EA033825B1 - Комбинированный теплообменник - Google Patents
Комбинированный теплообменник Download PDFInfo
- Publication number
- EA033825B1 EA033825B1 EA201700572A EA201700572A EA033825B1 EA 033825 B1 EA033825 B1 EA 033825B1 EA 201700572 A EA201700572 A EA 201700572A EA 201700572 A EA201700572 A EA 201700572A EA 033825 B1 EA033825 B1 EA 033825B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- heat
- gas duct
- heat exchange
- spiral heat
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
- F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/02—Heat-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 helically coiled
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике, к комбинированным теплообменникам, предназначенным для утилизации тепла. В конструкции теплообменника, содержащего цилиндрический корпус с размещенным в нем газоходом, теплообменными трубами, разделительными перегородками, согласно изобретения газоход выполнен в виде пучка параллельных труб, вокруг газохода концентрично установлены две спиральные теплообменные трубы, газоход и спиральные теплообменные трубы отделены друг от друга цилиндрическими разделительными перегородками, установленными с возможностью перетекания жидкости из межтрубного пространства внешней спиральной теплообменной трубы, находящейся между корпусом и внешней цилиндрической разделительной перегородкой, в межтрубное пространство внутренней спиральной теплообменной трубы, находящейся между внешней и внутренней цилиндрическими разделительными перегородками, затем в межтрубное пространство газохода, находящееся между внутренней цилиндрической разделительной перегородкой и газоходом, при этом каждая спиральная теплообменная труба соединена с патрубком подачи соответствующего теплоносителя. Предлагаемая конструкция комбинированного теплообменника, имеющего повышенную эффективность нагрева за счет возможности использования дополнительных теплоносителей, может с успехом быть использована для утилизации тепла в полигенерационных установках - когенерационных и тригенерационных, основанных на двигателях внутреннего сгорания и тепловых насосах.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, к комбинированным теплообменникам, предназначенным для утилизации тепла.
Известен теплообменный аппарат - водотрубный котел-утилизатор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с газоходами, в которых соосно с корпусом расположены обогреваемые трубы, внутри корпуса установлены разделительные перегородки, которые в поперечном сечении имеют вид полуколец, расположенных концентрично и направленных открытой частью навстречу друг другу, формируя за счет этого лабиринтную конфигурацию газоходов (пат. RU 55431, кл. F02G 5/04, опубл. 10.08.2006).
Однако данное устройство характеризуется недостаточной эффективностью нагрева, так как его конструктивные особенности предусматривают использование только одного теплоносителя.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка конструкции комбинированного теплообменника, обеспечивающей повышение эффективности нагрева за счет возможности использования дополнительных теплоносителей.
Для этого в конструкции теплообменника, содержащего цилиндрический корпус с размещенным в нем газоходом, теплообменными трубами, разделительными перегородками, согласно изобретения газоход выполнен в виде пучка параллельных труб, вокруг газохода концентрично установлены две спиральные теплообменные трубы, газоход и спиральные теплообменные трубы отделены друг от друга цилиндрическими разделительными перегородками, установленными с возможностью перетекания жидкости из межтрубного пространства внешней спиральной теплообменной трубы, находящейся между корпусом и внешней цилиндрической разделительной перегородкой, в межтрубное пространство внутренней спиральной теплообменной трубы, находящейся между внешней и внутренней цилиндрическими разделительными перегородками, затем в межтрубное пространство газохода, находящееся между внутренней цилиндрической разделительной перегородкой и газоходом, при этом каждая спиральная теплообменная труба соединена с патрубком подачи соответствующего теплоносителя.
За счёт установки в конструкции комбинированного теплообменника двух теплообменных спиральных труб, соединенных каждая с патрубками подачи соответствующего теплоносителя, повышается эффективность нагрева, так как появляется возможность использования дополнительных теплоносителей. Кроме того, при установке спиральных теплообменных труб концентрично вокруг газохода внешняя спиральная теплообменная труба с более низкой температурой теплоносителя создаст ограждение для внутренней спиральной теплообменной трубы с более высокой температурой теплоносителя, которая в свою очередь создаст ограждение для газохода с еще более высокой температурой, что обеспечит значительное снижение тепловых потерь в окружающую среду.
На фиг. 1 представлен схематический разрез комбинированного теплообменника;
на фиг. 2 - внешняя спиральная теплообменная труба.
Комбинированный теплообменник содержит цилиндрический корпус 1, в котором установлен газоход 2, выполненный в виде пучка параллельных труб, вокруг газохода 2 концентрично установлены две спиральные теплообменные трубы - внешняя 3 и внутренняя 4; газоход 2 и спиральные теплообменные трубы 3 и 4 отделены друг от друга цилиндрическими разделительными перегородками - внешней 5 и внутренней 6, установленными с возможностью перетекания жидкости, поступающей в корпус 1 через входной патрубок 7, из межтрубного пространства внешней спиральной теплообменной трубы 3, находящейся между корпусом 1 и внешней цилиндрической разделительной перегородкой 5, в межтрубное пространство внутренней спиральной теплообменной трубы 4, находящейся между внешней и внутренней цилиндрическими разделительными перегородками 5 и 6, затем в межтрубное пространство газохода 2, находящееся между внутренней цилиндрической разделительной перегородкой 6 и газоходом 2. Выходные патрубки 8 и 9 выполнены для отвода нагреваемой жидкости. В корпусе 1 выполнены отверстия 10 для крепления фланцев 11, 12, 13, 14, 15 и 16 с помощью болтов и гаек, за счет чего теплообменник является разборным. В корпусе 1 выполнены входной 17 и выходной 18 патрубки для приема газа; впускной коллектор 19 газа и выпускной коллектор 20, расположенные перпендикулярно газоходу 2 и находящиеся с обеих сторон от него. Внутренняя спиральная теплообменная труба 4, выполненная из меди, соединена с патрубком 21 подачи одного теплоносителя, например воды, и патрубком 22 вывода теплоносителя. Показанная на фиг. 1 и 2 внешняя спиральная теплообменная труба 3 выполнена также из меди и соединена с патрубками входа 23 и выхода 24 другого теплоносителя, например фреона.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Нагреваемая жидкость через входной патрубок 7 поступает в межтрубное пространство внешней спиральной теплообменной трубы 3, находящейся между стенкой корпуса 1 и внешней цилиндрической перегородкой 5. Последовательно перетекая вдоль внешней спиральной теплообменной трубы 3 часть нагретой жидкости выходит из теплообменника к потребителю с более низкой температурой через патрубок 8, а остальная часть жидкости поступает для дальнейшего нагрева в межтрубное пространство внутренней спиральной теплообменной трубы 4, находящейся между цилиндрическими перегородками внешней 5 и внутренней 6, а затем последовательно перетекает в межтрубное пространство газохода 2 и нагретая до максимальной температуры выходит из теплообменника через выходной патрубок 9.
Газы поступают через входной патрубок 17 во впускной коллектор 19, а затем, охлаждаясь, прохо- 1 033825 дят по газоходу 2 в выпускной коллектор 20 и выходят через выходной патрубок 18 в окружающую среду·
Теплоноситель, например вода, через патрубок подачи 21 поступает во внутреннюю спиралевидную теплообменную трубу 4, проходя по которой охлаждается и выходит через патрубок вывода 22·
Теплоноситель, например фреон, через патрубок подачи 23 поступает во внешнюю спиралевидную теплообменную трубу 3, проходя по которой охлаждается, конденсируется и выходит через патрубок вывода 24·
Таким образом, предлагаемая конструкция комбинированного теплообменника, имеющего повышенную эффективность нагрева за счет возможности использования дополнительных теплоносителей, может с успехом быть использована для утилизации тепла в полигенерационных установках - когенерационных и тригенерационных, основанных на двигателях внутреннего сгорания и тепловых насосах·
Применение комбинированного теплообменника упрощает конструкцию установки по утилизации тепла за счет сокращения коммуникаций гидравлической схемы, имеет улучшенные массогабаритные характеристики, кроме того, снижается расход дорогостоящих материалов·
Конструкция комбинированного теплообменника позволяет значительно сократить тепловые потери в окружающую среду·
Внутренние и внешние поверхности труб комбинированного теплообменника легко промываются, а благодаря разборной конструкции на фланцах не представляет трудностей и механическая чистка·
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯТеплообменник, содержащий цилиндрический корпус с размещенным в нем газоходом, теплообменными трубами, разделительными перегородками, отличающийся тем, что газоход выполнен в виде пучка параллельных труб, вокруг газохода концентрично установлены две спиральные теплообменные трубы, газоход и спиральные теплообменные трубы отделены друг от друга цилиндрическими разделительными перегородками, установленными с возможностью перетекания жидкости из межтрубного пространства внешней спиральной теплообменной трубы, находящейся между корпусом и внешней цилиндрической разделительной перегородкой, в межтрубное пространство внутренней спиральной теплообменной трубы, находящейся между внешней и внутренней цилиндрическими разделительными перегородками, затем в межтрубное пространство газохода, находящееся между внутренней цилиндрической разделительной перегородкой и газоходом, при этом каждая спиральная теплообменная труба соединена с патрубком подачи соответствующего теплоносителя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700572A EA033825B1 (ru) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | Комбинированный теплообменник |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700572A EA033825B1 (ru) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | Комбинированный теплообменник |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201700572A1 EA201700572A1 (ru) | 2019-05-31 |
| EA033825B1 true EA033825B1 (ru) | 2019-11-29 |
Family
ID=66644936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201700572A EA033825B1 (ru) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | Комбинированный теплообменник |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA033825B1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4502626A (en) * | 1980-05-16 | 1985-03-05 | Gas Research Institute | Combustion product condensing water heater |
| US4700772A (en) * | 1984-07-05 | 1987-10-20 | Sulzer Brothers Limited | Heat exchanger system |
| SU1768912A1 (ru) * | 1990-09-21 | 1992-10-15 | Leonid V Ivanov | Teплooбmehhый aппapat |
-
2017
- 2017-11-03 EA EA201700572A patent/EA033825B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4502626A (en) * | 1980-05-16 | 1985-03-05 | Gas Research Institute | Combustion product condensing water heater |
| US4700772A (en) * | 1984-07-05 | 1987-10-20 | Sulzer Brothers Limited | Heat exchanger system |
| SU1768912A1 (ru) * | 1990-09-21 | 1992-10-15 | Leonid V Ivanov | Teплooбmehhый aппapat |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201700572A1 (ru) | 2019-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2013150284A (ru) | Устройство с теплообменником для термоэлектрического генератора автомобиля | |
| RU2012102917A (ru) | Теплообменник с u-образными трубками, способ теплообмена между теплоносителем и хладагентом и применение теплообменника с u-образными трубками | |
| RU2559109C1 (ru) | Котел водогрейный | |
| CN100467992C (zh) | 用于热电联产系统的废气热交换器 | |
| RU2008131292A (ru) | Способ нагрева и/или испарения органической среды и теплообменный блок для извлечения теплоты от потока горячего газа | |
| CN201503229U (zh) | 螺旋片式换热器 | |
| EA033825B1 (ru) | Комбинированный теплообменник | |
| US9316409B2 (en) | Heat exchanger including waste heat recovery | |
| RU2494329C1 (ru) | Кожухотрубный теплообменник | |
| RU2294502C1 (ru) | Кожухотрубный теплообменник | |
| RU2563946C1 (ru) | Теплообменник | |
| RU2395774C1 (ru) | Кожухотрубный теплообменник | |
| RU2772675C1 (ru) | Выносной блочный экономайзер котла | |
| RU171280U1 (ru) | Модульный теплообменник | |
| RU181420U1 (ru) | Кожухотрубчатый теплообменный аппарат | |
| RU126814U1 (ru) | Пластинчатый теплообменник | |
| RU2110730C1 (ru) | Цилиндрический котел | |
| RU2008125509A (ru) | Теплообменник | |
| RU34235U1 (ru) | Водогрейный водотрубный теплообменник | |
| RU184138U1 (ru) | Кожухотрубчатый теплообменный аппарат для утилизации тепла технологических газов | |
| RU2012131679A (ru) | Котел-утилизатор тепла выхлопных газов | |
| RU138131U1 (ru) | Устройство для охлаждения дымовых газов | |
| RU65189U1 (ru) | Теплогенераторная установка | |
| CN2867255Y (zh) | 多级分离式热管余热回收装置 | |
| RU78909U1 (ru) | Утилизационный водонагреватель |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |