Пластинчато-ребристый теплообменник Советский патент 1987 года по МПК F28D9/02 

Изобретение относится к пластинчато-ребристым теплообменникам и может быть использовано для охлаждения сжатых газов и конденсирования воздуха.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменникJ на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, первый вариант установки нитей; на фиг. 3 - то же, второй вариант установки нитейJ на фиг, 4 - узел 1 на фиг. 3, с нитями, не выходящими за пределы канала; на фиг. 5. - то же, с нитямиJ выходящими за пределы канала; на фиг. 6 - теп- щообменник, третий вариант установки i; на фиг. 7 - узел II на фиг.6.

Ю

15

от компрессора либо другой охлаждаемый газ, а через коллектор 9 подается вода. Последняя при течение по каналам 6 частично впитывается нитями 11 капиллярно-пористой структу™ ры и в виде тонкой пленки покрывает нити 11 в каналах 5, по которым проходит охлаждаемая среда. При этом происходит интенсивный теплообмен через поверхность вставок 3 и 4 и плоских листов 2 с -водой, движущейся по каналам 6, а также теплообмен при непосредственном контакте с водой, стекающей по нитям 11. В случае использования теплообменника для воздушного охлаждения через коллектор 7 подается атмосферный воздух, а через кол.пектор 9 - например, сжанитеи.

Теплообменник содержит горизонталь- 1 ый воздух. При течении рабочих сред но расположенный пакет 1 плоских по каналам 5 и 6, в которых установлены нити 11 капиллярно-пористой структуры, происходит турбулизация потоков, вследствие чего увеличива- j 1ЮТСЯ коэффидаенты теплоотдачи и ин-г тенсифицируется .процесс охлаждения сжатого воздуха. Проявляющийся при :.этом конденсат впитывается нитями 1 1 и стекает в каналы 5, по которым

листов 2, чередующихся с гофрированными вставками 3 и 4, образующими каналы 5 и 6 для рабочих сред, подключенные к соответствующим коллекторам 7-10.

Пакет 1 снабжен нитями 11 из капиллярно-пористого материала, проходящими через стенки каналов 5 и 6

перпендикулярно плоским листам 2, Ни- п проходит атмосфер1а1й воздух, обеспе35

ти 11 могут быть размещены только в каналах, например, 5 одной из сред. При этом концы нитей 11 могут выходить за пределы каналов 5.

Нити 11 на участках, -проходящих через каналы, например, 5 одной из сред могут быть заключены в цилиндрические обечайки 12, герметично скреплен ные по периметру с листами 2, ограничивающими эти каналы 5, при- .Q чем верхний и нижний каналы 5 или 6 могут быть снабжены индивидуальньюш коллекторами 13 и 14 для охлаждающей ЖИДКОСТИ. В ряде случаев для циркуляции охлаждающей жидкости может быть задействовано большее число каналов 5 или 6. Нити 11 установлены на расстоянии не меньшем чем два диаметра последних.

Указанное минимальное расстояние между нитями 11 обусповлено предотвращением залипания нитей 11 при течении по ним пленки жидкости, например воды.

Теплообменник работает следующим образом.

Через коллекторы 7 и 9 в каналы 5 и 6 подаются рабочие среды, напри- мер через коллектор 7 сжатьй воздух

45

50

55

чивая увлажнение его.

При установке нитей 11 в каналах 5 одной из сред в случае использования, например, воды и сжатого воздуха последний подают по коллектору 7 в каналы 5 с нитями, а воду по коллектору 9 в каналы 6 без нитей, при этом достигается повьшение коэффициента теплоотдачи со стороны сжатого воздуха вследствие его турбулизации. Причем при установке нитей 11 так, что их концы выходят в каналы 6, по которым двшкется вода, последняя за счет капиллярных сил и перепада давления частично стекает по нитям 11 в каналы 5, по которым движется сжатый воздух. В этом случае достигается еще большая интенсивность теплообмена.

При работе теплообменника, в котором нити 11 в каналах 5 одной из сред заключены в цилиндрические обечайки 12, а по крайней мере верхний и нижний каналы 5 или 6 подключены к индивидуальным коллекторам 13 рдя охлаждающей жидкости, например воды, по коллектору 9 подают сжатый воздух, а по коллектору 7 - атмосферный воздух.

5

от компрессора либо другой охлаждаемый газ, а через коллектор 9 подается вода. Последняя при течение по каналам 6 частично впитывается нитями 11 капиллярно-пористой структу™ ры и в виде тонкой пленки покрывает нити 11 в каналах 5, по которым проходит охлаждаемая среда. При этом происходит интенсивный теплообмен через поверхность вставок 3 и 4 и плоских листов 2 с -водой, движущейся по каналам 6, а также теплообмен при непосредственном контакте с водой, стекающей по нитям 11. В случае использования теплообменника для воздушного охлаждения через коллектор 7 подается атмосферный воздух, а через кол.пектор 9 - например, сжа1 ый воздух. При течении рабочих сред по каналам 5 и 6, в которых установлены нити 11 капиллярно-пористой структуры, происходит турбулизация потоков, вследствие чего увеличива- 1ЮТСЯ коэффидаенты теплоотдачи и ин-г тенсифицируется .процесс охлаждения сжатого воздуха. Проявляющийся при :.этом конденсат впитывается нитями 1 1 и стекает в каналы 5, по которым

Q

5

0

5

чивая увлажнение его.

При установке нитей 11 в каналах 5 одной из сред в случае использования, например, воды и сжатого воздуха последний подают по коллектору 7 в каналы 5 с нитями, а воду по коллектору 9 в каналы 6 без нитей, при этом достигается повьшение коэффициента теплоотдачи со стороны сжатого воздуха вследствие его турбулизации. Причем при установке нитей 11 так, что их концы выходят в каналы 6, по которым двшкется вода, последняя за счет капиллярных сил и перепада давления частично стекает по нитям 11 в каналы 5, по которым движется сжатый воздух. В этом случае достигается еще большая интенсивность теплообмена.

При работе теплообменника, в котором нити 11 в каналах 5 одной из сред заключены в цилиндрические обечайки 12, а по крайней мере верхний и нижний каналы 5 или 6 подключены к индивидуальным коллекторам 13 рдя охлаждающей жидкости, например воды, по коллектору 9 подают сжатый воздух, а по коллектору 7 - атмосферный воздух.

3

По коллектору 13 подается охлаждающая вода, которая попадает в верхний из каналов 5 или бив виде пленки стекает по нитям 11 в нижние каналы 5 и 6. При этом происходит увлажнение атмосферного воздуха, а следовательно, увеличение коэффициента теплоотдачи, что обеспечивает интенсификацию отвода тепла от сжатого воздуха, который не соприкасается с нитями 11. Сжатый воздух, протекая по каналам 5, отдает тепло не только увлажненному атмосферному воздуху, но и непосредственно мокрым

12

нитям 11, через поверхность обечаек 12, в которых они установлены.

Постепенно вода нагревается и стекает в нижний из каналов 5 или 6 и через коллектор 14 отводится из теплообменника. Охлажденный сжатый воз- дух отводится через коллектор 10, а подогретый атмосферный воздух - коллектор 8.В случае когда для циркуляции охлаждающей жидкости задей ствован большее число каналов 5 или 6, то подвод и отвод жидкости осуществляется, кроме того, и в средней по высоте части теплообменника.

Изобретение позволяет значительно интенсифицировать теплообмен за счет

увеличения коэффициентов теплоотдачи газообразных сред вследствие турбули- зации потока и его увлажнения, а также за счет увеличения поверхности

хн12951 94

теплообмена вследствие обеспечения непосредственного контакта охлаждаемой среды с мокрыми нитями.

Формула изобретения

1.Пластинчато-ребристый теплообменник, содержащий горизонтально расположенный пакет плоских листов, чередующихся с гофрированными вставками, образующими каналы для рабочих сред, подключенные к соответствующим коллекторам, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, пакет снабжен нитями из капиллярно-пористого: материала, проходящими через стенки каналов перпендикулярно плоским листам.

2.Теплообменник по п. 1, о т - дичающийся тем, что нити размещены только в каналах одной из сред.

3.Теплообменник по п. 1, о т - личающийся тем, что нити на участках, проходящих через каналы одной из сред, заключены в цилиндрические обечайки, герметично скрепленные по периметру с плоскими листами, ограничивающими эти каналы, причем по крайней мере, верхний и нижний каналы снабжены индивидуальными коллекторами для охлаждающей жидкости.

Изобретение относится к теплообмену и может быть использовано для охлаждения сжатых газов и кондиционирования воздуха (В). Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен. Протекающая по каналам (К) 6 вода частично впитывается нитями 11 капиллярно-пористой структуры и в виде тонкой пленки покрывает нити 11 в К 5, по которым движется сжатый В. При этом происходит интенсивный теплообмен между средами через поверхность вставок и плоских листов 2. Теплообменник может быть вьшолнен с установкой нитей 11 в К 5 одной из сред. При этом в К 5 подают сжатый В, а воду в К 6. Теплообменник может быть выполнен таким образом, что нити 11 на участках, проходящих через К 5 одной из сред, могут быть заключены в цилиндрические обечайки. Последние герметично скреплены по периметру с листами 2, ограничивающими К 5; При этом по крайней мере верхний, и нижний К 5 или 6 могут быть снабжены индивидуальными коллекторами для охлаждающей жидкости. 2 з.п. ф-лы 7 ил. (Л А-А ю со ел 00 фиг. 2.

.т

ф(/г.

.

/ г

A/i /4/uT / nyrv/ / r jr

yl JT/ ЛJ v/ l7 Jл/k/ ЛJaл

/ хж/хтх:

Л /ГиТУ Ч/ УЛ1/ Ти1 л1Л /К/ УК/ 1/ Г /К/ 1АЖЛ1А/

rwlvylЖ rLaлJгwp /кyл ЛJrlЛ

/ г 7

:7УГ /КУЛ1АЖ7ШУ

. J

Фиг.6

/f

Редактор М.Бланар

Составитель Ю.Карпенко

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 607/45Тираж 612Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг Л