Теплообменник Советский патент 1992 года по МПК F28D7/00 

з -17

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха,.а именно к устройствам тепловой обработки воз- ДУха.

Известен теплообменник, имеющий несколько ходов по теплоносителю.

Недостатком этого теплообменника является затрудненное прохождение через него теплоносителя (пара), так как образующийся конденсат плоха прот двигается по теплообменным трубкам, особенно в местах поворота на противоположное, направление.

Наиболее близким к предлагаемому является теплообменник, имеющий один ход по теплоносителю (пару), облегчающий отвод конденсата.

Однако вследствие вертикального расположения теплопередающих, трубок и симметричного распределения конденсата по всему периметру уменьшается эффективность теплообмена, так как при поперечном обтекании трубки интенсивность теплоотдачи со стороны воздушного потока по периметру трубки неодинакова: наибольшая - на лобовой; поверхности трубки и наименьшая - на теневой ее стороне.

С внутренней стороны трубки тепловое сопротивление теплоотдаче со сто роны пара обусловлено толщиной пленки конденсата. Поскольку в указанном -теплообменнике теплопередающие трубки расположены вертикально, то жидкость (конденсат) распределяется равномерно по периметру трубки, образуя пленку примерно одинаковой величины. Таким образом, на участке набегания воздушного потока на трубку теплоотдача повышена со стороны воздушного потока, но понижена со стороны теплоносителя (пара) Vts-за наличия пленки конденсата достаточно большой толщины, что приводит к снижению эффективности теплообмена теплообменни- , ка. : . Таким образом, данный теплообменник имеет недостаточно высокую эффективность теплообмена.

Целью изобретения является повышение эффективности теплообмена. В теплообменнике, содержащем вертикальный пучок теплообменных труб, закрепленных в отверстиях трубных решеток, крышки с патрубками подвода и отвода трубной среды и боковые щитки, образующие с решетками входное и выходное окна для межтрубной среды,

3d

все отверстия под трубы в верхней трубной решетке выполнены одинаково смещенными относительно соответству- ющих отверстий нижней решетки в сторону выходного окна по линиям, перпен- дикулярным плоскости последнего.

На фиг. 1 представлен теплообменник, общий вид; на фйК 2 и 3 сечения А-А и Б-Б на фиг. 1 соответственно; на фиг. - сечение В-В на фиг. 1. .

Теплообменник содержит (фиг. 1) вертикальный пучок теплообменных труб 1,. закрепленных в отверстиях 2 и 3, трубных решеток Ь и 5, крышки.6 с патрубками подвода 7 и отвода 8 трубной среды, и боковые щитки 9, образующие с решетками входное и выходное окна для межтрубной среды, т.е. воздушного потока. Все отверстия 2 (фиг. 2 и 3) в верхней трубной решетке 4 выпол-. нены одинаково смещенными относительно соответствующих отверстий 3 ниж- ней решетки 5 в сторону выходного окна по линий, перпендикулярной плоскот сти последнего. Такое смещение обеспечивает наклон теплоперб-дающих тру- бок . 1 относительно набегающего по- тока воздуха (фиг. 3).

Теплообменник работает следующим образом.

Теплоноситель пар поступает в теплообменник через входной патрубок 7 (фиг. 1):, в коллектор, образуемый од- ной из крышек 6 и верхней трубной решеткой k, распределяется параллельно по всем теплопередающим трубкам 1 . проходит по всей их длине, собирает- ся в нижнем коллекторе, образуемом нижней трубной доской 5 и другой4 крышкой 6: Далее через патрубок 8 теплоноситель покидает теплообменник.

Необработанный воздух поступает (фиг. 1) JBO входное окно для межтруб

ной среды, омывает наружную поверх- -.. ность теплообменных труб Т и через выходное окно покидает теплообменник.

При прохождении теплоносителя через теплообменник поверхность тепло- ( обменных трубок t нагревается, а его температура понижается. Обрабатываемый воздух нагревается в теплообменнике путем контакта- с нагретой поверх- ностью трубок 1.При движении пара по высоте трубок 1 происходят его охлаждение и конденсация. Под действием силы тяжести

конденсат стекает вниз по внутрент ним стенкам указанных трубок..

Смещение отверстий 2 на верхней трубной решетке k относительно- соответствующих отверстий 3 на нижней трубной решетке $ (фиг. 2 и 3) приводит к тому, что теплопередающие трубки 1 направлены под углом к вертикали, причем их верхние отклонены по ходу набегающего потока воздуха, а нижние - в противополож ном направлении, т.е. навстречу потоку воздуха. При таком наклоне тёп лопередающих трубок 1 движущийся вни конденсат стекает (в основном) по тыльной по отношению к набегающему потоку воздуха стороне их внутренней поверхности.

Таким образом$ -интенсивная теплоотдача на лобовой поверхности, тепло- передающих трубок 1 со стороны по тока воздуха сочетается с интенсивно теплоотдачей со стороны пара с внутт ренней стороны трубок, освобожденной от стекающего кбнденсатз что обусловливает повьйиение эффективности теп- j|рсюбмена теплообменника. ;

При этом сохраняются его компоновочные возможности: сам теплообменник устанавливается вертикально, не нарушая общую монтажную линию например, системы, в которой он установлен.

i Таким образом, по сравнению с известным устройством, улучшаются экс- плуатационные характеристики теплообмена в предлагаемом устройстве.

Ф о р мула и з о б р е т е н и я Теплообменник, содержащий вертикальный пучок теплообменных труб

закрепленных в отверстиях трубных решеток, крышки с патрубками подвода и от вода т рубной среды и боковые щит- кй,. образующие с решетками входное и

выходное окна для межтрубной среды, от л и ч а ю 14 и и с я тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена , все отверстия под трубы в верхней трубной решетке выполнены одимаково смещенными относительно соответствующих отверстий нижней решетки в сторону выходного окна по линиям, перпендикулярным плоскости последнего.

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха, а именно к устройствам тепловой обработки воз- /духа. Цель изобретения - повышение эф- фективности теплообмена. Теплообменник включает вертикальный пучок тёплообменных труб 1., закрепленных в отверстиях трубных решеток 4 и 5, крышки 6 с патрубками 7 и 6 подвода„и отвода трубной среды и боковые щитки 9, образующие с решетками входное и выходное окна для межтрубной среды, т.е. воздушного потока. Все отверстия в верхней трубной решетке 4 выполнены одинаково смещенными-относительно соответствующих отверстий- нижней решетки 5 в сторону выходного окна по линии, перпендикулярной плоскости последнего. Такое смещение обеспечивает наклон теплопередающих трубок относительно набегающего потока воздуха. Теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревает поверхность, теплообменных труб 1, Обрабатываемый воздух нагревается в теплообменнике путем контакта с нагретой поверхно--. стью труб 1.4 ил . | . . - S (Л с со СО Is

оофоооо

О О О О О OG

о о о о о о о

т/

ооооо оо OQOOOOG о о о о о о о

.2

б-б

оо оо OOOOG о о о о

Фа-г.З

ftOffiOft

6o9foX

Фаг.Ч