Теплообменный элемент конденсатора Советский патент 1992 года по МПК F28F13/16 

Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам и касается конденсаторов воздушного охлаждения, а также может найти применение в воздушных теплообменниках.

Известна теплообменная поверхность, например, конденсатора холодильной машины, содержащая трубы, снабженные пластинчатыми ребрами, между которыми размещены вставки, имеющие гофрированные участки.

Недостатками данной теплообменной поверхности являются низкий коэффициент теплоотдачи к воздуху, нетехнологичность изготовления, наличие застойных зон за трубами.Известен конденсатор воздушного охлаждения, содержащий заземленный теплообменник, установленный на .стенке корпуса холодильника, высоковольтный электрод и защитный кожух.

К недостаткам данного устройства относится повышенное энергопотребление высоковольтным электродом вследствие значительного расстояния между высоковольтным электродом и заземленным теплообменником, низкая эффективность охлаждения, так как интенсивно обдуваются только ребра теплообменника.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является тепловая труба в зоне конденсации которой между ребрами установлены коронирующие электроды, размещенные с зазором относительно поверхности корпуса.

Недостатком данного устройства является низкая эффек гивность охлаждения зоны конденсации, так как коронирующий электрод интенсифицирует теплообмен только у поверхности ребер, тогда как поверхность корпуса не подвержена интенсифицирующим эффектам, а именно она служит источником тепловыделения. Кроме того, эффект интенсификации будет наблю- даться лишь у одного из двух ребер, ближе к которому расположен электрод.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в теплообменном элементе конденсатора, содержащем заземленную трубу с поперечными ребрами в пространстве между которыми размещены проволочные элементы высоковольтного электрода, расстояние между ребром и ближайшем к нему элементом составляет 0,9-0,5 расстояния от элемента до поверхности трубы; при размещении трех проволочных элементов расстояние между ребрами и средним элементом составляет 1,1-10,0 расстояния от элемента до поверхности трубы.

При отношении расстояния I от крайнего проволочного элемента до ближайшего

ребра к расстоянию s до трубы теплообмен- ного элемента более 0,9 от крайнего проволочного элемента не образуется электроконвективный воздушный поток, направленный на ребро, так как при таком

0 соотношении на крайнем проволочном элементе возникает неустойчивый разряд, что может привести к его перегоранию.

При отношении расстояний l/s 0,5. между крайним проволочным элементом и

5 ребром возникает электрическое поле с напряженностью, превышающей более чем в два раза напряженность поля между средним элементом и трубой. Такое распределение напряженности электрического поля может привести к электрическому пробою

0 между крайним элементом и.ребром. Кроме того, трубы обдуваются электроконвективным воздушным потоком, имеющим малую скорость. Отношение расстояния И от среднего

5 проволочного элемента до ближнего ребра к расстоянию s от элемента до трубы более 10,0 приводит к неэффективному размещению проволочных элементов, так как возникает электрическое поле, напряженность

0 которого резко неоднородна, что приводит к предпробойному состоянию.

При отношении расстояний h/s менее 1,1 падает скорость электроконвективного воздушного потока, обдувающего трубы.

5 Таким образом, отношения l/s 0,90,5 и h/s 1,1-10,0 являются оптимальными

для увеличения интенсивности охлаждения

теплообменного элемента конденсатора.

На фиг. 1 схематически изображен кон0 денсатор воздушного охлаждения, состоящий из предлагаемых теплообменных элементов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 узел I на фиг. 2 для случая, когда в межреберном пространстве расположено

5 два проволочных элемента; на фиг. 4-то же, для случая, когда в межреберном пространстве расположено три проволочных элемента.

Теплообменные элементы конденсато0 ра содержат заземленные трубы 1 с поперечными ребрами 2, в пространстве между которыми размещены проволочные элементы 3 высоковольтного электрода, натянутые на диэлектрические рамки 4, которые при5- креплены, например, винтами к кожуху 5 таким образом, что расстояние I между ребром 2 и ближайшим к нему элементом 3 составляет 0,9-0,5 расстояния s от элемента до поверхности трубы 1; при размещении

трех проволочных элементов 3 расстояние И между ребром 2 и средним элементом составляет 1,1-10,0 расстояния s от элемента до поверхности трубы 1. Конденсатор имеет вентилятор 6.

Теплообменный элемент конденсатора работает следующим образом.

При подаче напряжения на проволочные элементы 3 высоковольтного электрода воздух, находящийся в межреберном пространстве, ионизируется. Возникает элект- роконвективное движение воздуха, направленное от проволочных элементов 3 к трубам 1 и ребрам 2, которое усиливает основной воздушный поток (на фиг, 2 показан стрелками), создаваемый вентилятором 6, турбулизирует его и устраняет застойные зоны, образующиеся за трубками 1.;

Расположение в межреберном пространстве двух проволочных элементов 3 (фиг. 3) описывается соотношением l/s 0,9-0,5. В этом случае направление электроконвективного движения воздуха (показано пунктирными стрелками) перпендикулярно основному потоку (показан большой стрелкой) и направлено от проволочного элемента 3 в сторону ближайшего ребра 2. При таком расположении электроконвекция оказывает турбулизиру- ющее воздействие на основной поток воздуха.

Расположение в межреберном пространстве трех проволочных элементов 3 (фиг. 4) описывается соотношением для среднего элемента H/s 1,1-10,0. В этом случае направление электроконвективного движения воздуха перед трубами 1 (показано пунктирными стрелками) от среднего проволочного элемента 3 совпадает с направлением основного потока (показан большой стрелкой) и усиливает его. За тру- бами 1 эти два движения имеют противоположное направление, в результате чего устраняются застойные зоны за трубами 1, образующиеся при обдуве труб 1 основным воздушным потоком. Электроконвективное движение воздуха от крайних проволочных элементов 3 направлено в сторону ближайшего ребра 2 перпендикулярно основному потоку и оказывает турбулизирующее воздействие на основной поток.

Предлагаемый конденсатор воздушного охлаждения может работать и без вентилятора 6. В этом случае электроконвективное движение воздуха совместно с естественной конвекцией будет также эффективно охлаждать теплообмен ник.

Использование заявляемого конденсатора по сравнению с известными позволяет увеличить в 1,2-1,5 раза скорость воздушного потока и повысить его турбулентность, при этом коэффициент наружной теплоотдачи возрастает на 12-18%. Указанное увеличение интенсивности охлаждения приводит к снижению температуры конденсации на 4-8°С.

Формул а из о б peteни я

1.Теплообменный элемент конденсатора, содержащий заземленную трубу с поперечными ребрами, в пространстве между которыми размещены проволочные элементы высоковольтного электрода, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, расстояние между ребром и ближайшим к нему элементом составляет 0,9-0,5 расстояния от элемента до поверхности трубы.

2.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что при размещении трех проволочных элементов расстояние между ребром и средним элементом составляет 1,1-10.0 расстояния от элемента до поверхности тру- Sbi.

1

Z-гпф

Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам, касается конденсаторов воздушного охлаждения и может найти применение в воздушных теплообменниках; Целью изобретения является интенсификация теплообмена. Теплообменные элементы конденсатора содержат заземленные - трубы 1 с поперечными ребрами 2, в пространстве между которыми размещены проволочные элементы 3 высоковольтного электрода, натянутые на диэлектрические рамки 4, которые прикреплены к кожуху 5 таким образом, что расстояние между ребром 2 и ближайшим к нему элементом 3 составляет 0,9-0,5 расстояния от элемента до поверхности трубы 1; при размещении трех проволочных элементов 3 расстояние между ребром 2 и средним элементом составляет 1,1-10,0 расстояния от элемента до поверхности трубы 1. Конденсатор имеет вентилятор. При подаче напряжения на проволочные элементы 3 высоковольтного электрода, воздух, находящийся в межреберном пространстве, ионизируется. Возникает электроконвективное движение воздуха направленное от проволочных элементов 3 к трубам 1 и ребрам 2, которое усиливает основной воздушный поток, создаваемый вентилятором 6, турбулизирует его и устраняет застойные зоны, образующиеся за трубками 1.1 з.п.ф-лы, 4 ил. со с V.. 1 М ю 00 VI о Фиг. ч

0

у - v

9186Ш