ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Производство теплогенераторов комбинированного регулирования в системе свободного движения газов».

Рекомендуемая область пременения

Бытовое использование
отопление жилых и хозяйственных помещений, зданий коммунально-бытового назначения, оборудованных и не оборудованных местными системами водяного отопления с естественной циркуляцией и горячего водоснабжения;

Назначение, цели и задачи проекта

 Основное назначение проекта – разработка современных отопительных аппаратов, работающих в двух режимах (режим быстрого прогрева и медленного тления), с использованием  комбинированной  регулировки   температуры в помещении.

Цель проекта – удовлетворение потребностей рынка в простой, надежной, недорогой печи, способной работать в режимах длительного горения (тления дров).

Задачи:

1. Внедрения технологии подготовки топлива для пиролиза;

2. Регулирование мощности горения без снижения КПД;

3.Создание условий для использования различных отопительных  режимов ; 

4.Максимизация использования выделившейся энергии, в том числе, использование тепла отходящих газов; 

5.Обеспечение непрерывности работы  при загрузке топлива; 

6. Обеспечение высокой ремонтопригодности;

7. Соответствие экологическим требованиям.

8. Мобильность аппарата (легкость и простота транспортировки), простота монтажа и наладки перед работой.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Сущностью проблемы является  необходимость создания условий для  получения тепла на основе использования дешевых, доступных  восполняемых видов топлива (дрова, торф, и т.п.)

Можно по-разному превратить топливную энергию,  в тепло. Например, сжигания дорогостоящих угля, мазута или дизельного топлива для производства тепло электроэнергии (вдали от объекта отопления). Электроэнергию передать на большое расстояние и затем вновь превратить её в тепло на объекте отопления. Другой подход: применить системы с использованием дешевых источников энергии. К ним можно отнести дрова, как восполняемый вид топлива.

В настоящее время использование электричества для отопления бесперспективно. Цена на него постоянно растёт. Более того, подводящие электролинии изношенны,  ненадежны.

 В России имеются десятки тысяч пилорам и деревообрабатывающих цехов, побочным продуктом которых, является, опил, стружка и щепа. Возникает экологическая проблема по их утилизации. Однако указанные отходы являются прекрасным топливом, имеющим теплотворную способность на 15-25% выше дров.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Инженерами ООО комбината металлоконструкций «Тритон» была разработана гамма высокоэкологичных печей, использующих в виде топлива дрова, древесные брикеты, торфобрикеты.

Отличия от других заключаются в конструктивном расположении дымоходных каналов. Это связано с необходимостью  увеличения КПД при малом расходе топлива .

Коэффициент полезного действия печи при работе в режиме дожига (медленного тления) топлива составляет не менее 85%.  Печь является высокоэффективным экологичным изделием.

В режиме дожига (медленного тления) несколько поленьев могут тлеть в течение 6-8 часов.

Печь Ермак 200КГ сконструирована на принципе «свободного движения газов» (инжектор). В камере  сгорания печей  поддерживается  температура, необходимая для реакции горения горючих газов. Так же происходит разделение потоков горячих и холодных газов. Горячие газы аккумулируются в печи, холодные газы отводятся в трубу, не охлаждая печь.

Конструктивно печи состоят из следующих элементов:

горизонтальная цилиндрической топка с чугунной колосниковой решеткой и топочным каналом;

зольной коробки с зольным ящиком;

системы дымоходных каналов;                   

встроенного в топку инжекторы для осуществления режима дожига топлива и создания режима пиролиза;

кожуха-конвектора.

Основные характеристики и схема:

Топка

Топка Ермак 200КГ имеет горизонтальную цилиндрическую форму обеспечивающий:

во-первых,  наибольшую стойкость к деформациям, которые могут быть вызваны высокими температурами сгорания топлива.

во-вторых, наиболее равномерная распределения тепла во всех направлениях, что, также, снижает вероятность коробления стенок топки.

в-третьих,   предотвращение  деформаций, которые могут быть вызваны тяжестью камней закладываемых в каменку, при высоких температурах сгорания топлива, при не относительно тонких стенках.

в- четвертых при этом снижается вероятность прожигов топки, повышается надежность работы печи и срок ее эксплуатации. Топка оснащается литой чугунной колосниковой решеткой. Загрузка топлива в топку осуществляется через топочный тоннель, прикрываемый топочной дверцей.

В печи применяется две  камеры сгорания  для обеспечения стабильного пиролезного  режима и высокого КПД.

Первая  позволяет осуществить подготовку топлива для пиролиза.

Второй осуществляет регулирование нагрева  за счет перераспределения объема поступления газа для сжигания в разных направлениях. В неё же с помощью инжекторов подается воздух, стабилизирует реакцию горения. В свою очередь полученное тепло используется для пиролиза и нагрева котла.

 В рабочем режиме происходит регулирование мощности печи за счет перераспределения объема и места сжигания газа без снижения КПД.При подаче всего объема газа в камеру сгорания  для сжигания достигается максимальная мощность горения.   Начальная растопка печи производится при  выдвинутой горизонтальной задвижки (зольниковая коробка). Заданную мощность котла  регулируется вертикальной шиберной задвижкой. При понижении температуры ниже допустимой, приоткрывается горизонтальная задвижки (зольниковая коробка). Этот процесс может регулироваться вручную. Рабочий режим позволят использовать и более интенсивной сушки топлива. Для этих целей открываются горизонтальная и вертикальная левая задвижки шиберного устройства. Более горячие газы поступают из второй камеры  в первую камеру печи. Происходит объединение обеих топок в единую. Угол открытия задвижек может занимать промежуточные положения, что обеспечивает потребную интенсивность горения.  Таким образом, обеспечивает оптимальное использование выделившегося тепла (изменяются пути движения отработанных газов). При этом после нагрева печи до температуры 180-200 °С открывается подача газов в камеру сгорания.

В стадии интенсивного горения зольниковая коробка  открывается так, что бы в топку попадало необходимое количество воздуха. О чём свидетельствует цвет пламени: но должно быть светло-желтым. Если же пламя темно-желтого цвета с черным дымом, то в топливник поступает мало воздуха, реакция горения проходит с низким КПД и большим отложением сажи на стенках печи. Подобное приводит к засорению печи, уменьшает её теплоотдачу и повышает пожароопасность. Поэтому в этой стадии категорически запрещается топить печь в режиме тлеющего горения с закрытой поддувальной дверкой. Ярко-белое пламя указывает на избыток воздуха. Об этом же говорит сильное гудение печи.

При полном сгорании, 1 кг углерода даёт 8200 ккал тепла, реализуемая эффективность составляет около 30 %.

Кожух-конвектор

Поверхности нагрева печи охвачены наружным кожухом-конвектором, значительно ускоряющим нагревание воздуха в парилке за счет образуемого им конвекционного потока. Холодный воздух с пола поступает через нижнюю открытую часть кожуха- конвектора, а, затем, интенсивно нагревается, обтекая стенки топки и кольцевого дымохода.  Таким образом, горячий воздух, выходя из кожуха-конвектора, создает циркуляцию  воздуха в отапливаемом помещении. Кроме того, кожух-конвектор, экранируя инфракрасное излучение, исходящее от раскаленных стенок топки, защищает от случайного прикосновения к ним.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Конструктивное расположение дымоходов обеспечивает увеличение  площади прогрева печи. Принцип «русской печи», с одной стороны, позволяет осуществлять интенсивное горение и быстрый прогрев помещения (инжекторные задвижки закрыты), с другой – при  открытых инжекторах, обеспечивается медленное горение топлива (режим дожига). Таким образом, конструктивные доработки типовых печей позволяют увеличить КПД на 40% и довести его до 85-88%. Увеличивается в 4 раза объем отапливаемого помещения. Стоимость продукта при этом снижается за счет экономии материалов: затраты на типовую печь составляют около 100 кг металла, а на печь отопительную конвекционную  - 50 кг металла. Объем отапливаемого помещения увеличивается с 50 кб.м. до 200 кб.м.

Рентабельность по затратам, в сравнении с аналогами, составляет 30%, рентабельность по доходам – 30%.

Рынок удовлетворен в своей потребности менее чем на 10%. Имеются реальные предпосылки увеличить объемы в 10 и более раз по российскому рынку.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

При эксплуатации изделия Ермак 200 КГ  содержание вредных веществ в продуктах сгорания в 1,5  раза ниже допустимого предела, позволяет утилизировать отходы деревообработки.

Сравнительная стоимость производства единицы тепловой энергии от различных источников:

 Дрова - 1 единица стоимости

Уголь - 2,68

Покупная тепловая энергия - 13,83

Дизельное топливо - 14,13

Электроэнергия - 24,47

Трудозатраты соответствуют трудозатратам на производство аналогичной продукции.

материалоемкость снижена на 50%.

Новые потребительские свойства продукции

Снижение металлоемкости на 50%
Снижение расходов топлива на 40%
Возможность использования отходов деревообработки
Возможность увеличения отапливаемого помещения в 4 раза

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Металл согласно ГОСТ Ст3пс, ГОСТ 380-94, AISI 430

Стадия и уровень разработки

Технология производства изделия Ермак 200КГ (инжектор) отработана и освоена, изделие запущено в серийное производство. Производитель специализируются на производстве подобной продукции. Имеется полный комплект технической документации. Проводится на основе изделия, осуществляется создание модельного ряда с различными характеристиками отвечающим продиктованными рынком.
Продукция сертифицирована, пройдены испытания на соответствие требованиям пожарной безопасности.
Разработана инструкция по правилам эксплуатации.

Предлагаемые инвестиции

3 млн. руб.
Льготное кредитование на развитие производства, сроком на12 месяцев.

Рынки сбыта

Российская Федерация, страны ближнего зарубежья

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая продукция сделана для замены импортных аналогов. Преимущества: низкая цена адаптивность к российским климатическим условиям больший объем отопляемого пространства.

Возможность выхода на мировой рынок

Возможность выхода на рынки Германии, Австрии, Швеции, Норвегии, Турции.

Срок окупаемости (в месяцах)

12

Дата поступления материала

21.11.2006