СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
База Данных Технологий    Устройства-преобразователи и накопители энергии ПЕЧЬ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ТВЕРДОТОПЛИВНАЯ

ПЕЧЬ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ТВЕРДОТОПЛИВНАЯ

Предлагается к внедрению в производство запатентованная на Украине печь нагревательная твердотопливная. Относится к бытовым отопительным приборам.

Актуальность заключается в высоком КПД (82%), что позволяет использовать для обогрева низкосортные виды топлива: бурый уголь, дрова. Она может как поддерживать длительное время температуру (процесс тления), так и работать в периодическом режиме, быстро прогревая утром бытовку, мастерскую и другие объекты, которые не нуждаются в круглосуточном тепле.

Благодаря особенностям внутреннего и наружного строения происходит максимально полное сгорание топлива с интенсивной теплоотдачей в помещение. На основе запатентованной базовой модели разработаны котел водогрейный, работающий одновременно на дровах, угле и газу. А также компактный калорифер-воздухонагреватель на газовом топливе.

Базовая модель позволяет сэкономить значительное количество топлива против ближайших аналогов. Она также намного надежней и безопасней в эксплуатации.

Водогрейный котел позволяет заменить КЧМ, получив при этом более высокий КПД и возможность свободного выбора топлива, т.к. для перехода с одного вида топлива на другой никаких дополнительных работ не требуется.

Газовый калорифер воздухонагреватель решает проблему быстрого обогрева квартиры без отключения ее от теплосети.

На сегодняшний день спрос на печи подобной конструкции (Bullerjan) на Украине не удовлетворен, в Германии очень широко используются подобные обогреватели, требуются поставки на Балканы печей бытовых твердотопливных. Небольшой вариант базовой модели – идеально подходит для обогрева армейских палаток, для нужд МЧС.

Ближайший аналог изобретения – канадский Bullerjan. В Германии распространен настолько широко, что на Украине его называют немецким. Двухлетний опыт эксплуатации Bullerjan автором показал, что все его преимущества, мягко говоря, не соответствуют действительности. Он задумывался как газогенератор, но догорание газов во вторичной камере сгорания происходит лишь в начальной стадии горения. В дальнейшем очаг тления перемещается вглубь печи и источник пламени во вторичной камере отсутствует. Поэтому несгоревшие газы вместо догорания оседают в дымоходе в виде толстого слоя сажи. Внутренняя перегородка делит камеру сгорания на две части, нагреваясь при этом до очень высоких температур. Нагрев бессмысленный, приводящий к потерям тепла и сильнейшим напряжениям в конструкции, что приводит к короблению и даже разрыву металла. Поэтому печь, согласно инструкции, может лишь короткое время работать в режиме интенсивного горения. На протяжении трех зимней эксплуатации неоднократно возникали ситуации, когда при смене погоды была плохая тяга и создавалось взрывоопасное скопление газов в печи. Один раз это привело к пожару. Помимо этого при плохой тяге, через инжекторные трубки дым попадает в помещение. Эти факторы делают Bullerjan не только “нежным”, но и небезопасным для жизни.

В моем изобретении внутренние напряжения практически отсутствуют, также как и перегородка. При нагреве печь как гармошка расходится, при остывании сходится. Догорание газов полное, поэтому она потребляет меньше дров, давая при этом больше тепла. Ведь количество труб на ту же площадь в два раза больше, что делает возможной высокоэффективную теплоотдачу не только благодаря движению воздуха в трубах но и с компактной наружной поверхности. Так как печь не боится перегрева (даже нагрев “до красна” видимых короблений не вызвал), появляется возможность интенсивной топки в промороженном помещении. Также автоматически появляется “защита от дурака”. Печь выдерживает самое дилетантское обращение.

Ниже приводится выдержка из расчета КПД, объясняющая процессы внутри печи.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СЖИГАНИЯ.

Печь ПНВ – 1 рабочим объемом 106л была номинально загружена (16,6кг) отходами дубовой древесины, которые в основном представляют собой обрезки длиной 400 – 550мм, поперечным сечением 6 – 10 см². Гигроскопическая влажность дров определена равной 15.6%. Возгорание дров с помощью сухой сосновой стружки произошло уверенно и быстро, что обеспечивало воспламенение и дожигание горючих составляющих летучих, выделяющихся из древесины при ее нагреве. Полное дожигание летучих предусмотрено особенностями конструкции печи, при которой удаление продуктов горения осуществляется непосредственно у загрузочного торца печи (в верхней части). Продукты горения всегда проходят навстречу и над фронтом открытого пламени, что гарантирует дожигание горючих компонентов дымовых газов.

Температуру отходящих дымовых газов измеряли с помощью стационарной ХА – термопары и градуированного милливольтметра, показания которого регистрировались сначала через 2 мин., затем через 10 мин. Общая продолжительность опытного сжигания – 5 часов. Результаты измерений приведены в таблице 1.

Таблица 1

Время

мин.

Температура

°С

 

Примечание

Время

мин.

Температура

°С

 

Примечание

0

20

Начало

140

100

204°С

2

85

розжига

150

95

 

4

155

0-60` –1й

160

90

160-300`-3й

6

255

этап

170

86

этап

8

290

горения

180

84

(догорание

10

360

(обугливание)

190

82

угля)

20

415

Средневзвешенная

200

81

 

30

425

температура

210

80

Средневзвешенная

40

430

380°С

220

79

температура

50

427

Окончание

230

78

80 °С

60

412

пламенн. горения

240

77

 

70

395

60–150`-2й

250

76

 

80

350

этап горения

260

75

 

90

290

(горение угля в

270

74

 

100

210

тлеющем режиме).

280

73

 

110

150

Средневзвешенная

290

72

 

120

130

температура

300

71

 

3.2. С целью упорядочения и в соответствии с результатами наблюдений расчеты произведены отдельно для трех этапов горения: пламенное горение – 1й этап, тление основной массы древесного угля – 2й этап, тление остаточной массы угля - 3й этап.

Наблюдения за характером горения со стороны загрузки показали, что вначале происходит пламенное горение с обугливанием древесных отходов. Пламя имеет желтый цвет и занимает значительную часть объема печи; языки пламени соприкасаются с боковыми стенками и сводом печи, что приводит к быстрому разогреву корпуса печи, температура которого в верхней вертикальной части труб достигает 110°С через 10 мин. от момента зажигания, 195°С через 20 мин. и 260 – 325°С через соответственно 30 мин. и 50 мин. Достигнутый максимум температуры печи сохраняется еще 10 мин., затем температура кожуха начинает уменьшаться.

Изменение температуры отходящих газов имеет синхронный характер. Оно отличается более интенсивным возрастанием и большей длительностью максимальных значений. Снижение температуры начинается несколько раньше (на 10 мин.), что свидетельствует об изменении характера горения. Оно из пламенного (в основном) переходит в “тление”. Образовавшийся в результате пламенного горения дров древесный уголь горит практически без пламени. Его горение наблюдается по яркому свечению угольной массы. Начало уменьшения температуры отходящих газов свидетельствует об уменьшении интенсивности тепловыделения, поэтому клапан дымовых газов прикрыли на ¾ его сечения, чтобы уменьшить количество поступающего в печь воздуха (через 60 мин после момента зажигания).

Период активного “тления” продолжался в течение 100 мин. В течение этого времени фронт горения угля постепенно перемещался к задней стенке печи, и через 2 часа 40 мин. от момента зажигания остаток несгоревшего угля составил по визуальной оценке 10 – 12% от первоначального его количества. Температура корпуса печи и отходящих газов уменьшилась до 114°С и 95°С соответственно, что подтверждает уменьшение скорости выделения тепла при беспламенном горении угля в режиме тления по сравнению с пламенным горением дров.

Остаток угля продолжая тлеть с низкой скоростью еще в течение 2ч 20 мин., что можно объяснить удалением очага тления от места подсоса воздуха в загрузочном торце печи, диффузионным характером процесса не только в твердой но и в газообразной фазе. В течение этого времени температура отходящих газов уменьшилась с 95°С до 70°С

------------------------

На сегодняшний момент печь претерпела сильные изменения, поднявшие КПД, и сделавшие возможной разработку новых моделей, упомянутых выше. Как Bullerjan, так и базовая модель имеют один недостаток. При хорошей тяге и открытой заслонке пламя вылетает в трубу. В усовершенствованной модели этот недостаток устранен. Открытие тяги не приводит к уменьшению КПД, а увеличивает теплоотдачу в помещение. Кроме этого, “по просьбе населения”, разработан угольный вариант печи, имеющий колосники со сроком службы таким же как и вся печь.

Печь настолько проста, что все кто ее видел, берутся сами изготавливать. Но на этом они и “разбивают” лбы. Нужен, прежде всего хороший трубогиб с радиусом равным радиусу арки печи. Довольно хлопотно сделать дверку. И далеко не каждый сварщик сможет сварить все так, чтобы конструкцию не “повело”. Идеально было бы иметь еще и большой фрезерный станок, позволяющий фрезеровать сразу всю печь. Относительно затрат – вес печки около 130 кг. Трубы использовались по ГОСТ 1074. Никаких редких и дорогих материалов.

На сегодняшний день имеются подробные чертежи запатентованной модели. Патентом защищено строение корпуса, как внутри, так и снаружи. Две таких печи уже две зимы эксплуатируются в столярной мастерской. Были передачи по городскому, областном, республиканском телевидении. Многочисленные обращения жителей показали актуальность и востребованность печи.

Патентный поиск производился по Украине, России, Германии, Франции.

Автор изобретения является единоличным держателем патента. Никаких третьих лиц ни на какой стадии нет и не было. На сегодняшний день в Кривом Роге пытаюсь организовать предприятие по выпуску отопительных печей.


КОНТАКТНЫЕ КООРДИНАТЫ РАЗРАБОТЧИКА

Данная информация доступна по паролю (тестовый доступ по логину: guest паролю: guest).

Дата публикации: 8 апреля 2003
Источник: SciTecLibrary.ru

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.