Теплообменник

 

Изобретение может быть использовано для утилизации тепловой энергии. Цель изобретения - интенситфикация теплообмена между средами. Каналы 3 и 4 для нагреваемой и охлаждаемой сред разделены перегородкой 2, в которой установлены тепловые трубы 5. Испарители и конденсаторы тепловых труб 5 введены соответственно в каналы 4 и 3 на различную величину, увеличивающуюся по ходу движения сред. В каналах 3 и 4 установлены шиберы 6, 7, оси 8 которых расположены в зоне концов тепловых труб 5, имеющих наибольшую длину. Плоскости шиберов 6, 7 в одном из крайних положений примыкают к концам тепловых труб 5, а в другом - к стенке соответствующего канала 3 и 4. На оси 8 каждого шибера 6, 7 установлена втулка, а шиберы 6, 7 выполнены по крайней мере из двух пластин, одна из которых прикреплена к оси 8, а другая - к втулке. Оси 8 и втулки могут быть снабжены автономными приводами. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s}}s F 28 0 15/02

ГОсудАРс ченный кОмитет

ПО ИЗОБ. ГЕНИЯМ И ОТКРЫ ГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730879/OF (22) 22.08.89 (46) 30.07,91.Бюл.N 28 (71) Институт тепло- и массообмена им.А,В Лыкова (72) А.M.Màð÷åíêî, В.M.Áoläàíîâ. В.А.Моргун, Ф.Ф.Молодкин, И,M.Áîëäàê, E.E,Bðóáлевский и Е.Н.Супранович (53) 621.565.94(088,8) (56) Авторское свидетельство С CCP Q 1359572, кл. F 23 1 15/04, 1985. (54) ТЕПЛООБМЕННИК (») Изобретение может быть использовано для утилизации тепловой энергии. Цель изобретения — интенсификация теплообмена между средами, Каналы 3 и 4 для нэгреваемой и охлаждаемой сред разделены перего. Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в различных отраслях промышленности для утилизации тепловой энергии.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

На фиг.1 представлен теплообменник, общий вид; на фиг,2 — сечение А-А на фиг,1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг,4— сечение В-В на фиг.3; на фиг.5 — сечение Г-Г на фиг.3.

Теплообменник содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на каналы 3 и 4 соответственно для нагревэемой и охлаждаемой сред. В перегородке 2 установлены тепловые трубы 5, испарители которых расположены в канале 4 охлаждаемой среды, а. Я2, 1666912 А1 родкой 2, в которой установлены тепловые трубы 5. Испарители и конденсаторы тепловых труб 5 введены соответственно в каналы

4 и 3 на различную величину, увеличивающуюся }ю ходу движения сред, В каналах 3 и 4 установлены шиберы 6, 7, оси 8 которых расположены в зоне концов тепловых труб

5, имеющих наибольшую длину. Плоскости шиберов 6,7 в одном из крайних положений примыкают к концам тепловых труб 5, а в другом — к стенке соответствующего канала

3 и 4. На оси 8 каждого шибера 6. 7 установлена втулка, а шиберы 6, 7 выполнены по крайней мере иэ двух пластин, одна иэ которых прикреплена к оси 8, а другая — к втулке, Оси 8 и втулки могут быть снабжены автономными приводами. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. конденсаторы — в канале 3 нагреваемой среды. При этом испарители и конденсаторы тепловых труб 5 введены в соответствующие каналы 4 и 3 на различную величину, увеличивающуюся по ходу движения среды. В каналах 3 и 4 установлены,шиберы 6 и 7, оси 8 которых расположены в зоне концов тепловых труб 5, имеющих наибольшую длину. Плоскос1 и шиберов б, 7 в одном из крайних положений примыкают к концам тепловых труб 5, а в другом — к стенке соответствующего канала 3 и 4. На оси 8 каждого шибера 6 и 7 установлена втулка 9, а шиберы 6 и 7 выполнены по крайней мере из двух пластин 10 и 11, одна иэ которых 10 прикреплена к оси 8, а другая 11 — к втулке

9, Оси 8 и втулки 9 шиберов 6 и 7 снабжены

1666912 автономными приводами 12 и 13. В канале

3 нагреваемой среды установлены датчики

14 температуры, функционально связанные с приводами 12 и 13 шиберов 6 и 7.

Теплообменник работает следующим образом.

Горячие газы подаются в канал 4 охлаждаемой среды, а холодный воздух — e канал

3 нагреваемой среды. Если шиберы 6 и 7 в обоих каналах 3 и 4 закрыты, то концы тепловых труб в зонах за шиберами 6 и 7 будут обдуваться средами с меньшей скоростью, следствием чего является некоторое снижение интенсивности теплообмена в указанных зонах. Поскольку перепад давлений в каналах 3 и 4 при этом максимальный, то данный режим работы соответствует меньшим расходам теплообменивающихся сред.

В режиме работы теплообменника с закрытыми шиберами 6 и 7 обеспечивается достаточно высокая эффективность его работы за счет установки испарителей и конденсаторов тепловых труб на разной высоте от перегородки 2 и прилегания плоскостей шиберов 6 и 7 к концам тепловых труб 5. При этом организуются плавно расширяющиеся по ходу движения сред каналы 3 и 4.

Шиберы 6 и 7 открывают, поворачивая ось 8 и втулку 9 или то и другое одновременно. При этом пластины 10, прикрепленные к оси 8, и пластины 11, прикрепленные к втулке 9, поворачиваются, открывая доступ сред к концам тепловых труб 5, расположенных за шиберами 6 и 7.

Если поворачивают пластины 10 и 11 шибера 7, расположенные в канале 4 охлаждаемой среды, то происходит снижение давления, перераспределение скоростей движения среды по зонам канала 4 и повышение температуры стенки тепловых труб 5, расположенных в крайних по ходу среды рядах, Так как при открытии шиберов 6 и 7 уменьшается гидравлическое сопротивление соответственно в каналах 3 и 4, то может быть увеличен расход сред. Поскольку часть среды с начальной температурой, минуя первые ряды тепловых труб, проходит по наклонным зазорам вдоль шиберов 6 и 7 непосредственно к тепловым трубам 5 за осями 8, то температура тепловых труб 5 в последних рядах повышается. Следствием этого является предотвращение обмерэания, либо прекращение выделения влаги из сред (прекращение сернокислотной коррозии). В описанных экстремальных режимах работы не произойдет резкого уменьшения передаваемой тепловой мощности, а также снижения эффективности теплообменника, если полностью открывать одну или не10

55 сколько пластин 10 и 11 вместо частичного открытия шиберов 6 и 7. В этом случае эа открытыми пластинами 10 или 11 образуются несколько потоков теплоносителей, увеличивающих по своим направлениям температуры тепловых труб 5 и предотвращающих обледенение или сернокислотную коррозию в этих зонах. Закрывая открытые ранее пластины 10, 11 и открывая соседние с ними пластины, можно поочередно устранять обмерзание труб 5 при достаточно высокой мощности и эффективности работы теплообмен ника.

Когда в канале 4 пластины 10 открыты, пластины 11 закрыты, а в канале 3, наоборот, пластины 10 закрыты, а 11 — открыты, что предотвращает обмерэание или сернокислотную коррозию при достаточно высокой эффективности работы теплообменника и повышенных расходах сред. При этом гидравлические сопротивления обоих каналов

3 и 4 не превысят оптимальных значений.

В зависимости от температуры поступающей в теплообменник среды подбирают наиболее оптимальный режим работы теплообменника. Оптимизация режима может происходить автоматически, если на ось 8 и втулку 9 установить автономные приводы

12 и 13, которые связаны с датчиками 14 температуры, установленными в канале 3 нагреваемой среды.

Использование изобретения позволяет обеспечить регулирование скорости среды в каналах 3 и 4 теплообменника и эа счет этого интенсифицировать процесс теплообмена при изменяющихся условиях эксплуатации.

Кроме того, появляется воэможность за счет повышения температуры крайних по ходу среды рядов тепловых труб 5 предотвращать сернокислотную коррозию тепловых труб 5 в канале 4 охлаждаемой среды или обмерзание тепловых труб в зимний период в канале 3 нагреваемой среды, при сохранении достаточно высокой интенсивности теплообмена, Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий каналы для нагреваемой и охлаждаемой сред, разделенные перегородкой с установленными в ней тепловыми трубами, испарители которых расположены в канале охлаждаемой среды, а конденсаторы — в канале нагреваемой среды, в последней из которых установлен шибер, при этом конденсаторы введены в указанный канал на различную величину по ходу движения среды, о т л и ч в ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, испарители тепловых труб введены в канал охлаждаемой среды на

1666912 различную величину, при этом длина испарителей и конденсаторов тепловых труб в каналах увеличивается по ходу движения соответствующей среды, кроме того в канале охлаждаемой среды дополнительно установлен шибер, причем оси шиберов в обоих каналах расположены в зоне концов тепловых труб, имеющих наибольшую длину, а плоскости шиберов в одном из крайних положений примыкают к концам тепловых труб. а в другом — к стенке канала.

2. Теплообменник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что на оси каждого шибера установлена втулка. а шиберы выполнены по крайней мере из двух пластин, одна из

5 которых прикреплена к оси, а другая — к втулке, причем оси и втулки шиберов снабжены автономными приводами.

3. Теплообменник по пп.1 и 2,о т л и v аю шийся тем, что в канале нагреваемой

10 среды установлены датчики температуры, функционально связанные с приводами шибе ров.

1666912 ь.

1 и

Г и г Z

Г-r

Составитель M.Êîñîðoòîâ

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О,Кравцова

Редактор H.Горват

Заказ 2517 Тираж 395 Подписно

ВНИИП Г одписное, В ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина 101