CS201756B1

CS201756B1 - Heat exchanger

Info

Publication number: CS201756B1
Application number: CS463278A
Authority: CS
Inventors: Vit Kotrba; Oldrich Oslejsek
Original assignee: Vit Kotrba; Oldrich Oslejsek
Priority date: 1978-07-11
Filing date: 1978-07-11
Publication date: 1980-11-28

Description

Vynález se týká výměníku tepla opatřeného přepážkami z tepelně vodivého materiálu rozmístěnými v odstupech pro vytvoření dílčích prostorů napojených na okruhy teplého a studeného média, přičemž sousední dílčí prostory jsou napojeny na rozdílný okruh média.The invention relates to a heat exchanger provided with baffles of thermally conductive material spaced apart to form part spaces connected to the hot and cold medium circuits, the adjacent part spaces being connected to a different medium circuit.

Známá řešení výměníků tepla používaných pro intenzívní odvod tepla z aktivních částí nejrůznějších druhů zařízení, ve kterých při jejich činnosti dochází k velkému vývinu tepla, lze v principu rozdělit do dvou základních skupin.The known solutions of heat exchangers used for intensive heat dissipation from active parts of various types of equipment, in which their activity generates a large heat generation, can in principle be divided into two basic groups.

Do první skupiny patří tzv. deskové výměníky, s rozdílným prostorovým uspořádáním přepážek z tepelně dobře vodivého materiálu, převážně provedených ve tvaru planparalelně rozmístěných desek, libovolným způsobem navzájem propojovaných soustavou žeber, podle jejichž tvaru a směru průtoku proudu teplého á studeného média výměníkem lze hovořit o výměnících tepla s kolmým, respektive křížovým prouděním teplého a studeného média, rovnoběžným nebo protiběžným prouděním, o výměnících tepla s hadovitým protékáním média a podobně. U těchto deskových výměníků dochází k přenosu tepla z teplého média do studeného média vedením žebry s deskami. Je známé, že součinitelé přestupu tepla při proudění média v deskových výměnících jsou poměrně nízké a jejich zvyšování vede prostřednictvím přidávání různých žeber, popřípadě i turbulizátoru k podstatně vyšším pořizovacím nákladům a k náročnější technologii výroby.The first group includes so-called plate heat exchangers, with different spatial arrangement of thermally well conductive baffles, mostly in the form of planar parallel spaced plates, interconnected in any way by a system of fins, according to whose shape and flow direction of hot and cold medium flow heat exchangers with perpendicular or cross-flow of hot and cold medium, parallel or counter-flow, heat exchangers with serpentine flow and the like. These plate heat exchangers transfer heat from the hot medium to the cold medium by passing the fins to the plates. It is known that the heat transfer coefficients of the medium flow in the plate heat exchangers are relatively low and their increase leads to considerably higher acquisition costs and more demanding production technology by adding different fins and / or a turbulizer.

Do druhé skupiny výměníků tepla se řadí trubkové výměníky, u nichž v podstatě vždy proudí studené médium uvnitř trubek a teplé médium trubky obtéká. Trubkové výměníky jsou sice charakterizovány vyššími součiniteli přestupu tepla, avšak současně se vyznačují vyššími hydraulickými ztrátami. K dalším nevýhodám řešení trubkových výměníků je nutno přičítat i velké rozdíly mezi přestupy tepla studeného proudu média, protékajícího uvnitř trubek, a teplého proudu média protékajícího vně trubek, přičemž tyto rozdíly se navíc prohlubují v teplosměnných plochách trubek.The second group of heat exchangers includes tube exchangers in which the cold medium flows inside the tubes and the hot medium flows around the tube. The tube exchangers are characterized by higher heat transfer coefficients, but at the same time they are characterized by higher hydraulic losses. To the other disadvantages of the solution of the tube exchangers, it is necessary to add the large differences between the heat transfer of the cold flow of the medium flowing inside the tubes and the warm flow of the medium flowing outside the tubes.

Tyto nevýhody jsou odstraněny výměníkem tepla podle vynálezu, jehož podstatou je, že každá z překážek je opatřena alespoň jedním otvorem souose uspořádaným s otvorem v sousední přepážce a do souosých otvorů je vsunuto společné teplovodně těleso.These disadvantages are overcome by the heat exchanger according to the invention, in which each of the obstacles is provided with at least one opening coaxially arranged with the opening in the adjacent partition and a common heat-conducting body is inserted into the coaxial openings.

Jednoduché konstrukční uspořádání, vysoký součinitel přestupu tepla a nízké hydraulické ztráty patří k hlavním výhodám řešení výměníku tepla podle vynálezu. Použitím progresivního teplosměnného elementu, teplo2 0 1 7 5 6 vodného tělesa ve výměníku se výrazně zvýší efektivní hodnota odváděného tepelného výkonu v poměru k zastavóvacím rozměrům výměníku tepla.Simple construction, high heat transfer coefficient and low hydraulic losses are among the main advantages of the heat exchanger solution according to the invention. By using a progressive heat exchange element, the heat of the water body in the heat exchanger will significantly increase the effective value of the dissipated heat output in relation to the stopping dimensions of the heat exchanger.

Na připojeném výkrese je znázorněn příklad provedení výměníku tepla podle vynálezu, přičemž na výkrese je znázorněno základní uspořádání přepážek opatřených jedním teplovodným tělesem.The attached drawing shows an example of an embodiment of a heat exchanger according to the invention, the drawing showing the basic arrangement of partitions provided with a single heat-conducting body.

Výměník tepla podle vynálezu sestává z přepážek 1 z tepelně dobře vodivého materiálu. Přepážky 1 jsou v daném případě rozmístěny planparalelně v předem stanovených odstupech a vytvářejí dílčí prostory, které jsou napojeny na okruh teplého média a studeného média tak, aby sousední dílčí prostory byly napojeny na rozdílný okruh média. Jak je patrno z výkresu, je v každé z přepážek 1 vytvořen otvor 2, uspořádaný souose s otvorem 2 v sousední přepážce 1, ve kterých je nasunuto společné teplovodně těleso 3.The heat exchanger according to the invention consists of partitions 1 of a thermally conductive material. In this case, the baffles 1 are spaced planarly at predetermined intervals and form part spaces which are connected to a hot medium and a cold medium circuit so that adjacent part spaces are connected to a different medium circuit. As can be seen from the drawing, an opening 2 is provided in each of the baffles 1, arranged coaxially with the opening 2 in the adjacent baffle 1, in which the common heat-conducting body 3 is inserted.

U výměníku tepla podle vynálezu dochází k výměně tepla z okruhu teplého média do okruhu studeného média dvěma paralelními cestami, jednak přímo vedením přes stěny přepážek 1 a jednak nepřímo prostřednictvím teplovodného tělesa 3, nasunutého v otvorech 2 přepážek 1 po celé šířce výměníku tepla podle vynálezu.In the heat exchanger according to the invention, the heat is exchanged from the hot medium circuit to the cold medium circuit by two parallel paths, both directly through the walls of the baffles 1 and indirectly via the heat transfer body 3 sliding in the openings 2 of the baffles 1.

U výměníku tepla podle vynálezu, kde jsou sousední dílčí prostory napojeny na rozdílný okruh média, dojde při průchodu proudu studeného média a teplého média dílčími prostory v teplovodném tělese 3 automaticky k ustanovení rovnoměrné lokální cirkulace v ní umístěné chladicí pracovní látky mezi sousedními dílčími prostory, takže v místě teplovodného tělesa 3, nacházejícího se v oblasti dílčího prostoru napojeného na okruh studeného média, půjde o kondenzaci pracovní látky a v místě teplovodného tělesa 3, nacházejícího se v oblasti dílčího prostoru napojeného na okruh teplého média, půjde o vypařování pracovní látky. To znamená, že při uspořádání n dílčích prostorů vytvoří se v jednom teplovodném tělese 3 η—1 samostatných lokálních cirkulací chladicí pracovní látky, představujících v místě teplovodného tělesa 3, nacházejícího se v oblasti dílčího prostoru napojeného na okruh teplého média výparník v místě teplovodného tělesa 3, nacházejícího se v oblasti dílčího prostoru napojeného na okruh studeného média kondenzátor. Cirkulace mezi takto vytvořeným příslušným výparníkem a kondenzátorem se děje rovnoměrně přístěnnou kapilární vrstvou. Těchto η—1 samostatných lokálních cirkulací chladicí pracovní látky v jednom teplovodném tělese 3 představuje v principu η—1 samostatných dílčích teplovodných těles uspořádaných v řadě za sebou. Je zřejmé, že se tím účinné využití jednoho teplovodného tělesa 3 uspořádaného ve výměníku tepla podle vynálezu mnohonásobuje.In the heat exchanger according to the invention, where the adjacent compartments are connected to a different medium circuit, the flow of the cold medium and the hot medium through the compartments in the heat-conducting body 3 automatically establishes a uniform local circulation of the coolant disposed therein. in the area of the heat transfer body 3 located in the area of the partial space connected to the cold medium circuit it will be condensation of the working medium and in the area of the heat transfer body 3 located in the area of the partial space connected to the hot medium circuit. That is, in the arrangement of n partial spaces, a single local coolant circulation is formed in one hot-water body 3 η — 1, representing at the location of the hot-water body 3 located in the area of the partial space connected to the hot medium circuit. , located in the region of the partial space connected to the cold medium circuit by a capacitor. The circulation between the respective evaporator and the condenser thus formed takes place evenly through the capillary wall layer. These η — 1 separate local coolant circulations in one heat-conducting body 3 represent in principle η — 1 separate partial heat-conducting bodies arranged in series. It is obvious that the effective utilization of a single heat-conducting element 3 arranged in a heat exchanger according to the invention is thus multiplied.

Podle hodnoty odváděného tepelného výkonu je možné přepážky 1 opatřit příslušným předem určeným počtem vhodně rozmístěných teplovodných těles 3. U výměníku tepla podle vynálezu lze s výhodnou změnou náklonu předem regulovat jeho tepelné vlastnosti, jelikož tepelný výkon teplovodného tělesa 3 a tím i celého výměníku tepla podle vynálezu je závislý na jejím sklonu.Depending on the heat dissipation value, the baffles 1 can be provided with an appropriate predetermined number of suitably spaced heat-conducting bodies 3. With the heat exchanger according to the invention, its thermal properties can be predetermined with advantageous tilt change. it depends on its inclination.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A heat exchanger provided with spacers of thermally conductive material spaced apart to form part spaces connected to the hot and cold medium circuits, adjacent part spaces being connected to a different medium circuit, characterized in that each partition (1) is provided with at least one opening (2) co-axially arranged with the opening (2) in the adjacent partition (1) and into the coaxial openings (2) is inserted a common heat-conducting body (3), which is in thermally conductive contact with the partition (1).