the room to be heated, for example, from basement. Heat exchanger may be made in form of casing mounted coaxially on chimney or embracing the combustion chamber, as well as in form of air ducts located inside chimney. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности теплоснабжения, и может быть использовано для обогрева небольших загородных помещений, в отопительных системах, содержащих малогабаритные, преимущественно металлические печи различной конструкции. The invention relates to the field of power engineering, in particular heat supply, and can be used for heating small suburban premises, in heating systems containing small-sized, mainly metal furnaces of various designs.

Из уровня техники известны отопительные устройства печи, содержащие источник тепла с камерой сгорания, соединенной с дымоходом, стенки которого имеют каналы для нагрева забираемого из отапливаемого помещения воздуха [1,2]
Однако эффективность теплопередачи в этих воздушных каналах недостаточно велика из-за невысокой скорости циркуляции окружающего воздуха в условиях естественной конвекции (тяги) при небольших перепадах температуры входящего и выходящего потоков воздуха, а конструктивно известные устройства печи громоздки и сложны.The prior art heating devices of the furnace, containing a heat source with a combustion chamber connected to a chimney, the walls of which have channels for heating the air taken from the heated room [1,2]
However, the heat transfer efficiency in these air channels is not large enough due to the low speed of the circulation of ambient air under conditions of natural convection (draft) at small temperature differences between the incoming and outgoing air flows, and the structurally known furnace devices are bulky and complex.

Наиболее близкой к изобретению по совокупности признаков является система отопления, содержащая источник тепла с камерой сгорания и газоходом, соединенным с дымовой трубкой, который снабжен теплообменником в виде трубчатого кожуха, установленного на газоходе, с входным и выходным окнами в воздушные каналы [3] Для повышения эффективности работы системы отопления проходящий по воздушным каналам воздух, который забирается из отапливаемого помещения, направляется на поддержание горения в камеру сгорания, что улучшает процесс сжигания топлива, но существенно не влияет на эффективность использования конвективной составляющей теплового потока для обогрева помещения. Closest to the invention in terms of features, there is a heating system containing a heat source with a combustion chamber and a flue connected to a chimney, which is equipped with a heat exchanger in the form of a tubular casing mounted on the flue, with inlet and outlet windows into the air ducts [3] the efficiency of the heating system, the air passing through the air channels, which is taken from the heated room, is sent to maintain combustion in the combustion chamber, which improves the combustion process willow, but did not significantly affect the efficiency of the convective component of the heat flow for heating.

Цель изобретения повышение эффективности обогрева помещений за счет более полного использования конвективной составляющей выделяющегося от сгорания топлива теплового потока в условиях естественной конвекции нагреваемого воздуха с помощью малогабаритных печей, преимущественно металлических, различной конструкции. The purpose of the invention is to increase the efficiency of space heating due to the fuller use of the convective component of the heat flow generated from fuel combustion in the conditions of natural convection of heated air using small-sized furnaces, mainly metal, of various designs.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в системе отопления, содержащей источник тепла с камерой сгорания и газоходом, соединенным с дымовой трубой, который снабжен воздушным теплообменником с входным и выходным окнами, согласно изобретению, расположенное в нижней части теплообменника входное окно в воздушные каналы соединено с патрубком забора наружного воздуха из окружающей среды вне отапливаемого помещения, преимущественно из подпола, а выходное окно, размещенное в верхней части теплообменника, снабжено регулировочной заслонкой и сообщено с объемом отапливаемого помещения. The solution to this problem is provided by the fact that in a heating system containing a heat source with a combustion chamber and a gas duct connected to a chimney, which is equipped with an air heat exchanger with inlet and outlet windows, according to the invention, the inlet window into the air ducts located at the bottom of the heat exchanger is connected to the intake pipe for external air from the environment outside the heated room, mainly from the underfloor, and the outlet window located in the upper part of the heat exchanger is equipped with an adjustment damper and communicated with the volume of the heated room.

Предпочтительно выполнение теплообменника в виде кожуха, установленного коаксиально на газоходе, при этом диаметр кожуха больше диаметра газохода в 1,2-1,8 раза. Кроме того, теплообменник может иметь воздушные каналы, смонтированные внутри газохода. Preferably, the heat exchanger is in the form of a casing mounted coaxially on the gas duct, while the diameter of the casing is 1.2 to 1.8 times greater than the diameter of the duct. In addition, the heat exchanger may have air ducts mounted inside the duct.

Возможно также выполнение теплообменника в виде кожуха, охватывающего камеру сгорания. It is also possible execution of the heat exchanger in the form of a casing covering the combustion chamber.

В заявленной системе отопления холодный воздух в воздушные каналы теплообменника в отличие от известных решений поступает из окружающей среды вне отапливаемого помещения с более низкой температурой, что повышает напор естественной тяги и соответственно скорость движения в воздушных каналах (из-за большой разности плотностей входящего холодного и выходящего - нагретого потоков воздуха) и увеличивает интенсивность и выходящего нагретого потоков воздуха) и увеличивает интенсивность использования конвективной составляющей теплового потока печи. В результате этого повышается эффективность теплоотдачи от горячей поверхности газохода и кожуха к нагреваемому воздуху, поступающему в отапливаемое помещение. Кроме того, выходя из воздушных каналов, нагретый "уличный" воздух создает небольшое избыточное давление в обогреваемом помещении, что повышает тягу в самой печи и снижает приток холодного воздуха на горение, который подсасывается через щели в окнах, дверях и т.д. с улицы и выстуживает помещение, а следовательно, дополнительно повышает эффективность обогрева помещения. In the claimed heating system, cold air in the air channels of the heat exchanger, unlike the known solutions, comes from the environment outside the heated room with a lower temperature, which increases the pressure of natural draft and, accordingly, the speed of movement in the air channels (due to the large difference in the densities of the incoming cold and outgoing - heated air flows) and increases the intensity of the outgoing heated air flows) and increases the intensity of the use of the convective component of the heat furnace current. As a result of this, the heat transfer efficiency from the hot surface of the gas duct and the casing to the heated air entering the heated room is increased. In addition, leaving the air channels, the heated "street" air creates a slight excess pressure in the heated room, which increases the draft in the furnace itself and reduces the flow of cold air to the combustion, which is sucked in through openings in windows, doors, etc. from the street and cools the room, and therefore, additionally increases the efficiency of heating the room.

На фиг.1 представлена система отопления с теплообменником в виде кожуха, коаксиально смонтированного на газоходе; на фиг.2 тоже с теплообменником, воздушные каналы которого расположены внутри газохода; на фиг.3 тоже с теплообменником в виде кожуха, охватывающего камеру сгорания. Figure 1 presents the heating system with a heat exchanger in the form of a casing, coaxially mounted on the duct; figure 2 also with a heat exchanger, the air channels of which are located inside the duct; figure 3 also with a heat exchanger in the form of a casing covering the combustion chamber.

Система отопления, представленная на фиг.1, содержит источник тепла, выполненный в виде малогабаритной металлической печи, с камерой сгорания 1 и трубчатым газоходом 2, соединенным с дымовой трубой (на чертеже не показано) и теплообменник в виде коаксиально смонтированного с наружной стороны газохода 2 трубчатого кожуха 3 с входным 4 и выходным 5 окнами, который образует воздушный канал 6. Расположенное в нижней части кожуха 3 входное окно 4 соединено с патрубком 7 забора наружного воздуха из окружающей среды вне отапливаемого помещения, который, например, выведен в подпол 8, а выходное окно 5 снабжено регулировочной шиберной заслонкой 9 и сообщается с отапливаемым помещением. The heating system shown in figure 1, contains a heat source made in the form of a small-sized metal furnace with a combustion chamber 1 and a tubular duct 2 connected to a chimney (not shown in the drawing) and a heat exchanger in the form of a coaxially mounted outside of the duct 2 a tubular casing 3 with an inlet 4 and an outlet 5 windows, which forms an air channel 6. The inlet window 4 located in the lower part of the casing 3 is connected to a pipe 7 for extracting external air from the environment outside the heated room, which th, for example, is brought out to subfloor 8, and the output window 5 is equipped with an adjustment slide gate 9 and communicates with the heated room.

Представленная на фиг.2 система отопления содержит теплообменник с воздушным каналом 6, который размещен внутри газохода 2, что предпочтительно для обычной кирпичной печи, а на фиг. 3 изображен вариант системы отопления с теплообменником, выполненным в виде кожуха 3, охватывающего с наружной стороны камеру сгорания 1 малогабаритной печи, или другого по назначению источника тепла, с образованием воздушных каналов 6. The heating system shown in FIG. 2 comprises a heat exchanger with an air channel 6, which is located inside the duct 2, which is preferable for a conventional brick furnace, and in FIG. 3 shows a variant of a heating system with a heat exchanger, made in the form of a casing 3, covering from the outside the combustion chamber 1 of a small-sized furnace, or another heat source for the purpose, with the formation of air channels 6.

При этом во всех случаях входное окно 4 соединено с патрубком 7, забирающим воздух с улицы, т.е. из окружающей среды вне отапливаемого помещения. Moreover, in all cases, the inlet window 4 is connected to the pipe 7, which takes air from the street, i.e. from the environment outside the heated room.

Система отопления работает следующий образом. The heating system operates as follows.

В камере сгорания топке печи 1 сжигается топливо, на горение которого воздух поступает из отапливаемого помещения, а дымовые газы по газоходу 2 отводятся в дымовую трубу и выбрасываются в атмосферу, нагревая при этом за счет конвекции стенки газохода 2. Снизу через входное окно 4 в воздушные каналы 6 с подъемным движением за счет естественной тяги по патрубку 7 поступает холодный "уличный" воздух, забираемый из подпола 8 или из другого места окружающей среды вне отапливаемого помещения, который интенсивно нагревается за счет конвективного теплообмена с наружной поверхности газохода 2 и нагретым направляется в отапливаемое помещение через выходное окно. При этом также нагревается и кожух 3, который дополнительно передает тепло за счет конвекции омываемому его снаружи воздуху отапливаемого помещения, повышая тем самым эффективность работы системы отопления. Для обеспечения эффективной тяги в воздушных каналах 6 и интенсификации теплообмена коаксиальный кожух 3 следует изготовлять с диаметром d_к в 1,2-1,8 раза большим, чем диаметр газохода d_г. С помощью шиберной заслонки 9 можно регулировать величину тяги в воздушных каналах 6, расход нагреваемого воздуха и, следовательно, интенсивность работы системы отопления и степень обогрева помещения.In the combustion chamber of the furnace of the furnace 1, fuel is burned, for the combustion of which air enters from the heated room, and the flue gases in the flue 2 are discharged into the chimney and released into the atmosphere, while heating by convection of the flue wall 2. From below through the inlet window 4 into the air channels 6 with a lifting movement due to natural draft through the nozzle 7 receives cold "street" air taken from the underground 8 or from another place in the environment outside the heated room, which is intensively heated by convective heat lobmen from the outer surface of the flue 2 and heated is sent to the heated room through the exit window. At the same time, the casing 3 is also heated, which additionally transfers heat due to convection to the air of the heated room being washed from the outside, thereby increasing the efficiency of the heating system. To ensure effective traction in the air channels 6 and to intensify heat transfer, the coaxial casing 3 should be manufactured with a diameter of d _to 1.2-1.8 times larger than the diameter of the duct d _g . Using the gate valve 9, you can adjust the amount of thrust in the air channels 6, the flow rate of the heated air and, therefore, the intensity of the heating system and the degree of heating of the room.

Claims

1. A heating system comprising a heat source with a combustion chamber and a flue connected to a chimney equipped with a heat exchanger in the form of a tubular casing mounted coaxially on the flue with the formation of air channels with inlet and outlet windows, with an outside air intake pipe connected to the inlet window located in the lower part of the heat exchanger, characterized in that the outlet pipe for external air is connected to an unheated room, mainly to the underfloor, the outlet window is provided with a shutter, located It is located in the upper part of the heat exchanger and communicated with a heated room.

2. The system according to claim 1, characterized in that the diameter of the casing is 1.2 to 1.8 times greater than the diameter of the duct.