RU221148U1

RU221148U1 - Complex plate-vortex heat exchanger

Info

Publication number: RU221148U1
Application number: RU2023122412U
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Ежов; Наталья Евгеньевна Семичева; Алексей Петрович Бурцев; Никита Сергеевич Перепелица
Filing date: 2023-08-29
Publication date: 2023-10-23

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована для комплексной утилизации тепла сбросных газов и жидкостей, а именно, для утилизации тепла дымовых газов котельных агрегатов, промышленных печей, вентиляционных выбросов при нагревании воздуха с одновременным получением электричества.The utility model relates to thermal power engineering and can be used for the comprehensive recovery of heat from waste gases and liquids, namely, for the recovery of heat from flue gases of boiler units, industrial furnaces, ventilation emissions when heating air while generating electricity.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение диапазона использования и эффективности комплексного пластинчато-вихревого теплообменника.The technical result of the proposed utility model is to increase the range of use and efficiency of a complex plate-vortex heat exchanger.

Технический результат достигается комплексным пластинчато-вихревым теплообменником, содержащим корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, внутри которого помещен пакет, состоящий из многослойных теплообменных пластин, образующих между собой газовые и воздушные каналы, каждая из которых представляет собой перегородку, выложенную из плоских термоэлектрических преобразователей, покрытую с обеих сторон крестообразно теплообменными поверхностями, выполненными в виде тавров и уголков из материала с высокой теплопроводностью, прикрепленных своими торцами к внутренней поверхности корпуса, теплообменные поверхности в смежных теплообменных пластинах расположены относительно друг друга в шахматном порядке, каждый термоэлектрический преобразователь снабжен токовыводами, соединенными в каждом ряду параллельно с секционными коллекторами и с общими коллекторами одноименных электрических зарядов, образуя термоэлектрические блоки, соединенные с клеммами, причем ребра тавров и уголков снабжены вертикальными цилиндрическими турбулизаторами, расположенными в шахматном порядке относительно друг друга с расстоянием между собой, равным средней длине турбулизационной зоны при номинальном расходе теплоносителей. The technical result is achieved by a complex plate-vortex heat exchanger containing a housing equipped with gas and air pipes, inside which is placed a package consisting of multilayer heat exchange plates forming gas and air channels between themselves, each of which is a partition lined with flat thermoelectric converters, covered on both sides with cross-shaped heat exchange surfaces, made in the form of T-bars and corners made of material with high thermal conductivity, attached with their ends to the inner surface of the housing, heat exchange surfaces in adjacent heat exchange plates are located relative to each other in a checkerboard pattern, each thermoelectric converter is equipped with current leads connected in each row in parallel with sectional collectors and with common collectors of the same electric charges, forming thermoelectric blocks connected to terminals, and the ribs of the T-bars and angles are equipped with vertical cylindrical turbulators, staggered relative to each other with a distance between them equal to the average length of the turbulization zone at nominal coolant flow.

Description

Известен комплексный утилизатор тепла сбросных газов, содержащий корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, внутри которого помещен пакет, состоящий из перфорированных пластин, образующих между собой газовые и воздушные каналы, причем перфорация пластин выполнена в виде горизонтальных щелей, размещенных в шахматном порядке относительно друг друга, в которых помещены термоэлектрические звенья, состоящие из овальных вставок, выполненных из упругого диэлектрического коррозионностойкого материала, внутри которых помещены зигзагообразные ряды, состоящие из термоэмиссионных (термоэлектрических) преобразователей, каждый из которых представляет собой пару оголенных проволочных отрезков, выполненную из разных металлов М1 и М2, спаянных на концах между собой, причем термоэлектрические звенья установлены в горизонтальных щелях таким образом, что продольные половины каждого термоэмиссионного преобразователя зигзагообразного ряда находятся в газовом и воздушном каналах, соответственно, сами зигзагообразные ряды каждого горизонтального ряда щелей на пластинах соединены между собой последовательно соединительными проводами образуя термоэлектрические секции, каждая из которых также соединена соединительным проводом с коллекторами электрических зарядов, соединенными, в свою очередь, с клеммами [Патент РФ №2523521, МПК F22 D1/18, 2014].A complex waste gas heat recovery device is known, containing a housing equipped with gas and air pipes, inside which is placed a package consisting of perforated plates that form gas and air channels between themselves, and the perforation of the plates is made in the form of horizontal slots, staggered relative to each other. , in which thermoelectric links are placed, consisting of oval inserts made of elastic dielectric corrosion-resistant material, inside of which are placed zigzag rows consisting of thermionic (thermoelectric) converters, each of which is a pair of bare wire pieces made of different metals M1 and M2 , soldered at the ends to each other, and the thermoelectric links are installed in horizontal slots in such a way that the longitudinal halves of each thermionic converter of the zigzag row are located in the gas and air channels, respectively, the zigzag rows themselves of each horizontal row of slots on the plates are connected to each other in series with connecting wires forming thermoelectric sections, each of which is also connected by a connecting wire to collectors of electric charges, connected, in turn, to terminals [RF Patent No. 2523521, IPC F22 D1/18, 2014].

Основными недостатками известного комплексного утилизатора сбросных газов являются необходимость достаточно высокой температуры теплоносителя (требуется температура 150°С и выше, при том, что большая часть сбросных газов на многих производствах имеют более низкую температуру), так как при более низких температурах при использовании термоэлектрических преобразователей конструкции, приведенной в аналоге, количество генерируемого термоэлектричества крайне незначительно и большое сопротивление теплопередаче, что уменьшает количество утилизированного тепла, диапазон использования и эффективность устройства.The main disadvantages of the known complex waste gas utilizer are the need for a sufficiently high temperature of the coolant (a temperature of 150°C and above is required, despite the fact that most waste gases in many industries have a lower temperature), since at lower temperatures when using thermoelectric converters of the design given in the analogue, the amount of generated thermoelectricity is extremely small and the resistance to heat transfer is high, which reduces the amount of recovered heat, the range of use and the efficiency of the device.

Более близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели на изобретение является комплексный теплобменник из многослойных пластин, содержащий корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, внутри которого помещен пакет, состоящий из многослойных теплообменных пластин, образующих между собой газовые и воздушные каналы, каждая из которых представляет собой перегородку, выложенную из плоских термоэлектрических преобразователей, например, элементов Пельтье, покрытую с обеих сторон крестообразно теплообменными поверхностями, выполненными в виде тавров и уголков из материала с высокой теплопроводностью (например, из алюминия или его сплавов), прикрепленных своими торцами к внутренней поверхности корпуса, причем теплообменные поверхности в смежных многослойных теплообменных пластинах расположены относительно друг друга в шахматном порядке, каждый термоэлектрический преобразователь снабжен токовыводами, соединенными в каждом ряду параллельно с секционными коллекторами, которые соединены также параллельно с общими коллекторами одноименных электрических зарядов, образуя термоэлектрические блоки, соединенные, в свою очередь, с клеммами с секционными коллекторами, образующими термоэлектрические блоки, соединенные, в свою очередь, с клеммами [Патент РФ №2737574, МПК F23 D15/04, 2020].Closer in technical essence to the proposed utility model of the invention is a complex heat exchanger made of multilayer plates, containing a housing equipped with gas and air pipes, inside which is placed a package consisting of multilayer heat exchange plates, forming between themselves gas and air channels, each of which represents is a partition made of flat thermoelectric converters, for example, Peltier elements, covered on both sides with cross-shaped heat exchange surfaces, made in the form of T-bars and corners made of material with high thermal conductivity (for example, aluminum or its alloys), attached with their ends to the inner surface of the housing , and the heat exchange surfaces in adjacent multilayer heat exchange plates are located relative to each other in a checkerboard pattern, each thermoelectric converter is equipped with current leads connected in each row in parallel with sectional collectors, which are also connected in parallel with common collectors of the same electric charges, forming thermoelectric blocks connected, in in turn, with terminals with sectional collectors forming thermoelectric blocks, connected, in turn, to the terminals [RF Patent No. 2737574, IPC F23 D15/04, 2020].

Основным недостатком известного комплексного теплообменника из многослойных пластин является слабая турбулизация потоков в газовых и воздушных каналах, обусловленная их прямолинейной конструкцией, что уменьшает скорость теплопередачи и, соответственно, количество утилизированного тепла, количество выработанного термоэлектричества и эффективность устройства.The main disadvantage of the known complex heat exchanger made of multilayer plates is the weak turbulization of flows in gas and air channels, due to their rectilinear design, which reduces the rate of heat transfer and, accordingly, the amount of recovered heat, the amount of generated thermoelectricity and the efficiency of the device.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности комплексного пластинчато-вихревого теплообменника.The technical result of the proposed utility model is to increase the efficiency of a complex plate-vortex heat exchanger.

Технический результат достигается комплексным пластинчато-вихревым теплообменником, содержащим корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, внутри которого помещен пакет, состоящий из многослойных теплообменных пластин, образующих между собой газовые и воздушные каналы, каждая из которых представляет собой перегородку, выложенную из плоских термоэлектрических преобразователей, например, элементов Пельтье, покрытую с обеих сторон крестообразно теплообменными поверхностями, выполненными в виде тавров и уголков из материала с высокой теплопроводностью (например, из алюминия или его сплавов), прикрепленных своими торцами к внутренней поверхности корпуса, теплообменные поверхности в смежных многослойных теплообменных пластинах расположены относительно друг друга в шахматном порядке, каждый термоэлектрический преобразователь снабжен токовыводами, соединенными в каждом ряду параллельно с секционными коллекторами, которые соединены также параллельно с общими коллекторами одноименных электрических зарядов, образуя термоэлектрические блоки, соединенные, в свою очередь, с клеммами, причем ребра тавров и уголков снабжены вертикальными цилиндрическими турбулизаторами, расположенными в шахматном порядке относительно друг друга с расстоянием между собой равным средней длине турбулизационной зоны при номинальном расходе теплоносителей.The technical result is achieved by a complex plate-vortex heat exchanger containing a housing equipped with gas and air pipes, inside which is placed a package consisting of multilayer heat exchange plates forming gas and air channels between themselves, each of which is a partition lined with flat thermoelectric converters, for example, Peltier elements, covered on both sides with cross-shaped heat transfer surfaces, made in the form of T-bars and corners made of material with high thermal conductivity (for example, aluminum or its alloys), attached with their ends to the inner surface of the housing, the heat transfer surfaces in adjacent multilayer heat transfer plates are located relative to each other in a checkerboard pattern, each thermoelectric converter is equipped with current leads connected in each row in parallel with sectional collectors, which are also connected in parallel with common collectors of the same electric charges, forming thermoelectric blocks connected, in turn, to terminals, with the ribs of the T-bars and The corners are equipped with vertical cylindrical turbulators located in a checkerboard pattern relative to each other with a distance between them equal to the average length of the turbulization zone at the nominal flow rate of coolants.

На фиг. 1-3 представлены общий вид и разрезы комплексного пластинчато-вихревого теплообменника (КП-ВТО), на фиг. 4-5 -плоский термоэлектрический преобразователь (ПТЭП) и его стыковка с соединительными проводами и теплообменными поверхностями (ТОП).In fig. 1-3 show a general view and sections of a complex plate-vortex heat exchanger (CP-VTO), Fig. 4-5 - flat thermoelectric converter (PTEC) and its docking with connecting wires and heat exchange surfaces (HTS).

Предлагаемый КП-ВТО содержит корпус 1, снабженный газовыми и воздушными патрубками (на фиг. 1-5 не показаны), внутри которого помещен пакет, состоящий из многослойных теплообменных пластин (МТОП) 2, образующих между собой газовые и воздушные каналы 3 и 4, каждая из которых представляет собой перегородку, выложенную из плоских термоэлектрических преобразователей (ПТЭП) 5 (например, элементов Пельтье), покрытую с обеих сторон крестообразно теплообменными поверхностями (ТОП) 6, выполненными в виде тавров 7 и уголков 8 из материала с высокой теплопроводностью (например, из алюминия или его сплавов), прикрепленных своими торцами к внутренней поверхности корпуса 1 (узлы крепления на фиг. 1- 5 не показаны), причем ТОП 6 в смежных МТОП 2 расположены относительно друг друга в шахматном порядке, каждый ПТЭП 5 снабжен токовыводами 9 10, соединенными в каждом ряду параллельно с секционными коллекторами 11 и 12, образуя термоэлектрические секции (ТЭС) 13, которые соединены также параллельно с общими коллекторами одноименных электрических зарядов 14 и 15, образуя термоэлектрические блоки (ТЭБ) 16, соединенные, в свою очередь, с клеммами 17 и 18, соответственно, причем ребра тавров и уголков снабжены вертикальными цилиндрическими турбулизаторами 19, расположенными в шахматном порядке относительно друг друга с расстоянием между собой равным средней длине турбулизационной зоны при номинальном расходе теплоносителей.The proposed KP-VTO contains a housing 1, equipped with gas and air pipes (not shown in Fig. 1-5), inside which is placed a package consisting of multilayer heat exchange plates (MTEP) 2, forming between themselves gas and air channels 3 and 4, each of which is a partition made of flat thermoelectric converters (PTEC) 5 (for example, Peltier elements), covered on both sides with cross-shaped heat exchange surfaces (THS) 6, made in the form of T-bars 7 and corners 8 made of material with high thermal conductivity (for example , made of aluminum or its alloys), attached with their ends to the inner surface of the housing 1 (attachment points in Fig. 1-5 are not shown), and TOP 6 in adjacent MTOP 2 are located relative to each other in a checkerboard pattern, each PTEP 5 is equipped with current leads 9 10, connected in each row in parallel with sectional collectors 11 and 12, forming thermoelectric sections (TES) 13, which are also connected in parallel with common collectors of the same electric charges 14 and 15, forming thermoelectric blocks (TEB) 16, connected, in turn, with terminals 17 and 18, respectively, and the ribs of the tees and corners are equipped with vertical cylindrical turbulators 19, located in a checkerboard pattern relative to each other with a distance between them equal to the average length of the turbulization zone at the nominal flow rate of coolants.

В основу работы КП-ВТО положено использование плоских термоэлектрических преобразователей (ПТЭП) 5 (например, элементы Пельтье), которые могут генерировать значительное количество термоэлектричества при температурах значительно ниже 150°С и увеличение скорости теплообмена при применения поверхностей теплообмена с большей поверхностью теплопередачи, а также цилиндрических турбулизаторов 19, установленных на ребрах тавров и уголков 6 и 7 в шахматном порядке, которые создают турбулизацию потоков, что обеспечивает интенсификацию процессов теплопередачи и предотвращение воздействия агрессивных газов на ПТЭП 5, приводит к снижению размера теплообменной установки, повышению ее надежности и эффективности и, в конечном счете, обеспечивает утилизацию большего количества тепла и генерирование в ТЭБ 16 большего количества термоэлектричества [С.Г. Калашников. Электричество. - М: «Наука», 1970, с. 502-506].The operation of KP-VTO is based on the use of flat thermoelectric converters (PTEC) 5 (for example, Peltier elements), which can generate a significant amount of thermoelectricity at temperatures well below 150°C and an increase in the heat transfer rate when using heat exchange surfaces with a larger heat transfer surface, as well as cylindrical turbulators 19 installed on the ribs of the T-bars and angles 6 and 7 in a checkerboard pattern, which create turbulization of flows, which intensifies heat transfer processes and prevents the impact of aggressive gases on PTEP 5, leads to a reduction in the size of the heat exchange installation, increasing its reliability and efficiency and, ultimately, ensures the utilization of more heat and the generation of more thermoelectricity in TEB 16 [S.G. Kalashnikov. Electricity. - M: “Science”, 1970, p. 502-506].

Комплексный пластинчато-вихревой теплообменник (КП-ВТО), представленный на фиг. 1-5 работает следующим образом. Горячие сбросные газы из входного газового патрубка (на фиг. 1-5 не показан) поступают в газовые каналы 3, а из входного воздушного патрубка (на фиг. 1-5 не показан) перекрестным током в воздушные каналы 4 подается холодный воздух, который, при прохождении через них в результате процесса теплообмена, заключающегося в передаче тепла через смежные МТОП 2 за счет интенсивной конвекции в газовой и воздушной средах, обусловленной их турбулизацией при прохождении турбулизаторов 19 в каналах 3 и 4, нагревается до требуемой температуры и удаляется через выходной воздушный патрубок, а горячие сбросные газы охлаждаются и также удаляются через выходной газовый патрубок. При этом, процесс теплопередачи через МТОП 2 интенсифицируется за счет площади теплообменных поверхностей 6 и наличия турбулизаторов 19, которые передают и отводят большее количество тепла в ПТЭП 5, в результате чего в них и соответственно в ТЭС 13 и ТЭБ 16 вырабатывается также большее количество термоэлектричества и утилизируется большее количество тепла сбросных газов. Полученное в каждой ПТЭП 5 термоэлектричество, через токовыводы 9 и 10 поступает в секционные коллекторы 11 и 12, общие коллекторы 14 и 15, а оттуда через клеммы 17 и 18 подается потребителю.The integrated plate-vortex heat exchanger (CP-VTO), shown in Fig. 1-5 works as follows. Hot waste gases from the inlet gas pipe (not shown in Fig. 1-5) enter the gas channels 3, and from the inlet air pipe (not shown in Fig. 1-5) cold air is supplied in cross-current to the air channels 4, which, when passing through them as a result of the heat exchange process, which consists in the transfer of heat through adjacent MTOP 2 due to intense convection in gas and air environments, caused by their turbulization during the passage of turbulators 19 in channels 3 and 4, it is heated to the required temperature and removed through the outlet air pipe , and the hot waste gases are cooled and also removed through the gas outlet pipe. At the same time, the process of heat transfer through the MTOP 2 is intensified due to the area of the heat exchange surfaces 6 and the presence of turbulators 19, which transfer and remove more heat to the PTEP 5, as a result of which a larger amount of thermoelectricity is also generated in them and, accordingly, in TPP 13 and TEB 16 a greater amount of heat from waste gases is utilized. The thermoelectricity obtained in each PTEP 5 is supplied through current leads 9 and 10 to sectional collectors 11 and 12, common collectors 14 and 15, and from there it is supplied to the consumer through terminals 17 and 18.

При этом, провода токовыводов 9 и 10 и секционных коллекторов 11 и 12 изолированы от непосредственного контакта с дымовыми газами и воздухом и находятся в более холодных воздушных каналах 4, а параллельное соединение ПТЭП 5 в ТЭС 13 с секционными коллекторами 11 12 и параллельное соединение ТЭС 13 с общими коллекторами одноименных электрических зарядов 14 и 15 ТЭБ 16 обеспечивает снижение электрического сопротивления установки. Кроме того, полное покрытие ПТЭП 5 ТОП 6 крестообразно наряду с предохранением их от коррозионного воздействия агрессивных газов и повреждений от механических примесей, позволяет упростить конструкцию КП-ВТО и проводить процесс теплообмена в перекрестном токе, что увеличивает движущую силу процесса теплопередачи (полезную разность температур), позволяет уменьшить площадь сечения газовых и воздушных каналов 3 и 4 и таким образом уменьшить размеры устройства, одновременно интенсифицируя процесс теплопередачи.At the same time, the wires of current leads 9 and 10 and sectional collectors 11 and 12 are insulated from direct contact with flue gases and air and are located in colder air channels 4, and the parallel connection of PTEP 5 in TPP 13 with sectional collectors 11 12 and parallel connection of TPP 13 with common collectors of the same electric charges 14 and 15, TEB 16 ensures a reduction in the electrical resistance of the installation. In addition, the complete covering of PTEP 5 TOP 6 in a cross-shape, along with protecting them from the corrosive effects of aggressive gases and damage from mechanical impurities, makes it possible to simplify the design of the KP-VTO and carry out the heat transfer process in a cross current, which increases the driving force of the heat transfer process (useful temperature difference) , allows you to reduce the cross-sectional area of the gas and air channels 3 and 4 and thus reduce the size of the device, while simultaneously intensifying the heat transfer process.

Очистку теплообменных поверхностей 6 от налипших частиц механических примесей проводят периодически путем их обдувания сжатым воздухом. Интервал между обдувками устанавливают на основании опытных данных.The heat transfer surfaces 6 are cleaned from adhering particles of mechanical impurities periodically by blowing them with compressed air. The interval between blow-offs is set on the basis of experimental data.

Величина разности электрического потенциала на клеммах 17 и 18 КТОМСП зависит от характеристик ПТЭП 5, числа их в ТЭС 13, числа ТЭС 13 и ТЭБ 16. Полученный электрический ток можно использовать для внутрицеховых нужд, например, для работы вентилятора, освещения или средств автоматики.The magnitude of the electric potential difference at terminals 17 and 18 of the KTOMSP depends on the characteristics of PTEP 5, their number in TPP 13, the number of TPP 13 and TEB 16. The resulting electric current can be used for internal shop needs, for example, for operating a fan, lighting or automation equipment.

На экспериментальной установке было произведено сравнение результатов работы аналога (патент РФ №2737574) и предлагаемого комплексного пластинчато-вихревого теплообменника с расположением турбулизаторов на ребрах тавров и уголков в шахматном и коридорном порядке. Экспериментальные исследования проводились при максимальной скорости воздушного потока на выходе из калорифера - 2,4 м/с и скорости воздушного потока на выходе из приточного вентилятора - 2,0 м/с. Замеры производились через: 1, 2, 3,5, 5, 10, 15, 30, 60, 120 минут. В качестве теплоносителя использовали нагретый в калорифере до температуры (50-60)°С сухой воздух. В качестве рабочей среды использовался воздух, забираемый вентилятором из помещения лаборатории с температурой 22°С.Using an experimental installation, a comparison was made of the results of the analog (RF patent No. 2737574) and the proposed complex plate-vortex heat exchanger with the arrangement of turbulators on the ribs of the T-bars and angles in a checkerboard and corridor pattern. Experimental studies were carried out at a maximum air flow speed at the outlet of the heater - 2.4 m/s and an air flow speed at the outlet of the supply fan - 2.0 m/s. Measurements were taken after: 1, 2, 3.5, 5, 10, 15, 30, 60, 120 minutes. Dry air heated in a heater to a temperature of (50-60)°C was used as a coolant. The working environment was air taken by a fan from the laboratory room at a temperature of 22°C.

Результаты эксперимента показали, что шахматное расположение турбулизаторов эффективней коридорного: коэффициент теплопередачи многослойной стенки теплообменника увеличивается от 3,55 Вт/м²⋅°C до 4,11 Вт/м²⋅°C - рост 15,7%; КПД от 2,68 до 9,17%; показатель количества теплоты на величину выработки термоЭДС вырос более чем в 3,4 раза (от 72,06 Вт до 245,6 Вт). Общее количество утилизированного тепла варьируется от 208,1 до 709 Вт. КПД рекуператора при работе без турбулизаторов составляет 20,8%, с коридорным расположением 43,4%, с шахматным расположением 71,0%.The results of the experiment showed that the staggered arrangement of turbulators is more effective than the corridor one: the heat transfer coefficient of the multilayer wall of the heat exchanger increases from 3.55 W/m²⋅°C to 4.11 W/m²⋅°C - an increase of 15.7%; Efficiency from 2.68 to 9.17%; the indicator of the amount of heat per value of thermoEMF production increased by more than 3.4 times (from 72.06 W to 245.6 W). The total amount of heat recovered varies from 208.1 to 709 W. The efficiency of the recuperator when operating without turbulators is 20.8%, with a corridor arrangement 43.4%, with a staggered arrangement 71.0%.

Шахматное расположение турбулизаторов позволяет обеспечить КПД установки более чем в 2 раза выше, чем при коридорном расположении и более чем в 3,5 раза больше, чем без установки турбулизаторов. Количество выработанного тепла, затраченного на выработку термоэлектричества при шахматном расположении составляет 245,6 Вт, что более чем в 1,5 раза выше, чем при коридорном расположении и в 3,5 раза больше, чем без установки турбулизаторов.The staggered arrangement of turbulators makes it possible to ensure the efficiency of the installation is more than 2 times higher than with a corridor arrangement and more than 3.5 times higher than without installing turbulators. The amount of generated heat spent on the generation of thermoelectricity with a staggered arrangement is 245.6 W, which is more than 1.5 times higher than with a corridor arrangement and 3.5 times more than without installing turbulators.

На основе экспериментальных данных выработка электроэнергии на экспериментальной установке площадью теплообмена 1,3 м² и при расходе воздуха 3,4 м³/ч выработка электроэнергии составила 1,8 Вт.Based on the experimental data, the electricity generation in an experimental installation with a heat exchange area of 1.3 m ² and an air flow rate of 3.4 m ³ /h, the electricity generation was 1.8 W.

Результаты эксперимента показывают: если типовой пластинчатый рекуператор производительностью 500 м³/ч и площадью теплообмена 25 м², используемый в системе вентиляции, оснастить цилиндрическими турбулизаторами и элементами Пельтье аналогично КП-ВТО, он будет вырабатывать термоэлектричество, мощностью равной 250 Вт, что с избытком обеспечит работу его вентилятора (мощность вентилятора для данного типоразмера рекуператора составляет 120 Вт).The results of the experiment show: if a typical plate recuperator with a capacity of 500 m ³ /h and a heat exchange area of 25 m ² , used in a ventilation system, is equipped with cylindrical turbulators and Peltier elements similar to the KP-VTO, it will generate thermoelectricity with a power of 250 W, which is in excess will ensure the operation of its fan (fan power for this standard size of the heat exchanger is 120 W).

Таким образом, предлагаемый комплексный пластинчато вихревой теплообменник за счет установки цилиндрических турбулизаторов на ребрах тавров и уголков позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи при нагреве воздуха сбросными газами с агрессивными примесями, имеющими температуру ниже 150°С и таким образом значительно увеличить количество получаемого термоэлектричества, что повышает его диапазон использования и эффективность.Thus, the proposed complex plate-vortex heat exchanger, due to the installation of cylindrical turbulators on the ribs of the T-bars and angles, makes it possible to intensify the heat transfer process when heating the air with waste gases with aggressive impurities having a temperature below 150 ° C and thus significantly increase the amount of thermoelectricity obtained, which increases its range use and efficiency.

Claims

A complex plate-vortex heat exchanger containing a housing equipped with gas and air pipes, inside which is placed a package consisting of multilayer heat exchange plates that form gas and air channels between themselves, each of which is a partition lined with flat thermoelectric converters, covered on both sides sides with cross-shaped heat exchange surfaces, made in the form of T-bars and corners made of material with high thermal conductivity, attached at their ends to the inner surface of the housing, and the heat exchange surfaces in adjacent heat exchange plates are located relative to each other in a checkerboard pattern, each thermoelectric converter is equipped with current leads connected in each row in parallel with sectional collectors and with common collectors of the same electric charges, forming thermoelectric blocks connected to terminals, characterized in that the ribs of the T-bars and angles are equipped with vertical cylindrical turbulators, staggered relative to each other with a distance between them equal to the average length of the turbulization zone at nominal coolant flow.