EA045946B1 - DEVICE FOR ENERGY EXCHANGE BETWEEN ENVIRONMENTS WITH IMPROVED DESIGN AND PERFORMANCE - Google Patents
DEVICE FOR ENERGY EXCHANGE BETWEEN ENVIRONMENTS WITH IMPROVED DESIGN AND PERFORMANCE Download PDFInfo
- Publication number
- EA045946B1 EA045946B1 EA202292106 EA045946B1 EA 045946 B1 EA045946 B1 EA 045946B1 EA 202292106 EA202292106 EA 202292106 EA 045946 B1 EA045946 B1 EA 045946B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- coil
- coils
- heat exchanger
- fluid
- structural
- Prior art date
Links
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 114
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 76
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение в целом относится к области теплообменников. В соответствии с Международной патентной классификацией (IPC Intcl.) настоящее изобретение классифицировано и обозначено F28; более широкая классификация, которая относится к теплообмену в целом.The invention generally relates to the field of heat exchangers. In accordance with the International Patent Classification (IPC Intcl.), the present invention is classified and designated F28; a broader classification that applies to heat transfer in general.
Поскольку изобретение характеризуется своей конструкцией, оно также может быть обозначено как F28F - конструктивные элементы устройств теплообмена и передачи для общего применения.Since the invention is characterized by its construction, it may also be designated F28F - structural elements of heat exchange and transfer devices for general use.
Техническая проблемаTechnical problem
Изобретатели стремились улучшить тепловые характеристики сердечника теплообменника, в первую очередь таким образом, чтобы можно было легко управлять основными параметрами рабочих текучих сред.Inventors have sought to improve the thermal performance of a heat exchanger core, primarily so that key operating fluid parameters can be easily controlled.
При этом, используя такой улучшенный сердечник теплообменника, авторы изобретения разработали теплообменник, который прост в изготовлении, использовании и обслуживании, подходит для использования в различных коммерческих и жилых помещениях, а также в различных отраслях промышленности. Изобретатели также стремились сконструировать теплообменник, который имеет меньшую массу по отношению к существующим теплообменникам той же мощности и того же материала.Hereby, using such an improved heat exchanger core, the inventors have developed a heat exchanger that is easy to manufacture, use and maintain, suitable for use in a variety of commercial and residential applications, as well as in various industries. The inventors also sought to design a heat exchanger that is lighter in weight than existing heat exchangers of the same capacity and the same material.
Уровень техникиState of the art
Авторы обратились к патентным базам данных и обнаружили, что существуют изобретения теплообменников, которые включают конструкцию, которая имеет спиральные трубки, ступенчатое расстояние между трубками и перекрестный поток текучих сред, как в EP 0351247 A2 или US 20100096115 A1 Множественный концентрический цилиндрический теплообменник с со-змеевиками или US 3403727 A Противоточный теплообменник с перекрестным потоком с внутренними и внешними секциями трубок, состоящими из плотно упакованных коаксиально вложенных слоев спирально навитых трубок.The authors consulted patent databases and found that there are heat exchanger inventions that include a design that has spiral tubes, staggered tube spacing, and cross fluid flow, as in EP 0351247 A2 or US 20100096115 A1 Multiple Concentric Cylindrical Heat Exchanger with Co-Coils or US 3403727 A Countercurrent cross-flow heat exchanger with internal and external tube sections consisting of tightly packed, coaxially nested layers of helically wound tubes.
Некоторые другие подобные изобретения, такие как US 4893672 A Теплообменник встречного потока со спиральным пучком трубок или GB 685848 A Улучшения, относящиеся к конструкции трубчатых теплообменников, не включают перекрестный поток текучих сред или ступенчатое расстояние между трубками. Ни один из предыдущих патентов не раскрывает теплообменника со встречным потоком и перекрестным потоком, изготовленного путем навивки винтовых трубок (змеевиков) друг в друга посредством конструктивных усилений, которые являются интегральной частью сердечника теплообменника и обеспечивают возможность ступенчатого/зигзагообразного расположения змеевиков и расположения трубок каждого змеевика точно в среднем положении и на одинаковом расстоянии между трубками смежных змеевиков во всем сердечнике теплообменника, причем вместе они образуют поверхность теплообменника. Кроме того, ни в одном из этих патентов не раскрыты конструктивные усиления, которые выполнены таким образом, что их внутренняя и внешняя кромки следуют требуемому шагу змеевика, внутренняя кромка при этом следует углу змеевика, на котором они размещены, а внешняя кромка следует углу следующего змеевика.Some other similar inventions such as US 4893672 A Counter Flow Heat Exchanger with Spiral Tube Bundle or GB 685848 A Improvements related to the design of tubular heat exchangers do not include cross flow of fluids or staggered tube spacing. None of the previous patents disclose a counter-flow/cross-flow heat exchanger made by winding helical tubes (coils) into each other through structural reinforcements that are integral to the heat exchanger core and allow the coils to be staggered/zigzag and the tubes of each coil to be positioned precisely in the middle position and at the same distance between the tubes of adjacent coils throughout the heat exchanger core, and together they form the surface of the heat exchanger. In addition, none of these patents disclose structural reinforcements that are designed such that their inner and outer edges follow the required coil pitch, the inner edge follows the corner of the coil on which they are placed, and the outer edge follows the corner of the next coil. .
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Настоящее изобретение представляет собой конструктивное решение теплообменника с встречным и перекрестным потоками, выполненное путем навивки винтовых трубок (змеевиков) последовательно посредством конструктивных усилений, которые являются интегральной частью сердечника теплообменника и которые обеспечивают возможность ступенчатого/зигзагообразного расположения змеевиков и расположение трубок каждого змеевика точно в среднем положении и на одинаковом расстоянии между трубками смежных змеевиков во всем сердечнике теплообменника, при этом вместе они образуют поверхность теплообменника.The present invention is a design solution for a counter-flow and cross-flow heat exchanger, made by winding helical tubes (coils) in series through structural reinforcements that are an integral part of the heat exchanger core and which provide the possibility of a stepped/zigzag arrangement of the coils and the placement of the tubes of each coil exactly in the middle position and at the same distance between the tubes of adjacent coils throughout the heat exchanger core, while together they form the surface of the heat exchanger.
Конструктивные усиления выполнены таким образом, что их внутренняя и внешняя кромка следует требуемому шагу змеевика, а их внутренняя кромка при этом следует углу нити змеевика, на котором они размещены, при этом внешняя кромка следует углу нити следующего змеевика.The structural reinforcements are designed in such a way that their inner and outer edge follows the required pitch of the coil, and their inner edge follows the angle of the thread of the coil on which they are placed, while the outer edge follows the angle of the thread of the next coil.
Две текучие среды, первая текучая среда и вторая текучая среда, могут проходить через это устройство обмена энергией. Кроме того, данное устройство может содержать центральный маршрутизатор с коническими выступами и опорой конструктивного усиления, при этом базовое конструктивное усиление, на которое навит первый спиральный змеевик, размещено на центральном маршрутизаторе, имеющем конические выступы на обеих сторонах, причем центральный маршрутизатор предназначен для направления потока первой текучей среды к змеевикам и предотвращения прохождения первой текучей среды через центральную часть сердечника теплообменника, при этом конические выступы направляют поток первой текучей среды как можно ближе к внешним стенкам змеевиков, через которые перемещается вторая текучая среда. Все нечетные змеевики (первый, третий, пятый, ...) параллельны друг другу как в поперечной, так и в продольной плоскостях теплообменного сердечника, в то время как все четные змеевики (второй, четвертый, шестой, ...) параллельны друг другу как в поперечной, так и в продольной плоскостях сердечника теплообменника. Диаметры d труб, из которых изготовлены все змеевики, одинаковы. Каждый змеевик в сердечнике теплообменника имеет разный диаметр, при этом все змеевики имеют одинаковый шаг змеевика, и каждый змеевик имеет разный угол витка. Конструктивные усиления имеют синусоидальную или волнообразную или волнообразно-зигзагообразную форму, так что форма конструктивных усилений представляет опоры, на которых змеевики перемещаются при навивке в серTwo fluids, a first fluid and a second fluid, can pass through this energy exchange device. In addition, the device may include a central router having conical projections and a structural reinforcement support, wherein the base structural reinforcement on which the first helical coil is wound is placed on the central router having conical projections on both sides, the central router being configured to direct the flow of the first helical coil. fluid to the coils and preventing the first fluid from passing through the central portion of the heat exchanger core, wherein the conical projections direct the flow of the first fluid as close as possible to the outer walls of the coils through which the second fluid moves. All odd coils (first, third, fifth, ...) are parallel to each other in both the transverse and longitudinal planes of the heat exchange core, while all even coils (second, fourth, sixth, ...) are parallel to each other both in the transverse and longitudinal planes of the heat exchanger core. The diameters d of the pipes from which all coils are made are the same. Each coil in the heat exchanger core has a different diameter, with each coil having the same coil pitch, and each coil having a different coil angle. Structural reinforcements have a sinusoidal or wavy or wavy-zigzag shape, so that the shape of the structural reinforcements represents the supports on which the coils move when wound in gray
- 1 045946 дечник теплообменника.- 1 045946 heat exchanger deck.
Конструктивные усиления содержат внутреннюю кромку и внешнюю кромку, при этом они соответствуют требуемому шагу змеевика, причем внутренняя кромка дополнительно следует углу витка змеевика, на котором они размещены, а внешняя кромка следует углу следующего змеевика, при этом первый змеевик имеет диаметр, шаг и угол витка первого змеевика. Первое конструктивное усиление, размещенное на первом змеевике и следующе шагу, дополнительно следует углу первого змеевика внутренней кромкой, а внешней - углу следующего второго змеевика и так далее до последнего навитого змеевика.The structural reinforcements comprise an inner edge and an outer edge, wherein they correspond to the required pitch of the coil, the inner edge further following the winding angle of the coil on which they are placed, and the outer edge following the angle of the next coil, the first coil having a diameter, pitch and winding angle first coil. The first structural reinforcement, placed on the first coil and following the step, additionally follows the corner of the first coil with the inner edge, and the outer edge with the corner of the next second coil, and so on until the last wound coil.
На каждом змеевике поочередно размещают по меньшей мере два конструктивных усиления, наиболее предпочтительно три или более, расположенные на одинаковых расстояниях по диаметрам змеевиков, с размещением конструктивных усилений на каждом последующем змеевике так, что они не находятся в одной плоскости с конструктивными усилениями предыдущего змеевика.At least two structural reinforcements are alternately placed on each coil, most preferably three or more, located at equal distances along the diameters of the coils, with the structural reinforcements placed on each subsequent coil so that they are not in the same plane as the structural reinforcements of the previous coil.
Базовое конструктивное усиление соединено сваркой с центральным маршрутизатором и каждым последующим конструктивным усилением со следующим по очереди в сердечнике теплообменника навитым змеевиком, причем конструктивные усиления также обеспечивают возможность ступенчатого или зигзагообразного расположения змеевиков и расположения трубок каждого змеевика точно в среднем положении и на одинаковом расстоянии между трубками смежных змеевиков во всем сердечнике теплообменника, поперечно второй текучей среде. Данное устройство обмена энергией может дополнительно содержать опоры конструктивного усиления, на которых просверлены отверстия таким образом, что один конец конструктивного усиления вставлен в каждое отверстие, при этом каждая из опор конструктивного усиления имеет такое количество просверленных отверстий как вертикально, так и горизонтально, которое необходимо для размещения по меньшей мере двух конструктивных усилений на каждом змеевике.The basic structural reinforcement is connected by welding to the central router and each subsequent structural reinforcement with the next wound coil in the heat exchanger core, and the structural reinforcements also provide the possibility of a stepped or zigzag arrangement of the coils and the placement of the tubes of each coil exactly in the middle position and at the same distance between the tubes of adjacent coils throughout the heat exchanger core, transverse to the second fluid. This energy exchange device may further comprise structural reinforcement supports that are drilled with holes such that one end of the structural reinforcement is inserted into each hole, each of the structural reinforcement supports having as many drilled holes, both vertically and horizontally, as necessary to placing at least two structural reinforcements on each coil.
Преимущество настоящего изобретения заключается в простоте изготовления, улучшенных тепловых характеристиках, простоте управления существенными параметрами рабочих текучих сред, легкой универсальности применения в коммерческих, жилых помещениях и в различных отраслях промышленности, а также легкой универсальности в отношении малых/более высоких мощностей.The advantages of the present invention include ease of manufacture, improved thermal performance, ease of control of significant fluid parameters, easy commercial, residential and industrial versatility, and easy low/higher power versatility.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Изобретение подробно описано на примере с чертежей, где фиг. 1 иллюстрирует производственное решение теплообменника в триметрии;The invention is described in detail using the example of drawings, where FIG. 1 illustrates the production solution of a heat exchanger in trimetry;
фиг. 2 представляет собой ортогональный чертеж настоящего изобретения, вид сверху;fig. 2 is an orthogonal plan view of the present invention;
фиг. 3 представляет собой ортогональный чертеж настоящего изобретения, вид спереди;fig. 3 is an orthogonal front view of the present invention;
фиг. 4 иллюстрирует одно поперечное сечение с предпоследним конструктивным усилением;fig. 4 illustrates one cross section with the penultimate structural reinforcement;
фиг. 5 иллюстрирует укороченное поперечное сечение в триметрии;fig. 5 illustrates a shortened cross-section in trimetry;
фиг. 6 иллюстрирует укороченное поперечное сечение с отображаемым последним конструктивным усилением;fig. 6 illustrates a shortened cross-section with the latest structural reinforcement displayed;
фиг. 7 иллюстрирует часть положения первого и второго змеевика относительно первого конструктивного усиления с указанным углом змеевика;fig. 7 illustrates part of the position of the first and second coils relative to the first structural reinforcement with the indicated coil angle;
фиг. 8 иллюстрирует выбранное конструктивное усиление;fig. 8 illustrates the selected structural reinforcement;
фиг. 9 представляет собой ортогональный чертеж, поперечное сечение первого примера с 8 змеевиками;fig. 9 is an orthogonal cross-sectional drawing of the first example with 8 coils;
фиг. 10 представляет собой ортогональный чертеж, вид спереди первого примера с 8 змеевиками;fig. 10 is an orthogonal front view of the first example with 8 coils;
фиг. 11 представляет собой ортогональный чертеж - поперечное сечение первого примера с 8 змеевиками;fig. 11 is an orthogonal cross-sectional drawing of the first example with 8 coils;
фиг. 12 иллюстрирует вид сбоку первого примера с 8 змеевиками;fig. 12 illustrates a side view of the first example with 8 coils;
фиг. 13 иллюстрирует опору конструктивного усиления с поперечным сечением первого примера с 8 змеевиками в триметрии;fig. 13 illustrates a structural reinforcement support with a cross section of the first example with 8 coils in trimetry;
фиг. 14 иллюстрирует сердечник теплообменника с опорами конструктивного усиления с поперечным сечением первого примера с 8 змеевиками в триметрии;fig. 14 illustrates a heat exchanger core with structural reinforcement supports with a cross section of the first example with 8 coils in trimetry;
фиг. 15 иллюстрирует частичное поперечное сечение сердечника теплообменника с опорами конструктивного усиления первого примера с 8 змеевиками в триметрии;fig. 15 illustrates a partial cross-section of a heat exchanger core with structural reinforcement supports of the first example with 8 coils in trimetry;
фиг. 16 иллюстрирует увеличенный вид в разрезе нескольких змеевиков с указанным потоком первой текучей среды и расстоянием между змеевиками;fig. 16 illustrates an enlarged cross-sectional view of multiple coils with indicated first fluid flow and coil spacing;
фиг. 17 иллюстрирует пример уменьшения впуска и выпуска теплообменника для стандартных соединителей рабочей текучей среды и применения;fig. 17 illustrates an example of reducing heat exchanger inlet and outlet for standard process fluid connectors and applications;
фиг. 18 иллюстрирует пример соединения нескольких теплообменников меньшей мощности.fig. 18 illustrates an example of connecting several heat exchangers of lower power.
Перечень ссылочных обозначений, используемых на чертежахList of reference symbols used in the drawings
101 - Центральный маршрутизатор;101 - Central router;
102 - конический выступ;102 - conical protrusion;
103 - отверстия на кожухе для прохода трубок с расширениями;103 - holes on the casing for the passage of tubes with extensions;
104 - кожух сердечника теплообменника;104 - heat exchanger core casing;
105 - опора конструктивного усиления;105 - structural reinforcement support;
- 2 045946- 2 045946
1050 - отверстие на опоре конструктивного усиления;1050 - hole on the structural reinforcement support;
106 - экран;106 - screen;
107 - коммутатор (коллектор) трубок с расширениями;107 - switch (collector) of tubes with extensions;
108 - вентиляционные отверстия сердечника теплообменника;108 - ventilation holes of the heat exchanger core;
110 - трубки с расширениями (в начале и конце каждого змеевика, одинаково для всех змеевиков);110 - tubes with extensions (at the beginning and end of each coil, the same for all coils);
112 - продольная ось;112 - longitudinal axis;
120 - длина сердечника теплообменника;120 - length of the heat exchanger core;
130 - диаметр сердечника теплообменника;130 - diameter of the heat exchanger core;
200 - сердечник теплообменника;200 - heat exchanger core;
201 - первый змеевик (спиральная трубка);201 - first coil (spiral tube);
202 - второй змеевик;202 - second coil;
203 - третий змеевик;203 - third coil;
204 - четвертый змеевик;204 - fourth coil;
205 - пятый змеевик;205 - fifth coil;
206 - шестой змеевик;206 - sixth coil;
207 - седьмой змеевик;207 - seventh coil;
208 - восьмой змеевик;208 - eighth coil;
289 - предпоследний змеевик;289 - penultimate coil;
290 - последний змеевик;290 - last coil;
291 - внутренняя кромка конструктивного усиления;291 - inner edge of structural reinforcement;
292 - наружная кромка конструктивного усиления;292 - outer edge of structural reinforcement;
293 - выпуклость;293 - convexity;
294 - углубление;294 - recess;
295 - диаметр d трубы, из которой изготовлены все змеевики;295 - diameter d of the pipe from which all coils are made;
300 - базовое конструктивное усиление;300 - basic structural reinforcement;
301 - первое конструктивное усиление;301 - first structural reinforcement;
302 - второе конструктивное усиление;302 - second structural reinforcement;
303 - третье конструктивное усиление;303 - third structural reinforcement;
304 - четвертое конструктивное усиление;304 - fourth structural reinforcement;
305 - пятое конструктивное усиление;305 - fifth structural reinforcement;
306 - шестое конструктивное усиление;306 - sixth structural reinforcement;
307 - седьмое конструктивное усиление;307 - seventh structural reinforcement;
308 - восьмое конструктивное усиление;308 - eighth structural reinforcement;
389 - предпоследнее конструктивное усиление;389 - penultimate structural reinforcement;
390 - последнее конструктивное усиление;390 - last structural reinforcement;
320 - расстояние между трубками змеевика поперечно второй текучей среде;320 - distance between the coil tubes transverse to the second fluid;
310 - толщина материала, из которого изготовлены все конструктивные усиления;310 - thickness of the material from which all structural reinforcements are made;
311 - толщина стенки трубок, из которых изготовлены все змеевики;311 - wall thickness of the tubes from which all coils are made;
400 - поток первой текучей среды;400 - first fluid flow;
402 - поток второй текучей среды;402 - second fluid flow;
410 - впуск первой текучей среды;410 - inlet of the first fluid;
420 - впуск второй текучей среды;420 - inlet of the second fluid;
411 - выпуск первой текучей среды;411 - release of the first fluid;
421 - выпуск второй текучей среды;421 - release of the second fluid;
412 - диаметр регулируемых впусков и выпусков первой текучей среды для стандартных соединителей;412 - diameter of adjustable inlets and outlets of the first fluid for standard connectors;
422 - диаметр регулируемых впусков и выпусков второй текучей среды для стандартных соединителей;422 - diameter of adjustable inlets and outlets of the second fluid for standard connectors;
430 - первая точка;430 - first point;
431 - вторая точка;431 - second point;
501 - диаметр первого змеевика;501 - diameter of the first coil;
589 - диаметр предпоследнего змеевика;589 - diameter of the penultimate coil;
590 - диаметр последнего змеевика;590 - diameter of the last coil;
600 - шаг змеевика;600 - coil pitch;
601 - угол витка первого змеевика;601 - angle of turn of the first coil;
602 - угол витка второго змеевика;602 - angle of turn of the second coil;
689 - угол витка предпоследнего змеевика;689 - angle of turn of the penultimate coil;
690 - угол витка последнего змеевика.690 - angle of turn of the last coil.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Устройство обмена энергией между средами с улучшенной конструкцией и характеристиками в одном варианте осуществления изобретения содержит следующие части: кожух 104, экран 106, коммутатор (коллектор) 107, змеевики или спиральные трубки 201, 2012, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290, трубкиA device for exchanging energy between media with improved design and characteristics in one embodiment of the invention contains the following parts: casing 104, screen 106, commutator (collector) 107, coils or spiral tubes 201, 2012, 203, 204, 205, 206, 207, 208 , 289, 290, tubes
- 3 045946 с расширениями 110, центральный маршрутизатор 101 с коническими выступами 102, конструктивные усиления 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 и опора 105 конструктивного усиления.- 3 045946 with extensions 110, central router 101 with conical projections 102, structural reinforcements 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 and structural reinforcement support 105.
В общем случае предусмотрены базовые конструктивные усиления 300, размещаемые на обеих сторонах центрального маршрутизатора 101 с коническими выступами, на которые будет навита первая спиральная трубка (змеевик) 201. Задача центрального маршрутизатора 101 заключается в том, чтобы направлять поток первой текучей среды 400 к змеевикам 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290 и предотвращать прохождение первой текучей среды 400 через центральную часть сердечника 200 теплообменника. Конические выступы 102 направляют поток первой текучей среды 400 как можно ближе к внешним стенкам змеевиков 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290, через которые проходит вторая текучая среда 402. Центральный маршрутизатор 101 выполнен из трубок определенного диаметра, к которым конические выступы 102 приварены с обеих сторон.In general, there will be basic structural reinforcements 300 placed on both sides of the central router 101 with conical projections on which the first helical tube (coil) 201 will be wound. The purpose of the central router 101 is to direct the flow of the first fluid 400 to the coils 201 , 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290 and prevent the first fluid 400 from passing through the central portion of the heat exchanger core 200. The conical projections 102 direct the flow of the first fluid 400 as close as possible to the outer walls of the coils 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290 through which the second fluid 402 passes. The central router 101 is made of tubes of a certain diameter, to which conical projections 102 are welded on both sides.
На инструментах сформированы змеевики сердечника 200 теплообменника. Инструмент может представлять собой цилиндр определенного диаметра и длины, выполненный из пластика или металла с каналами, соответствующими требуемому змеевику и его характеристикам, при этом спиральные трубки (змеевики) заданных параметров изготавливают путем поворота инструмента. Все змеевики с нечетным номером, например, 201, 203-289, параллельны как в поперечной, так и в продольной плоскостях сердечника 200 теплообменника. То же самое относится к змеевикам с четными номерами 202, 204 и т.д. Диаметры d труб, из которых изготовлены все змеевики, одинаковы. Каждый змеевик с 201 по 289, 290 имеет разный диаметр, это относится и к диаметру первого змеевика 501, диаметру предпоследнего змеевика 589 и диаметру последнего змеевика 590. Все змеевики имеют одинаковый шаг змеевика, но разный угол витка, так что первый змеевик имеет угол 601 витка, угол витка предпоследнего змеевика 689, а угол последнего змеевика 690, поэтому инструмент разный для каждого змеевика. Змеевики также могут быть изготовлены на модифицированных инструментах для гибки труб, например трехцилиндровых, барабанных инструментах и других инструментах, известных из уровня техники. Трубки, из которых изготовлены змеевики, могут быть изготовлены из меди, алюминия, нержавеющей стали, биметаллов и т.д. Сердечник 200 теплообменника может быть соединен с системами нагрева или охлаждения вертикально или горизонтально.The heat exchanger core 200 coils are formed on the tools. The tool can be a cylinder of a certain diameter and length, made of plastic or metal with channels corresponding to the required coil and its characteristics, while spiral tubes (coils) of given parameters are made by turning the tool. All odd-numbered coils, such as 201, 203-289, are parallel in both the transverse and longitudinal planes of the heat exchanger core 200. The same applies to coils with even numbers 202, 204, etc. The diameters d of the pipes from which all coils are made are the same. Each coil from 201 to 289, 290 has a different diameter, this applies to the diameter of the first coil 501, the diameter of the penultimate coil 589 and the diameter of the last coil 590. All coils have the same coil pitch, but a different winding angle, so that the first coil has an angle of 601 coil, the coil angle of the penultimate coil is 689, and the angle of the last coil is 690, so the tool is different for each coil. Coils can also be made on modified pipe bending tools, such as three-cylinder, drum tools and other tools known in the art. The tubes from which the coils are made can be made of copper, aluminum, stainless steel, bimetals, etc. The heat exchanger core 200 may be connected to heating or cooling systems vertically or horizontally.
Конструктивные усиления 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 обеспечивают возможность навивки змеевика в сердечник 200 теплообменника. Конструктивные усиления 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 имеют синусоидальную/волнообразную/волнообразно-зигзагообразную форму. Эта форма конструктивных усилений обеспечивает опоры, на которых змеевики 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290 перемещаются при навивке в сердечник 200 теплообменника. Они расположены параллельно продольной оси 112, причем внутренняя кромка 291 и внешняя кромка 292 выполнены в соответствии с требуемым шагом 600 змеевика. Поскольку угол витка змеевиков 601, 689, 690 для каждого змеевика 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290 различен, все конструктивные усиления различны, выполнены так, что внутренняя кромка 291 следует при этом углу витка змеевика, на котором они размещены, а внешняя кромка 292 следует углу следующего змеевика. Таким образом, первый змеевик 201 имеет диаметр 501, шаг 600 змеевика, диаметр d трубы, из которой изготовлен змеевик 201, угол 601 витка и первое конструктивное усиление 301, и так далее подряд для каждого последующего змеевика. Сходным образом, первое конструктивное усиление 301, размещенное на змеевике 201, следующее шагу 600, следует также углу змеевика 601 для первого змеевика 201 внутренней кромкой 291, а внешней кромкой 292 следует углу 602 следующего второго змеевика 202 и так далее до последнего навитого змеевика. По меньшей мере два конструктивных усиления 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 и наиболее предпочтительно три или более, расположенные на одинаковых расстояниях вдоль диаметров змеевиков 201, 289, 290, размещены на каждом змеевике поочередно. На каждом последующем змеевике размещены конструктивные усиления так, что они не находятся в той же плоскости, что и усиления предыдущего змеевика. Базовое конструктивное усиление 300 соединено сваркой с центральным маршрутизатором 101, и каждое последующее конструктивное усиление 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 поочередно соединено со следующим навитым змеевиком в сердечнике 200 теплообменника. Конструктивные усиления также позволяют обеспечить ступенчатое/зигзагообразное расположение змеевиков и расположение трубок каждого змеевика точно в среднем положении и на одинаковом расстоянии между трубками 320 (поперечно второй текучей среде 402) смежных змеевиков во всем сердечнике 200 теплообменника. После размещения конструктивных усилений на последнем навитом змеевике 289 или 290 на них помещают цилиндрический кожух 104 теплообменника. Базовое конструктивное усиление 300 и последнее конструктивное усиление 390 также могут быть плоскими, без зигзагообразных волн и других вышеупомянутых характеристик, и могут находиться заподлицо с конструктивным усилением следующего змеевика, что прилагается к базовому конструктивному усилению 300, или с конструктивным усилением предыдущего змеевика, что прилагается к последнему конструктивному усилению 390. При этом змеевики 201, 289, 290 с их парой конструктивного усиления 301, 389, 390, в свою очередь, могут быть сварены перед навивкой в сердечник 200 теплообменника, а затем отдельно навиты в сердечник теплообменника последовательно.Structural reinforcements 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 provide the ability to wind the coil into the heat exchanger core 200. Structural reinforcements 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 have a sinusoidal/wave/wave-zigzag shape. This form of structural reinforcement provides supports upon which the coils 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290 move as they are wound into the heat exchanger core 200. They are arranged parallel to the longitudinal axis 112, with the inner edge 291 and the outer edge 292 being formed in accordance with the required coil pitch 600. Since the coil angle of the coils 601, 689, 690 is different for each coil 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 289, 290, all structural reinforcements are different, designed so that the inner edge 291 follows this coil angle the coil on which they are placed, and the outer edge 292 follows the angle of the next coil. Thus, the first coil 201 has a diameter 501, a coil pitch 600, a diameter d of the pipe from which the coil 201 is made, a winding angle 601 and a first structural reinforcement 301, and so on for each subsequent coil. Similarly, the first structural reinforcement 301 placed on the coil 201 following step 600 also follows the corner of the coil 601 for the first coil 201 with an inner edge 291, and the outer edge 292 follows the corner 602 of the next second coil 202 and so on until the last coiled coil. At least two structural reinforcements 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390, and most preferably three or more, located at equal distances along the diameters of the coils 201, 289, 290, are placed on each coil alternately. On each subsequent coil, structural reinforcements are placed so that they are not in the same plane as the reinforcements of the previous coil. The base structural reinforcement 300 is welded to the central router 101, and each subsequent structural reinforcement 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 389, 390 is alternately connected to the next wound coil in the heat exchanger core 200. The structural reinforcements also allow the coils to be staggered/zigzag and the tubes of each coil to be positioned exactly in the middle position and equally spaced between the tubes 320 (transverse to the second fluid 402) of adjacent coils throughout the heat exchanger core 200. After the structural reinforcements are placed on the last wound coil 289 or 290, a cylindrical heat exchanger casing 104 is placed on them. The base structural reinforcement 300 and the last structural reinforcement 390 may also be flat, without zigzag waves and other aforementioned characteristics, and may be flush with the structural reinforcement of the next coil that is attached to the base structural reinforcement 300, or with the structural reinforcement of the previous coil that is attached to the last structural reinforcement 390. In this case, the coils 201, 289, 290 with their pair of structural reinforcements 301, 389, 390, in turn, can be welded before being wound into the heat exchanger core 200, and then separately wound into the heat exchanger core in series.
Конструктивные усиления обеспечивают стабильность всего сердечника теплообменника 200, сниStructural reinforcements ensure stability of the entire 200 heat exchanger core, reducing
- 4 045946 жение вибраций и равномерное расстояние между трубками теплообменника 320. Они дополнительно увеличивают поверхность теплообмена и вместе со змеевиками образуют общую поверхность теплообмена. Другие модификации также возможны при связывании конструктивных усилений, помимо сварки, например, пайка, склеивание и т.д.- 4 045946 vibrations and uniform distance between the tubes of the heat exchanger 320. They further increase the heat exchange surface and, together with the coils, form a common heat exchange surface. Other modifications are also possible when bonding structural reinforcements other than welding, such as soldering, gluing, etc.
Конструктивные усиления наиболее предпочтительно изготавливается из того же типа материала, что и змеевики. Конструктивные усиления изготавливаются из материалов полного профиля, полос, проводов и т.д. или капиллярных трубок (микроканальных трубок). Они изготавливаются в своих формах или разрезаются, например, лазерной резкой, для получения конкретной формы, которая гарантирует, что змеевики легко навиваются последовательно в сердечник теплообменника. Толщина 310 материала, из которого изготовлены конструктивные усиления, является одной из причин, влияющих на размер (межпространственный зазор) расстояния 320. Каждая конструктивное усиление имеет одинаковую толщину 310 материала, из которого оно изготовлено. За счет изменения толщины 310 их материала, размер расстояния 320 уменьшается или увеличивается, но всегда обеспечивает ступенчатое/зигзагообразное расположение змеевиков и расположение трубок каждого змеевика точно в среднем положении и на одинаковом расстоянии 320 между трубками смежных змеевиков во всем сердечнике 200 теплообменника.The structural reinforcements are most preferably made from the same type of material as the coils. Structural reinforcements are made from full profile materials, strips, wires, etc. or capillary tubes (microchannel tubes). They are manufactured into their own molds or cut, for example by laser cutting, to a specific shape which ensures that the coils are easily wound in series into the heat exchanger core. The thickness 310 of the material from which the structural reinforcements are made is one of the factors influencing the size (interspace gap) of the distance 320. Each structural reinforcement has the same thickness 310 of the material from which it is made. By changing the thickness 310 of their material, the size of the spacing 320 decreases or increases, but always ensures a staggered/zigzag arrangement of the coils and the tubes of each coil are positioned exactly in the middle position and at the same distance 320 between the tubes of adjacent coils throughout the heat exchanger core 200.
Чтобы избежать сварки или склеивания конструктивных усилений, все конструктивные усиления могут быть вставлены в симметричные опоры 105. На фиг. 9-15 показаны примеры сердечника 200 теплообменника с опорами 105 с восемью сердечниками 201-208. Все конструктивные усиления, которые вставляются в опоры 105, выполнены в соответствии с ранее описанным принципом. Каждая из опор 105 наиболее предпочтительно выполнена из двух идентичных трубок или круглых стержней с полным сечением, которые сварены в их центрах под прямым углом. Между опорами 105 в просверленные в них отверстия 1050 вставляют конструктивные усиления. В приведенном выше примере последнее конструктивное усиление представляет собой восьмое конструктивное усиление 308. Опоры 105 выполнены из материала того же типа, что и центральный маршрутизатор 101, с диаметром, не превышающим диаметр змеевиковой трубки 295. Каждая из опор 105 имеет столько отверстий, просверленных как вертикально, так и горизонтально, сколько необходимо для размещения по меньшей мере двух конструктивных усилений на каждом змеевике. Опоры 105 могут быть приварены к центральному маршрутизатору 101 перед привариванием его конических выступов 102. После вставления всех конструктивных усилений в опоры 105 фиг. 9-11 показывают змеевики 201-208, поворачиваемые поочередно с образованием сердечника 200 теплообменника. При этом конструктивные усиления могут быть вставлены в опоры 105 по отдельности по очереди после навивки каждого змеевика.To avoid welding or gluing of structural reinforcements, all structural reinforcements can be inserted into symmetrical supports 105. In FIG. 9-15 show examples of a heat exchanger core 200 with supports 105 with eight cores 201-208. All structural reinforcements that are inserted into the supports 105 are made in accordance with the previously described principle. Each of the supports 105 is most preferably made of two identical full-section tubes or round rods that are welded at their centers at right angles. Between the supports 105, structural reinforcements are inserted into the holes 1050 drilled in them. In the above example, the last structural reinforcement is the eighth structural reinforcement 308. The supports 105 are made of the same type of material as the central router 101, with a diameter not exceeding the diameter of the coil tube 295. Each of the supports 105 has as many holes drilled as vertically , and horizontally, as much as necessary to place at least two structural reinforcements on each coil. The supports 105 may be welded to the center router 101 before welding its conical projections 102. After all structural reinforcements have been inserted into the supports 105 of FIG. 9-11 show coils 201-208 rotating alternately to form a heat exchanger core 200. In this case, structural reinforcements can be inserted into the supports 105 separately in turn after winding each coil.
На основании требуемой мощности сердечника 200 теплообменника, типа, скорости и температуры рабочих текучих сред 400 и 402, а также требуемого падения давления рабочих жидкостей, определяют длину 120 и диаметр 130 сердечника теплообменника, определяют диаметр d трубки 295 для изготовления змеевиков, толщину 311 стенки трубок, из которых изготовлены змеевики, диаметр первого змеевика 501 до диаметра последнего змеевика 590 по очереди, количество змеевиков и требуемое расстояние 320. Путем изменения шага 600 змеевика и конструкционных усилений, сохраняя при этом вышеупомянутый принцип и характеристики их изготовления, расстояние 320 легко регулировать, с обеспечением возможности простого управления требуемым падением давления 400 текучей среды. Длина каждого змеевика зависит от диаметра каждого змеевика, а также от длины 120 самого сердечника.Based on the required power of the heat exchanger core 200, the type, speed and temperature of the working fluids 400 and 402, as well as the required pressure drop of the working fluids, the length 120 and diameter 130 of the heat exchanger core are determined, the diameter d of the tube 295 for making coils is determined, and the wall thickness 311 of the tubes is determined. , from which the coils are made, the diameter of the first coil 501 to the diameter of the last coil 590 in turn, the number of coils and the required distance 320. By changing the pitch 600 of the coil and structural reinforcements, while maintaining the above-mentioned principle and characteristics of their manufacture, the distance 320 is easy to adjust, with allowing the desired fluid pressure drop 400 to be easily controlled. The length of each coil depends on the diameter of each coil, as well as the length 120 of the core itself.
Пример оптимизированного теплообменника в соответствии с настоящим изобретением для требуемой мощности 1850 Вт воздух-вода.Example of an optimized heat exchanger according to the present invention for a power requirement of 1850 W air-water.
Основные параметры для изготовления сердечника теплообменника.Basic parameters for the manufacture of a heat exchanger core.
Первая текучая среда 400:First fluid 400:
воздухair
0,0934 [кг/с] массовый расход первой текучей среды 4000.0934 [kg/s] mass flow of the first fluid 400
32.0000 [С] температура на впуске первой текучей среды 40032.0000 [C] inlet temperature of the first fluid 400
Вторая текучая среда 402: водаSecond fluid 402: water
4,8300 [1 т/мин] второй поток текучей среды 4024.8300 [1 t/min] second fluid stream 402
8.0000 [С] температура на впуске второй текучей среды 4028.0000 [C] inlet temperature of the second fluid 402
Требуемое падение давления первой текучей среды составляет 80 Па, а второй текучей среды 6 кПа.The required pressure drop of the first fluid is 80 Pa and that of the second fluid is 6 kPa.
Оптимизированный сердечник теплообменника согласно настоящему изобретению имеет следующие технические характеристики изготовления:The optimized heat exchanger core according to the present invention has the following manufacturing specifications:
d= 0,0050 [м] наружный диаметр d трубок, из которых изготовлены змеевикиd= 0.0050 [m] outer diameter d of the tubes from which the coils are made
TW= 0,0005 [м] толщина стенки трубок 311, из которых изготовлены змеевикиTW= 0.0005 [m] wall thickness of the tubes 311 from which the coils are made
- 5 045946- 5 045946
D= 0,2255 [м] толщина стенки трубок 311, из которых изготовлены змеевикиD= 0.2255 [m] wall thickness of the tubes 311 from which the coils are made
L= 0,1150 [м] длина 120 сердечника теплообменникаL= 0.1150 [m] heat exchanger core length 120
Сп= 22,00 общее количество змеевиковSp= 22.00 total number of coils
Теплообменник =4,7 [кг] сердечник изготовлен из весовой медиHeat exchanger =4.7 [kg] core made of bulk copper
Расстояние 320 Lg = 0,003 мDistance 320 Lg = 0.003 m
В результате были получены следующие параметры:As a result, the following parameters were obtained:
79.38 [Па] падение давления первой текучей среды 40079.38 [Pa] pressure drop of the first fluid 400
5842.15 [Па] падение давления второй текучей среды 4025842.15 [Pa] pressure drop of the second fluid 402
10.0884 [С] средняя разница температур по сердечнику теплообменника 20010.0884 [C] average temperature difference across the heat exchanger core 200
169,1566 [Вт/м2*К] средний коэффициент теплопередачи169.1566 [W/m2*K] average heat transfer coefficient
1848,7731 [Вт] тепловая мощность, извлеченная из первой текучей среды 4001848.7731 [W] thermal power extracted from the first fluid 400
Все вышеуказанные конструктивные и функциональные характеристики изобретения и описанный пример были успешно протестированы изобретателем на разработанном прототипе. Изменяя описанные геометрические параметры - технические характеристики изготовления сердечника теплообменника, можно применять его в жилых объектах (меньшей мощности), а также коммерческих объектах (большей мощности) и различных отраслях промышленности для систем охлаждения, отопления или рекуперации.All of the above structural and functional characteristics of the invention and the described example were successfully tested by the inventor on the developed prototype. By changing the described geometric parameters - the technical characteristics of the manufacture of the heat exchanger core, it can be used in residential facilities (lower power), as well as commercial facilities (higher power) and various industries for cooling, heating or recovery systems.
В описанном примере оптимизированного сердечника теплообменника малых размеров и легкого веса достигается высокая теплоемкость (1850 Вт), что позволяет реализовать простую и гибкую установку в небольшом пространстве.In the example described, an optimized heat exchanger core of small dimensions and light weight achieves a high thermal capacity (1850 W), allowing simple and flexible installation in a small space.
Для облегчения навивки змеевиков в сердечнике 200 теплообменника каждый из них разрезается в его начале и заканчивается таким образом, что все змеевики сердечника теплообменника достигают одной и той же нормальной плоскости на оси 112. Затем в начале и конце каждого змеевика размещают трубки 110 с расширениями одинаковой длины на каждом змеевике по отдельности. Отверстия 103 для прохода трубок 110 с расширениями, которые далее входят прямо в коммутатор (коллектор) 107, просверлены на кожухе 104. трубки с расширениями 110 могут быть приварены, приклеены и т.д. к змеевикам. Экран 106 расположен между кожухом 104 сердечника и трубками с расширениями 110 для предотвращения протекания первой текучей среды 400 за пределы сердечника 200 теплообменника. Трубки с расширениями 110 наиболее предпочтительно изготовлены из того же материала и диаметра d трубки 295, что и змеевики, и расширены на одном конце, где те будут вытянуты на змеевиках с помощью стандартных инструментов для расширения трубок. Коммутатор (коллектор) 107 дополнительно имеет отверстия 108 для вентиляции сердечника 200 теплообменника.To facilitate winding of the coils in the heat exchanger core 200, each coil is cut at its beginning and ends so that all coils in the heat exchanger core reach the same normal plane on the axis 112. Tubes 110 with extensions of the same length are then placed at the beginning and end of each coil. on each coil separately. Holes 103 for the passage of tubes 110 with extensions, which then enter directly into the commutator (manifold) 107, are drilled on the casing 104. Tubes with extensions 110 can be welded, glued, etc. to the coils. A screen 106 is located between the core shell 104 and the extension tubes 110 to prevent the first fluid 400 from flowing beyond the heat exchanger core 200. The expansion tubes 110 are most preferably made of the same material and tube diameter d 295 as the coils and are expanded at one end where they will be drawn onto the coils using standard tube expansion tools. The switch (manifold) 107 additionally has holes 108 for ventilation of the heat exchanger core 200.
Первая текучая среда 400 перемещается вокруг змеевиков, а вторая текучая среда 402 проходит через змеевики. Впуск 410 первой текучей среды 400 по отношению к впуску 420 второй текучей среды 402 расположен на противоположной стороне сердечника теплообменника, так что текучие среды перемещаются в противоположных направлениях. Таким образом, разность температур во всем сердечнике 200 теплообменника велика, а теплообмен на всем устройстве высок. Первая текучая среда 400 дополнительно перемещается приблизительно перпендикулярно (поперечно/нормально) относительно оси трубки змеевика. При таком расположении змеевики значительно мешают потоку первой текучей среды 400, поэтому имеется непрерывная турбулентность первой текучей среды 400 вокруг змеевиков. Это улучшает теплообмен, но также увеличивает падение давления первой текучей среды 400. Поскольку змеевики расположены ступенчато (ступенчатое расположение змеевиков) в сердечнике теплообменника путем размещения в их опорах на конструктивных усилениях, трубки каждого змеевика находятся точно в среднем положении и на одинаковом расстоянии 320 (поперечно второй текучей среде 402) между трубками смежных змеевиков, первая текучая среда 400 вынуждена перемещаться вблизи стенок змеевиковых трубок.The first fluid 400 moves around the coils, and the second fluid 402 passes through the coils. The inlet 410 of the first fluid 400 with respect to the inlet 420 of the second fluid 402 is located on the opposite side of the heat exchanger core, so that the fluids move in opposite directions. Thus, the temperature difference in the entire heat exchanger core 200 is large, and the heat transfer in the entire device is high. The first fluid 400 further moves approximately perpendicular (transverse/normal) to the axis of the coil tube. With this arrangement, the coils significantly interfere with the flow of the first fluid 400, so that there is continuous turbulence of the first fluid 400 around the coils. This improves heat transfer, but also increases the pressure drop of the first fluid 400. Since the coils are staggered (staggered coils) in the heat exchanger core by placing them in their supports on structural reinforcements, the tubes of each coil are exactly in the middle position and at the same distance 320 (transversely the second fluid 402) between the tubes of adjacent coils, the first fluid 400 is forced to move near the walls of the coil tubes.
В ступенчатом расположении трубка, например, пятого змеевика 205, как показано на фиг. 16, расположена точно в среднем положении между соседними трубками четвертого змеевика 204 и шестого змеевика 206. Поток первой текучей среды 400, проходящий между четвертым змеевиком 204 и шестым змеевиком 206, встречается непосредственно с трубкой пятого змеевика 205. Поток первой текучей среды 400, проходящий между четвертым змеевиком 204 и шестым змеевиком 206, не выделяет или не получает достаточного тепла, поскольку он расположен в середине прохода между четвертым змеевиком 204 и шестым змеевиком 206, в первой точке 430. Однако далее он проходит возле стенки трубки пятого змеевика 205 во второй точке 431, где выделяется или принимается много тепла.In a staggered arrangement, the tube of, for example, the fifth coil 205, as shown in FIG. 16 is located exactly in the mid-position between adjacent tubes of the fourth coil 204 and the sixth coil 206. The first fluid stream 400 passing between the fourth coil 204 and the sixth coil 206 meets directly with the tube of the fifth coil 205. The first fluid stream 400 passing between the fourth coil 204 and the sixth coil 206 does not generate or receive sufficient heat because it is located in the middle of the passage between the fourth coil 204 and the sixth coil 206, at the first point 430. However, it then passes near the tube wall of the fifth coil 205 at the second point 431 , where a lot of heat is released or received.
Теплопередача может быть улучшена путем уменьшения расстояния от стенок трубки до первой текучей среды 400, т.е. путем уменьшения расстояния 320. Если расстояние 320 очень мало, поток первой текучей среды 400 вынужден проходить очень близко к стенкам трубки, следовательно, теплопередача выше. В целом термическое сопротивление потока первой текучей среды 400 пропорционально расстоянию 320, так что скорость теплопередачи пропорциональна обратной длине расстояния 320 междуHeat transfer can be improved by reducing the distance from the tube walls to the first fluid 400, i.e. by decreasing the distance 320. If the distance 320 is very small, the flow of the first fluid 400 is forced to pass very close to the walls of the tube, hence the heat transfer is higher. In general, the thermal resistance of the flow of the first fluid 400 is proportional to the distance 320, such that the rate of heat transfer is proportional to the inverse length of the distance 320 between
--
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RSP-2020/0036 | 2020-01-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA045946B1 true EA045946B1 (en) | 2024-01-22 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070125528A1 (en) | Finned helicoidal heat exchanger | |
CN100520269C (en) | Double-tube heat exchanger and method of producing the same | |
US6119769A (en) | Heat transfer device | |
US5551504A (en) | Heat exchange element | |
JP5106453B2 (en) | Plate heat exchanger and refrigeration air conditioner | |
EP1971815B1 (en) | Spirally wound, layered tube heat exchanger | |
JP4268818B2 (en) | Distribution tube support for heat exchanger | |
JP2003156294A (en) | Duplex tube heat exchanger, its manufacturing method and secondary refrigerant type air conditioner using duplex tube heat exchanger | |
EP3223974A1 (en) | Multi port extrusion tubing design | |
JP2005042957A (en) | Heat exchanger and manufacturing method thereof | |
US4393926A (en) | Clover heat exchanger core | |
KR20150030201A (en) | Heat transfer pipe for fin-and-tube type heat exchanger, and fin-and-tube type heat exchanger | |
JP2004286431A (en) | Heat exchanger | |
EA045946B1 (en) | DEVICE FOR ENERGY EXCHANGE BETWEEN ENVIRONMENTS WITH IMPROVED DESIGN AND PERFORMANCE | |
EP4090901A1 (en) | Energy exchange device between media with improved structure and performances | |
JP2006189249A (en) | Double pipe heat exchanger | |
WO2002012816A1 (en) | Heat exchanger | |
WO2010125017A1 (en) | Microchannel exchanger | |
WO2003048671A1 (en) | Flattened tube heat exchanger made from micro-channel tubing | |
JP6377628B2 (en) | Finned tube element, method for manufacturing the same, and heat exchanger provided with finned tube element | |
KR20010101414A (en) | A coiled heat exchanger and a method for making a coiled heat exchanger | |
KR20140136431A (en) | Heat transfer pipe for fin and tube-type heat exchanger and fin and tube-type heat exchanger using same | |
RU2631963C1 (en) | Self-cleaning shell-and-tube heat exchanger | |
CN109900144A (en) | Heat exchanger and heat-exchanger rig with the heat exchanger | |
JP2004218954A (en) | Heat exchanger and method of manufacturing the same |