PL230126B1 - Zestaw płytkowego wymiennika ciepła - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zestaw płytkowego wymiennika ciepła, który jest stosowany zwłaszcza w systemach klimatyzacji i wentylacji powietrza dla zapewnienia intensywnej wymiany cieplnej między powietrzem dopływowym i wylotowym.

Znany jest zestaw płytkowego wymiennika ciepła z opisu patentowego RU 10861 U1 (F28D1/02 z dnia 02.03.1999), który składa się z przemiennie przylegających do siebie płaskich płytek i pofałdowanych wkładek. Pofałdowania wykonano w postaci występów i wgłębień przemiennie względem siebie. Dzięki przemienności występów i wgłębień na pofałdowanych płytkach, między płaskimi i pofałdowanymi płytkami powstają na przemian przeciwprądowe kanały dla czynników roboczych.

Znany jest też zestaw płytkowego wymiennika ciepła z opisu patentowego RU 119085 (F28D9/00 z dnia 17.04.2012), który zawiera równoległe płytki zaopatrzone w wydrążone fałdy. Sąsiednie płytki stykają się ze sobą górnymi częściami fałdek i tworzą na przemian przeciwprądowe kanały dla czynników roboczych. Kanały dla czynników roboczych są rozmieszczone względem siebie pod kątem.

Znany jest zestaw płytkowego wymiennika ciepła z opisu WO 2007045064 (F28D9/00 z dnia 20.10.2005), który zawiera przemiennie usytuowane względem siebie płaskie i pofałdowane płytki. Każda płytka zawiera odcinek centralny z bocznymi płaskimi, trójkątnymi odcinkami. Przekrój poprzeczny pofałdowanej płytki w odcinku centralnym w kierunku równoległym do podstaw trójkąta odcinka bocznego jest wykonany w kształcie falistym, piłokształtnym, sinusoidalnym albo stanowiący funkcję okresową lub nieokresową. Miejsce zgięcia krzywej płytki falistej styka się z płytką płaską, tworząc oddzielne wąskie przemienne kanały przeciwprądowe dla czynników roboczych, to znaczy strumienie czynników roboczych przechodzące przez odcinek centralny są rozdzielone na szereg oddzielnych, niezależnych przemiennych przeciwprądowych kanałów. Wadą przedmiotowego wynalazku jest niedostateczna efektywność wymiany cieplnej, uwarunkowana obecnością głównie laminarnego ruchu powietrza i w efekcie przechodzenie każdego strumienia powietrza przez szereg oddzielnych niezależnych kanałów.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest opracowanie zestawu płytkowego wymiennika ciepła, który zapewnia intensywny turbulentny ruch strumieni, w celu intensyfikacji wymiany cieplnej w wymienniku ciepła.

Zadanie to rozwiązano tak, że jeden rodzaj płytki na ściance środkowej ma rozmieszczone przemiennie, wolne od pofałdowania płaskie obszary, które stanowią miejsca oparcia dla pofałdowanych płytek drugiego rodzaju.

Rozwiązanie według wynalazku wprowadza nowy istotny element konstrukcyjny w postaci przemiennie usytuowanych płaskich występów w pofałdowanych ściankach środkowych, które tworzą jednolite płaskie kanały dla przepływu czynników roboczych. Taka konstrukcja pozwala na uzyskanie dodatkowego efektu technicznego w zakresie zwiększenia efektywności wymiany cieplnej w porównaniu ze znanymi z dotychczasowego stanu techniki rozwiązaniami.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: Fig. 1 - przedstawia widok ogólny zestawu płytkowego wymiennika ciepła, Fig. 2 - przedstawia osobno płytki 1 i 2, Fig. 3 - przedstawia przekrój A-A z Fig. 1, Fig. 4 - szczegół B z Fig. 3.

Zestaw płytkowego wymiennika ciepła 1 zawiera pakiet przemiennie usytuowanych dwóch rodzajów płytek 2 i 3, które składają się z pofałdowanej ścianki środkowej 4 i dwóch bocznych trójkątnych ścianek płaskich 5. Ścianka środkowa 4 płytki 2 wykonana jest w postaci pofałdowanej. Ścianka środkowa 4 płytki 3 wykonana jest w postaci pofałdowanej z usytuowanymi przemiennie płaskimi występami 7. Profil przekroju poprzecznego każdej z płytek 2 i 3 w różnych wykonaniach w obszarze ścianki środkowej może być wykonany w kształcie falistym, trójkątnym lub sinusoidalnym. W różnych wykonaniach stosowane są przemiennie płytki 2 i 3 z takimi samymi lub różnymi profilami ścianek środkowych 4 w przekroju poprzecznym np. ścianka środkowa 4 płytki 2 ma profil falisty, a ścianka środkowa 4 płytki 3 ma profil trójkątny. Jeden rodzaj płytki 3 na ściance środkowej 4 ma rozmieszczone przemiennie, wolne od pofałdowania płaskie obszary 7, które stanowią miejsca oparcia dla pofałdowanych płytek drugiego rodzaju 2. Ścianki środkowe 4 płytek 2 i 3 przylegają do siebie tylko na odcinkach występów płaskich 7 płytki 3, tworząc jednolity płaski kanał dla przepływu czynnika roboczego. Płytki 2 i 3 mogą być wykonane z plastiku np. polietylenu, poliwęglanu lub z metalu. Na bocznych trójkątnych ściankach płaskich 5 płytek 2 i 3 wykonano wypukłe elementy 6, które kierują ruchem powietrza. Elementy wypukłe 6 płytek 2 i 3 tworzą jednolity płaski kanał między płytkami 2 i 3 przyczyniają się do przyspieszenia napływu czynników roboczych i ich ruchu w przestrzeni wewnętrznej kanału utworzonego pomiędzy płytkami 2 i 3.

W zestawie płytkowego wymiennika ciepła czynnik roboczy, na przykład świeże powietrze, doprowadzane jest do kanałów wlotowych 8 utworzonych przez ścianki boczne 5 płytek 2 i 3 z jednej

PL230 126 Β1 strony zestawu płytkowego wymiennika ciepła 1. Świeże powietrze kieruje się w dół wypukłych elementów 6 i przechodzi poprzez przestrzeń wewnętrzną jednolitych płaskich kanałów utworzonych pomiędzy pofałdowanymi płytkami 2 i 3.

Po przejściu przez te kanały czynnik roboczy wylatuje po przeciwległej stronie zestawu płytkowego wymiennika ciepła 1, w dół wypukłych elementów 6. Analogicznie drugi czynnik roboczy w postaci usuwanego z pomieszczenia powietrza, doprowadzany jest z przeciwległej strony zestawu do kanałów wlotowych 9 utworzonych przez ścianki boczne 5 płytek 2 i 3 z drugiej strony końca zestawu płytkowego wymiennika ciepła 1. Usuwane z pomieszczenia powietrze jest kierowane w dół wypukłych elementów 6 i przechodzi poprzez przestrzeń wewnętrzną jednolitych płaskich kanałów utworzonych pomiędzy pofałdowanymi płytkami 2 i 3.

Po przejściu między płytkami 2 i 3 czynnik roboczy wylatuje z przeciwległej strony zestawu płytkowego wymiennika ciepła 1, w dół elementów 6. Wymiana cieplna między czynnikami roboczymi odbywa się na odcinku pofałdowanych ścianek środkowych 4. Odcinki występów płaskich 7 stanowią elementy wsporcze między płytkami 2 i 3. Kanał, którym przechodzi czynnik roboczy w strefie ścianek środkowych 4, jest kanałem przelotowym, gdzie odbywa się dodatkowa turbulencja strumienia przy jego interakcji z fałdami płytek 2 i 3, które się ze sobą nie stykają. Turbulencja opóźnia przepływy w strefie wymiany cieplnej w strefie ścianek środkowych 4, wydłużając czas przepływu przez tę strefę.

Claims (1)

1. Zestaw płytkowego wymiennika ciepła zawierający przemiennie usytuowane dwa rodzaje płytek, które składają się z pofałdowanej ścianki środkowej i dwóch bocznych trójkątnych ścianek płaskich tworzących kanały dla przepływu czynników roboczych, znamienny tym, że jeden rodzaj płytki (3) na ściance środkowej (4) ma rozmieszczone przemiennie, wolne od pofałdowania płaskie obszary (7), które stanowią miejsca oparcia dla pofałdowanych płytek drugiego rodzaju (2).