ТЕПЛООБМЕННЫЙ МОДУЛЬ И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ Российский патент 2018 года по МПК F24D3/16 F28F1/14 E21F17/02 

Изобретение относится к теплообменному модулю и способу его сборки и может быть использовано, в частности, в горной промышленности для тепловой защиты конструктивных элементов горных выработок от образования льда, обогрева промышленных помещений, обогрева помещений со взрывоопасной средой и т.д.

Известно устройство для предупреждения образования льда в транспортных тоннелях (патент RU 2123117 С1, кл. E21F 17/02, опубл. 10.12.1998), состоящее из сетчатой облицовки, подвешенной к крепи, и обогревательной системы из электрических проводников и обогревательных элементов, выполненных из нескольких витков гибкого нагревательного кабеля.

К недостаткам данного устройства относятся сравнительно невысокая эффективность тепловой защиты поверхности горных пород, что связано как с равномерным распределением нагревательных элементов по ширине поверхности, предохраняемой от образования льда, так и со значительными потерями теплоты от обогревательных элементов в окружающую воздушную среду, и повышенная трудоемкость процесса крепления нагревательных элементов.

Техническим результатом является повышение эффективности теплообмена и упрощение процесса сборки теплообменного модуля.

Предложен теплообменный модуль, содержащий элементы, образующие поверхность нагрева, и нагревательный элемент, имеющий контакт с элементами, образующими поверхность нагрева, причем элементы, образующие поверхность нагрева, выполнены в виде экструдированных металлических панелей, имеющих обращенные в противоположные стороны наружную и внутреннюю поверхности и боковые кромки, выполненные с одной стороны в виде выступа, а с другой в виде паза, которые при стыковке образуют замок для соединения экструдированных металлических панелей и образования теплообменного модуля, причем по крайней мере один край теплообменного модуля, перпендикулярный соединениям экструдированных металлических панелей, загнут, а нагревательный элемент уложен в соответствующих каналах или креплениях, выполненных на внутренней поверхности экструдированных металлических панелей, образующих поверхность нагрева. При этом экструдированная металлическая панель выполнена из алюминия. Причем на внутренней поверхности экструдированной металлической панели выполнены Г-образные ребра, с обращенными друг к другу полками, которые образуют монтажные каналы для крепежных элементов и одновременно являются ребрами жесткости, а наружная поверхность экструдированной металлической панели выполнена рифленой. Нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного кабеля или в виде трубки с теплоносителем. Теплообменный модуль в профиле имеет Г-образную форму. По крайней мере один загнутый край теплообменного модуля, перпендикулярный соединениям экструдированных металлических панелей, выполнен с дополнительным загибом.

Также предложен способ сборки вышеуказанного теплообменного модуля, включающий соединение элементов, образующих поверхность нагрева, выполненных в виде экструдированных металлических панелей, имеющих обращенные в противоположные стороны наружную и внутреннюю поверхности и боковые кромки, с помощью которых стыкуют пазы и соответствующие им выступы по противоположным краям элементов с образованием замка, затем загибают по крайней мере один край теплообменного модуля, перпендикулярный соединениям экструдированных металлических панелей, после чего укладывают нагревательный элемент в соответствующие каналы или крепления, выполненные на внутренней поверхности экструдированных металлических панелей, образующих поверхность нагрева.

На фиг. 1 показан вид модуля в разрезе; на фиг. 2 - вид модуля с загибом, на фиг. 3 - вид модуля с дополнительным загибом.

Теплообменный модуль 1 содержит элементы, выполненные в виде экструдированных металлических панелей 2, имеющих обращенные в противоположные стороны наружную и внутреннюю поверхности и боковые кромки, выполненные с одной стороны в виде выступа 3, а с другой в виде паза 4, которые при стыковке образуют замок 5 для соединения экструдированных металлических панелей 2 и образования теплообменного модуля 1, нагревательный элемент 6, причем по крайней мере один край теплообменного модуля 1, перпендикулярный соединениям (замкам 5) экструдированных металлических панелей 2, загнут 7, а нагревательный элемент 6 уложен в соответствующих каналах или креплениях 8, выполненных на внутренней поверхности экструдированных металлических панелей 2, образующих поверхность нагрева. При этом экструдированная металлическая панель 2 выполнена из алюминия. Причем на внутренней поверхности экструдированной металлической панели 2 выполнены Г-образные ребра, с обращенными друг к другу полками, которые образуют монтажные каналы для крепежных элементов и одновременно являются ребрами жесткости 9, а наружная поверхность экструдированной металлической 2 панели выполнена рифленой 10. Нагревательный элемент 6 выполнен в виде нагревательного кабеля или в виде трубки с теплоносителем. Теплообменный модуль 1 в профиле имеет Г-образную форму. По крайней мере один загнутый край теплообменного модуля 1, перпендикулярный соединениям экструдированных металлических панелей 2, выполнен с дополнительным загибом 11.

Сборка теплообменного модуля осуществляется следующим образом: соединяют элементы, образующие поверхность нагрева, выполненные в виде экструдированных металлических панелей 2, имеющих обращенные в противоположные стороны наружную и внутреннюю поверхности и боковые кромки, с помощью которых стыкуют пазы 4 и соответствующие им выступы 3 по противоположным краям элементов с образованием замка 5, затем загибают 7 (с дополнительным загибом 11) по крайней мере один край теплообменного модуля 1, перпендикулярный соединениям (замкам 5) экструдированных металлических панелей 2, после чего укладывают нагревательный элемент 6 в соответствующие каналы или крепления 8, выполненные на внутренней поверхности экструдированных металлических панелей 2, образующих поверхность нагрева. В монтажные каналы, образованные Г-образными ребрами 9, с обращенными друг к другу полками, устанавливают крепежные элементы, с помощью которых крепят теплообменный модуль к стене, потолку или другой поверхности.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Собранный теплообменный модуль 1, необходимых размеров и мощности, устанавливают в обогреваемом помещении, тоннеле и в других подобных местах. За счет выполнения нагревающей поверхности из высокотеплопроводного материала - экструдированных металлических панелей 2 - и непосредственного контакта нагревательной поверхности с нагревательным элементом 6 получают равномерное (по всей поверхности нагрева) тепловое излучение или нагрев.

Применение предлагаемого теплообменного модуля позволяет избежать образования льда при попадании воды в тоннель, приводит к сокращению энергетических затрат и дает возможность упростить технологию демонтажа устройства в случае его неисправности или необходимости перемещения в другое место.

Изобретение относится к теплообменному модулю и способу его сборки и может быть использовано, в частности, в горной промышленности для тепловой защиты конструктивных элементов горных выработок от образования льда, обогрева промышленных помещений, обогрева помещений со взрывоопасной средой. Техническим результатом является повышение эффективности теплообмена и упрощение процесса сборки теплообменного модуля. Теплообменный модуль, характеризующийся тем, что содержит элементы, образующие поверхность нагрева, и нагревательный элемент, имеющий контакт с элементами, образующими поверхность нагрева, причем элементы, образующие поверхность нагрева, выполнены в виде экструдированных металлических панелей, имеющих обращенные в противоположные стороны наружную и внутреннюю поверхности и боковые кромки, выполненные с одной стороны в виде выступа, а с другой в виде паза, которые при стыковке образуют замок для соединения экструдированных металлических панелей и образования теплообменного модуля, причем по крайней мере один край теплообменного модуля, перпендикулярный соединениям экструдированных металлических панелей, загнут, а нагревательный элемент уложен в соответствующих каналах или креплениях, выполненных на внутренней поверхности экструдированных металлических панелей, образующих поверхность нагрева. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Теплообменный модуль, характеризующийся тем, что содержит элементы, образующие поверхность нагрева, и нагревательный элемент, имеющий контакт с элементами, образующими поверхность нагрева, причем элементы, образующие поверхность нагрева, выполнены в виде экструдированных металлических панелей, имеющих обращенные в противоположные стороны наружную и внутреннюю поверхности и боковые кромки, выполненные с одной стороны в виде выступа, а с другой в виде паза, которые при стыковке образуют замок для соединения экструдированных металлических панелей и образования теплообменного модуля, причем по крайней мере один край теплообменного модуля, перпендикулярный соединениям экструдированных металлических панелей, загнут, а нагревательный элемент уложен в соответствующих каналах или креплениях, выполненных на внутренней поверхности экструдированных металлических панелей, образующих поверхность нагрева.

2. Теплообменный модуль по п. 1, отличающийся тем, что экструдированная металлическая панель выполнена из алюминия.

3. Теплообменный модуль по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности экструдированной металлической панели выполнены Г-образные ребра, с обращенными друг к другу полками, которые образуют монтажные каналы для крепежных элементов и одновременно являются ребрами жесткости.

4. Теплообменный модуль по п. 1, отличающийся тем, что наружная поверхность экструдированной металлической панели выполнена рифленой.

5. Теплообменный модуль по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного кабеля.

6. Теплообменный модуль по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде трубки с теплоносителем.

7. Теплообменный модуль по п. 1, отличающийся тем, что теплообменный модуль в профиле имеет Г-образную форму.

8. Теплообменный модуль по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере один загнутый край теплообменного модуля, перпендикулярный соединениям экструдированных металлических панелей, выполнен с дополнительным загибом.

9. Способ сборки теплообменного модуля, выполненного по любому из пп. 1-8, включающий соединение элементов, образующих поверхность нагрева, выполненных в виде экструдированных металлических панелей, имеющих обращенные в противоположные стороны наружную и внутреннюю поверхности и боковые кромки, с помощью которых стыкуют пазы и соответствующие им выступы по противоположным краям элементов с образованием замка, затем загибают по крайней мере один край теплообменного модуля, перпендикулярный соединениям экструдированных металлических панелей, после чего укладывают нагревательный элемент в соответствующие каналы или крепления, выполненные на внутренней поверхности экструдированных металлических панелей, образующих поверхность нагрева.