Отопительная водяная система и печь, используемая в ней

(51) 24 1/24 (2011.01) 24 7/02 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ учета изменений энтальпийного и энтропийного слагаемых энергий Гибсса окислительновостановительной реакции протекающей в топочном пространстве т.е. горения твердого топлива, а также условий для протекания естественной циркуляции воды в водяной системе. Отопительная водяная система, состоящая из печи, дымохода, расширительного бачка, отводной трубы, крана Маевского, узла стыковки, обратки,водяной рубашки,радиаторных батарей,отличающаяся тем, что кран Маевского установлен в вертикальном положении на самом верхнем уровне батареи в заявляемой системе. Отопительная печь,состоящая из металлического корпуса,который содержит верхнюю чугунную плиту, топливник, зольник,чугунный колосник и топливную дверку,отличающаяся тем, что на топочной дверке имеются щели откалиброванные и откоординированные для подачи потока воздуха в зону образования энтропийного эффекта реакций горения топлива.(54) ОТОПИТЕЛЬНАЯ ВОДЯНАЯ СИСТЕМА И ПЕЧЬ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В НЕЙ(57) Заявляемое изобретение относится к отопительно-водяным системам с печью на твердом топливе,используемых для обогрева как стационарных жилых, рабочих помещений с площадью 50-300 кв.м, так и для обогрева передвижных пассажирских помещений железнодорожного и автомобильного транспорта. Задача заявляемого изобретения - разработка отопительно-водяной системы с печью для обогрева жилых помещений,которая обеспечивает увеличение КПД всей системы, полное сгорание всех сортов угля, снижение расхода топлива,снижение пожарной безопасности, уменьшение вероятности отравлений угарным газом за счет Заявляемое изобретение относится к отопительноводяным системам с печью на твердом топливе,используемых для обогрева как стационарных жилых,рабочих помещений с площадью 50-300 кв.м, так и для обогрева передвижных пассажирских помещений железнодорожного и автомобильного транспорта. Для повышения КПД заявляемого изобретения,снижения расхода твердого топлива, уменьшения выброса вредных веществ в атмосферу, устранения зависимости от сорта угля, повышения пожарной безопасности и уменьшения вероятности отравления угарным газом в отопительной водяной системе с печью на передней стороне печи установлена чугунная дверка,экспериментально откалиброванная как с помощью определенного количества и калибра щелей, так и координацией их расположений на дверке с учетом параметров других узлов печи на высокоэффективное протекание процесса горения твердого топлива всех сортов. Кроме того, на чугунную дверку насажена металлическая передвижная насадка с повторяющимися щелями для регулирования дополнительным потоком воздуха в зону образования энтропийного эффекта реакций горения топлива с целью резкого повышения КПД печи. Водяной насос исключен из водяной системы. Горизонтальная схема подключения крана Маевского изменена на вертикальное подключение его на самом верхнем уровне батареи. Заявляемое изобретение относится к отопительноводяным системам с печью на твердом топливе,используемых для обогрева как стационарных, так и передвижных помещений площадью 50-300 кв.м. Известна отопительно-водяная система для обогрева домов, включающая печь, батареи для аккумуляции и перераспределения тепла по помещениям,соединительных труб,кранов Маевского,расширительного бачка.-. система отопления) 10.06.2011 г. Недостатком известной отопительно-водяной системы является низкий КПД, обусловленный тем, что воздух при заполнении системы водой, а также выходящие растворенные газы из прогретой воды,сохраняемые и накапливаемые выше уровня горизонтального включения крана Маевского препятствуют естественной циркуляции воды. Известна печь для обогрева воды в отопительноводяной системе, содержащая металлический корпус с водяной рубашкой, чугунной плитой, поддувалом,дверками для топливника и зольника, колосниковой решеткой и отверстиями для подсоединения к водяной системе (автор //. печи И. Кузнецова) 10.06.2011 г. Недостатком аналоговых печей является либо отсутствие щелей на передней чугунной дверке печи,либо, при их наличии, использование и назначение их без научно-теоретического обоснования, то есть подбор количества и координация щелей производится без их корреляции на происходящие в печи химические и физические процессы. Кроме того, дополнительный поток воздуха через дверку топливника не регулируется. Такой подход к калибровке чугунной двери приводит к появлению так называемого эффекта 2 приоткрытой, а то и вовсе открытой дверцы,который в лучшем случае приводит к понижению КПД всей системы, в худшем, к появлению большой вероятности накопления ядовитого угарного газа в обогреваемых помещениях. Сам факт включения в систему водяного насоса,который при высоком КПД печи переходит из ряда КПД- понижающих вещей в ряд пожаровызываемых,подтверждает невысокий КПД работы некоторых узлов аналоговых систем. Задача заявляемого изобретения - разработка отопительно-водяной системы с печью для обогрева жилых помещений, которая обеспечивает увеличение КПД всей системы, полное сгорание всех сортов угля,снижение расхода топлива, снижение пожарной безопасности, уменьшение вероятности отравлений угарным газом за счет учета изменений энтальпийного и энтропийного слагаемых энергий Гибсса окислительно-востановительной реакции, протекающей в топочном пространстве т.е. горения твердого топлива,а также условий для протекания естественной циркуляции воды в водяной системе. Для этого чугунную дверку печи с насаженной на нее передвижной насадкой откалибровали перфорацией 15 щелей определенных размеров с определенной координацией их на дверке, удалили водяной насос,кран Маевского установили в вертикальное положение на самом верхнем уровне батареи. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1-вид всей системы в пространстве. Заявляемая отопительная водяная система с печью состоит из внешнего участка с углом подъема ,который в свою очередь состоит из батареи (13), крана Маевского(12),соединительных труб,расширительного бачка (9), из внутреннего участка с углом подъема , который состоит из водяной рубашки (14), отводной трубы (11) и крана (16) для заполнения системы водой. Заявленная отопительная печь состоит из общего металлического корпуса (1), водяной рубашки (14),которая одновременно является и камерой сгорания,верхней чугунной плиты (2) со съемными кругами,дверцы топливника (3) с 15 щелями размерами 5 10 мм,размещенных в трапецеидальном контуре по числовой схеме 852 с возрастанием чисел щелей от самой нижней кромки дверцы, зольника (7), отверстия для выхода газов в дымоход, отверстий (15) для подсоединения водяной системы. Работа отопительной водяной системы с печью для обогрева жилых помещений осуществляется следующим образом Заполняют водой всю водяную систему через кран(16). Через чугунную дверку (3) на колосниковую решетку кладут мелкие дрова и зажигают их. Как только они разгорятся, загружают основное твердое топливо. За счет вертикально установленного крана Маевского и самого низкого уровня основания водяной рубашки холодная вода обратки, имея большую плотность, чем горячая водяной рубашки и благодаря углу спуска,внешнего участка, а также полному удалению воздуха через вертикально расположенный кран Маевского,активно и беспрепятственно забегает в горячую зону, тем самым создавая естественную циркуляцию воды. А угол подъемавнутреннего участка позволяет выходящим из прогретой воды растворенным газам свободно покидать воду через расширительный бачок. При работе самой печи в топочном пространстве в зоне горения топлива при достижении температуры 300-400 С наряду с экзотермической с выделением теплоты появляется эндотермическая реакция в соответствии 20-80, протекающая уже с поглощением тепла. Это связанно с энтропийным эффектом реакций при температурах 300-400. Для отлова недоокисленных полупродуктов и доведения их до полного окисления необходима калибровка чугунной дверки (3), насаженной на нее чугунной насадки (17),щелями определенных размеров и координацией их размещения на прохождение через щели (8) дополнительного потока воздуха, регулируемого с помощью насадки (17), перекрывающей щели при движении вдоль вертикальной направляющей (18). Только при целенаправленном подборе количества и калибра щелей и координации их, а также возможности изменять интенсивность дополнительного потока воздуха, можно эндотермическую реакцию доокислить до экзотермической, предотвратив 80-ую потерю тепла. Применение калиброванной с помощью отверстий чугунной дверки с насаженной на нее передвижной насадкой для регулирования интенсивностью дополнительного потока воздуха исключает случаи работы печи в режиме полуоткрытой или вовсе открытой дверцы, резко повышает КПД и полноту сгорания топлива, уменьшает вероятность отравления ядовитым угарным газом,снижает накопление и выброс отравляющих веществ в атмосферу. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Отопительная водяная система, состоящая из печи, дымохода, расширительного бачка, отводной трубы, крана Маевского, узла стыковки, обратки,водяной рубашки,радиаторных батарей,отличающаяся тем, что кран Маевского установлен в вертикальном положений на самом верхнем уровне батареи в заявляемой системе. 2. Отопительная печь,состоящая из металлического корпуса, который содержит верхнюю чугунную плиту, топливник, зольник, чугунный колосник и топливную дверку, отличающаяся тем,что на топочной дверке имеются щели с возможностью откалибровываться,и откоординироваться для подачи потока воздуха в зону образования энтропийного эффекта реакций горения топлива.