CZ201777A3 - An annular heat exchanger - Google Patents

An annular heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
CZ201777A3
CZ201777A3 CZ2017-77A CZ201777A CZ201777A3 CZ 201777 A3 CZ201777 A3 CZ 201777A3 CZ 201777 A CZ201777 A CZ 201777A CZ 201777 A3 CZ201777 A3 CZ 201777A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
heat
heat exchanger
conducting structure
media
tube
Prior art date
Application number
CZ2017-77A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ307349B6 (en
Inventor
umera Pavel Ĺ
Original Assignee
SUAR.CZ s.r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUAR.CZ s.r.o. filed Critical SUAR.CZ s.r.o.
Priority to CZ2017-77A priority Critical patent/CZ201777A3/en
Priority to PL18708568T priority patent/PL3580514T3/en
Priority to EP18708568.3A priority patent/EP3580514B1/en
Priority to RU2019122167A priority patent/RU2019122167A/en
Priority to ES18708568T priority patent/ES2841826T3/en
Priority to DK18708568.3T priority patent/DK3580514T3/en
Priority to BR112019012305A priority patent/BR112019012305A2/en
Priority to UAA201907579A priority patent/UA124277C2/en
Priority to US16/482,670 priority patent/US20190353428A1/en
Priority to PCT/CZ2018/000008 priority patent/WO2018145674A1/en
Priority to JP2019564575A priority patent/JP2020507740A/en
Priority to CN201880008242.1A priority patent/CN110214256A/en
Priority to CA3049295A priority patent/CA3049295C/en
Priority to KR1020197021799A priority patent/KR20190116277A/en
Publication of CZ307349B6 publication Critical patent/CZ307349B6/en
Publication of CZ201777A3 publication Critical patent/CZ201777A3/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/04Tubular elements of cross-section which is non-circular polygonal, e.g. rectangular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/105Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being corrugated elements extending around the tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/34Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
    • F28F1/36Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely the means being helically wound fins or wire spirals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Prstencový výměník tepla zahrnující alespoň dva obvodově uzavřené a v sobě uspořádané trubkovité profily (1, 2) pro průtok médií, ve kterých je uspořádána teplovodivá struktura (3). Teplovodivá struktura (3) zahrnuje spirálovitě těsně svinutou dvojici na sobě ležících pásů (4, 5), přičemž první pás (4) je hladký, zatímco druhý pás (5) je zvlněný napříč ke směru svinutí pro vytvoření průtokových kanálků (6).An annular heat exchanger comprising at least two circumferentially closed and fluidly arranged tubular profiles (1, 2) in which a heat conducting structure (3) is arranged. The heat conducting structure (3) comprises a spirally tightly wound pair of superimposed strips (4, 5), the first strip (4) being smooth while the second strip (5) is corrugated transversely to the coiling direction to form flow channels (6).

Description

f|/ ??f | / ??

X Vynález se týká prstencového výměníku tepla, zahrnujícího alespoň dva obvodově uzavřené a v sobě uspořádané trubkovité profily pro průtok médií, ve kterých je uspořádána teplovodivá struktura.The invention relates to an annular heat exchanger comprising at least two circumferentially closed and arranged tubular profiles for the flow of media in which a heat conducting structure is arranged.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Výměníky tepla, zahrnující alespoň dvě v sobě uspořádané trubky pro průtok médií, se někdy označují jako výměníky „trubka v trubce“. Trubka ve výměnících „trubka v trubce“ má dvě hlavní funkce - odděluje média a zároveň slouží jako teplosměnná plocha. Pro výměnu tepla je rozhodující přestup tepla z média do materiálu výměníku, vedení tepla se uplatňuje minimálně, pouze stěnou trubky.Heat exchangers, including at least two tubes for the flow of media, are sometimes referred to as "tube-in-tube" exchangers. The tube in the tube-in-tube exchangers has two main functions - it separates the media and also serves as a heat exchange surface. Heat transfer from the medium to the heat exchanger material is decisive for heat exchange;

Zvětšením teplosměnné plochy dojde ke zvýšení výkonu výměníku. U výměníků „trubka v trubce“ je zapotřebí pro zvětšení teplosměnné plochy zvětšit délku trubek. Vzhledem ktomu, že trubka zároveň odděluje média, musí mít celá teplosměnná plocha tloušťku stěny takovou, aby snesla tlaky médií a jejich tlakový rozdíl. Tím vychází hmotnost (a rozměry) takových výměníků velmi velká.Increasing the heat exchange surface will increase the heat exchanger performance. For tube-to-tube exchangers, the length of the tubes needs to be increased to increase the heat exchange surface. Since the tube also separates the media, the entire heat transfer surface must have a wall thickness such that it can withstand the pressures of the media and their differential pressure. This results in a very large weight (and dimensions) of such exchangers.

Zvětšení teplosměnné plochy se dá dosáhnout žebrováním. Žebra jsou součástí trubky a mají tloušťku v řádu mm. V tomto případě se částečně uplatňuje jak přestup tepla, tak vedení tepla, stále je však rozhodující přestup tepla.The heat exchange surface can be increased by ribbing. The ribs are part of the pipe and have a thickness of the order of mm. In this case, both heat transfer and heat conduction are partially applied, but heat transfer is still critical.

Žebrování (zvětšení teplosměnné plochy) se používá jednostranně - uvnitř nebo venku.Ribs (heat exchange area increase) are used on one side - inside or outside.

Aby se dosáhlo maximálního výkonu s minimální hmotností výměníku, je snaha zmenšovat tloušťku stěny oddělující média, což naráží na technologické limity, zejména pokud se jedná o média o rozdílných nebo vysokých tlacích. Navíc je potřeba tyto tenké stěny nějakým způsobem spojit - u deskových výměníků např.In order to achieve maximum performance with a minimum exchanger weight, there is an effort to reduce the thickness of the media separating wall, which encounters technological limits, especially when media are of different or high pressures. Moreover, it is necessary to connect these thin walls in some way.

pájením nebo svařováním. To též naráží na určité technologické limity.soldering or welding. This also runs into certain technological limits.

Trubka pro výměníky, vyplněná teplosměnnou plochou ve tvaru žeber, je znána například z patentu US^533)o3O.A tube for heat exchangers filled with a heat exchange surface in the form of ribs is known, for example, from U.S. Pat.

Dále jsou známy tepelné výměníky vyplněné strukturou ve tvaru včelí plástve.Furthermore, heat exchangers filled with a honeycomb-like structure are known.

Jako příklad lze uvést japonské dokumenty JPHD2150691For example, Japanese documents JPHD2150691

62288495.62288495.

Dále jsou známy rotační regenerační výměníky tepla, například společnosti KASTT, které fungují na principu kondenzátoru, to znamená, že se cyklicky nabíjí a po otočení nabité části teplosměnné plochy do místa s nižší teplotou se zase vybíjí. Jedná se technicky o zcela odlišný způsob fungování výměníku, než jak fungují výměníky „trubka v trubce“.Furthermore, rotary regenerative heat exchangers are known, for example KASTT, which operate on the capacitor principle, i.e., they are cyclically charged and then discharged after the charged portion of the heat exchange surface is turned to a lower temperature location. This is technically a completely different way of working with the exchanger than the tube-in-tube exchangers.

Cílem vynálezu je upravit známé výměníky „trubka v trubce“ tak, aby se dosáhlo významného snížení hmotnosti a zvýšení výkonu výměníku.It is an object of the present invention to provide known tube-in-tube exchangers in such a way as to achieve a significant reduction in weight and an increase in heat exchanger performance.

Podstata vynálezu ^5 Uvedeného cíle se dosahuje prstencovým výměníkem tepla, zahrnujícím alespoň dva obvodově uzavřené a v sobě uspořádané trubkovité profily pro průtok médií, ve kterých je uspořádána teplovodivá struktura, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že teplovodivá struktura zahrnuje spirálovitě těsně svinutou dvojici na sobě ležících pásů, přičemž první pás je hladký, zatímco druhý pás je zvlněný napříč ke směru svinutí pro vytvoření průtokových kanálků.SUMMARY OF THE INVENTION This object is achieved by an annular heat exchanger comprising at least two circumferentially enclosed and arranged tubular profiles for the flow of media in which a heat conducting structure is arranged according to the invention, characterized in that the heat conducting structure comprises a spirally tightly coiled pair the first strips are smooth, while the second strips are undulated transversely to the direction of winding to form flow channels.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že jednotlivé teplovodivé struktury jsou u výměníku podle vynálezu od sebe oddělené příslušnými trubkovitými profily, které ve standardních výměnících fungují jako teplosměnná plocha, ale ve výměníku '3£p podle vynálezu mají převážně funkci oddělovače médií. Trubkovité profily primárně netvoří teplosměnnou plochu, ale člen výměníku, který odděluje média, takže trubkovité profily mohou být dimenzovány na příslušný tlakový rozdíl a výměník podle vynálezu pak lze použít pro téměř libovolný tlakový rozdíl médií.An advantage of the solution according to the invention is that in the exchanger according to the invention, the individual heat-conducting structures are separated from each other by respective tubular profiles, which in standard exchangers function as heat exchange surfaces, but in the exchanger 38 according to the invention predominantly function as a media separator. The tubular profiles do not primarily form the heat exchange surface, but the exchanger member that separates the media, so that the tubular profiles can be sized for the respective pressure difference and the exchanger according to the invention can then be used for almost any pressure differential of the media.

Vzhledem k tomu, že teplovodivá struktura může mít bez ohledu na tlaky médií tloušťku v desítkách mikrometrů, Uttfežtel tloušťka stěny i případných žeber v žebrovaných trubkách známých výměníků je v řádech milimetrů, tedy o 2 řády silnější, je i hmotnost výměníku podle vynálezu při stejném výkonu řádově nižší.Since the heat conducting structure can have a thickness of tens of micrometers regardless of the media pressures, the thickness of the wall and the possible fins in the finned tubes of known heat exchangers is in the order of millimeters, ie 2 orders of magnitude stronger. lower.

XX

Trubkovité profily mohou mít v podstatě libovolný příčný průřez, zejména kruhový, oválný nebo hranatý.The tubular profiles may have substantially any cross-section, in particular circular, oval or angular.

Je výhodné, když teplovodivá struktura zcela vyplňuje trubkovité profily.It is preferred that the heat conducting structure completely fills the tubular profiles.

ObjasnŽnr £ (Ptehted-obrázků nálvvkreseeh»Explained £ (Ptehted-Images) »

Na obr. 1 je schematicky zobrazen příčný řez prvním příkladem provedení prstencového výměníku tepla podle vynálezu. Na obr. 2 je detail provedení Jq teplovodivé struktury v oblasti vnitřního profilu. Na obr. 3, 4, 5 a 6 jsou další příklady provedení prstencového výměníku tepla podle vynálezu.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of an annular heat exchanger according to the invention. Fig. 2 shows a detail of an embodiment Jq of the heat conducting structure in the region of the inner profile. Figures 3, 4, 5 and 6 show further embodiments of an annular heat exchanger according to the invention.

Příklady provedeni 4 vEXAMPLES 4 in FIG

Příklad provedení prstencového výměníku tepla podle obr. 1 zahrnuje tři soustředně uspořádané trubkovité profily pro průtok mědila to vnější profil 1, vnitřní profil 2 a středový profil 7. V tomto provedení jsou trubkovité profily 1_, 2, 7 tvořeny trubkami s kruhovým průřezem. Meziprostory mezi těmito profily 1, 2, 7 jsou zcela vyplněny teplovodivou strukturou 3, která je tvořena spirálovitě těsně 2^ svinutou dvojici na sobě ležících pásů 4, 5 z hliníkového plechu o tloušťce 0,05 mm. První pás 4 je hladký, zatímco druhý pás 5 je zvlněný napříč ke směru svinutí pro vytvoření průtokových kanálků 6 (viz obr. 2).The exemplary embodiment of the annular heat exchanger of FIG. 1 comprises three concentrically arranged tubular flow profiles having an outer profile 1, an inner profile 2 and a center profile 7. In this embodiment, the tubular profiles 1, 2, 7 are formed by tubes with a circular cross-section. The interstices between these profiles 1, 2, 7 are completely filled with a heat-conducting structure 3, which is formed by a spirally tightly coiled pair of superimposed strips 4, 5 of 0.05 mm aluminum sheet. The first strip 4 is smooth, while the second strip 5 is undulated transversely to the winding direction to form flow channels 6 (see FIG. 2).

Příklad provedení prstencového výměníku tepla podle obr. 3 se od provedení -X podle obr. 1 liší pouze tím, že nemá středový profil 7 a celý vnitřní profil 2 je v podstatě zcela vyplněn teplovodivou strukturou 3.The embodiment of the annular heat exchanger of FIG. 3 differs from the embodiment of -X of FIG.

Naopak příklad provedení prstencového výměníku tepla podle obr. 4 zahrnuje několik středových profilů 7. V takovém případě mohou být média dvě nebo může být výměník konstruován na výměnu tepla mezi více médii.Conversely, the exemplary embodiment of the annular heat exchanger of FIG. 4 includes several center profiles 7. In such a case, the media may be two or the heat exchanger may be designed to exchange heat between multiple media.

Na obr. 5 a 6 jsou zobrazeny příklady výměníků, jejichž trubkovité profily 1, 2 mají hranatý příčný průřez. Odborníkům je zřejmé, že profily 1, 2, 7 mohou mít v podstatě libovolný obvodově uzavřený průřez.Figures 5 and 6 show examples of exchangers whose tubular profiles 1, 2 have a rectangular cross-section. It will be apparent to those skilled in the art that the profiles 1, 2, 7 may have substantially any circumferentially closed cross-section.

Prstencový výměník tepla podle vynálezu může být zapojen jako protiproudý nebo souproudý s libovolným počtem vložených profilů 1, 2, 7. Výměník může být použit i pro média kapalina/kapalina, jeho přednosti se však nejvíce projeví při použití pro média plyn/plyn a plyn/kapalina a při aplikacích s velkým rozdílem tlaků na teplé a studené straně (parní generátory, rekuperátory spalovacích turbín, kondenzátory, výparníky).The annular heat exchanger according to the invention can be connected upstream or co-current with any number of intermediate profiles 1, 2, 7. The exchanger can also be used for liquid / liquid media, but its advantages are most evident when used for gas / gas and gas / media. liquid and in applications with a large pressure difference on the hot and cold side (steam generators, combustion turbine recuperators, condensers, evaporators).

X.X.

Funkce prstencového výměníku tepla podle vynálezu bude popsána na příkladu provedení podle obr. 1 a 2. Ostatní provedení fungují analogicky.The operation of the annular heat exchanger according to the invention will be described with reference to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2. The other embodiments function analogously.

Teplé médium se přivádí do prostoru mezi vnitřním profilem 2 a středovým profilem 7, kde médium předává teplo teplovodivé struktuře 3. Teplovodivá struktura 3 toto teplo vede k trubce, která tvoří vnitřní profil 2 a následně je teplo vedeno do teplovodivé struktury 3, která vyplňuje prostor mezi vnitřním profilem 2 a vnějším profilem 1. V tomto prostoru pak teplovodivá struktura 3 předává teplo chladnějšímu mediu, které v tomto prostoru proudí. Pohyb tepla je na obr. 2 vyznačen šipkami.The warm medium is supplied to the space between the inner profile 2 and the center profile 7, where the medium transfers heat to the heat conducting structure 3. The heat conducting structure 3 leads this heat to the tube forming the inner profile 2 and subsequently heats to the heat conducting structure 3 between the inner profile 2 and the outer profile 1. In this space, the heat conducting structure 3 then transfers heat to the colder medium flowing in this space. The movement of heat is indicated by arrows in FIG.

Prstencový výměník tepla podle vynálezu je tedy založený na kombinované výměně tepla, kde přestup tepla má stejnou váhu jako vedení tepla. Je u něj maximalizována teplosměnná plocha vložením shora popsané teplovodivé struktury 3. K výměně tepla se stejnou měrou využívá přestupu tepla do této teplovodivé struktury 3, poté vedení tepla touto teplovodivou strukturou 3 k oddělovací stěně příslušného profilu 1, 2, 7. V podstatně větší míře se tak uplatňuje vedení tepla teplovodivou strukturou 3, které je ve výměníku podle ·The annular heat exchanger according to the invention is therefore based on a combined heat exchange, where the heat transfer has the same weight as the heat conduction. The heat transfer surface is maximized therein by inserting the heat-conducting structure 3 described above. To exchange heat to the same extent, it utilizes heat transfer to the heat-conducting structure 3, then conducting heat through the heat-conducting structure 3 to the separating wall heat conduction 3, which is in the exchanger according to ·

« * vynálezu stejně důležité jako přestup tepla.Of the invention as important as heat transfer.

Jednotlivé teplovodivé struktury 3 jsou od sebe oddělené příslušnými trubkovitými profily 1, 2, 7, které ve standardních výměnících fungují jako teplosměnná plocha, ale ve výměníku podle vynálezu však mají převážně funkci oddělovače médií.The individual heat-conducting structures 3 are separated from one another by respective tubular profiles 1, 2, 7, which in standard exchangers function as heat exchange surfaces, but in the exchanger according to the invention, however, they mainly function as media separators.

Tím, že média oddělují trubkovité profily 1, 2, 7, které jsou dimenzovány na příslušný tlakový rozdíl, může se výměník podle vynálezu použít pro téměř libovolný tlakový rozdíl médií. Trubkovité profily 1, 2, 7 tak primárně netvoří 2^ teplosměnnou plochu, ale člen výměníku oddělující média. Vzhledem ktomu, že teplovodivá struktura může mít bez ohledu na tlaky médií tloušťku v desítkách mikrometrů, |kdežte( tloušťka stěny i případných žeber v žebrovaných trubkách známých výměníků je v řádech milimetrů, tedy o 2 řády silnější, je i hmotnost výměníku podle vynálezu při stejném výkonu řádově nižší.By separating the tubular profiles 1, 2, 7, which are dimensioned for the respective pressure difference, the exchanger according to the invention can be used for almost any pressure difference of the media. Thus, the tubular profiles 1, 2, 7 do not primarily form a heat exchange surface, but a heat exchanger member separating the media. Since the heat conducting structure may have a thickness of tens of micrometers regardless of the media pressures, while the wall thickness and possible fins in the finned tubes of known heat exchangers are in the order of millimeters, ie 2 orders of magnitude stronger, performance of the order of magnitude lower.

XX

Porovnávacím výpočtem pomocí numerického modelu v programu ANSYS CFD byl porovnán tepelný výkon přenesený 50 mm hliníkovou trubkou o průměru 20 mm ve čtyřech provedeních, simulujících 4 různé druhy výměníků:The comparative calculation using the numerical model in the ANSYS CFD program compared the heat output transferred by a 50 mm aluminum tube with a diameter of 20 mm in four versions, simulating 4 different types of exchangers:

- hladká trubka- smooth pipe

standardní žebrovaná trubka ^3^)30 trubka s žebry podle patentu U výměník podle vynálezu cí°C zahřívaná trubka, dostandard finned tube (3) (30) ribbed tube according to patent U heat exchanger according to the invention ° C heated tube,

Výpočtové podmínky: zvnějšku na konstantní teplotu 10 Xs které vstupuje vzduch o teplotě 20fC a rychlostí proudění 31,87 m/s.Calculation conditions: from the outside to a constant temperature of 10 Xs, which enters air with a temperature of 20fC and a flow rate of 31.87 m / s.

Ideální výměník o 100Í% účinnosti by měl výkon 604 W. Pomocí numerického modelu byly vypočteny následující hodnoty:The ideal heat exchanger with 100% efficiency would have an output of 604 W. Using the numerical model, the following values were calculated:

Hladká trubka - 32 W (5 % ideálního výměníku)Smooth tube - 32 W (5% ideal heat exchanger)

Standardní žebrovaná trubka - 146 W (24 % ideálního výměníku)Standard finned tube - 146 W (24% ideal heat exchanger)

Trubka s žebry podle patentu U^53á|p30 - 252 W (42 % ideálního výměníku)Pipe with ribs according to patent U ^ 53á | p30 - 252 W (42% ideal heat exchanger)

Výměník podle vynálezu - 375 W (62 % ideálního výměníku)Heat exchanger according to the invention - 375 W (62% ideal heat exchanger)

Z uvedeného je zřejmé, že výměník podle vynálezu má zcela jasně nejvyšší výkon.It is clear from the above that the exchanger according to the invention clearly has the highest performance.

X Seznam vztahových značek vnější profil vnitřní profil teplovodivá struktura první pás druhý pás průtokový kanálek středový profilX List of reference numbers outer profile inner profile heat conducting structure first strip second strip flow channel center profile

Claims (3)

1. Prstencový výměník tepla, zahrnující alespoň dva obvodově uzavřené a v sobě uspořádané trubkovité profily (1, 2) pro průtok médií, ve kterých je uspořádána teplovodivá struktura (3), vyznačující se tím, že teplovodivá struktura (3) zahrnuje spirálovitě těsně svinutou dvojici na sobě ležících pásů (4, 5), přičemž první pás (4) je hladký, zatímco druhý pás (5) je zvlněný napříč ke směru svinutí pro vytvoření průtokových kanálků (6).An annular heat exchanger, comprising at least two circumferentially closed and arranged tubular profiles (1, 2) for the flow of media in which a heat conducting structure (3) is arranged, characterized in that the heat conducting structure (3) comprises a spirally tightly coiled a pair of superimposed belts (4, 5), wherein the first strip (4) is smooth, while the second strip (5) is undulated transversely to the winding direction to form flow channels (6). 2. Prstencový výměník tepla podle nároku 1, vyznačující se tím, že trubkovité profily (1, 2) mají příčný průřez kruhový, oválný nebo hranatý.An annular heat exchanger according to claim 1, characterized in that the tubular profiles (1, 2) have a circular, oval or angular cross-section. 3. Prstencový výměník tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že teplovodivá struktura (3) zcela vyplňuje trubkovité profily (1, 2)An annular heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the heat conducting structure (3) completely fills the tubular profiles (1, 2). TISKPRINTING 1/31/3
CZ2017-77A 2017-02-09 2017-02-09 An annular heat exchanger CZ201777A3 (en)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-77A CZ201777A3 (en) 2017-02-09 2017-02-09 An annular heat exchanger
PL18708568T PL3580514T3 (en) 2017-02-09 2018-02-05 An annular heat exchanger
EP18708568.3A EP3580514B1 (en) 2017-02-09 2018-02-05 An annular heat exchanger
RU2019122167A RU2019122167A (en) 2017-02-09 2018-02-05 RING HEAT EXCHANGER
ES18708568T ES2841826T3 (en) 2017-02-09 2018-02-05 Annular heat exchanger
DK18708568.3T DK3580514T3 (en) 2017-02-09 2018-02-05 Annular heat exchanger
BR112019012305A BR112019012305A2 (en) 2017-02-09 2018-02-05 annular heat exchanger.
UAA201907579A UA124277C2 (en) 2017-02-09 2018-02-05 An annular heat exchanger
US16/482,670 US20190353428A1 (en) 2017-02-09 2018-02-05 Annular heat exchanger
PCT/CZ2018/000008 WO2018145674A1 (en) 2017-02-09 2018-02-05 An annular heat exchanger
JP2019564575A JP2020507740A (en) 2017-02-09 2018-02-05 Annular heat exchanger
CN201880008242.1A CN110214256A (en) 2017-02-09 2018-02-05 Circular heat exchanger
CA3049295A CA3049295C (en) 2017-02-09 2018-02-05 An annular heat exchanger
KR1020197021799A KR20190116277A (en) 2017-02-09 2018-02-05 Annular heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-77A CZ201777A3 (en) 2017-02-09 2017-02-09 An annular heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ307349B6 CZ307349B6 (en) 2018-06-20
CZ201777A3 true CZ201777A3 (en) 2018-06-20

Family

ID=69738387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-77A CZ201777A3 (en) 2017-02-09 2017-02-09 An annular heat exchanger

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20190353428A1 (en)
EP (1) EP3580514B1 (en)
JP (1) JP2020507740A (en)
KR (1) KR20190116277A (en)
CN (1) CN110214256A (en)
BR (1) BR112019012305A2 (en)
CA (1) CA3049295C (en)
CZ (1) CZ201777A3 (en)
DK (1) DK3580514T3 (en)
ES (1) ES2841826T3 (en)
PL (1) PL3580514T3 (en)
RU (1) RU2019122167A (en)
UA (1) UA124277C2 (en)
WO (1) WO2018145674A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115285939B (en) * 2022-08-24 2023-08-22 北京石油化工学院 Bioethanol autothermal reforming hydrogen production system

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2589262A (en) * 1946-06-12 1952-03-18 Hydrocarbon Research Inc Heat exchanger
CH402027A (en) * 1962-07-11 1965-11-15 Escher Wyss Ag Tubular heat exchanger
JPS5187852A (en) * 1974-12-24 1976-07-31 Breda Backer Rueb Maschf
JPS51116445A (en) * 1975-04-04 1976-10-13 Daikin Ind Ltd A dual-tube type heat exchanger and manufacturing process thereof
DD133356A1 (en) * 1977-10-26 1978-12-27 Werner Heinig SPIRALWAERMEUEBERTRAGER
JPS57165973U (en) * 1981-04-04 1982-10-19
DE3331186A1 (en) * 1983-08-30 1985-03-14 Spiro Research B.V., Helmond HEATING PIPE WITH ANGULAR WIRING PROFILE
JPS62288495A (en) 1986-06-03 1987-12-15 Sumitomo Metal Ind Ltd Heat exchanger
JPH02150691A (en) 1988-11-30 1990-06-08 Kyocera Corp Honeycomb heat exchanger and manufacture thereof
JPH04335993A (en) * 1991-05-10 1992-11-24 Toyo Radiator Co Ltd Oil cooler
DE10038624C2 (en) 2000-08-03 2002-11-21 Broekelmann Aluminium F W Heat transfer tube with twisted inner fins
JP2003307396A (en) * 2002-04-16 2003-10-31 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd Fin tube
CA2450312A1 (en) * 2003-11-21 2005-05-21 Dana Canada Corporation Tubular charge air cooler
US20060081362A1 (en) * 2004-10-19 2006-04-20 Homayoun Sanatgar Finned tubular heat exchanger
FR2887020B1 (en) * 2005-06-09 2007-08-31 Air Liquide PLATE HEAT EXCHANGER WITH EXCHANGE STRUCTURE FORMING MULTIPLE CHANNELS IN A PASSAGE
CN100516756C (en) * 2006-09-18 2009-07-22 西安交通大学 Double-pipe metal foam heat exchanger
CN101334248B (en) * 2008-07-15 2011-06-01 西安石油大学 Longitudinal spiral inner fin tube
CN201392115Y (en) * 2009-03-17 2010-01-27 铜联商务咨询(上海)有限公司 Double-pipe high-efficiency foam metal heat exchanger
CN104930878A (en) * 2015-05-20 2015-09-23 苏州锦珂塑胶科技有限公司 Heat exchanger and heat energy recovery device

Also Published As

Publication number Publication date
BR112019012305A2 (en) 2019-11-12
EP3580514A1 (en) 2019-12-18
RU2019122167A3 (en) 2021-03-09
KR20190116277A (en) 2019-10-14
ES2841826T3 (en) 2021-07-09
PL3580514T3 (en) 2021-06-14
CZ307349B6 (en) 2018-06-20
RU2019122167A (en) 2021-03-09
CA3049295A1 (en) 2018-08-16
WO2018145674A1 (en) 2018-08-16
CA3049295C (en) 2022-12-06
EP3580514B1 (en) 2020-12-09
CN110214256A (en) 2019-09-06
DK3580514T3 (en) 2021-01-11
UA124277C2 (en) 2021-08-18
JP2020507740A (en) 2020-03-12
US20190353428A1 (en) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9746256B2 (en) Shell and tube heat exchanger with a vapor port
US20160054077A1 (en) Multipass microchannel heat exchanger
WO2014091558A9 (en) Double-pipe heat exchanger and refrigeration cycle device
CN106796050B (en) Heat exchanger
CN101017065A (en) Heat recovery apparatus
CN103411447A (en) Horizontal-fin shell and tube heat exchanger
JP6341099B2 (en) Refrigerant evaporator
JP2017194261A (en) Heat exchanger
EP3196584A1 (en) Heat exchanger with adjacent inlets and outlets
EP3062037B1 (en) Heat exchanger and refrigeration cycle device using said heat exchanger
JP2014224670A (en) Double-pipe heat exchanger
EP3362759B1 (en) Heat exchanger for residential hvac applications
CZ201777A3 (en) An annular heat exchanger
CN104089517A (en) Fin used for heat exchanger and heat exchanger with same
RU2543094C1 (en) Tube and shell heat exchanger
JP2014169851A (en) Heat exchanger
EP2977703A1 (en) Heat exchanger with slotted guard fin
CZ30489U1 (en) An annular heat exchanger
WO2021210428A1 (en) Heat exchanger
RU2719776C2 (en) Method of manufacturing plate-like slit heat exchanger
RU182729U1 (en) DIAGRAGED CURVED PIPE
RU135401U1 (en) COMPACT HEAT EXCHANGER
CN205425901U (en) Carbon dioxide heat pump is with tubular double -pipe heat exchanger in novel many spirals
CN103953940A (en) Waste heat recovery heat exchanger of oil burning boiler
Jadhav et al. A critical review on different heat exchangers used for heat transfer between two fluids

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20240209