Способ предотвращения инееобразования в теплообменнике Советский патент 1988 года по МПК F24F7/06 F25D21/04 

(2) 3977794/31-J3

(22) J4.n.85

(46) 07.04.88. Бюл. .№ 13

(71)Белорусский политехнический ин ститут

(72)С.Н.Осипов и У.О.Саука

(53)621.565 (088.8)

(56)Ильин В.П., Креелинь А.Я, Врэ щающиеся тепло- и массообменные ап-- параты для систем вентиляции и кон- диционнрования воздуха. Водоснаб- жение и санитарная техника, 1972,

№ 10, с. 35-37.

Авторское свидетельство СССР № 1204915, кл. F 28 F 13/14, 1984,

(54)СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИНЕЕОБРА- ЗОВАНИЯ В ТЕПЛООБМЕННИКЕ.

(57)Изобретение относится к вентиля ции помещения и может быть использо-

/7ото/ в flO/foeff 6J

вано для утилизации тепла вентиля- выбросов, а также в других теплообменных системах, в которых не- обходимо предотвратить инееобразова- ние, требуется поддержание те мперату ры теплообменной поверхности на за- данном уровне и не допускается фазо- вый переход горячего теплоносителя. Целью изобретения является расширение технологических возможностей и уде шевление способа. При .реализации соба В теплообменнике, имеющем камеры (К) 3 для теплоносителя, поддерживают температуру стенки К 3 со стороны удаляемого воздуха выше температуры замерзания конденсата путем подачи в К 3 теплоносителя. При этом теплоноситель подают в К 3 непрерывным потоком с температурой, определяемой по установленной формуле.2 ил.

ха

S

S

(Л

:с

30

СХ)

8 Удаляемый фц 2

Изобретение относится к вентиля |:1;ии помещений и может быть использо- Ёано для утилизации тепла вентиляци онных выбросов, а также в других теп- лообменных системах,в которых необ- Ходимо предотвратить инееобраэование, Требуется поддержание температуры Теплообменной поверхности на задан - |ном уровне и не допускается фазовый {переход горя.чего теплоносителя. Целью изобретения является расши- |рение технологических возможностей и удешевление способа.

Для осуществления способа в каме - :РУ для теплоносителя теплообменника непрерывным потоком подают теплоно- ситель с температурой, определяемой I по определенной формуле.

На фиг.1 изображена схема установ- :ки утилизации тепла вентиляционных ; выбросов, в которой рвализуется пред лагаемый способ; на фиг.2 теплооб- менник с камерами, аксонометрия о I

Теплообменник 1 имеет пластины 2,

в которых выполнены камеры 3 для теп лоносителя (газообра:зного или жид - кого). Установка имеет вентилятор 4, датчик 5 температурыj регулятор 6 температуры, регулирующий клапан 7. Между пластинами 2 теплообменника 1 установлены дистанщюнные уплотни тельные прокладки 8,

Предлагаемый теплообменник 1 пред назначен для утилизации (вторичного использования) .тепла вентиляционнь х выбросов. В нем происходит нагрев приточного воздуха за счет тепла уда- ляемрго воздуха. Передача тепла про -- исходит через темлообменную поверх - ность (пластины), разделяющую потоки воздуха. При относительно низкой температуре и высокой влая.ности уда- ляемого воздуха, имеющих место в не- которых видах помещений, температура Теплообменной поверхности такого ути лизатора может оказаться ниже 0°С, При этом замерзает выпадающий из уда ляемого воздуха конденсат и на тепло обменной поверхности образуется слой инея, которьш постепенно растет и за крывает каналы теплообменника 1, Из за данного явления значительно уве- личиваетсн аэродинамическое сопротив ленив теплообменника и иногда появ - ляется необходимость остановки его работы. Представленный способ пред отвращения инееобразования предназна чен для исключения такого процесса

Способ осуществляют следующим об разом.

Движение теплоносителей (потоков воздуха) в рассматриваемом примере теплообменника противоточное, т.е. удаляемый и приточный воздух движут -- ся в противоположных направлениях. Следовательно, с точки зрения обра зования инея самой опасной является зона холодного воздуха и выхода уда ляемого воздуха из теплообменника. В данной зоне каждая пластина выпол нена с камерами 3.

Вентилятор 4 обеспечивает подачу . потока теплоносителя в камеры 3 теп лообменника.

Теплоноситель подают непрерывным потоком с температурой, определяемой по формуле

0

5 0 5 g s

-t.

)

где t

G. -ст

,t. температура подаваемого в полость Теплообменной по верхности теплоносителя массовый расход подаваемого в полость теплоносителя; заданная температура тёпло обменной поверхности со сто- роны удаляемого воздуха; температура удаляемого и приточного воздуха;

Ыу - коэффициенты теплоотдачи от удаляемого воздуха к тепло обменной поверхности, от Теплообменной поверхности к теплоносителю в полости и от Теплообменной поверхности к приточному воздуху; коэффициент увеличения теп лообмена массообмена; площадь теплообмена; теплоемкость теплоносителя.

F С

В качестве теплоносителя, подавае мого в камеру 3, используют смесь ко лодного приточного воздуха и приточ ного воздуха, нагретого в этом же утилизаторе. Регулируя соотнощение холодного приточного и нагретого прИ точного воздуха в такой смеси, ее температуру можно менять в необходи мых для данной цели пределах. При необходимости схема может быть дополна .

на небольшим нагревателем, обеспечи- вающим нужную температуру теплоноси - тедя. При изменении параметров при- точного воздуха соответственно меня- ется поток тепла q от камер 3 к при- точному воздуху и нарушается тепло- вой баланс. При этом температура теплообменной поверхности со стороны удаляемого воздуха, измеряемая датчиком 5 температуры, начинает отклоняться от заданной. Регулятор 6 тем пературы дает команду на изменение положения регулирующего клапана 7, тем самым изменяя соотношение холод ного и нагретого воздуха в подавае- мом в полость воздухе и в-результате и его температуру. Воздух, прошедший через камеру 3 теплообменной поверх ности, подается в воздуховод приточ ного воздуха. Температура теплоноси телей меняется по длине теплообмен ника и соответственно должна менять ся и температура камер 3.. Необходи мое ее изменение может быть достигну то выполнением камер 3 с переменной шириной. При этом.количество попадающего в нее потока воздуха также ме няется.

Пример. Рассматривается зона входа приточного и . выхода удаляемого воздуха теплообменника утилизатора вентиляционных выбросов при следую щих условиях: температура приточного воздуха 25 С, температура удаляемо го воздуха 4°С, коэффициенты теплоот дачи oi oix 30 , txL, , 60 , коэффициент увеличения теплоотдачи массоотдачи 2,0, площадь теплообмена рассмат риваемого участка F 0,04 м та кая площадь соответствует длине уча, стка 0,05 м и высоте теплообменника 0,6 м, заданная температура теплооб

Если температура холодного приточного воздуха повышается до 20 С сО ответственно должен измениться и теп ловой поток q, вносимый теплоносите лем в полость поверхности. Изменение q может быть достигнуто изменением расхода теплоносителя при постоянной его -температуре или изменением его температуры при постоянном расходе. Схема установки фиг.1) предусмат ривает при реализации предлагаемого способа то, что и регулятор 6 дает команду на подмешивание к нагретому приточному воздуху определенного ко личества холодного приточного возду ха, чтобы температура подаваемого в камеру теплоносителя стала равной

I F Г, оСД J- cr-tr ci,- + ,

- .Тгг; -:- гГ --8°с.

Таким образом, изменением темпе ратуры подаваемого в полость теплоносителя .автоматически предотвращается инееобразование на теплообменной по верхности.

В качестве теплоносителя, подавае мого в полость теплообменной поверх кости, может использоваться также и жидкость с необходимыми для выпол нения соотношения по приведенной фор муле для tj свойствами. При исполь зовайии воздуха обязательным услови ем является его низкое влагосодержа ние, чтобы не началось инееобразова ние внутри полости.

Способ прост в реализации и поз воляет расширить диапазон параметров теплоносителей, при которых теплооб менная поверхность надежно защищает ся от обледенения .

менной поверхности t.. О С, темпе дс Формула изобретения

ратура приточного воздуха за утилиза тором 2 С. При перечисленных услови ях температура полости теплообменной поверхности должна по уравнению

г - f - (г - t } 5°

tj - tcT- (r cr)

равняться tj 4°C.

При этом массовый расход теплоно

Способ предотвращения инееобразо вания в теплообменнике, имеющем ка меру для теплоносителя, предусматри ваюпщй поддержание температуры стен ки камеры со стороны удаляемого воз духа выше температуры замерзания кон денсата путем подачи в камеру тепло

носителя,

отличающийся

сителя, подаваемого в камеры 3 (при

условии подачи теплоносителя, темпе ратура которого равна температуре приточного воздуха за теплообменни ком), равняется Сэ 0,00067 кг/с.

,„

Способ предотвращения инееобразо вания в теплообменнике, имеющем ка меру для теплоносителя, предусматри ваюпщй поддержание температуры стен ки камеры со стороны удаляемого воз духа выше температуры замерзания кон денсата путем подачи в камеру тепло

носителя,

отличающийся

55

тем, что, с целью расширения техноло .гических возможностей и удешевления способа, теплоноситель в камеру по дают непрерывным потоком с температу рой, определяемой по формуле

t- /t- - t- + -

-cT - - r , fe -CT (i , r . r

-} --CT T , fe -CT - (V ,

tr-(t.-te.) - - t,

C G.

I + i

ot, oi.

(trT.

cr

де t- температура подаваемого в ; полость теплообменной по-- ; верхности теплоносителя;

; GJ- массовый расход подаваемого

в полость теплоносителя;

заданная температура тепло - ; обменной поверхности со сто ; роны удаляемого воздухаj

10

15

Удаляемый воздух

Ц)иг.1

0

5

а;

ГF С

коэффициенты теплоотдачи от удаляемого воздуха к., тепло - обменной поверхности, от теплообменной поверхности к теплоносителю в полости и . от теплообменной поверхности к приточному воздуху; коэффициент увеличения теп лообмена массообмена; площадь теплообменной по- верхности;

теплоемкость теплоносителя; температура удаляемого и приточного воздуха.

ньш Воздух