UA121149U

UA121149U - METHOD OF IMPROVING BOILER EFFICIENCY

Info

Publication number: UA121149U
Application number: UAU201706120U
Authority: UA
Inventors: Олексій Анатолійович Лисак
Original assignee: Білокінь Дмитро Станіславович; Олексій Анатолійович Лисак
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2017-11-27

Abstract

Спосіб підвищення ефективності котла, який складається з внутрішньої та зовнішньої стінки теплообмінної частини котла, між якими утворена порожнина, що заповнена теплоносієм, в якому забезпечують передачу тепла від нагрітих газів до теплоносія, причому гази нагрівають та спрямовують у лабіринт проходження газів, який утворений турболізатором, що розташовують у середині котла, причому лабіринт проходження газів сприяє спрямованню руху газів повз внутрішню стінку теплообмінної частини котла та притискання газів до внутрішньої стінки теплообмінної частини котла, що в свою чергу забезпечує краще використання усієї площини внутрішньої стінки теплообмінника, чим забезпечує підвищення площі зіткнення сконцентрованих газів, при цьому лабіринт турболізатора складається з щонайменше одного екрана суцільної форми та щонайменше одного екрана, що має прорізі, при цьому екрани мають форму обрису внутрішньої стінки теплообмінної частини котла, таким чином нагріті гази утримуються лабіринтом біля внутрішньої стінки теплообмінної частини котла на більш тривалий термін.A method of increasing the efficiency of the boiler, consisting of the inner and outer walls of the heat exchange part of the boiler, between which a cavity is filled, filled with coolant, in which heat is transferred from the heated gases to the coolant, and the gases are heated and sent to the labyrinth of passage of gases, located in the middle of the boiler, and the labyrinth of gas flow helps to direct the movement of gases through the inner wall of the heat exchanger part of the boiler and clamping gases to the inner wall t of the heat exchanger part of the boiler, which in turn provides better use of the entire plane of the inner wall of the heat exchanger, thereby providing an increase in the area of contact of concentrated gases, the maze of the turbulent consists of at least one solid screen and at least one screen having slots, the screens outline of the inner wall of the heat exchanger part of the boiler, so the heated gases are held by a labyrinth near the inner wall of the heat exchanger part of the boiler for a longer period.

Description

Спосіб підвищення ефективності котла належить до галузі теплоенергетики та може бути використаний у опалювальних пристроях для отримання гарячої води, що використовуються в системах опалення та гарячого водопостачання. Спосіб підвищення ефективності котла може застосовуватись в системах опалення побутових, господарських, промислових та інших приміщень. Технічне рішення направлено на отримання котла з підвищеною експлуатаційною надійністю, ефективністю роботи використання теплової енергії.The method of increasing boiler efficiency belongs to the field of thermal power engineering and can be used in heating devices for obtaining hot water used in heating and hot water supply systems. The method of increasing the efficiency of the boiler can be used in heating systems of domestic, commercial, industrial and other premises. The technical solution is aimed at obtaining a boiler with increased operational reliability, efficiency of thermal energy use.

З рівня техніки відомий Опалювальний котел (патент України ША 30017 /, дата публікації відомостей про видачу патенту 11.02.2008). Опалювальний котел містить камеру згоряння, подвійна стінка якого формує ємність, заповнену водою, отвір для відводу диму, отвір завантаження палива ф видалення золи. Також опалювальний котел обладнаний дверцятами, патрубками підводу та відводу води, прорізь для подачі повітря у камеру згоряння, при цьому пристрій подачі повітря виконано з можливістю переміщення джерела повітря за допомогою тросу. Недоліками представленого опалювального котла є складна процедура технічного обслуговування котла, низька ефективність роботи котла та використання теплової енергії.The heating boiler is known from the state of the art (patent of Ukraine SH 30017 /, date of publication of information on the issuance of the patent 11.02.2008). The heating boiler contains a combustion chamber, the double wall of which forms a container filled with water, a hole for smoke removal, a hole for fuel loading and ash removal. Also, the heating boiler is equipped with a door, water inlet and outlet nozzles, an opening for air supply to the combustion chamber, while the air supply device is made with the possibility of moving the air source using a cable. Disadvantages of the presented heating boiler are a complex boiler maintenance procedure, low efficiency of boiler operation and use of thermal energy.

Як найбільш близький аналог до технічного рішення, що заявляється, є Спосіб нагрівання рідини (патент України ОА 111608 /, дата публікації відомостей про видачу патенту 10.11.2016, бюл. Мо 21). Спосіб нагрівання рідини, в якому здійснюють передачу тепла від газоподібних продуктів згоряння до рідини через стінку, з одною стороною якої контактує ця рідина, а з другою стороною якої контактують ці газоподібні продукти згоряння. Вказана стінка, що утворює зону передачі тепла, розділяє газовий канал, в який спрямовують ці газоподібні продукти згоряння, та оперізуючий рідинний канал, в який спрямовують рідину, що нагрівають, причому вказані газоподібні продукти згоряння спрямовують у вищезазначений газовий канал, який має щонайменше два екрани розподілу, що розташовані співвісно газовому каналу у зоні передачі тепла від газоподібних продуктів згоряння до рідини і які мають вигляд поперечних перегородок.The closest analog to the claimed technical solution is the method of heating a liquid (Ukrainian patent OA 111608 /, date of publication of information on the issuance of the patent 11/10/2016, Bull. Mo 21). A method of heating a liquid, in which heat is transferred from gaseous combustion products to the liquid through a wall, with one side of which this liquid is in contact, and with the other side of which these gaseous combustion products are in contact. Said wall, forming a heat transfer zone, separates the gas channel into which these gaseous combustion products are directed and the belt liquid channel into which the heating liquid is directed, and said gaseous combustion products are directed into the aforementioned gas channel, which has at least two screens distribution, which are located coaxially with the gas channel in the zone of heat transfer from gaseous combustion products to the liquid and which have the form of transverse partitions.

Поперечні перегородки виконані таким чином, що мають обрис, подібний обрису поперечного перерізу газового каналу, та утворюють щілиноподібні отвори уздовж внутрішньої поверхні газового каналу для проходу потоку продуктів згоряння. Площа отворів, утворених екранами розподілу, не менше площі вихідного отвору газового каналу, розташованого після останнього у напрямку потоку продуктів згоряння екрана розподілу. Недоліком цього технічного рішенняThe transverse partitions are made in such a way that they have an outline similar to the outline of the cross-section of the gas channel, and form slit-like openings along the inner surface of the gas channel for the passage of the flow of combustion products. The area of the openings formed by the distribution screens is not less than the area of the outlet opening of the gas channel located after the latter in the direction of the flow of combustion products of the distribution screen. The disadvantage of this technical solution

Зо малий проміжок часу впродовж якого газоподібні продукти горіння контактують внутрішньою поверхнею і як наслідок, частинки, що переносять тепло, неповністю відають тепло теплоносію, таким чином ефективність теплопередачі знижується, а частина тепла втрачається.Due to the short period of time during which the gaseous products of combustion are in contact with the inner surface and as a result, the heat-carrying particles do not fully transfer the heat to the coolant, thus the heat transfer efficiency decreases and part of the heat is lost.

Виходячи з вищенаведеного, існує потреба в підвищені ефективності роботи котла шляхом збільшення часу контакту гарячих продуктів горіння з внутрішню поверхнею.Based on the above, there is a need for increased boiler efficiency by increasing the contact time of hot combustion products with the inner surface.

Задачею технічного рішення, що заявляється, є створення способу підвищення ефективності котла, в якому здійснюють передачу тепла від газоподібних продуктів згоряння до рідини через внутрішню стінку, з більш високою ефективністю передачі тепла з підвищеним часом такого контакту.The task of the proposed technical solution is to create a method of increasing the efficiency of the boiler, in which heat is transferred from gaseous combustion products to the liquid through the inner wall, with a higher efficiency of heat transfer with an increased time of such contact.

Поставлена задача вирішується наступним чином. Спосіб підвищення ефективності котла, який складається з внутрішньої та зовнішньої стінки теплообмінної частини котла, між якими утворена порожнина, що заповнена теплоносієм, в якому забезпечують передачу тепла від нагрітих газів до теплоносія, підвищення ефективності забезпечують наступним чином, гази нагрівають та спрямовують у лабіринт проходження газів який утворений турболізатором що розташовують у середині котла, причому лабіринт проходження газів сприяє спрямованню руху газів повз внутрішню стінку теплообмінної частини котла та притискання газів до внутрішньої стінки теплообмінної частини котла, що в свою чергу забезпечує краще використання усієї площини внутрішньої стінки теплообмінника, чим забезпечує підвищення площі зіткнення сконцентрованих газів. Зазначений лабіринт турболізатора складається з щонайменше одного екрана суцільної форми та щонайменше одного екрана, що має прорізі, при цьому екрани мають форму обрису внутрішньої стінки теплообмінної частини котла. Таким чином нагріті гази утримуються лабіринтом біля внутрішньої стінки теплообмінної частини котла на більш тривалий термін, що і забезпечує підвищення ефективності котла і як наслідок зменшує витрати палива.The task is solved as follows. The method of increasing the efficiency of the boiler, which consists of the inner and outer walls of the heat exchange part of the boiler, between which a cavity filled with a heat carrier is formed, in which heat is transferred from the heated gases to the heat carrier, the increase in efficiency is provided as follows, the gases are heated and directed into the gas passage labyrinth which is formed by a turbulizer located in the middle of the boiler, and the gas passage labyrinth contributes to directing the movement of gases past the inner wall of the heat exchange part of the boiler and pressing the gases to the inner wall of the heat exchange part of the boiler, which in turn ensures better use of the entire plane of the inner wall of the heat exchanger, which ensures an increase in area collision of concentrated gases. Said labyrinth of the turbulizer consists of at least one screen of solid form and at least one screen having slots, while the screens have the shape of the outline of the inner wall of the heat exchange part of the boiler. In this way, the heated gases are kept by the labyrinth near the inner wall of the heat exchange part of the boiler for a longer period of time, which ensures an increase in the efficiency of the boiler and, as a result, reduces fuel consumption.

Суть заявленого технічного рішення пояснюється на кресленні, але технічне рішення не обмежується таким виконанням.The essence of the claimed technical solution is explained in the drawing, but the technical solution is not limited to this implementation.

Креслення Котел.Boiler drawing.

На кресленні схематично зображено котел для пояснення реалізації заявленого способу підвищення ефективності котла. Звернемо увагу на те, що на схематичному зображені котла не показано джерело нагріву газів, також не представлена технічна можливість підключення котла 60 до системи опалення та/або гарячого водопостачання.The drawing schematically shows the boiler to explain the implementation of the claimed method of increasing the efficiency of the boiler. Please note that the boiler diagram does not show the gas heating source, nor does it show the technical possibility of connecting the boiler 60 to the heating and/or hot water supply system.

Згідно з представленим технічним рішенням, спосіб підвищення ефективності котла, який складається з внутрішньої (1) та зовнішньої (2) стінки теплообмінної частини котла, між якими утворена порожнина, що заповнена теплоносієм (3), в якому забезпечують передачу тепла від нагрітих газів (4) до теплоносія (3), підвищення ефективності забезпечують наступним чином, гази (4) нагрівають та спрямовують у лабіринт (5) проходження газів, який утворений турболізатором (6), що розташовують у середині котла. Зазначений лабіринт (5) проходження газів, який утворений турболізатором (б) та складається з щонайменше одного екрана суцільної форми (7) та щонайменше одного екрана, що має прорізі (8), при цьому екрани мають форму обрису внутрішньої стінки теплообмінної частини котла. Гази (4), що передали тепло до теплоносія, відводяться за допомогою патрубка відводу відпрацьованих газів (9).According to the presented technical solution, the method of increasing the efficiency of the boiler, which consists of the inner (1) and outer (2) walls of the heat exchange part of the boiler, between which a cavity filled with a coolant (3) is formed, in which heat transfer from heated gases (4) is provided ) to the heat carrier (3), increasing the efficiency is ensured as follows, the gases (4) are heated and directed into the labyrinth (5) of gas passage, which is formed by the turbine (6), located in the middle of the boiler. The specified gas passage labyrinth (5), which is formed by the turbocharger (b) and consists of at least one solid screen (7) and at least one screen with slots (8), while the screens have the shape of the outline of the inner wall of the heat exchange part of the boiler. Gases (4), which have transferred heat to the coolant, are removed using the exhaust gas outlet (9).

Забезпечують реалізацію способу підвищення ефективності котла наступним чином. Котел підключають до системи опалення та/або гарячого водопостачання (на кресленні не вказано) за допомогою з'єднувального патрубка входу теплоносія в котел (на кресленні не вказано) та з'єднувального патрубка виходу теплоносія з котла (на кресленні не вказано). За допомогою з'єднувального патрубка виходу з котла відпрацьованих газів (9) котел під'єднують до системи виводу продуктів згорання (на кресленні не вказано). Порожнину, що утворена внутрішньою стінкою котла (1) та зовнішньою стінкою котла (2), заповнюють теплоносієм (3) та дозавантажують паливо. В середині котла встановлюють турболізатор (б), що складається з екранів суцільної форми (7) та екранів, що мають прорізі (8), при цьому екрани мають форму обрису внутрішньої стінки теплообмінної частини котла. В такому вигляді котел готовий до реалізації способу підвищення ефективності котла.They ensure the implementation of the method of increasing the efficiency of the boiler as follows. The boiler is connected to the heating and/or hot water supply system (not shown on the drawing) by means of the connecting pipe for the coolant entering the boiler (not shown on the drawing) and the connecting pipe for the coolant leaving the boiler (not shown on the drawing). The boiler is connected to the combustion products exhaust system (not shown in the drawing) with the help of the connecting pipe for exhaust gases from the boiler (9). The cavity formed by the inner wall of the boiler (1) and the outer wall of the boiler (2) is filled with coolant (3) and fuel is added. In the middle of the boiler, a turbolizer (b) is installed, consisting of solid screens (7) and screens with slots (8), while the screens have the shape of the outline of the inner wall of the heat exchange part of the boiler. In this form, the boiler is ready for implementation of the method of increasing the efficiency of the boiler.

Відповідно до представленого способу, для підвищення ефективності запалюють паливо, яке в свою чергу нагріває гази. Нагріті гази спрямовують до лабіринту (5) проходження газів, який утворений екранами суцільної форми (7) та екранами, що мають прорізі (8). Гарячі гази, що потрапили до лабіринту (5) проходження газів турболізатора (6), притискаються до внутрішньої стінки котла (1) та нагрівають теплоносій (3). Нагрітий таким чином теплоносій (3) за допомогою з'єднувального патрубка виходу теплоносія з котла (на кресленні не вказаний) направляється до опалювальної системи або до системи гарячого водопостачання житлових, господарських або інших приміщень. Після передачі тепла від нагрітих газів (4) до теплоносія нагріті гази (4)According to the presented method, fuel is ignited to increase efficiency, which in turn heats the gases. Heated gases are directed to the gas passage labyrinth (5), which is formed by solid screens (7) and screens with slots (8). The hot gases that have entered the labyrinth (5) of the gas passage of the turbine (6) are pressed against the inner wall of the boiler (1) and heat the coolant (3). The coolant (3) heated in this way is directed to the heating system or to the hot water supply system of residential, commercial or other premises using the connecting pipe of the coolant outlet from the boiler (not shown in the drawing). After the transfer of heat from the heated gases (4) to the heat carrier, the heated gases (4)

Зо відводяться за допомогою з'єднувального патрубка виходу з котла продуктів згоряння (9).They are removed by means of the connecting pipe of the outlet of the combustion products from the boiler (9).

Оскільки зазначені екрани суцільної форми (7) та екрани, що мають прорізі (8), встановлені у середині котла, перпендикулярно до внутрішньої стінки (1) котла то, таким чином нагріті гази (4) утримуються лабіринтом (5) проходження газів, біля внутрішньої (1) стінки теплообмінної частини котла на більш тривалий термін, що і забезпечує підвищення ефективності котла і як наслідок зменшує витрати палива.Since the specified solid screens (7) and screens with slots (8) are installed in the middle of the boiler, perpendicular to the internal wall (1) of the boiler, the gases (4) heated in this way are held by the gas passage labyrinth (5) near the internal (1) the walls of the heat exchange part of the boiler for a longer period of time, which ensures an increase in the efficiency of the boiler and, as a result, reduces fuel consumption.

З огляду на вище наведене, при реалізації способу підвищення ефективності роботи котла процес нагрівання рідини дозволяє здійснити ефективну передачу тепла від нагрітих газів до теплоносія, що обумовлено використанням екранів турболізатора, що утворює лабіринт проходження газів, який і забезпечує досягнення технічного результату.In view of the above, when implementing a method of increasing the efficiency of the boiler, the process of heating the liquid allows for effective heat transfer from the heated gases to the heat carrier, which is due to the use of screens of the turbulizer, which forms a labyrinth of gas passage, which ensures the achievement of the technical result.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A method of increasing the efficiency of the boiler, which consists of the inner and outer walls of the heat exchange part of the boiler, between which a cavity filled with a heat carrier is formed, in which heat is transferred from the heated gases to the heat carrier, which is characterized by the fact that the gases are heated and directed into the labyrinth the passage of gases, which is formed by a turbulizer located in the middle of the boiler, and the labyrinth of the passage of gases contributes to directing the movement of gases past the inner wall of the heat exchange part of the boiler and pressing the gases to the inner wall of the heat exchange part of the boiler, which in turn ensures better use of the entire plane of the inner wall of the heat exchanger, than provides an increase in the area of collision of concentrated gases, while the labyrinth of the turbulizer consists of at least one solid-shaped screen and at least one screen that has slots, while the screens have the shape of the outline of the inner wall of the heat exchange part of the boiler, thus nag exhaust gases are retained by the labyrinth near the inner wall of the heat exchange part of the boiler for a longer period of time.