Теплообменник Советский патент 1990 года по МПК F28D15/00 F23L15/04 

«

Фиг:

Изобретение относится к теплообмен ой технике и может быть использова- ю в системах вентиляции для утилиза- ,ии тепла удаляемого воздуха.

Цель изобретения - повышение эф- фективности работы теплообменника в режиме возможного обмерзания при организации вращения пучка труб теплообменника.

На фиг,1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вариант выполнения теплообменника с заслонкой из двух пластин; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З.

Теплообменник содержит разделенный продольной перегородкой 1 на отсеки 2 и 3 греющей и нагреваемой сред корпус 4 с закрепленным в перегородке 1 перпендикулярно к ней пучком прямолинейных тепловых труб 5, сгруппированных в ротор с осью 6 вращения. Испарительные участки 7 труб 5 размещены в отсеке 2 греющей среды, а конденсационные участки 8 - в отсеке 3 нагреваемой среды, причем в последнем размещена подвижная регулирующая заслонка в виде пластины

9,которая снабжена поворотной осью

10,закрепленной на одной из ее кромок и размещенной параллельно продольным осям труб 5, выполнена изогнутой вокруг оси 6 вращения пучка

и размещена вне него, С противополож ной стороны пучка труб 5 относительно пластины 9 на поворотной оси 10 закреплен обтекатель 11, образующий с пластиной 9 канал 12.

Кроме того, в отсеке 3 может быть установлена вспомогательная пластина 13, аналогичная пластине 9, образующая дополнительный канал 14. Теплообменник может быть снабжен дополнительной пластиной 15, установленной параллельно основной пластине 9, причем одна из этих пластин, а именно пластина 15, установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль тепловых труб 5. В этом случае поворотная ось 10 выполнена трубчатой с прорезью 16 и внутри нее размещена ось 17 пластины 15.

Теплообменник работает следующим образом.

Удаляемый иэ вентилируемого поме щения (например, из животноводческой фермы) влажный воздух через входной патрубок подается в отсек 2 греющей

0

5

0

5

0

35

40

45

50

55

среды и вращающийся ротор. Одновременно через входной патрубок нагреваемая среда (наружный воздух) подается в отсек 3 нагреваемой среды и вращающийся ротор. Поток греющей среды (влажный воздух), проходя через межтрубное пространство ротора, отдает свое тепло тепловым трубам 5, При этом температура потока обуславливает конденсацию влаги на тепловых трубах 5, проходящих в данный момент времени зону отсека 2. Из межтрубного пространства ротора в отсеке 2 поток греющей среды через выходной патрубок удаляется в окружающее пространство.

За счет замкнутого испарительно- конденсационного цикла в тепловых трубах 5 тепло передается нагреваемой среде, причем наружный воздух, имеющий низкую температуру, первоначально омывает ряды тепловых труб 5, имеющих минимальную температуру. При высокой влажности греющей среды (влагосодержание 10-15 г/кг) и пониженных температурах наружного воздуха (минус 15-20°С) создаются уело- вия для обмерзания вышеуказанных радов тепловых труб 5 в отсеке 2 со стороны выходного патрубка.

Однако в результате образования в отсеке 3 канала 12 за счет поворота пластин 9 и 13 и обтекателя 11 происходит перераспределение потока нагреваемой среды в поперечном сечении вращающего ротора, так как канал 12 с тепловыми трубами 5 обладает повышенным гидравлическим сопротивлением по сравнению с остальной частью ротора. Распределение расходов нагреваемой среды через канал 12 и остальную часть ротора происходит обратно пропорционально их гидравлическим сопротивлениям. Таким обра- зом, проходящие через канал 12 тепловые трубы 5, покрытые льдом или инееем, меньше охлаждаются в отсеке 3, так как через канал 12 проходит уменьшенное количество нагреваемой среды, В отсеке 2 тепловые трубы 5 в это же, время обдуваются греющей средой, имеющей повышенную температуру. В совокупности оба вышеописанных процесса приводят к повышению температуры тепловых труб 5, проходящих через канал 12, и таянию льда или инея. Образовавшаяся влага отводится

известными способами (например, за счет сил гравитации) в дренаж.

В результате эффективность, а также мощность теплообменника при работе его в режиме обмерзания повышается.

Одновременно в канале 14, через который также проходят тепловые трубы 5, происходит перестройка профилей температур тепловых труб в сторону увеличения., так как они меньше обдуваются холодным воздухом и в них аккумулируется тепло. Тепловые трубы 5 с повышенной температурой входят в зону подачи холодного воздуха, что способствует уменьшению льдообразования на них.

При повышении температуры наружного воздуха и отсутствии обмерзания тепловых труб 5 пластины 9 и 13, а также обтекатель 11 проворачивают на соответствующих осях и фиксируют в положениях, близких к направлению потока нагреваемой среды в отсеке 3 (на фиг,2 показано пунктиром). При таких положениях пластин 9 и 13 и обтекателя 11 отсутствует перераспределение расходов среды по горизонтальному сечению ротора.

Для расширения диапазона использования теплообменника предусмотрен вариант конструкции, обеспечивающий изменение высоты канала в отсеке 3 на греваемой среды.

Передвигая ось 17 вверх или вниз, одновременно перемещают в прорези 16 пластину 15 относительно пластины 9 (фиг.З и фиг.4).

Ось 17 фиксируют в положении, - обеспечивающем оттаивание тепловых труб 5, перемещаемых через канал 12 в отсеке 3. При работе теплообменника без обмерзания пластину 15 поднимают в верхнее положение и обе пластины 9 и 15 поворачивают на оси 10 и фиксируют в положении, при котором отсутствует перераспределение гидрав-

лических сопротивлений по сечению ротора,

Технико-экономическая эффективность предлагаемого теплообменника заключается в том, что обеспечивается надежная работа его в режиме обмерзания, что позволяет непрерывно удалять оледенение и существенно повышает эффективность и мощность теплообменника эксплуатируемого при низких температурах наружного воздуха и повышенном влагосодержании удаляемого из вентилируемого помещения воздуха.

10

15

Формула изобретения

1.Теплообменник, содержащий раз- деленный продольной перегородкой на отсеки греющей и нагреваемой сред корпус с закрепленным в перегородке перпендикулярно к ней пучком прямолинейных тепловых труб, испаритель- ные участки которых размещены в отсеке греющей среды, а конденсационные - в отсеке нагревамой среды, причем в последнем размещена подвижная регулирующая заслонка в виде пластины, от л и чающийся тем, что, с целью повышения эффективности работ ты в режиме возможного обмерзания при организации вращения пучка труб, упомянутая пластина снабжена поворот- ной осью, закрепленной на одной из ее кромок и размеренной параллельно продольным осям труб, выполнена изогнутой вокруг оси вращения и размещена вне его.

2.Теплообменник по п,1, отличающий с я тем, что он снабжен дополнительной пластиной, размещенной параллельно основной, при этом одна из пластин установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль тепловых труб.

8 в

1571391

6 Ю 9

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в системах вентиляции для утилизации тепла удаляемого воздуха. Цель изобретения заключается в повышении эффективности работы в режиме возможного обмерзания при организации вращения пучка труб теплообменника. Удаляемый воздух (В) отдает тепло испарительным участкам тепловых труб (ТТ) 5. При этом температура удаляемого В может снижаться до точки росы, что обусловливает конденсацию влаги из В на ТТ 5. За счет замкнутого испарительно-конденсационного цикла в ТТ 5 тепло передается наружному В-нагреваемой среде. При высокой влажности удаляемого В и пониженных температурах наружного В создаются условия для обмерзания ТТ 5. Однако за счет образования в отсеке 3 канала (К) 12 путем поворота пластин 9, 13 и обтекателя 11 происходит перераспределение потока нагреваемой среды в поперечном сечении ротора (Р) из ТТ 5, т.к. К 12 обладает повышенным сопротивлением по сравнению с остальной частью Р. Это перераспределение происходит обратно пропорционально указанным сопротивлениям. В результате ТТ 5, проходящие через К 12, меньше охлаждаются в отсеке 3, т.к. через К 12 проходит уменьшенное количество нагреваемой среды. В отсеке же греющей среды ТТ 5 обдуваются греющей средой, что приводит к повышению температуры ТТ 5, проходящих через К 12, и таянию льда или инея. В результате эффективность и мощность теплообменника при работе его в режиме обмерзания повышаются. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

L

J.A

-J

77

ФигЛ