Трубка теплообменника

 

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может использоваться в тепловых насосах, применяемых для отопления и горячего водоснабжения в сельском хозяйстве и для индивидуального применения.

Конструкция теплообменной трубки предусматривает канавки в виде спиральных ребер, расположенные внутри трубки. В отличие от прототипа внутренние ребра канавок имеют форму дуг, а внешняя поверхность трубки оснащена тремя ребрами жесткости, вершины которых параллельны оси трубки, количество канавок и высота ребер жесткости определяются соотношением радиуса R4 описанной окружности трубки с ребрами жесткости, радиуса R1 окружности трубки без ребер жесткости, радиуса R3 дуги канавок и R5, ограничивающего высоту дуг внутренних ребер: R4=1,22,3R1, R2=2R3 и R2=0,6-0.98R1. Применение полезной модели позволяет повысить прочность трубки, ее устойчивость к воздействию внешних факторов, таких как обмерзание и механическое воздействие переходных (фазовых) режимов источников низкопотенциального тепла, а также увеличить площадь теплообмена и его интенсивность.

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может использоваться в тепловых насосах, применяемых для отопления и горячего водоснабжения в сельском хозяйстве и для индивидуального применения.

Известна теплообменная труба (патент на изобретение 2197693 20.07.2000 МПК F28F 1/42). Сущность изобретения состоит в том, что на наружную поверхность трубы нанесены канавки с образованием соответствующих им выступов на внутренней поверхности трубы, причем канавки выполнены по винтовой линии с переменным шагом.

Недостатком описанного аналога является то, что при работе с наружным теплоносителем в жидкой фазе возможен переход жидкой фазы в твердое состояние. В момент фазового перехода происходит разрушение теплообменной трубки. Кроме того геометрия трубки не позволяет создавать длинные устойчивые теплообменные аппараты.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемой полезной модели являются трубки с канавками для реверсивного использования в теплообменниках (патент на изобретение 2289076 10.03.2003 МПК F28F 1/40), которые представляют собой металлические трубки с канавками, функционирующие в режиме испарения, либо в режиме конденсации, либо в реверсивном режиме и использующие жидкий хладагент с изменением фазы, причем канавки предусмотрены внутри трубок и сформированы при помощи спиральных ребер с углом при вершине ребер.

Недостатками известного изобретения являются:

- низкая конструктивная прочность при изготовлении теплообменников скважного типа (длиной более 50 м),

- подверженность механическим воздействиям;

- при изготовлении теплообменных аппаратов длиной более 0,5 м, необходима дополнительная обвязка трубок между собой.

Целью полезной модели является создание трубки теплообменника повышенной прочности, а также обладающей повышенной устойчивостью к воздействию внешних факторов, таких как обмерзание и механическое воздействие переходных (фазовых) режимов источников низкопотенциального тепла (вода, грунт и грунтовые воды), а также с большей площадью теплообмена и его интенсивностью.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в трубке теплообменника, заполненной хладагентом и выполненной с канавками в виде спиральных ребер, расположенными внутри трубки, предусмотрены следующие отличия: внутренние ребра канавок имеют форму дуг, а внешняя поверхность трубки оснащена тремя ребрами жесткости, вершины которых параллельны оси трубки, количество канавок и высота ребер жесткости определяются соотношением радиуса R4 описанной окружности трубки с ребрами жесткости, радиуса R1 окружности трубки без ребер жесткости, радиуса R3 дуги канавок и R5, ограничивающего высоту дуг внутренних ребер: R4=1,22,3R1, R2=2R3 и R2=0,6-0.98R1.

Существенные отличительные признаки полезной модели способствуют получению технического результата.

Создание продольного наружного оребрения позволяет повысить устойчивость к воздействию внешних факторов, таких как обмерзание и механическое воздействие переходных (фазовых) режимов источников низкопотенциального тепла, а также увеличить площадь теплообмена примерно на 32%.

Создание продольного наружного оребрения в сечении близком к геометрической фигуре «треугольник» позволяет максимально увеличить прочность готового изделия.

За счет равномерного поворота внутренних канавок относительно оси трубки увеличена интенсивность теплообмена.

Конструкция трубки теплообменника поясняется на фиг.1 - Трубка теплообменника и фиг.2 - Вид А-А. На фиг.1 представлена схема трубки теплообменника, где 1 - наружные ребра жесткости; 2 - канавки в виде спиральных ребер; R1 - радиус окружности трубки без ребер жесткости; R2 - радиус вписанной окружности в геометрическую фигуру, составленную дугами внутренних ребер, R3 - радиус дуги канавок, R4 - радиус описанной окружности трубки с ребрами жесткости; R5 - радиус, ограничивающий высоту дуг внутренних ребер, причем R4=1,22,3R1, R2=2R3 и R2=0,6-0.98R1.

На фиг.2 показано сечение трубки теплообменника по оси А-А, иллюстрирующее наклон внутренних спиральных канавок.

Трубка теплообменника работает следующим образом. Один из теплоносителей (вода, грунт и грунтовые воды) движется снаружи трубки и передает свою тепловую энергию другому теплоносителю (фреон и др.), который движется внутри трубки.

Предлагаемая трубка теплообменника может использоваться в конструкции теплообменного аппарата теплового насоса грунтового и скважного типа, предназначенного для получения низкопотенциального тепла грунта или грунтовых вод, которое в дальнейшем применяется для отопления и горячего водоснабжения.

Применение полезной модели позволяет повысить прочность трубки, ее устойчивость к воздействию внешних факторов, таких как обмерзание и механическое воздействие переходных (фазовых) режимов источников низкопотенциального тепла, а также увеличить площадь теплообмена и его интенсивность.

Трубка теплообменника, заполненная хладагентом и выполненная с канавками, в виде спиральных ребер, расположенными внутри трубки, отличающаяся тем, что спиральные ребра канавок имеют форму дуг, а внешняя поверхность трубки оснащена тремя ребрами жесткости, вершины которых параллельны оси трубки, количество канавок и высота ребер жесткости определяются соотношением радиуса R4 описанной окружности трубки с ребрами жесткости, радиуса R1 окружности трубки без ребер жесткости, радиуса R3 дуги канавок и R5, ограничивающего высоту дуг спиральных ребер: R4=1,22,3R1, R2=2R3 и R2=0,6-0,98R1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для нагрева воды, в частности, к водоводяным подогревателям с естественной циркуляцией теплоносителя и может быть использовано в автономных системах отопления и горячего водоснабжения

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам с неподвижными трубами для двух теплоносителей, расположенными концентрично одна в другой, и может быть использована для охлаждения (нагрева) масла, воздуха, воды и других рабочих сред промышленного оборудования, транспортных машин, аппаратов химического и пищевого машиностроения, конденсации и испарения теплоносителей
Наверх