Пластинчатый теплообменник

Полезная модель относится к конструкциям пластинчатых теплообменников и может быть использована для утилизации тепла вторичных энергоресурсов, в частности отходящих газов с высокой температурой от котельных и технологических печей; для утилизации тепла (холода) в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в общественных и жилых зданиях.

Пластинчатый теплообменник, содержит пакет металлических пластин, размещенных внутри каркаса из скрепленных между собой профилей и крышек с образованием каналов для газовых потоков ребрами жесткости и плоскими поверхностями пластин, при этом ребра жесткости расположены перпендикулярно плоскости металлической пластины и параллельно друг к другу и к борту теплообменника, а пластины в пакете расположены с чередованием каналов для газовых потоков во взаимно перпендикулярных направлениях, причем ребра жесткости сформированы на металлической пластине путем штамповки канавок на глубину, соответствующую высоте ребер жесткости, с последующим сдавливанием стенок канавок до создания ребер жесткости. Применение предложенного теплообменника обеспечивает достаточную производительность при простоте оборудования и технологического процесса, стоимости и доступности комплектующих. Кроме того отсутствует необходимость содержать штат обслуживающего персонала, снижается стоимость рекуператора в 2-3 раза по сравнению с существующими аналогами.

Полезная модель относится к конструкциям пластинчатых теплообменников и может быть использована для утилизации тепла вторичных энергоресурсов, в частности отходящих газов с высокой температурой от котельных и технологических печей; для утилизации тепла (холода) в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в общественных и жилых зданиях.

Из уровня техники известна теплообменная аппаратура с использованием оребренных тонколистовых панелей (патент РФ 35423, МПК F28F 3/02, опубл. 10.01.2004 г.), представляющих собой тонкий лист с приваренными к его поверхности ребрами. Недостатком данной теплообменной аппаратуры является сложность изготовления панелей, требующего применения сварки, что снижает экологичность и повышает затраты на производство панелей.

Известен перекрестноточный теплообменник (патент РФ 44807, МПК F28D 9/00, опубл. 27.03.2005 г.), выполненный в виде пакета теплообменных блоков, содержащих группу гофрированных теплообменных пластин, заключенных между плоскими пластинами. Недостатком этого теплообменника является повышение затрат на изготовление теплообменника за счет применения дополнительных плоских пластин.

Известен пластинчатый теплообменник (патент РФ 2241936, МПК F28D 9/00, опубл. 10.12.2004 г.), содержащий пластины, оребренные с обеих сторон и собранные в пакет с образованием каналов между поверхностями пластин и ребер. Главным недостатком данного теплообменника является сложность изготовления пластин, оребренных с обеих сторон, требующего специального дорогостоящего технологического оборудования.

Задачей заявляемой полезной модели является упрощение и удешевление теплообменника за счет создания пластин теплообменника, имеющих более простую конструкцию в сравнении с имеющимися аналогами.

Технический результат от использования заявляемой полезной модели - повышение технологичности изготовления пластинчатого теплообменника, достижение интенсивности теплообмена с применением теплоносителей высокого давления.

Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что заявляемый пластинчатый теплообменник содержит пакет металлических пластин, размещенных внутри каркаса из скрепленных между собой профилей и крышек с образованием каналов для газовых потоков между ребрами жесткости и плоскими поверхностями пластин, при этом ребра жесткости расположены перпендикулярно плоскости металлической пластины и параллельно друг к другу и к борту теплообменника, а пластины в пакете расположены с чередованием каналов для газовых потоков во взаимно перпендикулярных направлениях, причем ребра жесткости сформированы на металлической пластине путем штамповки канавок на глубину, соответствующую высоте ребер жесткости, с последующим сдавливанием стенок канавок до создания ребер жесткости.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен эскиз пластинчатого теплообменника, на фиг.2 - фрагмент пластины теплообменника. Пластинчатый теплообменник содержат металлический каркас, образованный четырьмя вертикальными металлическими профилями 1 и двумя крышками с бортиками жесткости 2, скрепленными между собой. Внутри каркаса размещены металлические пластины 3 с ребрами жесткости 4, образующими каналы для газовых потоков 5 и 6. Ребра жесткости 4 расположены перпендикулярно плоскости пластин и параллельно друг к другу и к борту теплообменника на расстоянии 20-120 мм. Расстояние в указанном диапазоне является оптимальным для обеспечения достаточной жесткости и прочности конструкции и требуемого уровня теплообмена между газовыми потоками и пластинами теплообменника. Пластины 3 собраны в пакет таким образом, чтобы чередовалось расположение каналов 5 и 6 для газовых потоков во взаимно перпендикулярных направлениях. Ребра жесткости 4 образованы на металлической пластине путем штамповки канавок 7 со стенками 8 с последующим сдавливанием стенок до образования ребер жесткости, обеспечивающих герметичность, исключающую перетекание газовых потоков между пластинами. Оптимальная высота ребра жесткости 3-10 мм, т.к. при высоте ребра менее 3 мм происходит большое сопротивление газовому потоку, а при высоте более 10 мм - уменьшение площади и эффективности теплообмена.

Работа теплообменника происходит следующим образом. Газовый поток с высокой, отдающей температурой поступает в каналы 5, а принимающий газовый поток с низкой температурой направляется в каналы 6. Теплообмен происходит через множество оребренных пластин 3.

В конкретном случае исполнения секции теплообменника БМТ-1: пластины изготовлены из латунного листа толщиной 0,1 мм с 7 ребрами жесткости. Количество пластин в пакете 30 штук, между которыми с чередованием во взаимно перпендикулярных направлениях образованы параллельные каналы, по которым во взаимно перпендикулярных направлениях движутся холодные и горячие газовые потоки. БМТ-1 устанавливается в утепленный изнутри корпус, имеющий патрубки для монтажа в вентиляционную систему, также имеется патрубок для отвода конденсата. Увеличивая количество БМТ-1 по вертикали, можно увеличить производительность теплообменника-рекуператора (одна секция дает 100 куб.м./час), а увеличивая количество БМТ-1 по горизонтали, можно увеличить КПД теплообмена, сгладив разность температур приточного и вытяжного воздуха. Для получения оптимального КПД (70-80%) при изготовлении рекуператоров используется схема, состоящая из моноблока или трех последовательно соединенных разъемных блоков, содержащих три или один БМТ-1 соответственно.

Таким образом применение предложенного теплообменника обеспечивает достаточную производительность при простоте оборудования и технологического процесса, стоимости и доступности комплектующих. Кроме того отсутствует необходимость содержать штат обслуживающего персонала, снижается стоимость рекуператора в 2-3 раза по сравнению с существующими аналогами.

Пластинчатый теплообменник, содержащий пакет металлических пластин, размещенных внутри каркаса из скрепленных между собой профилей и крышек с образованием каналов для газовых потоков ребрами жесткости и плоскими поверхностями пластин, при этом ребра жесткости расположены перпендикулярно плоскости металлической пластины и параллельно друг к другу и к борту теплообменника, а пластины в пакете расположены с чередованием каналов для газовых потоков во взаимно перпендикулярных направлениях, причем ребра жесткости сформированы на металлической пластине путем штамповки канавок на глубину, соответствующую высоте ребер жесткости, с последующим сдавливанием стенок канавок до создания ребер жесткости.