Автономная система квартирного теплоснабжения

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для автономного теплоснабжения отдельных квартир и индивидуальных жилых домов. Технический результат: увеличение экономической и экологической эффективности автономной системы теплоснабжения путем очистки дымовых газов, утилизации их тепла, реализуемого вне здания. Автономная система квартирного теплоснабжения, включает водогрейный котел, соединенный с отопительными приборами, системой горячего водоснабжения, газоходом дымовых газов с блоком утилизации тепла дымовых газов, причем устье газохода дымовых газов соединено с блоком очистки и утилизации тепла дымовых газов, установленным с наружной стороны оконного ограждения отапливаемого помещения, который состоит из секций охлаждения и конденсации, представляющих собой вертикальные каналы, отделенные друг от друга воздушными зазорами и соединенные между собой, вверху и внизу, верхними и нижними коллекторами, а через нижний коллектор последней, по ходу дымовых газов, секции охлаждения и конденсации - с колонкой очистки дымовых газов, внутри которой помещены съемные вертикальные перфорированные пластины, покрытые слоем гашеной извести Са(ОН)₂, закрытые боковой крышкой, причем колонка очистки дымовых газов сообщается сверху с наружной атмосферой через дефлектор и снабжена коническим днищем, соединенным через гидрозатвор с канализацией. 1 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для автономного теплоснабжения индивидуальных жилых зданий и квартир.

Известна система теплоснабжения жилого дома, содержащая газовый генератор тепла с горелками, установленный в верхней части, соединенного с ним главного стояка с подключенными к нему подающим и обратным трубопроводами системы отопления и горячего водоснабжения [1].

Недостатками известной системы теплоснабжения является невозможность очистки уходящих дымовых газов от вредных примесей и утилизации их тепла, что ухудшает ее экономические и экологические показатели.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является котельная, состоящая из водогрейного котла, соединенного трубопроводами с системой теплоснабжения и газоходом дымовых газов, сообщающихся с атмосферой через систему (блок) утилизации тепла, представляющую собой калорифер для нагрева воздуха за счет тепла уходящих газов, подаваемого затем в топку котла дутьевым вентилятором через воздуховод горячего воздуха [2].

Основными недостатками известной котельной является громоздкость конструкции и невозможность очистки дымовых газов от вредных примесей, что не позволяет использовать ее в автономных системах теплоснабжения отдельных квартир и индивидуальных жилых домов.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение экономической и экологической эффективности автономной системы теплоснабжения путем очистки дымовых газов от вредных примесей и улавливаемых вредных веществ, утилизации их тепла, реализуемых вне отапливаемого помещения.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая автономная система квартирного теплоснабжения содержит водогрейный котел, соединенный с отопительными приборами и горячим водоснабжением и газоходом дымовых газов, устье которого снабжено блоком утилизации тепла дымовых газов, установленного с наружной стороны ограждения и состоящего из секций охлаждения и конденсации, представляющих собой вертикальные каналы, отделенные друг от друга воздушными зазорами и соединенные между собой верхними и нижними коллекторами, а через нижний коллектор последней по ходу дымовых газов секции с колонкой очистки дымовых газов, внутри которой помещены съемные вертикальные перфорированные пластины, покрытые слоем гашеной извести (Са(ОН₂)), закрытые боковой крышкой, причем колонка очистки дымовых газов сообщается сверху с наружной атмосферой через дефлектор и снабжена коническим днищем, соединенным через гидрозатвор с канализацией.

Предлагаемая автономная система квартирного теплоснабжения изображена на чертеже.

Автономная система квартирного теплоснабжения содержит водогрейный котел 1, соединенный через штуцера 2 и 3 с отопительными приборами и горячим водоснабжением, патрубок выхода дымовых газов 4, соединенный газоходом 5, проходящим через отверстие 6 в ограждении 7 (например, в оконном ограждении), с патрубком входа дымовых газов 8 блока очистки и утилизации тепла дымовых газов 9, состоящего из секций охлаждения и конденсации 10, представляющих собой вертикальные каналы 11, отделенные друг от друга воздушными зазорами 12 и соединенные между собой вверху и внизу через верхние и нижние коллекторы 13, 14 соответственно, а через нижний коллектор 14 последней по ходу дымовых газов секции 10 с колонкой очистки дымовых газов 15, внутри которой установлены съемные вертикальные перфорированные пластины 16, покрытые слоем гашеной извести (Са(ОН)₂), закрытые боковой крышкой 17, причем колонка 15 сообщается сверху с атмосферой через дефлектор 18 и снабжена коническим днищем 19, соединенным через гидрозатвор 20 с канализацией 21.

Автономная система квартирного теплоснабжения работает следующим образом. Дымовые газы, образующиеся в топке водогрейного котла 1, поступают через выхлопной патрубок 4 и газоход 5 во входной патрубок 8 блока очистки и утилизации тепла дымовых газов 9, установленный на некотором расстоянии от оконного ограждения 7 снаружи помещения, откуда через верхние коллекторы 13 секций охлаждения и конденсации 10, соединенные в общий верхний коллектор, распределяются по вертикальным каналам 11, двигаются сверху вниз, охлаждаясь при этом до температуры ниже точки росы с образованием конденсата водяных паров, за счет омывания наружной поверхности стенок каналов 11 потоком наружного воздуха, который, нагреваясь, движется снизу вверх, создавая воздушную завесу между оконным ограждением 7 и наружной атмосферой, снижая тем самым теплопотери помещения, после чего охлажденные дымовые газы собираются в нижние коллекторы 14, также соединенные в общий коллектор, поступают в низ колонки очистки 15 и движутся снизу вверх между вертикальными перфорированными пластинами, покрытыми слоем гашеной извести (Са(ОН)₂) 16, с которой происходят реакции взаимодействия находящихся в дымовых газах окислов азота (NO_x), двуокиси углерода (CO₂), уносимых капель конденсата с образованием нитрита кальция (Ca(NO₂)₂), нитрата кальция (Са(NO₃)₂), углекислого кальция (СаСО₃), после чего очищенные от значительной части вредных примесей ([3, с.417, с.483], [4, с.227]) дымовые газы через дефлектор 18, который усиливает величину тяги [5, с.309], предотвращая тем самым задувание газохода 5, удаляются в атмосферу, а конденсат водяных паров стекает вниз по внутренним стенкам каналов 11 в виде пленки, взаимодействует с двуокисью азота (NO₂), количество которой может достигать 5% от общего количества окислов азота в дымовых газах [6, с.460], с образованием азотной кислоты [3, с.418], которая подкисляет его и через нижний коллектор собирается в коническом днище 19, откуда гидрозатвор 20 сливается в канализацию 21.

После утраты реакционной способности перфорированных пластин, покрытых слоем гашеной извести 16, их заменяют на регенерированные.

Процесс регенерации пластин 16 заключается в очистке их от слоя гашеной извести, в котором находятся продукты реакции - нитрит и нитрат кальция (Са(NO₂)₂ и Са(NO₃)₂), которые можно использовать в качестве азотосодержащих удобрений в сельском хозяйстве [4, с.227] и повторном покрытии поверхности пластин 16 слоем свежей гашеной извести (Са(ОН)₂).

После окончания отопительного сезона блок очистки и утилизации тепла дымовых газов 15 можно использовать как интерьер оконного ограждения 7 в качестве ставни или «маркизы».

При наличии группового газохода 5, обслуживающего группу систем квартирного теплоснабжения, блок очистки и утилизации 9 устанавливают снаружи ограждения технического этажа здания.

Таким образом, предлагаемая автономная система квартирного отопления позволяет значительно снизить содержание вредных выбросов (NO_x, CO₂, водяные пары) в дымовых газах, частично утилизировать их тепло и вредные примеси, что увеличивает ее экологическую и экономическую эффективность.

Использованная литература

1. А.с. СССР №1560925, МКл. ⁴ F 24 D 3/ 08.

2. А.с. СССР №1831638, МКл. ⁴ F 24 D 3/00.

3. Неницеску К. Общая химия. - М.: Высшая школа, 1958, 624 с.

4. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. - Л.: Химия, 1983, 360 с.

5. Богословский В.Н. Отопление и вентиляция ч.II. - М.: Стройиздат, 1976, 440 с.

6. Делягин Г.Н. и др. Теплогенерирующие установки. - М.: Стройиздат, 1986, 560 с.

Автономная система квартирного теплоснабжения, включающая водогрейный котел, соединенный с отопительными приборами, системой горячего водоснабжения, газоходом дымовых газов с блоком утилизации тепла дымовых газов, отличающаяся тем, что устье газохода дымовых газов соединено с блоком очистки и утилизации тепла дымовых газов, установленным с наружной стороны оконного ограждения отапливаемого помещения, который состоит из секций охлаждения и конденсации, представляющих собой вертикальные каналы, отделенные друг от друга воздушными зазорами и соединенные между собой - вверху и внизу - верхними и нижними коллекторами, а через нижний коллектор последней по ходу дымовых газов секции охлаждения и конденсации - с колонкой очистки дымовых газов, внутри которой помещены съемные вертикальные перфорированные пластины, покрытые слоем гашеной извести Са(ОН)₂, закрытые боковой крышкой, причем колонка очистки дымовых газов сообщается сверху с наружной атмосферой через дефлектор и снабжена коническим днищем, соединенным через гидрозатвор с канализацией.