RU2617514C1

RU2617514C1 - Rotary heat exchanger

Info

Publication number: RU2617514C1
Application number: RU2015153472A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2017-04-25

Abstract

FIELD: ventilation.

SUBSTANCE: rotary heat exchanger containing a frame which is divided into two cavities by a partition, where the drum core supports are enshrined in. The drum is formed by tapes of corrugated aluminium foil wound tightly on the core with a pulley wheel of the V-belt drive installed on the drum core. The frame partition with the drum on it forms channels for supply and exhaust air. The corrugations of the aluminium foil tape of the drum are made in the section on the curve of the second and higher orders or of a polygonal shape both one-sided and two-sided, wherein the corrugation hollows in the previous layer of the tape fall on the top of the corrugation of the subsequent layer of the tape. The drum is formed by a tape wound on the core and gapped on the spiral of Archimedes, rigidly connected at both edges with the aluminium plates in the form of circular meshes or perforated circular discs linked to at least three spokes on each side rigidly coupled with the core. The gap between the side surfaces of the tape is filled with a disperse material having open pores and a high U-value, for example, keramzit gravel. The disperse material is of an unusual shape.

EFFECT: increased efficiency of heat recovery of exhaust air in ventilation and air conditioning systems by increasing the U-value.

7 dwg

Description

Изобретение относится к регенеративным теплоутилизаторам, применяемым в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.The invention relates to regenerative heat exchangers used in ventilation and air conditioning systems.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является вращающийся теплообменник по патенту РФ №2281450, F24F 5/00 (прототип), содержащий каркас, разделенный на две полости перегородкой, в которой закреплены опоры сердечника барабана, образованного лентами из гофрированной алюминиевой фольги, плотно навитой на сердечник, причем на сердечнике барабана закреплен шкив привода клиноременной передачи, а перегородка каркаса с закрепленным на ней барабаном образует каналы для приточного и вытяжного воздухаThe closest technical solution to the claimed object is a rotating heat exchanger according to the patent of Russian Federation No. 2281450, F24F 5/00 (prototype), containing a frame divided into two cavities by a partition in which the supports of the core of the drum formed by ribbons of corrugated aluminum foil tightly wound on the core, and the V-belt drive drive pulley is fixed on the drum core, and the frame partition with the drum mounted on it forms channels for the supply and exhaust air

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность за счет сравнительно небольшого коэффициента теплоусвоения.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency due to the relatively small coefficient of heat absorption.

Технический результат - повышение эффективности теплоутилизации выбросного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования за счет увеличения коэффициента теплоусвоения.The technical result is an increase in the efficiency of heat recovery of exhaust air in ventilation and air conditioning systems by increasing the coefficient of heat absorption.

Это достигается тем, что во вращающемся теплообменнике, содержащем каркас, разделенный на две полости перегородкой, в которой закреплены опоры сердечника барабана, образованного лентами из гофрированной алюминиевой фольги, плотно навитой на сердечник, причем на сердечнике барабана закреплен шкив привода клиноременной передачи, а перегородка каркаса с закрепленным на ней барабаном образует каналы для приточного и вытяжного воздуха, гофры ленты алюминиевой фольги барабана выполнены в сечении по кривой второго и высшего порядков или многоугольной форме как односторонней, так и двухсторонней, причем впадины гофра в предыдущем слое ленты приходятся на вершину гофра последующего слоя ленты, причем барабан образован одной лентой, навитой на сердечнике с зазором по спирали Архимеда, жестко связанной по обоим краям с алюминиевыми пластинами в виде круглых сеток или перфорированных круглых дисков, соединенных по крайней мере с тремя спицами с каждой стороны, жестко связанными с сердечником, причем в зазоре между боковыми поверхностями ленты размещен дисперсный материал с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий.This is achieved by the fact that in a rotating heat exchanger containing a frame divided into two cavities by a partition in which the supports of the drum core are formed, which are formed by ribbons of corrugated aluminum foil tightly wound around the core, and the V-belt drive drive pulley is fixed on the drum core, and the frame partition with a drum fixed on it forms channels for supply and exhaust air, the corrugations of the aluminum foil tape of the drum are made in section along a curve of the second and higher orders or many in the angular shape, both one-sided and two-sided, with the corrugation troughs in the previous layer of tape falling on the top of the corrugation of the next layer of tape, and the drum is formed by one tape, wound on the core with a gap along the Archimedes spiral, rigidly connected at both edges with aluminum plates in the form of round nets or perforated circular disks connected to at least three knitting needles on each side, rigidly connected to the core, and dispersed material with a non-dispersed material is placed in the gap between the side surfaces of the tape A closed pore and a high coefficient of heat absorption, such as gravel, expanded clay.

На фиг. 1 представлен общий вид вращающегося теплообменника, на фиг. 2 - односторонняя гофра ленты из алюминиевой фольги, на фиг. 3 - двухсторонняя гофра ленты из алюминиевой фольги, на фиг. 4-7 - варианты выполнения формы дисперсного материала 9 с незамкнутыми порами и высоким коэффициентом теплоусвоения, размещенного в зазоре между боковыми поверхностями ленты барабана 3.In FIG. 1 is a perspective view of a rotary heat exchanger; FIG. 2 - one-sided corrugation of an aluminum foil tape, in FIG. 3 - double-sided corrugation of aluminum foil tape, in FIG. 4-7 - embodiments of the shape of the dispersed material 9 with open pores and a high coefficient of heat absorption, located in the gap between the side surfaces of the tape of the drum 3.

Вращающийся теплообменник содержит каркас 1, разделенный на две полости перегородкой 2, в которой закреплены опоры сердечника барабана 3, образованного лентами 11 (фиг. 2) или 13 (фиг. 3) из гофрированной алюминиевой фольги, плотно навитой на сердечник. На сердечнике барабана закреплен шкив 4 привода клиноременной передачи 5, включающей червячный редуктор 6 и электродвигатель 7. Перегородка 2 каркаса с закрепленным на ней барабаном 3 образует каналы для приточного и вытяжного воздуха. Гофры ленты 11 или 13 алюминиевой фольги барабана 3 выполнены в сечении по кривой второго и высшего порядков (например, по синусоиде, дуге окружности, эвольвенте, конволюте и др.) или многоугольной форме (например, треугольной, квадратной, прямоугольной и др.) как односторонней (фиг. 2), так и двухсторонней (фиг. 3), причем впадины гофра в предыдущем слое ленты приходятся на вершину гофра последующего слоя ленты. Барабан 3 может быть образован одной лентой (на чертеже не показано), навитой на сердечнике с зазором по спирали Архимеда, жестко связанной по обоим краям с алюминиевыми пластинами в виде круглых сеток или перфорированных круглых дисков, соединенных по крайней мере с тремя спицами 10 с каждой стороны, жестко связанными с сердечником, причем в зазоре между боковыми поверхностями ленты размещен дисперсный материал 9 с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий.The rotating heat exchanger contains a frame 1, divided into two cavities by a partition 2, in which the core supports of the drum 3 are formed, formed by tapes 11 (Fig. 2) or 13 (Fig. 3) of corrugated aluminum foil tightly wound on the core. A pulley 4 of a V-belt drive drive 5 is mounted on the drum core, including a worm gear 6 and an electric motor 7. The frame partition 2 with the drum 3 mounted on it forms channels for the supply and exhaust air. The corrugations of the tape 11 or 13 of the aluminum foil of the drum 3 are made in section along a curve of the second and higher orders (for example, a sinusoid, circular arc, involute, convolution, etc.) or polygonal shape (for example, triangular, square, rectangular, etc.) as one-sided (Fig. 2), and bilateral (Fig. 3), and the corrugation troughs in the previous layer of tape fall on the top of the corrugation of the subsequent layer of tape. Drum 3 can be formed by one tape (not shown in the drawing), wound on the core with a gap along the spiral of Archimedes, rigidly connected at both ends with aluminum plates in the form of round nets or perforated round disks connected to at least three spokes 10 each side, rigidly connected to the core, and in the gap between the side surfaces of the tape is placed dispersed material 9 with open pores and with a high coefficient of heat absorption, for example expanded clay gravel.

На фиг. 4 изображена форма дисперсного материала 9 с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, выполненного в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях, которого выполнена винтовая нарезка, на фиг. 5 - форма, выполненная в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы, на фиг. 6 - форма, выполненная в виде цилиндрического кольца, на боковой внутренней поверхности которого закреплены перегородки в виде перпендикулярных оси кольца шайб с отверстиями, оси которых асимметричны оси кольца, на фиг. 7 - форма, выполненная в виде вписываемого в окружность блока, состоящего из семи связанных между собой боковыми гранями шестигранных параллелепипедов без верхнего и нижнего оснований.In FIG. 4 shows the shape of the dispersed material 9 with open pores and with a high coefficient of heat absorption, made in the form of a cylindrical ring, on the side, inner and outer surfaces of which screw thread is made, in FIG. 5 - a shape made in the form of a ball on the surface of which through holes are made through a hemispherical shape, in FIG. 6 is a form made in the form of a cylindrical ring, on the lateral inner surface of which partitions are fixed in the form of washers perpendicular to the axis of the ring with holes whose axes are asymmetric to the axis of the ring, in FIG. 7 is a form made in the form of a block inscribed in a circle, consisting of seven hexagonal parallelepipeds connected to each other by side faces without upper and lower bases.

Вращающийся теплообменник работает следующим образом.A rotating heat exchanger operates as follows.

Воздух по приточному или вытяжному каналам проходит сквозь барабан по каналам 12 или 14, образованным соответственно гофрами 11 или 13, забирая или отдавая тепло посредством материала 15 и алюминиевой фольги.Air through the supply or exhaust channels passes through the drum through the channels 12 or 14, formed respectively by the corrugations 11 or 13, taking or giving off heat through the material 15 and aluminum foil.

Расчеты показывают, что при температуре удаляемого воздуха 20°С и температуре наружного воздуха - 20°С теплообменник обеспечивает нагрев подаваемого воздуха до 8°С, т.е. дополнительного подогрева в системах СКВ не требуется.Calculations show that when the temperature of the removed air is 20 ° C and the outside temperature is 20 ° C, the heat exchanger provides heating of the supplied air to 8 ° C, i.e. additional heating in the SCR systems is not required.

Claims

A rotating heat exchanger containing a frame divided into two cavities by a partition in which the supports of the core of the drum formed by ribbons of corrugated aluminum foil tightly wound around the core are fixed, and the V-belt drive pulley is mounted on the core of the drum, and the frame partition with the drum mounted on it forms channels for the supply and exhaust air, while the corrugations of the tape of the aluminum foil of the drum are made in section along a curve of the second and higher orders or a polygonal shape to one-sided or two-sided, and the corrugations of the corrugation in the previous layer of tape fall on the top of the corrugation of the next layer of tape, or the drum is formed by one tape, wound on the core with a gap along the spiral of Archimedes, rigidly connected at both edges with aluminum plates in the form of round grids or perforated round discs connected to at least three knitting needles on each side, rigidly connected to the core, and in the gap between the side surfaces of the tape is a dispersed material with open pores and with a low heat transfer coefficient, for example expanded clay gravel, characterized in that the dispersed material with open pores and a high heat transfer coefficient is made in the form of a ball, on the surface of which non-through holes are made hemispherical, or in the form of a cylindrical ring, on which side are fixed partitions in the form of washers perpendicular to the axis of the ring with holes whose axes are asymmetric to the axis of the ring, or in the form inscribed in the circumference of a block consisting of seven OF DATA interconnected side faces hexagonal parallelepipeds without upper and lower bases.