LT4717B - Kaskadinis vandens aušintuvas - Google Patents

Description

Išradimas skirtas šiluminei technikai, konkrečiau - kaskadiniam vandens aušintuvui, kuris naudojamas ataušinti įkaitusį technologinio proceso metu vandenį ar kitą aušinimo skystį.

Vandens aušintuvai priklauso šilumokaičių kategorijai, kuriuose šilumos nešiklis - vanduo ar kitas aušinimo skystis - įkaitęs technologinio proceso metu, šilumą atiduoda ji aušinančiam orui ne per sienelę, bet betarpiškai kontaktuodamas su aušinančiu oru ir garuodamas. Toks vandens aušintuvas, susidedantis iš įkaitusio vandens padavimo įrenginio, vandens purslų ekrano, aušinimo sistemos, oro padavimo ventiliatoriaus, įrengto žemiau aušinimo sistemos, ir ataušinto vandens surinktuvo yra aprašytas LT patente Nr. 4361. Šio vandens aušintuvo aušinimo bloką, kuriame vyksta betarpiškas panaudoto technologiniame procese karšto vandens ar kito aušinimo skysčio aušinimas priešpriešiniu vandens tekėjimui oro srautu ir kuris yra pagrindinis Įkaitusio vandens šilumos atidavimo jį aušinančiam orui efektyvumą apsprendžiantis konstrukcinis elementas, sudaro horizontaliomis eilėmis su tarpu viena nuo kitos išdėtytos lentynėlės. Viršutinės eilės lentynėlės dalinai uždengia apatinės eilės tarpą tarp gretimų lentynėlių. Atėjęs padavimo vamzdžiu karštas vanduo kaskadiškai krenta žemyn nuo vienos lentynėlės ant kitos, taškosi, ji aušina pučiamas iš apačios ventiliatoriumi oras, susidarę vandens purslai atsitrenkia i purslų ekraną ir grįžta atgal į aušinimo sistemą. Nusileidęs ir ataušintas vanduo suteka j vandens surinktuvą, įrengtą vandens aušintuvo korpuso apačioje. Eksperimento būdu nustatytas vienas iš šio vandens aušintuvo efektyvumo rodiklių, t.y. įtekančio (įkaitusio) ir ištekančio (ataušinto) vandens temperatūrų skirtumas, yra 5°C.

Aukščiau aprašytojo kaskadinio vandens aušintuvo trūkumas yra nepakankamas jo efektyvumas ir, palyginti, didelė savikaina.

Šiame išradime aprašytasis kaskadinis vandens aušintuvas yra patobulintas tuo, kad turi naujos konstrukcijos aušinimo sistemą, kuri, užimdama tiek pat vietos, kaip ir minėtoji LT patente Nr. 4361, padidina aušinamo vandens ir aušinimo oro kontaktavimo, o tuo pačiu ir šilumos mainų, paviršių ir trukmę. Šio išradimo vandens aušintuvo aušinimo sistema susideda iš aušinimo bloko, virš kurio eilėmis išdėstyti 35-40 mm skersmens plastmasiniai tuščiaviduriai rutuliukai, atskirti nuo aušinimo bloko nerūdijančios medžiagos tinkleliu. Parinkus tinkamas bloko konstrukcijai medžiagas, kurias sudaro stačiakampiai polipropileno (PP) arba polivinilchlorido (PVC) banguoti lakštai, išdėstyti aušinimo sistemoje vertikaliai vienas greta kito, kas antrąjį lakštą suformuojant taip, kad jo bangos sudarytų 60-90° kampą gretimojo lakšto bangų atžvilgiu, padidėjo aušinamo vandens garinamasis paviršius, sumažėjo aušinimo sistemos aerodinaminis pasipriešinimas ir padidėjo vandens aušintuvo aušinamoji geba. Išbandant naująjį vandens aušintuvą tomis pačiomis sąlygomis, kaip ir analogą, esant toms pačioms energijos sąnaudoms, buvo rasta, kad naujojo vandens aušintuvo galingumas net 40% didesnis, t.y. temperatūrų skirtumas tarp įtekančio (įkaitusio) ir ištekančio (ataušinto) vandens sudarė 9°C.

Toliau išradimas bus aprašytas detaliau su nuoroda į pridedamus brėžinius, kuriuose:

Fig.1 yra kaskadinio vandens aušintuvo bendras schematinis vaizdas:

Fig.2 atskirai pateiktas šio išradimo aušintuvo aušinimo sistemos bloko perspektyvinis vaizdas.

Kaip parodyta fig.1, kaskadinis vandens aušintuvas susideda iš:

- karšto vandens padavimo kolektoriaus 1, sudaryto iš perforuotų polietileninių vamzdžių;

- aušinimo sistemos 2, kurią, savo ruožtu, sudaro aušinimo blokas 3, sudarytas iš stačiakampių banguotų polipropileno (PP) arba polivinilchlorido (PVC) lakštų 4 ir 5, 35-40 mm skersmens plastmasinių tuščiavidurių rutuliukų 6, išdėstytų eilėmis virš aušinimo bloko 3 ir atskirtų nuo pastarojo nerūdijančios medžiagos tinkleliu 7, kurio akutės dydis mažesnis nei rutuliuko 6 skersmuo;

- vandens purslų ekrano 8;

- oro paskirstymo per visą aušinimo sistemos 2 skerpsjūvio plotą kameros 9;

- aušinimo ventiliatoriaus 10;

- ataušinto vandens surinktuvo 11;

- ataušinto vandens išvado 12;

- vandens baseino 13 su filtru 14 ir ataušinto bei išvalyto vandens išvedimo kolektoriaus 15.

Savaime aišku, kad vandens aušintuvas taip pat turi matavimo, kontrolės, apsaugos, valdymo ir kitus įprastus tokio tipo įtaisams prietaisus, kurie nėra šio išradimo objektai ir todėl aiškumo dėlei brėžinyje nepavaizduoti.

Tuščiaviduriai rutuliukai 6 yra pagaminti iš plastinės medžiagos, pasižyminčios didele vandens sklaidos geba, t.y. užtiškęs iš viršaus ant rutuliuko 6 paviršiaus vanduo nesikaupia lašų pavidalu, bet pasiskleidžia rutuliuko paviršiumi. Ši savybė turi įtakos krintančio iš padavimo kolektoriaus 1 įkaitusio vandens šilumos mainų paviršiaus padidinimui.

Kaskadinio vandens aušintuvo aušinimo sistemos 2 aušinimo blokas 3 atskirai pavaizduotas fig.2. Kaip aiškiai matyti fig.2, stačiakampiai banguoti PP arba PVC lakštai 4 ir 5 yra išdėstyti vertikaliai vienas greta kito, tik lakštai 5 yra suformuoti taip, kad jų bangos sudarytų 60-90° kampą a gretimų lakštų 4 bangų atžvilgu. Fig.2 aiškumo dėlei kampas a tarp gretimų stačiakampių lakštų 4 ir 5 bangų lygus 90°. Išdėsčius šitokiu būdu banguotus PP arba PVC lakštus, beveik dvigubai padidėja paduodamo iš viršaus karšto vandens ir pučiamo ventiliatoriumi 10 iš apačios aušinimo oro šilumos mainų paviršius. Šis sudarytas iš banguotų PP arba PVC lakštų blokas 3, kur kas antrojo lakšto bangos yra pakreiptos gretimojo lakšto bangų atžvilgiu 60-90° kampu, pasižymi mažesniu aerodinaminio pasipriešinimo koeficientu, todėl oro slėgio nuostoliai aušinimo sistemoje 2 yra taip pat mažesni.

Kaskadinis vandens aušintuvas veikia sekančiu būdu: paduotas per karšto vandens padavimo kolektorių 1 karštas vanduo išpurškiamas per perforuotus polietileninius vamzdžius ir aptaško tuščiavidurius plastmasinius rutuliukus 6. Tuščiaviduriai plastmasiniai rutuliukai 6, išdėstyti eilėmis virš aušinimo sistemos 2 bloko 3 ir atskirti nuo pastarojo nerūdijančios medžiagos tinkleliu 7, papildomai padidina šilumos mainų paviršių ir paskirsto krintanti iš karšto vandens padavimo kolektoriaus 1 vandenį tolygiai per visą aušinimo sistemos 2 aušinimo bloko 3 paviršiaus plotą. Plastmasinių rutuliukų 6 lyginamasis svoris yra mažesnis nei krintančio iš viršaus įkaitusio vandens, todėl vandens aušintuvo veikimo metu jie yra tarsi “pakabintoje būsenoje ir sudaro aktyvų dinaminį sluoksnį, padidinantį oro kontaktavimo su aušinamu vandeniu trukmę. Kadangi atstumas tarp karšto vandens padavimo kolektoriaus 1 rutuliukų 6 dinaminio sluoksnio yra nedidelis, sumažėja oru išnešamų vandens purslų kiekis ir tuo pačiu sumažėja vandens nuostoliai, susidarantys, jam garuojant. Toliau vanduo, krisdamas aušinimo sistemos 2 bloko 3 banguotų PP arba PVC lakštų 4 ir 5 bangomis, taškosi, sutinka savo kelyje pučiamo iš apačios ventiliatoriumi 10 aušinimo oro srautą, kuris oro srauto paskirstymo kameros 9 dėka pasiskirsto tolygiai iš apačios per visą aušinimo sistemos 2 bloko 3 plotą. Tuo būdu, paduodamo iš viršaus karšto vandens aušinimo efektyvumas yra vienodas bet kurioje bloko 3 vietoje.

Pučiant orą, sukuriamas oro ir vandens purslų turbulentinis judėjimas, kuris suaktyvina šilumos mainus. Vanduo aktyviai perduoda šilumą aušinimo orui ir aušta pats. Dalis aušinamo vandens purslų pakyla virš aušinimo sistemos 2, nusėda ant vandens purslų ekrano 8, kaupiasi ir vėl krenta žemyn. Krisdamas žemyn vanduo vėl praeina pro dinaminį plastmasinių rutuliukų 6 sluoksnį, aušinimo sistemos 2 bloką 3, taškosi, tęsia savo turbulentini judėjimą ir, galiausiai, nusileidžia į vandens surinktuvą 11, iš kur jis brėžinyje neparodyto siurblio pagalba perpumpuojamas j vandens baseiną 13, išvalomas filtro 14 pagalba nuo visokių mechaninių priemaišų ir vėl paduodamas j technologini procesą.

išradime aprašytojo aušintuvo aušinimo sistema 2 patobulintos konstrukcijos ir naujų panaudotų medžiagų dėka pasižymi mažesniu nei ankstesni oro pasipriešinimo koeficientu, todėl šilumos mainai tarp aušinamo vandens ir aušinančio oro yra žymiai efektyvesni ir vanduo ataušinamas ženkliau. Kadangi visi aušinimo sistemos sudėtiniai elementai (rutuliukai 6, tinklelis 7, blokas 3) yra pagaminti iš plastmasės ar kitų nerūdijančių medžiagų, pateiktasis vandens aušintuvas yra atsparus kalkėjimui, vadinasi, yra ilgaamžiškesnis.

Šio išradimo vandens aušintuvų techninės charakteristikos pateiktos 1 lentelėje.

lentelė

Charakteristika	Aušintuvo tipas
KVA-6	KVA-10	KVA-50	KVA-100	KVA-200
Našumas, m3/h Kcal/h KW	6	10	50	100	200
30000	50000	250000	500000	1000000
35	58	291	581	1163
Elektros variklio Galingumas, kW	0,18	0,55	3	6	12
Vandens atšaldymas, °C	9	9	9	9	9
Aušintuvo matmenys, mm ilgis Plotis Aukštis	1230	1470	3400	3400	3400
850	1190	1950	3900	7800
1920	2350	3000	3000	3000

Vandens aušintuvo charakteristikos nustatytos, esant aplinkos temperatūrai +21 °C, santykinei oro drėgmei 63%, paduodamo į aušintuvą vandens temperatūrai +32°C.

Claims (1)

1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

   1. Vandens aušintuvas, susidedantis iš vandens padavimo kolektoriaus, aušinimo sistemos, vandens purslų ekrano, aušinimo ventiliatoriaus ir ataušinto vandens surinktuvo, besiskiriantis tuo, kad aušinimo sistema (2) yra sudaryta iš:

   - aušinimo bloko (3), susidedančio iš vertikaliai išdėstytų vienas greta kito stačiakampių banguotų polipropileno (PP) arba polivinilchlorido (PVC) lakštų (4, 5), kuriame banguoti lakštai (5) suformuoti taip, kad jų bangos sudarytų 60-90° kampą (a) gretimojo lakšto (4) bangų atžvilgiu;

   - 35-40 mm skersmens tuščiavidurių plastmasinių rutuliukų (6), išdėstytų eilėmis virš aušinimo bloko (3) ir sudarančių dinamini karšto vandens aušinimo sluoksnj; ir

   - nerūdijančios medžiagos tinklelio (7), įrengto tarp aušinimo bloko (3) ir tuščiavidurių rutuliukų (6) sluoksnio, kurio akutės dydis mažesnis nei rutuliuko (6) skersmuo.