RU2125696C1

RU2125696C1 - Heat exchange apparatus

Info

Publication number: RU2125696C1
Application number: RU96116204A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Важенин; А.Е. Важенин
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Росэнерготерм"
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1999-01-27

Abstract

FIELD: heat exchange apparatus used for heating residential and industrial buildings. SUBSTANCE: device has evaporator partially filled with heat-transfer agent and provided with gas supply branch pipe and condenser located above evaporator. Evaporator and condenser are interconnected by means of pipe line fitted with adjusting member. Condenser is provided with baffles having passages. branch pipe fitted in the condenser bottom and projecting inside it is used for connecting the condenser with atmosphere. Besides that, condenser is provided with slotted convector fitted on outer side. EFFECT: enhanced efficiency; recovery of heat from heated bodies. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменным аппарата с промежуточным теплоносителем, а именно к тепловым трубам и может быть использовано в качестве устройства для отопления жилых и производственных помещений, утилизации тепла отходящих газов, а также в качестве дистилятора. The invention relates to a heat exchanger with an intermediate coolant, namely to heat pipes and can be used as a device for heating residential and industrial premises, heat recovery of exhaust gases, and also as a distiller.

Известна коаксиальная тепловая труба, содержащая корпус, частично заполненный рабочим телом, тепловыделяющий источник, размещенный по оси корпуса /1/. Known coaxial heat pipe containing a housing partially filled with a working fluid, a heat source located along the axis of the housing / 1 /.

Недостатком такого теплообменного аппарата является сложность конструкции. The disadvantage of this heat exchanger is the design complexity.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является теплообменный аппарат, содержащий соединенные трубопроводом, частично заполненный теплоносителем испаритель, расположенный над ним конденсатор, регулируемый запорный орган в трубопроводе и патрубок в днище конденсатора, соединенный с атмосферой /2/. The closest in technical essence to the claimed invention is a heat exchanger containing a pipeline connected, a partially filled coolant evaporator, a condenser located above it, an adjustable shut-off element in the pipeline and a pipe in the bottom of the condenser connected to the atmosphere / 2 /.

Недостатком известного теплообменного аппарата является неравномерность нагрева рабочих поверхностей конденсатора, ограниченность его функциональных возможностей. A disadvantage of the known heat exchanger is the uneven heating of the working surfaces of the capacitor, the limited functionality.

Изобретение, излагаемое в настоящей заявке, предусматривает создание многофункционального теплообменного аппарата, который помимо функций устройства обогрева бытовых помещений и дистиллятора, может быть использован для утилизации тепла отходящих газов, отопления высоких производственных помещений и равномерного обогрева оборудования. The invention set forth in this application provides for the creation of a multifunctional heat exchanger, which, in addition to the functions of a heating device for domestic premises and a distiller, can be used to utilize waste gas heat, heat high industrial premises and evenly heat equipment.

Указанный общественно-полезный результат достигается тем, что внутри конденсатора перпендикулярно основанию по высоте установлены перегородки с каналами, а на одной из рабочих сторон конденсатора закреплен щелевой конвертор, в испарителе расположен патрубок для подвода горючих или отработанных газов. The indicated socially useful result is achieved by the fact that inside the condenser, perpendicular to the height base, partitions with channels are installed, and a slot converter is fixed on one of the working sides of the condenser, and a nozzle for supplying combustible or exhaust gases is located in the evaporator.

Анализ информации показал, что заявленное техническое решение неизвестно из достигнутого уровня техники, в связи с чем оно соответствует критерию "новизна". An analysis of the information showed that the claimed technical solution is unknown from the achieved level of technology, and therefore it meets the criterion of "novelty."

Предложенный теплообменный аппарат исключает недостатки известного устройства, а именно неравномерность нагрева поверхности, что повышает эффективность использования теплообменного аппарата и позволяет использовать его для утилизации тепла горючих и отходящих газов. Достигается это установкой перегородок с каналами внутри конденсатора и щелевого конвертора, снаружи конденсатора и установкой патрубка в испаритель для подвода газов. The proposed heat exchanger eliminates the disadvantages of the known device, namely the uneven heating of the surface, which increases the efficiency of use of the heat exchanger and allows it to be used to recover the heat of combustible and exhaust gases. This is achieved by installing partitions with channels inside the condenser and slot converter, outside the condenser and installing a pipe in the evaporator for supplying gases.

Перегородки имеют окна у основания и потолка конденсатора, которые обеспечивают направленное движение пара, который по каналам поднимается вверх до потолка конденсатора и, конденсируясь в виде воды стекает в испаритель. Эта часть конденсатора прогревается на всю высоту до температуры, близкой к температуре конденсации теплоносителя. Оставшаяся часть пара распространяется через окна в нижней части перегородок, прогревает в начале работы аппарата нижнюю часть конденсатора и щелевого конвертора. За счет разности температур нагретый воздух будет подниматься внутри конвертора и прогревать верхнюю часть конденсатора. При этом скорость потока воздуха будет пропорциональна разности температур по высоте конденсатора. В установившемся режиме рабочая поверхность конденсатора будет иметь одинаковую температуру. Partitions have windows at the base and ceiling of the condenser, which provide directional movement of steam, which rises through the channels up to the ceiling of the condenser and, condensing in the form of water, flows into the evaporator. This part of the condenser is heated to its entire height to a temperature close to the condensation temperature of the coolant. The rest of the steam is distributed through the windows in the lower part of the partitions, heats up the lower part of the condenser and slot converter at the beginning of the device. Due to the temperature difference, the heated air will rise inside the converter and warm the upper part of the condenser. In this case, the air flow rate will be proportional to the temperature difference along the height of the condenser. In steady state, the working surface of the capacitor will have the same temperature.

При работе в режиме утилизации тепла горючих или отработанных газов эти высокотемпературные газы подаются через патрубок непосредственно в испаритель, нагревают воду и вместе с образовавшимся паром поступают в конденсатор. Тепло утилизированных газов полностью расходуется на нагрев воды и образование пара при атмосферном давлении, что исключает его выброс в окружающую среду. Охлажденные до температуры окружающего воздуха газы выбрасываются через патрубок конденсатора в атмосферу. При работе в этом режиме должны обеспечиваться следующие соотношения:
1. Масса воды, внесенная в испаритель с газами, = Массе воды, унесенной с охлажденными газами,
2. Количество тепла, внесенное в испаритель газами < Мощности рассеивания тепла поверхностями теплообменного аппарата
Подобное техническое решение явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию "изобретательский уровень".When operating in the heat recovery mode of flammable or exhaust gases, these high-temperature gases are fed directly to the evaporator through the pipe, they heat the water and enter the condenser together with the generated steam. The heat of utilized gases is completely consumed for heating water and generating steam at atmospheric pressure, which excludes its release into the environment. Cooled to ambient temperature gases are emitted through the condenser pipe into the atmosphere. When working in this mode, the following relationships should be provided:
1. The mass of water introduced into the evaporator with gases = The mass of water carried away with chilled gases,
2. The amount of heat introduced into the evaporator by gases <Power dissipation of heat by the surfaces of the heat exchanger
Such a technical solution does not explicitly follow from the prior art and, therefore, meets the criterion of "inventive step".

Заявляемое изобретение создает положительный эффект, который выражается в том, что теплообменный аппарат, работая в режиме обогрева бытовых помещений и дистилляции может одновременно выполнять функции локальных обогревателей высоких промышленных помещений и прецизионного промышленного оборудования, а также в качестве утилизатора. Изложенное свидетельствует о том, что изобретение соответствует критерию "промышленная применимость". The claimed invention creates a positive effect, which is expressed in the fact that the heat exchanger, working in the heating of domestic premises and distillation, can simultaneously serve as local heaters of high industrial premises and precision industrial equipment, as well as a heat exchanger. The foregoing indicates that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Изобретение поясняется фиг. 1 и 2, на которых схематично изображен предложенный теплообменный аппарат. The invention is illustrated in FIG. 1 and 2, which schematically depict the proposed heat exchanger.

Теплообменный аппарат содержит испаритель 1, частично заполненный жидким теплоносителем 2 с патрубком 3, выступающим в его полость, конденсатор 4, размещенный выше испарителя 1 и соединенный с ним трубопроводом 5, в котором установлен регулируемый запорный орган 6, внутри по высоте конденсатора расположены перегородки 7 с каналами 8, патрубок 9, соединенный с атмосферой, снаружи конденсатора установлен щелевой конвектор 10. The heat exchanger contains an evaporator 1, partially filled with liquid coolant 2 with a pipe 3 protruding into its cavity, a condenser 4 placed above the evaporator 1 and connected to it by a pipe 5, in which an adjustable shut-off element 6 is installed, partitions 7 s are located inside the height of the condenser channels 8, a pipe 9 connected to the atmosphere, a slot convector 10 is installed outside the capacitor.

Стрелками на чертеже показаны подвод тепла и газов к испарителю, движение пара и отвод тепла и газа от конденсатора. The arrows in the drawing show the supply of heat and gases to the evaporator, the movement of steam and the removal of heat and gas from the condenser.

Устройство работает следующим образом. При подаче тепла к испарителю 1 жидкий теплоноситель 2 переходит в газовую фазу и в виде пара поступает в конденсатор 4 через транспортную зону, образованную трубопроводом 5 и регулируемым запорным органом 6. The device operates as follows. When heat is supplied to the evaporator 1, the liquid coolant 2 enters the gas phase and enters the condenser 4 in the form of steam through the transport zone formed by the pipeline 5 and an adjustable shut-off element 6.

Пар, поступивший в конденсатор, разделяется: часть, поднимаясь вверх по каналам, образованными перегородками 7, доходит до потолка конденсатора 4, конденсируется и в виде капель стекает в испаритель 1, оставшаяся часть распространяется по каналу 8 у дна конденсатора 4 и нагревает основание щелевого конвектора 10, конденсируется и также в виде капель стекает в испаритель 1. При работе в режиме обогрева происходит равномерный нагрев рабочих поверхностей конденсатора 4 за счет принудительного распределения потоков пара и нагрева верхней части конденсатора 4 горячим воздухом щелевого конвертора. В режиме теплоутилизатора через патрубок 3 в испаритель 1 подаются продукты горения или высокотемпературные отходящие газы. При теплообмене происходит образование пара, которые вместе с отходящими газами поступает в конденсатор 4, газы охлаждаются до температуры окружающей среды и выбрасываются в атмосферу через патрубок 9 в днище конденсатора. The steam entering the condenser is separated: the part, rising up through the channels formed by the partitions 7, reaches the ceiling of the condenser 4, condenses and flows into the evaporator 1 in the form of droplets, the remaining part propagates through the channel 8 at the bottom of the condenser 4 and heats the base of the slot convector 10, it condenses and also flows in the form of droplets into the evaporator 1. When operating in the heating mode, the working surfaces of the condenser 4 are uniformly heated due to the forced distribution of steam flows and heating of the upper part to of the densifier 4 by hot air slotted converter. In the heat recovery mode, combustion products or high-temperature exhaust gases are fed through the pipe 3 to the evaporator 1. During heat exchange, steam is generated, which, together with the exhaust gases, enters the condenser 4, the gases are cooled to ambient temperature and released into the atmosphere through the pipe 9 in the bottom of the condenser.

В сравнении с прототипом описываемое устройство многофункционально, обеспечивает нагрев бытовых, промышленных и прецизионного оборудования, дистилляцию жидкости, утилизации тепла нагретых тел и газов. In comparison with the prototype, the described device is multifunctional, provides heating of household, industrial and precision equipment, distillation of liquids, heat recovery of heated bodies and gases.

Claims

1. A heat exchanger comprising a partially-filled evaporator connected by a pipeline, a condenser located above it, an adjustable shut-off element in the pipeline and a pipe in the bottom of the condenser connected to the atmosphere, characterized in that there are baffles with channels perpendicular to the base in height, and one of the outer sides of the capacitor is a slotted convector.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that in the evaporator there is a pipe for supplying gases.