Способ нагрева приточного воздуха Советский патент 1992 года по МПК D21F5/20 

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и может быть использовано для нагрева приточного воздуха теплотой греющей среды, например паровоздушной смеси, удаляемой от сушильной части бумагоделательной машины, эксплуатирующейся в районе с холодным климатом в условиях .низких значений температуры внешней среды, а также в промышленности строительных материалов и системах вентиляции зданий.

Цель изобретения - повышение надежности процесса нагрева приточного воздуха за счет исключения образования наледи в теплообменнике.

На чертеже изображена схема нагрева приточного воздуха, поясняющая сущность предлагаемого способа.

В тракте Т вентиляционного воздуха имеются теплообменник 2 для нагрева холодного приточного воздуха, разделенного на отдельные потоки, каждый из которых в сухой зоне теплообменника 2 имеет различные по теплоотдаче основные входной 3 и выходной 4 участки, расположенный между ними переходной участок 5 и устройство 6 для создания перекоса входного поля температур подаваемой по тракту 7 греющей среды.

Ю

ел

Ј

Способ реализуется следующим образом.

Греющую среду, например паровоздушную смесь (ПВС), отводимую от сушильной части бумагоделательной машины, с неоднородными полями температур, изменяющимися от tm n2 40 - 60°С до tmax2 110-120°G. подают по тракту 7 на теплообменник 2 со специальным образом упорядоченной неоднородностью входных полей температур при неизменном среднем значении входной температуры t12 (tmax2 + tmin2)/2, причем поля температур с tmax2 направляют в сторону входа воздуха в теплообменник (например, подачей соответствующей части потоков ПВС или горячего воздуха по отдельному трубопроводу).

Приточный воздух, забираемый из атмосферы при отрицательных значениях температуры tmini, подают по тракту 1 вентиляционного воздуха на теплообменник 2 разделенным на отдельные,изолированные друг от друга потоки, направленные в сторону возрастания входных температур паровоздушной смеси, На входном участке 3 каждый поток воздуха постепенно сжимают (например, путем уменьшения проходного сечения труб), в результате его скорость возрастает и коэффициент теплоотдачи «1 нагреваемого воздуха постепенно увеличивается, приближаясь по абсолютному значению до значения коэффициента теплоотдачи а 2 паровоздушной смеси на этом же участке. Так как температура стенки, разделяющей поток нагреваемого воздуха и па- ровоздушную смесь, стремится к температуре среды с большим коэффициентом теплоотдачи, ее абсолютное значение не понижается до температуры замерзания воды, что исключает образование наледи на входных участках каналов теплообмен- ника. Притакихусловиях входа приточный воздух с температурой tmini нагревается на (10-11)°С до температуры ti1 и при номинальном абсолютном значении коэффициента теплоотдачи a S , поступает на переходной участок 5.

При наиболее жестком температурном режиме работы создают входной перекос поля температур паровоздушной смеси, например, направлением части греющей среды межтрубного пространства в сторону переходных участков 5 при помощи отбойников и(или) подачей теплоносителя с максимальной температурой гтахз 7Q 75°С и регулируют направление всторону входных участков 3. Это обеспечивает при нижнем продельном значении температуры ti (-55) - (-60)°С приточного воздуха, поддержание температуры, разделяющей теплоносители стенки, выше температуры замерзания воды и исключает образование наледи в зоне переходных участков 5 теплообменника.

При более мягком температурном режиме, например, при tmini (-40) - (-45)°С, дополнительный входной перекос поля температур паровоздушной смеси уменьшают,

регулируя его направление посредством устройства 6 в сторону выходных участков 4 теплообменника 2, обеспечивая положительную температуру стенки и исключая образование наледи.

Из переходных участков 5 воздух, нагретый до температуры t i t{ на 10-15°С, подают на выходные участки 4, где его не- прерывано закручивают по всей длине (например, с помощью винтовых лопастей,

несплошных перегородок и пр.). При таком движении теплоотдача (нагреваемого воздуха повышается в 1,3 - .1,5 раза, увеличивается длина соприкосновения среды со стенкой, а температура последней поддерживается выше температуры замерзания воды, что исключает образование наледи на входных участках каналов теплообменника. Одновременно при перемещении паровоздушной смеси в межтрубном пространстве теплообменника постепенно увеличивают в 1,15 - 1,5 раза скорость ее перемещения в зоне входных участков с достижением максимального значения у трубной доски, что обуславливает соответствующее увеличение теплоотдачи ai и условия теплопередачи от паровоздушной смеси к приточному воздуху при a i щ .

Так как в зоне входных участков 3 приточного воздуха коэффициент теплоотдачи

паровоздушной смеси а{, перемещаемой в поперечном направлении, в 1,15 - 1,5 раза превышает коэффициент теплоотдачи «1 приточного воздуха, то температура стенки, разделяющей теплоносители, не понижается до температуры замерзания воды, что исключает образование наледи.

В свою очередь, части потока паровоздушной смеси, перемещаемой в зоне в,ыход- ных участков 4 нагреваемого воздуха,

сообщают при взаимодействии со стенкой, разделяющей потоки теплоносителей, тангенциальную составляющую скорости, обеспечивающую вихревое движение, стремящееся по направлению к противотоку и

обеспечивающее повышение коэффициента теплоотдачи паровоздушной смеси «-/ в 1,3 - 1,5 раза. При таких условиях теплопередачи паровоздушной смеси температура стенки, разделяющей теплоносители, не понижается до температуры замерзания воды и образование наледи исключается.

Перемещаемая в зоне переходных участков 5 паровоздушная смесь дополнительно турбулизуется граничными потоками смеси, поступающими под действием тангенциальных составляющих скоростей, со стороны входного 3 и выходного 4 участков. При этом коэффициент теплоотдачи повышается в 1,15 - 1,2 раза, что обеспечивает положительную температуру стенки, разделяющей теплоносители исключает образование наледи.

Формирование в сухой зоне теплообмена нескольких различных по теплопередаче участков с последовательным противоточ- ным уменьшением теплоотдачи приточного воздуха в 3 - 3,5 раза и одновременное повышение теплоотдачи паровоздушной смеси в 1,15 - 1,35 раза совместно с дополнительным входным перекосом поля температур паровоздушной смеси в сторону входа холодного приточного воздуха, позволяют поддерживать температуру стенки,

0

5

0

разделяющей теплоносители, выше температуры замерзания воды, что исключает образование наледи, позволяет уменьшить число элементов, обеспечивающих процесс, тем самым повышает надежность работы в наиболее жестком температурном режиме холодной климатической зоны.

Формула изобретения Способ нагрева приточного воздуха,.заключающийся в том, что его разделяют на потоки, направляют их перекрестно потоку греющей среды и затем подают на вентиляцию, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности процесса нагрева за счет исключения образования наледи в теплообменнике, изменяют температуру наружной поверхности стенки канала калориферной зоны теплообменника до значения выше температуры образования наледи путем регулирования скорости подачи греющей среды и приточного воздуха и подогретый до температуры выше образования наледи воздух подают в рабочую зону теплообменника .

25

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и может быть использовано для нагрева приточного воздуха теплотой паровоздушной смеси, удаляемой от сушильной части бумагоделательной машины, эксплуатирующейся в районе с холодным климатом, в условиях низких значений температуры внешней среды, а также в промышленности строительных материалов и системах вентиляции зданий. Целью изобретения является повышение надежности нагреЁа приточного воздуха за счет исключения образования наледи в теплообменнике. Способ нагрева приточного воздуха осуществляется путем разделения его на потоки, направления их перекрестно потоку греющей среды и подачи на вентиляцию, при этом изменяют температуру наружной поверхности стенки канала калориферной зоны теплообменника до значения, превышающего температуру образования наледи путем регулирования скорости подачи греющей среды и приточного воздуха. Подогретый до температуры, которая превышает температуру образования наледи, воздух подают в рабочую зону теплообменника. 1 ил. со С

:: ffo3$yx; : . : :V хо/юдны й ::--.

7

8оЩ&.Ј. нагрегтпиУ,

-iflap б . $O3 fo it/#ffj

.-bSA

смесь f/rffCf