Отопительное устройство

Изобретение относится к области теплообменного оборудования и может быть использовано для получения горячей воды и нужд теплоснабжения. Технический результат: повышение надежности, КПД устройства, улучшения удобства эксплуатации. Отопительное устройство включает топочную камеру с системой газификации твердого топлива, нагревательные трубчатые элементы, входные и выходные патрубки, подводящий и отводящий коллекторы для подвода холодного и отвода нагретого теплоносителя. Нагревательные трубчатые элементы установлены наклонно на боковых поверхностях устройства и соединены с подводящим и отводящим коллекторами, которые выполнены в виде системы труб, соединенных между собой на местах стыка под углом не менее 135° для обеспечения минимального гидродинамического сопротивления жидкому теплоносителю. 4 ил.

 

Изобретение относится к области теплообменного оборудования и может быть использовано для получения горячей воды и нужд теплоснабжения, в частности для обогрева бытовых и промышленных помещений, цехов, дачных домов, коттеджей, теплиц, гаражей.

Известен водогрейный котел для получения горячей воды и нужд теплоснабжения, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, образующий замкнутый контур нагрева, установленный в центре корпуса нагревательный элемент, патрубки, закрепленные на стенке корпуса. Водогрейный котел выполнен двухконтурным, верхняя часть котла снабжена перфорацией, над которой закреплен кожух второго нагревательного контура, во внутренней части которого установлен накопитель второго нагревательного контура, соединенный спиральным патрубком с первым нагревательным контуром так, что спиральный патрубок установлен коаксиально нагревательному элементу, а накопитель второго нагревательного контура вместе со спиральным патрубком помещен в теплоноситель первого нагревательного контура (см. патент RU № 2166153, F 24 Н 1/00, бюл. № 12, 27.04.2001).

Недостатком известного водонагревательного котла является сложность изготовления, монтажа, эксплуатации водогрейного котла и низкий КПД.

Известна печь - калорифер для твердого топлива, включающая стенку с дверью для загрузки твердого топлива, стенку с патрубком для регулируемого дымоотвода, две стенки с нагревательными трубами, перегородку в топке, разделяющие топку на две неравные полости, два воздуховода. Печь имеет форму восьмигранной призмы. Нагревательные трубы размещены в ряд на двух трехгранных зеркально расположенных стенках, соответствующих граням боковой поверхности призмы, а в двух стенках, соответствующих оставшимся граням, выполнены пазы для размещения нагревательных труб (см. патент RU № 2035009, МПК⁶ F 2/4 В 7/02, Бюл. № 13, 1995 г.).

Недостатком известной печи-калорифера является то, что если в системе присутствует питательный насос, то в местах стыка коллекторов с трубчатыми элементами может возникать большое гидродинамическое сопротивление течению воды, а в случае, если печь-калорифер не будет работать, то вода может превратиться в лед и система отопления разморозится.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для отопления твердым топливом с цилиндрической топкой, в которой предусмотрены несколько типов вариантов системы газификации твердого топлива, нагревательные элементы при этом расположены друг за другом дуговыми трубами, открытыми в верхних и нижних торцах, на передней стенке выполнены дверь для загрузки топлива, а в верхней области задней стенки - патрубок для выхода дыма, топка разделена перегородкой, а в близи края перегородки установлены воздуховоды для дополнительной подачи воздуха (см. патент ЕР № 0231424 В1, МПК⁴ F 24 В 5/02, 7/04, 12.08.1987).

Однако известное устройство отапливает только воздух и только то помещение, где находится устройство и не может отапливать смежные комнаты, комнаты, расположенные на других этажах дома, а для отопления дома известным устройством требуются установить по одному устройству в каждой комнате, в связи с чем возникает трудоемкость эксплуатации, большая занимаемая площадь.

Таким образом, технической задачей предлагаемого изобретения является создание автономной системы отопления, КПД которой значительно выше традиционных систем отопления.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности, КПД устройства, улучшение удобства эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что отопительное устройство, включающее топочную камеру с системой газификации твердого топлива, нагревательные трубчатые элементы, входные и выходные патрубки, согласно изобретению оно снабжено подводящим и отводящим коллекторами для подвода холодного и отвода нагретого теплоносителя, нагревательные трубчатые элементы установлены наклонно на боковых поверхностях устройства и соединены с подводящим и отводящим коллекторами, которые выполнены в виде системы труб, соединенных между собой на местах стыка под углом не менее 135° для обеспечения минимального гидродинамического сопротивления жидкому теплоносителю.

Отличительными конструктивными признаками предлагаемого отопительного устройства являются:

- устройство снабжено подводящим и отводящим коллекторами для подвода холодного и отвода нагретого теплоносителя,

- нагревательные трубчатые элементы установлены наклонно на боковых поверхностях устройства и соединены с подводящим и отводящим коллекторами, которые выполнены в виде системы труб, соединенных между собой на местах стыка под углом не менее 135° для обеспечения минимального гидродинамического сопротивления жидкому теплоносителю, что позволит увеличить теплообмен с теплоносителем и отапливать одно-, двухэтажные здания.

Проведенный авторами анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не выявлены источники с признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного отопительного устройства. Определение прототипа из перечня выявленных аналогов, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату - повышению надежности, КПД устройства, улучшению удобства эксплуатации - отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, предлагаемое изобретение “Отопительное устройство” соответствует условиям патентоспособности “новизна” и “изобретательский уровень”.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено отопительное устройство, на фиг.2 - вид на фиг.3 - вид сверху сбоку отопительного устройства по фиг.1, на фиг.4 изображена система автономного отопления устройства.

Отопительное устройство для твердого топлива (см. фиг.1, 2) содержит входной 1, выходной 2 патрубки. Оно снабжено подводящим 3 и отводящим 4 коллекторами для подвода холодного и отвода нагретого теплоносителя. Нагревательные трубчатые элементы 5 установлены наклонно на боковых поверхностях устройства и соединены с подводящим 3 и отводящим 4 коллекторами, которые выполнены в виде системы труб, соединенных между собой на местах стыка под углом не менее 135° для обеспечения минимального гидродинамического сопротивления жидкому теплоносителю. Входной патрубок 1 соединен с системой труб подводящего коллектора 3, а выходной патрубок 2 соединен с системой труб отводящего коллектора 4.

Передняя поверхность отопительного устройства снабжена шарнирно установленной дверью 6 для закладки твердого топлива в топочную камеру сгорания 7. В нижней части двери 6 расположена входная заслонка 8 для регулирования подачи воздуха в топочную камеру сгорания 7 и для регулирования мощности отопительного устройства.

Отопительное устройство (см. фиг.1) включает выходную заслонку 9, установленную в дымоходной трубе 10, для регулирования процесса газификации твердого топлива.

Система газификации топочной камеры сгорания 7 отопительного устройства (см. фиг.1), предназначенная для выработки газов твердого топлива, снабжена трубками 11, 12 газификации твердого топлива, установленными внутри топочной камеры сгорания 7, входными отверстиями 13, 14, заглушками 15, 16, расположенными в верхней части передней поверхности устройства, и листовой пластиной 17, установленной внутри камеры 7 для разделения основной камеры от другой, различными по объему. Верхняя, нижняя и задняя стенки отопительного устройства выполнены из листового металла.

В предлагаемом отопительном устройстве описан один тип отопительной системы газификации твердого топлива, возможно также использование других систем газификации твердого топлива, применяемых в патенте (ЕР № 0231424 В1, МПК⁴ F 24 В 7/04, 1987 г.).

Система автономного отопления с предлагаемым отопительным устройством (см. фиг.3) снабжена питательным насосом 18, который размещен на участке отводящего коллектора 4. В этом исполнении отопительное устройство может создавать большое гидродинамическое сопротивление. Питательный насос 18 необходим для отопления многоэтажных домов для подачи нагретого жидкого теплоносителя из отопительного устройства в расширительный бак 19.

Отопительное устройство для твердого топлива (см. фиг.3) может быть снабжено ТЭНом 20, установленным на поддоне (не показан) устройства для удобства обслуживания, чтобы не заморозить систему отопления, которая при понижении температуры ниже заданного значения включается термостатом 21.

Отопительное устройство для твердого топлива может быть снабжено жидким теплоносителем, например вода, масло, тосол и так далее, с помощью которого через нагревательные трубчатые элементы 5, радиаторы 22 (см. фиг.3) возможно отапливание смежных помещений, комнат. В случае использования жидкого теплоносителя, например воды, при ее нагреве, горячая вода может быть использована не только для обогрева помещений, но и для горячего водоснабжения производственных и бытовых нужд.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В предлагаемом изобретении представлен один наиболее распространенный вариант исполнения системы газификации твердого топлива, который подробно описан и представлен в прототипе (см. патент ЕР № 0231424 B1, МПК⁴ F 24 В 7/04, 12.08.1987).

Холодный воздух посылается через входные отверстия 13, 14, проходит через горизонтальные трубки 11, 12, концы которых имеют определенный диаметр и образуют сопло (см. фиг.1). Твердое топливо типа дерева, древесные отходы, торф, картонажные изделия загружают через дверку 6 отопительного устройства. В отопительное устройство через входной патрубок 1 подается жидкий теплоноситель, например вода, масло или тосол. Входной патрубок 1 соединен с системой труб подводящего коллектора 3, а выходной патрубок 2 соединен с системой труб отводящего коллектора 4 таким образом, чтобы углы между осями патрубков 1, 2 и коллекторов 3, 4 были равными для минимизации гидродинамического сопротивления. Далее жидкий теплоноситель от подводящего коллектора 3 подается на отводящий коллектор 4 через нагревательные трубчатые элементы 5, которые установлены наклонно на боковых поверхностях устройства и соединены с подводящим 3 и отводящим 4 коллекторами, которые выполнены в виде системы труб, соединенных между собой на местах стыка под углом не менее 135° для обеспечения минимального гидродинамического сопротивления жидкому теплоносителю. Далее нагретый жидкий теплоноситель через выходной патрубок 2 либо самотеком, либо посредством питательного насоса 18 (см. фиг.3) подается в расширительный бак 19, далее по традиционной схеме отопления через радиаторы 22 обогревает смежные помещения, комнаты жилых домов, зданий и так далее.

Чтобы отопительное устройство не вышло из строя при понижении температуры ниже заданного значения ТЭН 20 включается термостатом 21.

Предлагаемое изобретение “Отопительное устройство” по сравнению с прототипом (см. патент ЕР № 0231424 В1, МПК⁴ F 24 В 5/02, F 24 В 7/04, 12.08.1987 г.) имеет следующие преимущества:

- повышение надежности,

- повышение КПД устройства,

- улучшение удобства эксплуатации,

- возможность достичь значительной экономии бюджетных средств органов самоуправления.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “промышленная применимость”.

Отопительное устройство, включающее топочную камеру с системой газификации твердого топлива, нагревательные трубчатые элементы, входные и выходные патрубки, отличающееся тем, что оно снабжено подводящим и отводящим коллекторами для подвода холодного и отвода нагретого теплоносителя, нагревательные трубчатые элементы установлены наклонно на боковых поверхностях устройства и соединены с подводящим и отводящим коллекторами, которые выполнены в виде системы труб, соединенных между собой на местах стыка под углом не менее 135° для обеспечения минимального гидродинамического сопротивления жидкому теплоносителю.