ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1997 года по МПК F28D3/02 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к трубчатым теплообменникам, и может быть использовано в устройствах для кондиционирования воздуха различного назначения.

Известен теплообменник с плоскими теплообменными поверхностями [1]
Известен теплообменник, содержащий теплообменные элементы, расположенные горизонтально с зазором по высоте [2]
Однако, этот известный теплообменник не обладает достаточной теплотехнической эффективностью, так как выполнение каждого ряда из отдельных трубчатых воздуховодов не позволяет увеличить теплообменную поверхность и обеспечить ее равномерное смачивание жидкостью.

Кроме того, теплообменники с большим количеством трубчатых воздуховодов многодельны и сложны в изготовлении.

Техническим результатом изобретения является повышение теплотехнической эффективности теплообменника и упрощение технологии его изготовления.

Сущность изобретения заключается в том, что в теплообменнике, содержащем теплообменные элементы, расположенные горизонтально с зазором по высоте, каждый теплообменный элемент выполнен в виде полой перегородки переменного профиля, сужающегося у смежных перегородок и противоположных направлениях, при этом перегородки смещены относительно друг друга в горизонтальном направлении, а зазоры между ними образуют по высоте теплообменника зигзагообразный канал.

Каждая полая перегородка может иметь треугольное или трапецеидальное поперечное сечение, а наиболее длинные стенки, образующие полости в перегородках могут иметь криволинейный профиль.

Изобретение является промышленно применимым, поскольку совершенно очевидна возможность его практического использования, например в устройствах для кондиционирования воздуха.

На фиг. 1 изображен теплообменник, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, общий вид, аксонометрия; на фиг. 3 полая перегородка треугольного поперечного сечения, общий вид, аксонометрия; на фиг. 4 то же, трапецеидального поперечного сечения, общий вид, аксонометрия; на фиг. 5 - полая перегородка, наиболее длинная стенка которой имеет криволинейный профиль, общий вид, аксонометрия.

Теплообменник содержит пакет теплообменных элементов, выполненных в виде полых перегородок 1, которые могут иметь различный профиль, например треугольный (фиг. 3), трапецеидальный (фиг. 4), криволинейный (фиг. 5) сужающийся у смежных пластин в противоположных направлениях, перпендикулярных направлению движения воздуха в полых перегородках 1.

Смежные по высоте теплообменника полые перегородки 1 смещены друг относительно друга в горизонтальном направлении (фиг. 1).

Зазоры 2 между полыми перегородками 1 образуют по высоте теплообменника непрерывный зигзагообразный канал (на фиг. 1 прямолинейными и криволинейными стрелками показано движение воды в зигзагообразном канале).

Полые перегородки 1 могут набираться в пакеты, причем несколько пакетов могут работать совместно, как это показано на фиг. 2. Одновременно могут быть использованы полые перегородки различного профиля.

Выбор профиля перегородок 1 должен определяться в каждом конкретном случае в соответствии с реальными условиями использования теплообменника.

При этом необходимо обеспечить увеличение теплообменной поверхности и интенсификацию испарения жидкости при минимальном расходе воды и упрощении технологии изготовления теплообменника.

Стрелками на фиг. 2 показано движение основного и вспомогательного потоков воздуха и воды.

Теплообменник работает следующим образом (на примере его использования в устройствах для кондиционирования с косвенно-испарительным принципом охлаждения).

При подаче воды сверху (из емкости с перфорированным днищем или форсунок) образуется пленка воды, стекающей по наклонной поверхности полых перегородок 1, как это показано на фиг. 1. Пройдя весь зигзагообразный канал, вода стекает в поддон (на чертеже не показан) и может быть вновь использована.

Вспомогательный поток воздуха, проходя через зазоры 2, образующие зигзагообразный канал, обеспечивает интенсификацию испарения жидкости с поверхности полых перегородок 1, реализуя, тем самым, принцип косвенно-испарительного охлаждения для воздуха, проходящего через полые перегородки 1.

В результате замены большого количества трубчатых элементов, имеющихся в известных теплообменниках, предлагаемыми полыми перегородками 1 достигается увеличение теплообменной поверхности на 5 15% в зависимости от конкретного решения и увеличение живого сечения теплообменника на 10 20% за счет повышается теплотехническая эффективность теплообменника.

Кроме того, изобретение позволяет значительно упростить технологию изготовления теплообменных элементов и теплообменника в целом, что приводит к снижению капитальных затрат.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить теплотехническую эффективность устройства для кондиционирования и снизить капитальные затраты.

Изобретение в целом более эффективно и может найти широкое применение в различных устройствах, в частности, для кондиционирования воздуха.

Использование: в теплотехнике, а именно - в трубчатых теплообменниках и может быть использовано в устройствах для кондиционирования воздуха различного назначения. Сущность изобретения: теплообменник состоит из расположенных с зазорами по высоте теплообменных элементов в виде полых перегородок различного профиля, например, треугольного, трапецеидального и др. Смежные по высоте перегородки расположены так, что их сужающиеся участки находятся с противоположных сторон. Зазор между перегородками образует непрерывный зигзагообразный канал по всей высоте теплообменника. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Теплообменник, содержащий теплообменные элементы, расположенные горизонтально с зазором по высоте, отличающийся тем, что каждый теплообменный элемент выполнен в виде полой перегородки переменного профиля, сужающегося у смежных перегородок в противоположных направлениях, при этом перегородки смещены относительно друг друга в горизонтальном направлении, а зазоры между ними образуют по высоте теплообменника зигзагообразный канал. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что каждая перегородка имеет треугольное поперечное сечение. 3. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что каждая перегородка имеет трапецеидальное поперечное сечение. 4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что наиболее длинные стенки, образующие полости в перегородках, имеют криволинейный профиль.