RU2351864C1

RU2351864C1 - Heat exchanger

Info

Publication number: RU2351864C1
Application number: RU2007126276/06A
Authority: RU
Inventors: Борис Григорьевич Климов (RU); Борис Григорьевич Климов; Людмила Ивановна Матвеева (RU); Людмила Ивановна Матвеева; Евгения Владимировна Гуриева (RU); Евгения Владимировна Гуриева
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-04-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention may be used for utilisation and accumulation of heat of smoke fumes, compressed air of compressor plants or other highly potential sources of heat supply. Heat exchanger comprises body, in which coolant pipe is installed, and thermal ribbed tubes. One end of thermal tubes is installed inside coolant pipe as inclined to generatrices of cylindrical surface of coolant pipe along helical line, and the other one is installed in body. Ribs are arranged on that part of thermal tubes installed in body. Thermal ribbed tubes are vacuumised and filled with water portions.

EFFECT: increased efficiency of heat transfer and simplified design.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение предназначено для применения в теплообменной технике и может быть использовано для утилизации и аккумулирования тепла дымовых газов, сжатого воздуха компрессорных установок или других высокопотенциальных источников.The invention is intended for use in heat transfer technology and can be used for utilization and storage of heat from flue gases, compressed air from compressor plants or other high potential sources.

Известен термосифонный теплообменник (см. патент РФ №2194936, МПК8 F28D 15/02), содержащий корпус и закрепленный в его разделительной перегородке пакет термосифонных труб с зонами испарения и конденсации. Внутри корпуса по всей длине термосифонных труб установлены поперечные сегментные перегородки, образующие поочередно диаметрально противоположные проходы для течения потоков горячего и холодного теплоносителей. Термосифонные трубы закреплены на центральной перегородке посредством разъемных соединений.A thermosiphon heat exchanger is known (see RF patent No. 2194936, IPC8 F28D 15/02), comprising a housing and a package of thermosiphon tubes with evaporation and condensation zones fixed in its dividing wall. Inside the body along the entire length of the thermosiphon tubes, transverse segmented baffles are installed, forming alternately diametrically opposite passages for the flow of flows of hot and cold coolants. Thermosiphon pipes are fixed on the central partition by means of detachable connections.

Недостатком данного теплообменника является сложность конструкции и удорожание теплообменника, т.к. используется серебро.The disadvantage of this heat exchanger is the design complexity and the cost of the heat exchanger, because silver is used.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является теплообменник, содержащий корпус, в котором размещена труба теплоносителя, и тепловые оребренные трубки (см. патент РФ №2008600, МПК8 F28D 15/02, опубл. 28.02.1994 г.).Closest to the proposed technical solution is a heat exchanger containing a housing in which the coolant pipe is placed, and heat finned tubes (see RF patent No.2008600, IPC8 F28D 15/02, published on 02.28.1994).

Недостатком прототипа является сложность конструкции и низкая эффективность теплопередачи.The disadvantage of the prototype is the complexity of the design and low heat transfer efficiency.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности теплопередачи за счет утилизации тепла высокопотенциальных источников и упрощение конструкции.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of heat transfer due to heat recovery of high potential sources and simplify the design.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном теплообменнике, содержащем корпус, в котором размещена труба теплоносителя, и тепловые оребренные трубки, согласно изобретению тепловые оребренные трубки одним концом установлены внутри трубы теплоносителя наклонно к образующим цилиндрической поверхности трубы теплоносителя по винтовой линии, а другим концом в корпусе, при этом ребра выполнены на той части тепловых трубок, которая расположена в корпусе.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the known heat exchanger containing the housing in which the heat transfer pipe is placed, and the heat finned tubes, according to the invention, the heat finned tubes are installed at one end inside the heat transfer pipe inclined to the cylindrical surface of the heat transfer pipe along a helical line and the other end in the housing, while the ribs are made on the part of the heat pipes that is located in the housing.

Тепловые оребренные трубки вакуумированы и заполнены порциями воды.Thermal finned tubes are evacuated and filled with portions of water.

Данный теплообменник позволит повысить эффективность теплопередачи и упростить конструкцию.This heat exchanger will improve the heat transfer efficiency and simplify the design.

Сущность устройства поясняется чертежом, где изображен общий вид теплообменника.The essence of the device is illustrated in the drawing, which shows a General view of the heat exchanger.

Теплообменник состоит из корпуса 1, в котором по центру расположена труба теплоносителя 2, тепловые трубки 3 с оребрением 4, расположенные наклонно к образующим цилиндрической поверхности трубы теплоносителя 2 по винтовой линии. Один конец тепловых трубок 3 расположен внутри трубы теплоносителя 2 и заполнен частично водой 5, а другой конец с оребрением 4 расположен в корпусе 1. Тепловые трубки 3 вакуумированы. Для подачи холодной воды и отвода горячей воды корпус 1 снабжен патрубками 6, 7.The heat exchanger consists of a housing 1, in which a coolant pipe 2 is located in the center, heat pipes 3 with fins 4, located obliquely to the generatrices of the cylindrical surface of the coolant pipe 2 along a helix. One end of the heat pipes 3 is located inside the coolant pipe 2 and partially filled with water 5, and the other end with fins 4 is located in the housing 1. The heat pipes 3 are evacuated. To supply cold water and drain hot water, the housing 1 is equipped with nozzles 6, 7.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

По трубе теплоносителя 2 пропускают горячий воздух снизу вверх от компрессора, например, при температуре - 150°С или дымовые газы, например, при температуре - 350°С, а через патрубок 6 в корпус 1 подают холодную воду.Hot air is passed through the coolant pipe 2 from the bottom upwards from the compressor, for example, at a temperature of-150 ° C or flue gases, for example, at a temperature of-350 ° C, and cold water is fed through the pipe 6 into the housing 1.

Передачу тепла воде осуществляют как непосредственно через стенки трубы теплоносителя 2, так и через тепловые трубки 3, частично заполненные водой 5, которые путем сварки введены внутрь трубы теплоносителя 2. За счет теплопередачи через стенки тепловых трубок 3 с оребрением 4, конденсации пара и возвращения конденсата в зону парообразования тепловых трубок 3 обеспечивают интенсивную передачу тепла нагреваемой воде. Для максимальной утилизации тепла тепловые трубки 3 расположены наклонно к образующим цилиндрической поверхности трубы теплоносителя 2 по винтовой линии, что обеспечивает размещение их максимального количества в заданном объеме корпуса 1.Heat is transferred to water both directly through the walls of the heat transfer pipe 2, and through heat pipes 3 partially filled with water 5, which are inserted into the heat transfer pipe 2 by welding. Due to heat transfer through the walls of heat pipes 3 with fins 4, steam condensation and condensate return in the zone of vaporization of the heat pipes 3 provide intensive heat transfer to the heated water. For maximum heat recovery, the heat pipes 3 are inclined to the generatrix of the cylindrical surface of the coolant pipe 2 along a helix, which ensures the placement of their maximum number in a given volume of the housing 1.

Тепловые трубки 3 вакуумируют перед заправкой порциями воды, а их свободная внутренняя полость характеризуется величиной давления, которое соответствует температуре парообразования.The heat pipes 3 are evacuated before refilling with portions of water, and their free internal cavity is characterized by a pressure value that corresponds to the temperature of vaporization.

Использование теплообменника позволит по сравнению с прототипом максимально утилизировать тепло высокопотенциальных источников, повысить эффективность теплопередачи и упростить конструкцию.Using a heat exchanger will allow, in comparison with the prototype, to utilize the heat of high potential sources as much as possible, increase the heat transfer efficiency and simplify the design.

Claims

1. A heat exchanger comprising a housing in which a heat transfer pipe is located, and heat finned tubes, characterized in that the heat finned tubes are installed at one end inside the heat transfer pipe obliquely to the cylindrical surface of the heat transfer pipe along a helical line and the other end in the body, wherein the ribs are made on that part of the heat pipes, which is located in the housing.

2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat finned tubes are evacuated and filled with portions of water.