RU56579U1

RU56579U1 - RECOVERABLE DISPOSAL WATER HEATER

Info

Publication number: RU56579U1
Application number: RU2006109729/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Игоревич Курбатов
Original assignee: Евгений Игоревич Курбатов
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована в водонагревателях, использующих тепло уходящих дымовых газов котлоагрегатов, с выделением CO₂, для использования в тепличном хозяйстве. Предлагаемая полезная модель направлена на создание эффективной энергосберегающей установки, обеспечивающей использование теплоты уходящих газов для получения горячей воды, идущей на бытовые нужды или нужды котельной при помощи утилизации тепла уходящих газов, повышение КПД котла и получение газа CO₂, идущего для подкормки растений в теплицах. Поставленная техническая задача достигается тем, что в рекуперативном утилизационном водонагревателе, содержащем подводящие и отводящие коллекторы, теплообменник из оребренных труб, собранных в трубные пучки, согласно предлагаемой полезной модели, водонагреватель выполнен герметичным, в виде вертикального прямоугольного корпуса с внутренним коррозионностойким покрытием, в котором смонтирован теплообменник, выполненный сварным, съемным, закрепленный в корпусе болтовыми соединениями через прокладки, и содержащий оребренные трубы, выполненные в виде накатных биметаллических "сталь-алюминий" теплоотдающих элементов, трубные решетки, присоединительные патрубки для подвода и отвода воды, теплообменник содержит трубный пучок и выполнен коридорным, многоходовым по воде и одноходовым по газам. Кроме того, на корпусе водонагревателя установлен газоподводящий патрубок, через который подводятся горячие газы, снабженный шиберным узлом для изменения направления горячих газов, проходящих через теплообменник или обводной канал, выполненный в корпусе водонагревателя, для пропуска входящих горячих газов, минуя теплообменник, крышку с газоотводящим патрубком для отвода охлажденного газа с CO₂, патрубок для отвода конденсата. Кроме того, в корпусе водонагревателя выполнен люк для осмотра и обслуживания, а также выводы для подключения и размещения контрольно-измерительных приборов и автоматики.The utility model relates to heat engineering and can be used in water heaters that use the heat of the flue gases of boiler units, with the emission of CO ₂ , for use in greenhouses. The proposed utility model is aimed at creating an efficient energy-saving installation that uses the heat of the flue gases to produce hot water for domestic use or the needs of the boiler room by utilizing the heat of the flue gases, increasing the boiler efficiency and producing CO ₂ gas used to feed plants in greenhouses. The stated technical problem is achieved in that in a regenerative utilization water heater containing inlet and outlet collectors, a heat exchanger from finned tubes assembled in tube bundles, according to the proposed utility model, the heater is sealed in the form of a vertical rectangular case with an internal corrosion-resistant coating in which is mounted a heat exchanger made of welded, removable, fixed in the housing by bolted joints through gaskets, and containing finned tubes, in made in the form of rolling bimetallic "steel-aluminum" heat transfer elements, tube sheets, connecting pipes for water inlet and outlet, the heat exchanger contains a tube bundle and is made of a corridor, multi-pass through water and one-way through gases. In addition, a gas inlet pipe is installed on the water heater body, through which hot gases are supplied, equipped with a gate assembly for changing the direction of hot gases passing through the heat exchanger or a bypass channel made in the water heater body, for passing the incoming hot gases, bypassing the heat exchanger, a cover with a gas outlet for the removal of chilled gas with CO ₂ , pipe for condensate discharge. In addition, a hatch for inspection and maintenance is made in the body of the water heater, as well as conclusions for connecting and placing instrumentation and automation.

Description

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована в водонагревателях, использующих тепло уходящих дымовых газов котлоагрегатов, с выделением CO₂, для использования в тепличном хозяйстве.The utility model relates to heat engineering and can be used in water heaters that use the heat of the flue gases of boiler units, with the emission of CO ₂ , for use in greenhouses.

Известен контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками входа горячих и выхода охлажденных газов, входа холодной и выхода горячей воды, верхнюю и нижнюю крышки, а также горизонтальные перегородки внутри корпуса. В центре верхней крышки установлен патрубок, соединенный гидравлически с системой холодного водоснабжения, а через отверстия в крышке-корзинах, в которых размещены кольца Рашига, имеющие вертикальные боковые стенки с отверстиями, установлены корзины на горизонтальные перегородки, прикрепленные у внутренней стенке корпуса по высоте его поочередно с той и другой стороны, причем с наружной стороны корпуса прикреплены лазы с крышками, напротив правых перегородок, а между корпусом и нижней крышкой размещен диск с отверстиями, с образованием емкости горячей воды [1].Known contact-surface utilization water heater containing a vertical cylindrical body with nozzles for the inlet of hot and outlet of cooled gases, inlet of cold and outlet of hot water, upper and lower covers, as well as horizontal partitions inside the housing. In the center of the top cover, a pipe is installed hydraulically connected to the cold water supply system, and through the holes in the lid-baskets, in which Rashig rings are placed, having vertical side walls with holes, baskets are installed on horizontal partitions, which are alternately attached to the inner wall of the housing in height on both sides, moreover, on the outside of the case, manholes with covers are attached, opposite the right partitions, and a disk with holes is placed between the case and the bottom cover, with the formation hot water tank [1].

Недостатком известного является сложность конструкции и недостаточное качество нагретой воды, так как все составляющие газов переходят в нагреваемую воду.A disadvantage of the known is the design complexity and insufficient quality of the heated water, since all the components of the gases pass into the heated water.

Известен генератор углекислого газа (CO₂) для теплиц, включающий установленный в защитном корпусе газораспределительный патрубок, сообщенный с одними концами перфорированных насадок, противоположные концы которых сообщены между собой посредством перфорированной трубы, снабженный узлом автоматики, установленным на газораспределительном патрубке, а также инжекторами, посредством которых газораспределительный патрубок сообщен перфорированными насадками, при этом корпус имеет крепежные элементы для фиксации его на водяной трубе системы обогрева и/или системы полива [2].A carbon dioxide (CO ₂ ) generator for greenhouses is known, including a gas distribution pipe installed in a protective housing, in communication with one ends of the perforated nozzles, the opposite ends of which are interconnected by a perforated pipe, equipped with an automation unit mounted on the gas distribution pipe, as well as injectors, by of which the gas distribution pipe is communicated with perforated nozzles, while the housing has fasteners for fixing it to the water pipe system we have heating and / or irrigation systems. [2]

Недостаток известного состоит в ограниченной области применения.A disadvantage of the known is its limited scope.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому, является кожухотрубный теплообменник с подводящими и отводящими коллекторами и оребренными трубами, размещенными перпендикулярно продольной оси кожуха, трубы собраны в пучки для обеспечения унификации при перекрестном противотоке, между которыми установлены поперечные перегородки для зигзагообразного движения среды в межтрубном пространстве, а коллекторы размещены внутри кожуха. Перегородки выполнены составными, а их съемная часть размещена в полости между пучками и кожухом [3].The closest in technical essence to the claimed one is a shell-and-tube heat exchanger with inlet and outlet headers and finned tubes placed perpendicular to the longitudinal axis of the casing, the pipes are bundled to ensure unification in cross counterflow, between which transverse partitions are installed for zigzag medium movement in the annular space, and the collectors are located inside the casing. The partitions are made integral, and their removable part is placed in the cavity between the beams and the casing [3].

Недостатком известного является большая металлоемкость конструкции, высокая трудоемкость обслуживания и ремонта.The disadvantage of this is the large metal structure, the high complexity of maintenance and repair.

Предлагаемая полезная модель направлена на создание эффективной энергосберегающей установки, обеспечивающей использование теплоты уходящих газов для получения горячей воды, идущей на бытовые нужды или нужды котельной при помощи утилизации тепла уходящих газов, повышение КПД котла и получение газа CO₂, идущего для подкормки растений в теплицах.The proposed utility model is aimed at creating an efficient energy-saving installation that uses the heat of the flue gases to produce hot water for domestic needs or the needs of the boiler room by utilizing the heat of the flue gases, increasing the boiler efficiency and producing CO ₂ gas for feeding plants in greenhouses.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в рекуперативном утилизационном водонагревателе, содержащем подводящие и отводящие коллекторы, теплообменник из оребренных труб, собранных в трубные пучки, согласно предлагаемой полезной модели, водонагреватель выполнен герметичным, в виде вертикального прямоугольного корпуса с внутренним коррозионностойким покрытием, в котором смонтирован теплообменник, выполненный сварным, съемным, закрепленный в корпусе болтовыми соединениями через прокладки, и содержащий оребренные трубы, выполненные в виде накатных биметаллических "сталь-алюминий" теплоотдающих элементов, трубные решетки, присоединительные патрубки для подвода и отвода воды, теплообменник содержит трубный пучок и выполнен коридорным, многоходовым по воде и одноходовым по газам. Кроме того, на корпусе водонагревателя установлен газоподводящий патрубок, через который подводятся горячие газы, снабженный шиберным узлом для изменения направления горячих газов, проходящих через теплообменник или обводной канал, выполненный в корпусе водонагревателя, для пропуска входящих горячих газов, минуя теплообменник, крышку с газоотводящим патрубком для отвода охлажденного газа CO₂, патрубок для отвода конденсата. Кроме того, в корпусе водонагревателя выполнен люк для осмотра и обслуживания, а также выводы для подключения и размещения контрольно-измерительных приборов и автоматики.The stated technical problem is achieved in that in a regenerative utilization water heater containing inlet and outlet collectors, a heat exchanger from finned tubes assembled in tube bundles, according to the proposed utility model, the heater is sealed in the form of a vertical rectangular case with an internal corrosion-resistant coating in which is mounted a heat exchanger made of welded, removable, fixed in the housing by bolted joints through gaskets, and containing finned tubes, in made in the form of rolling bimetallic "steel-aluminum" heat transfer elements, tube sheets, connecting pipes for water inlet and outlet, the heat exchanger contains a tube bundle and is made of a corridor, multi-pass through water and one-way through gases. In addition, a gas inlet pipe is installed on the water heater body, through which hot gases are supplied, equipped with a gate assembly for changing the direction of hot gases passing through the heat exchanger or a bypass channel made in the water heater body, for passing the incoming hot gases, bypassing the heat exchanger, a cover with a gas outlet for removal of chilled gas CO ₂ , pipe for condensate discharge. In addition, a hatch for inspection and maintenance is made in the body of the water heater, as well as conclusions for connecting and placing instrumentation and automation.

Технический результат, достигается при выполнении рекуперативного утилизационного водонагревателя с теплоотдающим пучком теплообменника из биметаллических накатных теплоотдающих элементов «сталь-алюминий», позволяющих производить процесс конденсации составляющих дымовых газов для выделения CO₂ в теплоотдающем трубном пучке и выполнении корпуса с коррозионно-стойким покрытием, возможно выполнение корпуса из коррозионно-стойкой стали.The technical result is achieved by performing a recuperative utilization water heater with a heat-releasing beam of a heat exchanger from bimetallic rolling steel-aluminum heat-releasing elements, which allow the condensation of constituent flue gases to produce CO ₂ in a heat-releasing tube bundle and housing with a corrosion-resistant coating, housings made of corrosion resistant steel.

Выполнение теплообменника съемным позволит производить обслуживание, ремонт или замену при выходе его из строя.Making the heat exchanger removable will allow for maintenance, repair or replacement when it fails.

Выполнение теплоотдающих элементов накатными биметаллическими "сталь-алюминий" за счет алюминиевого оребрения защитит трубы от коррозии.The implementation of heat-transfer elements by rolling bimetallic steel-aluminum due to aluminum fins will protect the pipes from corrosion.

Выполнение люка в корпусе позволит обслуживать и проводить инспекцию теплообменника водонагревателя сжатым воздухом или при частичной разборке его со снятием крышки, проводить промывку водой и самого водонагревателя.The execution of the hatch in the housing will allow servicing and inspecting the heat exchanger of the water heater with compressed air or, if it is partially disassembled with the cover removed, and flushing with water and the water heater itself.

Выполнение обводного канала в корпусе водонагревателя позволит направлять газы непосредственно в дымовую трубу.The implementation of the bypass channel in the body of the heater will allow you to send gases directly into the chimney.

Предлагаемая полезная модель пояснена чертежом, где на Фиг.1 - представлен рекуперативный утилизационный водонагреватель - общий вид, разрезы А-А, Б-Б, где показаны болтовые соединения с прокладками.The proposed utility model is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a recuperative utilization water heater - a general view, sections A-A, B-B, where bolted connections with gaskets are shown.

Рекуперативный утилизационный водонагреватель Фиг.1 содержит подводящий 1 и отводящий 2 патрубки коллектора 9, герметичный вертикальный прямоугольный корпус 3, в котором смонтирован рекуперативный теплообменник 4, который крепится болтовыми соединениями 5 через прокладки 6, содержащий теплоотдающие элементы 7, трубные решетки 8, коллектор 10, трубный пучок 11, выполненный коридорным, многоходовым по воде и одноходовым по газам, газоподводящий патрубок 12, снабженный шиберным узлом 13, крышку 14 с газоотводящим патрубком 15, служащим для отвода газов, патрубок 16 для отвода конденсата, обводной канал 17, люк 18, выводы для размещения контрольно-измерительной аппаратуры и автоматики (условно не показаны).The recuperative utilization water heater of Fig. 1 contains a supply 1 and a 2 outlet pipe of the collector 9, a sealed vertical rectangular housing 3, in which a recuperative heat exchanger 4 is mounted, which is fastened by bolt connections 5 through gaskets 6 containing heat transfer elements 7, tube sheets 8, manifold 10, a tube bundle 11 made of a corridor, multi-pass through water and single-pass through gases, a gas supply pipe 12, provided with a gate assembly 13, a cover 14 with a gas discharge pipe 15, which serves to discharge ha s, the port 16 for discharging the condensate, the bypass passage 17, the hatch 18, the conclusions for placement of instrumentation and automation (are not shown).

Рекуперативный утилизационный водонагреватель работает следующим образом: 2 вариантаRecuperative recycling water heater works as follows: 2 options

Рекуперативный утилизационный водонагреватель запускается в работу - 1 вариант, при этом в теплообменник 4 подается через подводящий 1 патрубок коллектора сетевая вода, в газоподводящий патрубок 12 подается горячий газ температурой не более 300°С, при этом шиберный узел 13 находится в положении The regenerative utilization water heater is put into operation - option 1, while network water is supplied to the heat exchanger 4 through the supply pipe 1 of the collector, hot gas with a temperature of not more than 300 ° C is supplied to the gas supply pipe 12, while the gate assembly 13 is in position

"открыто" для подачи газа через теплообменник, обводной канал 17 закрыт. Горячие газы направляются через теплообменник 4, охлаждаются, нагревая сетевую воду. В процессе охлаждения газов происходит конденсация их составляющих, при этом конденсат собирается внутри корпуса 3, на нижней стенке водонагревателя и через патрубок 16 для отвода конденсата - удаляется. Нагретая вода выходит через отводящий 2 патрубок коллектора 9 и направляется к потребителю. Охлажденные и очищенные от составляющих газы температурой ≈70°С, состоящие в основном из CO₂, направляются через крышку 14 в газоотводящий патрубок 15 в дымовую трубу (на Фиг.1 не показано) или на технологические нужды для подкормки растений в помещении теплиц."open" for gas supply through the heat exchanger, the bypass channel 17 is closed. Hot gases are directed through the heat exchanger 4, cooled, heating the network water. In the process of cooling gases, their components are condensed, while the condensate is collected inside the housing 3, is removed on the bottom wall of the water heater and through the pipe 16 for condensate drainage. Heated water leaves through the outlet pipe 2 of the collector 9 and is sent to the consumer. Cooled and purified from constituent gases with a temperature of ≈70 ° C, consisting mainly of CO ₂ , are sent through a cover 14 to a gas outlet pipe 15 into a chimney (not shown in Fig. 1) or to technological needs for feeding plants in a greenhouse.

Рекуперативный утилизационный водонагреватель запускается в работу - 2 вариант, при этом в теплообменник 4 сетевая вода не подается. В газоподводящий патрубок 12 подается горячий газ температурой не более 300°С, при этом шиберный узел 13 находится в положении "закрыто" для подачи газа через теплообменник, а обводной канал 17 открыт, горячие газы направляются по обводному каналу 17 через крышку 14 в газоотводящий патрубок 15 и отводятся в дымовую трубу (на Фиг.1 не показано).The recuperative recycling water heater is put into operation - option 2, while network water is not supplied to the heat exchanger 4. Hot gas is supplied to the gas supply pipe 12 with a temperature of not more than 300 ° C, while the gate assembly 13 is in the "closed" position for gas supply through the heat exchanger, and the bypass channel 17 is open, hot gases are directed through the bypass channel 17 through the cover 14 to the gas discharge pipe 15 and are discharged into the chimney (not shown in Fig. 1).

Применение рекуперативного утилизационного водонагревателя позволит повысить КПД котлоагрегата, благодаря более полному использованию энергии топлива, утилизируя тепло уходящих газов, конденсировать газовые составляющие с выделением CO₂, для подкормки растений, производить очистку уходящих газов, выбрасываемых в атмосферу, производить нагрев сетевой воды на собственные нужды для горячего водоснабжения или предварительный нагрев питательной воды на нужды котельной. Разборная конструкция водонагревателя позволит производить обслуживание и ремонт, как теплообменника, так и корпуса.The use of a recuperative recycling water heater will increase the efficiency of the boiler, thanks to a more complete use of fuel energy, utilizing the heat of the flue gases, condense the gas components with the release of CO ₂ to feed the plants, purify the flue gases emitted into the atmosphere, and heat the mains water for own needs for hot water supply or pre-heating of feed water for the needs of the boiler room. The collapsible design of the water heater will allow for maintenance and repair of both the heat exchanger and the housing.

Список использованной информацииList of information used

1. RU 2205333 F 24 H 1/10. Контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель1. RU 2205333 F 24 H 1/10. Contact-surface recycling water heater

2. RU 9358 A 01 G 9/18. Генератор углекислого газа для теплиц2. RU 9358 A 01 G 9/18. Greenhouse carbon dioxide generator

3. А.С. 397736 F 28 D 7/08. Кожухотрубный теплообменник3. A.S. 397736 F 28 D 7/08. Shell and tube heat exchanger

Claims

1. A recuperative utilization water heater containing inlet and outlet collectors, a heat exchanger made of finned tubes assembled in tube bundles, characterized in that the water heater is sealed in the form of a vertical rectangular casing, in which a recuperative heat exchanger is mounted, removable, fixed in the casing by bolted connections through gaskets and containing finned tubes made in the form of rolling bimetallic "steel-aluminum" heat transfer elements, the tube bundle is made corridor, multi-pass through water and single-pass through gases, a gas supply pipe is installed on the water heater body, equipped with a gate assembly for changing the direction of hot gases passing through a heat exchanger or a bypass channel, made in the water heater body to pass incoming hot gases, bypassing the heat exchanger, a cover with a gas outlet for the removal of cooled gas CO ₂ , a pipe for condensate drainage, a hatch for inspection and maintenance is made in the body of the water heater.

2. The recuperative recycling water heater according to claim 1, characterized in that the housing is made with an internal corrosion-resistant coating.

3. The recuperative recycling water heater according to claim 1, characterized in that the casing can be made of stainless steel.

4. Recuperative utilization water heater according to claim 1, characterized in that the conclusions are made in the housing for connecting and placing instrumentation and automation.