RU2795639C1 - Sectional radiator containing helical thermal bridge - Google Patents

Sectional radiator containing helical thermal bridge Download PDF

Info

Publication number
RU2795639C1
RU2795639C1 RU2022105825A RU2022105825A RU2795639C1 RU 2795639 C1 RU2795639 C1 RU 2795639C1 RU 2022105825 A RU2022105825 A RU 2022105825A RU 2022105825 A RU2022105825 A RU 2022105825A RU 2795639 C1 RU2795639 C1 RU 2795639C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchange
heat
thermal bridge
helical
medium
Prior art date
Application number
RU2022105825A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Юрьевич Захаров
Рашид Наильевич Максудов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ")
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2795639C1 publication Critical patent/RU2795639C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heat engineering.
SUBSTANCE: invention can be used in tubular heat exchangers for heating radiators. In a heating radiator formed by an assembly of sections, each of which includes a heat exchange pipe with a thermal element, the thermal element, which is a spiral helical body coaxial to the heat exchange pipe, is made in the form of a helical plate, simultaneously acting as a thermal bridge crossing the surface of the heat pipe along its length, protruding with its edges beyond the tube surface on both sides of it, dividing the surface of the heat exchange tube into sections and providing the possibility of movement of the medium in a spiral along the inner surface of the heat exchange tube and along the surface of the thermal bridge.
EFFECT: providing increased efficiency of the heat exchanger by increasing the effective area of interaction between the medium in it between the heat exchange media, as well as creating a temperature field with a higher temperature gradient.
1 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Используется в теплоэнергетике, в охладительных устройствах различного промышленного назначения.It is used in heat power engineering, in cooling devices for various industrial purposes.

Уровень техникиState of the art

Известно изобретение «Секционный радиатор» (RU 2529765C1, F28D 5/02, 27.09.2014). Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах испарительного типа. Усовершенствованный змеевик в сборе включает в себя предпочтительно змеевидные трубы. Эти трубы имеют в основном эллиптическое поперечное сечение с внешними ребрами (20), сформированными на наружной поверхности труб.The invention "Sectional radiator" is known (RU 2529765C1, F28D 5/02, 09/27/2014). The invention relates to the field of heat engineering and can be used in evaporative type heat exchangers. The improved coil assembly preferably includes serpentine tubes. These pipes have a generally elliptical cross section with external ribs (20) formed on the outer surface of the pipes.

Недостатком известного решения является низкий коэффициент теплопередачи через пластины, неэффективный расход материала, не увеличивающий теплообмен, и отсутствие увеличенной площади взаимодействия двух сред.The disadvantage of the known solution is the low coefficient of heat transfer through the plates, inefficient material consumption, which does not increase heat transfer, and the absence of an increased area of interaction between the two media.

Изобретение направлено на устранение этих недостатков и достижении более эффективной работы при движении сред.The invention is aimed at eliminating these shortcomings and achieving more efficient operation when moving media.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задача - создание компактного теплообменного аппарата в заданном объеме с требуемыми характеристиками, за счет создания оптимальной конструкции посредством внедрения теплового моста спиралеобразного типа.The task is to create a compact heat exchanger in a given volume with the required characteristics, by creating an optimal design through the introduction of a spiral-type thermal bridge.

Технический результат заключается в создании температурного поля с более высоким градиентом температуры. Конструкция позволяет значительно повысить КПД теплообменного аппарата за счет увеличения площади взаимодействия сред.The technical result consists in creating a temperature field with a higher temperature gradient. The design makes it possible to significantly increase the efficiency of the heat exchanger by increasing the area of media interaction.

Отопительный радиатор конвектор содержит верхний и нижний трубчатые коллекторы, связанные рядом вертикальных теплообменных труб, содержащих в себе тепловые мосты спиралевидного типа.The heating radiator convector contains the upper and lower tubular collectors, connected by a number of vertical heat-exchange pipes containing spiral-type thermal bridges.

Согласно изобретению теплообменные трубы, используемые в ребре отопительного радиатора, имеют в своей конструкции тепловой мост спиралевидного типа, соединяющий нагреваемую и нагревающую среды непосредственно и позволяющий интенсифицировать теплообмен за счет увеличения площади взаимодействия сред.According to the invention, the heat exchange pipes used in the heating radiator fin have in their design a spiral-type thermal bridge connecting the heated and heating media directly and allowing to intensify heat transfer by increasing the media interaction area.

Дополнительным техническим результатом является компактность и улучшенная пропускная способность протекания среды.An additional technical result is compactness and improved throughput of the medium.

Было обнаружено явление, позволяющее увеличить теплоотдачу с поверхности нагрева без увеличения температуры теплоносителя.A phenomenon has been discovered that makes it possible to increase heat transfer from the heating surface without increasing the temperature of the coolant.

Решение заключается в увеличении площади взаимодействия поверхности теплообмена с нагревающей средой, за счет создания оптимальной конструкции теплообменного аппарата на основе внедрения спиралеобразного типа.The solution is to increase the area of interaction of the heat exchange surface with the heating medium, by creating an optimal design of the heat exchanger based on the introduction of a spiral type.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1. Секция отопительного радиатора с теплообменной трубой, содержащей в себе теплообменный мост спиралевидного типа.Fig. 1. Section of a heating radiator with a heat exchange pipe containing a heat exchange bridge of a spiral type.

Фиг. 2. Вид на соединение секций радиатора между собой.Fig. 2. View of the connection of the radiator sections to each other.

Фиг. 3. Общий вид отопительного радиатора из двух секций.Fig. 3. General view of a two-section heating radiator.

Фиг. 4. Теплообменная труба с пересекающим ее тепловым мостом спиралевидного типа.Fig. 4. Heat-exchange tube with a helical-type thermal bridge crossing it.

Фиг. 5. Теплообменная труба в продольном разрезе.Fig. 5. Heat exchange tube in longitudinal section.

Фиг. 6. Теплообменная труба в вертикальном рабочем положении.Fig. 6. Heat exchange tube in vertical working position.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Обозначения на чертежах:Designations on the drawings:

1 - секция отопительного радиатора;1 - heating radiator section;

2 - теплообменная труба;2 - heat exchange pipe;

3 - колено секционное;3 - sectional elbow;

4 - секционная муфта;4 - sectional clutch;

5 - втулка секционной муфты;5 - sectional clutch bushing;

6 - заглушка на секционной муфте;6 - plug on the sectional coupling;

7 - тепловой мост спиралевидного типа;7 - thermal bridge of a spiral type;

8 - секция;8 - section;

9 - отверстие;9 - hole;

10 - канал;10 - channel;

11 - пластина.11 - plate.

Секция отопительного радиатора 1 состоит из двух теплообменных труб 2 соединенных между собой секционными коленами 3, которые в свою очередь соединены секционной муфтой 4 (фиг 1). Данные секции радиатора 1 объединяются в радиатор посредством соединения секционных муфт 4 втулкой секционной муфты 5 (фиг 2). В местах, где соединения секционных муфт 4 между собой отсутствует, а также нет подвода теплоносителя, там устанавливается заглушка 6 (фиг. З).The section of the heating radiator 1 consists of two heat exchange pipes 2 interconnected by sectional elbows 3, which in turn are connected by a sectional coupling 4 (Fig. 1). These sections of the radiator 1 are combined into a radiator by connecting the sectional couplings 4 with the sleeve of the sectional coupling 5 (Fig. 2). In places where there is no connection between the sectional couplings 4, and there is no coolant supply, a plug 6 is installed there (Fig. 3).

Теплообменную трубу 2 пересекает тепловой мост спиралевидного типа 7 (фиг. 4) по ее длине, разделяя ее на секции 8 (фиг. 5). Тепловой мост спиралевидного типа 7, пересекает теплообменную трубу 2 насквозь. Тепловой мост спиралевидного типа 7 представляет собой спиралевидный винт, растянутый вдоль тепловой трубы 2, с предпочтительным шагом от 0 до d, где d - диаметр трубы. Грани теплового моста спиралевидного типа 7 наиболее предпочтительно располагать под углом от 0° до 90° к оси тепловой трубы 1.The heat exchange pipe 2 is crossed by a spiral-type thermal bridge 7 (Fig. 4) along its length, dividing it into sections 8 (Fig. 5). Thermal bridge spiral type 7, crosses the heat exchange tube 2 through. The helical type thermal bridge 7 is a helical screw stretched along the heat pipe 2 with a preferred pitch of 0 to d, where d is the pipe diameter. The edges of the helical type thermal bridge 7 are most preferably positioned at an angle of 0° to 90° to the axis of the heat pipe 1.

В продольном разрезе (фиг. 5) теплообменная труба 2 и тепловой мост спиралевидного типа 7 образуют условно отверстие 9, образованное между частями теплового моста спиралевидного типа 7. Таким образом, секция 8 образована тепловым мостом спиралевидного типа 7 и фрагментом теплообменной трубы 2. Тепловой мост спиралевидного типа 7 расположен, по отношению к теплообменной трубе 2 таким образом, что формируют отверстие 9, которое образовывает канал 10. Отверстие 9, фактически является сечением канала 10 и может принимать любой вид. То есть его геометрия может быть выполнена таким образом, чтобы дополнительно увеличить площадь взаимодействия нагреваемой средой с нагревающей средой.In a longitudinal section (Fig. 5), the heat exchange tube 2 and the helical type thermal bridge 7 conventionally form a hole 9 formed between the parts of the helical type thermal bridge 7. Thus, section 8 is formed by the helical type thermal bridge 7 and a fragment of the heat exchange tube 2. Thermal bridge helical type 7 is positioned, with respect to the heat exchange tube 2, in such a way that an opening 9 is formed which forms a channel 10. The opening 9 is in fact a section of the channel 10 and can take any form. That is, its geometry can be made in such a way as to further increase the area of interaction between the heated medium and the heating medium.

Кроме того, секция 8, полученная делением теплообменной трубы 2 тепловым мостом спиралевидного типа 7, содержит в себе каналы 10 для движения среды. Среда движется по каналу 10, омывая поверхность одной части теплового мост спиралевидного типа 7 и часть теплообменной трубы 2. Данные секции 8 соединяют каналы 10 вдоль теплового моста спиралевидного типа 7.In addition, the section 8, obtained by dividing the heat exchange tube 2 by a helical-type thermal bridge 7, contains channels 10 for the movement of the medium. The medium moves along the channel 10, washing the surface of one part of the helical-type thermal bridge 7 and part of the heat-exchange tube 2. These sections 8 connect the channels 10 along the helical-type thermal bridge 7.

Движение среды в секции 8 происходит по каналу 10 ограниченному тепловым мостом спиралевидного типа 7 в одном направлении, а при переходе в другую секцию 8 тепловой мост спиралевидного типа 7 направляет среду дальше по направлению движения среды через отверстие 9. Таким образом, нагревающая среда соприкасается с тепловым мостом спиралевидного типа 7 внутри теплообменной трубы 2.The movement of the medium in section 8 occurs along the channel 10 limited by the helical-type thermal bridge 7 in one direction, and when moving to another section 8, the helical-type thermal bridge 7 directs the medium further in the direction of the medium movement through the hole 9. Thus, the heating medium comes into contact with the thermal spiral type bridge 7 inside the heat exchange tube 2.

Поэтому создается увеличенная площадь взаимодействия потока среды с тепловым мостом спиралевидного типа 7 за счет его спиралевидного вида, что в свою очередь увеличивает интенсификация теплообменного процесса, через тепловой мост спиралевидного типа 7 во внешнюю среду.Therefore, an increased area of interaction of the medium flow with the helical-type thermal bridge 7 is created due to its helical type, which in turn increases the intensification of the heat exchange process through the helical-type thermal bridge 7 into the external environment.

Поверхность теплового моста спиралевидного типа 7 и теплообменной трубы 2 в свою очередь взаимодействуют с охлаждаемой средой в пространстве. Причем внешние грани теплового моста спиралевидного типа 7 выступают за поверхностью теплообменной трубы 2 в виде пластины 11 (фиг. 6).The surface of the helical type thermal bridge 7 and the heat exchange tube 2, in turn, interact with the cooled medium in space. Moreover, the outer edges of the helical-type thermal bridge 7 protrude beyond the surface of the heat exchange tube 2 in the form of a plate 11 (Fig. 6).

Сущность изобретения заключается в том, что увеличивается эффективная площадь взаимодействия нагревающей среды с охлаждаемой средой через увеличенную площадь поверхности теплообменного аппарата, полученную за счет внедрения тепловых мостов спиралеобразного типа 7, вдоль которых по каналу 10 проходит нагревающая среда. Основываясь на основных принципах теплопередачи, созданная конструкция повышает интенсивность теплового потока во внешнюю среду, за счет использования теплового моста спиралевидного типа 7 в качестве рабочего органа по передаче тепла.The essence of the invention lies in the fact that the effective area of interaction of the heating medium with the cooled medium increases through the increased surface area of the heat exchanger, obtained by introducing helical-type thermal bridges 7, along which the heating medium passes through the channel 10. Based on the basic principles of heat transfer, the created design increases the intensity of heat flow to the external environment by using a spiral-type thermal bridge 7 as a working body for heat transfer.

Такая конструкция позволяет значительно повысить КПД теплообменного аппарата за счет увеличения площади взаимодействия сред внутри и снаружи теплообменного аппарата.This design makes it possible to significantly increase the efficiency of the heat exchanger by increasing the area of interaction between the media inside and outside the heat exchanger.

Именно использование теплового моста спиралевидного типа 7 в качестве передаточного звена между нагревающей и нагреваемой средой увеличивает интенсификацию теплообмена между ними. Повышается интенсивность теплоотдачи с охлаждаемой поверхности теплообменного аппарата в сторону нагреваемой среды.It is the use of a helical-type thermal bridge 7 as a transmission link between the heating and heated medium that increases the intensification of heat transfer between them. The intensity of heat transfer from the cooled surface of the heat exchanger towards the heated medium increases.

Claims (1)

Отопительный радиатор, образованный сборкой из секций, каждая из которых включает в себя теплообменную трубу с тепловым элементом, отличающийся тем, что тепловой элемент, представляющий собой спиралевидное винтовое тело, соосное теплообменной трубе, выполнен в виде винтовой пластины, одновременно выступающей как тепловой мост, пересекающей поверхность тепловой трубы по ее длине, выступающей гранями за пределы поверхности трубы в обе стороны от нее, разделяющей поверхность теплообменной трубы на секции и обеспечивающей возможность движения среды по спирали вдоль внутренней поверхности теплообменной трубы и по поверхности теплового моста.A heating radiator formed by an assembly of sections, each of which includes a heat exchange pipe with a thermal element, characterized in that the thermal element, which is a helical helical body coaxial to the heat exchange pipe, is made in the form of a screw plate, simultaneously acting as a thermal bridge, crossing surface of the heat pipe along its length, protruding with its edges beyond the pipe surface on both sides of it, dividing the surface of the heat exchange pipe into sections and providing the possibility of movement of the medium in a spiral along the inner surface of the heat exchange pipe and along the surface of the thermal bridge.
RU2022105825A 2022-03-04 Sectional radiator containing helical thermal bridge RU2795639C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2795639C1 true RU2795639C1 (en) 2023-05-05

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1058096A1 (en) * 1982-06-11 1983-11-30 Организация П/Я В-8466 Sealed package for electronic equipment
SU1749680A1 (en) * 1989-11-20 1992-07-23 Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики Air cooling condenser
WO2006055916A2 (en) * 2004-11-18 2006-05-26 Allan Stikeleather Heat exchanger tube and method of making
RU2529765C1 (en) * 2010-07-16 2014-09-27 Эвапко, Инк. Evaporation heat exchange device with coil from ribbed elliptical pipe assembly
RU178529U1 (en) * 2017-02-13 2018-04-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Heat exchanger element recuperator thermal bridge
RU180366U1 (en) * 2016-03-17 2018-06-08 Александр Александрович ЛОБАЧ RADIATOR
RU188272U1 (en) * 2018-11-14 2019-04-04 Наиль Закуанович Галиванов HEAT EXCHANGE PIPE WITH PROFILED RIBS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1058096A1 (en) * 1982-06-11 1983-11-30 Организация П/Я В-8466 Sealed package for electronic equipment
SU1749680A1 (en) * 1989-11-20 1992-07-23 Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики Air cooling condenser
WO2006055916A2 (en) * 2004-11-18 2006-05-26 Allan Stikeleather Heat exchanger tube and method of making
RU2529765C1 (en) * 2010-07-16 2014-09-27 Эвапко, Инк. Evaporation heat exchange device with coil from ribbed elliptical pipe assembly
RU180366U1 (en) * 2016-03-17 2018-06-08 Александр Александрович ЛОБАЧ RADIATOR
RU178529U1 (en) * 2017-02-13 2018-04-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Heat exchanger element recuperator thermal bridge
RU188272U1 (en) * 2018-11-14 2019-04-04 Наиль Закуанович Галиванов HEAT EXCHANGE PIPE WITH PROFILED RIBS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4368777A (en) Gas-liquid heat exchanger
CN101818999B (en) Pulsating heat pipe heat-transfer device for low grade heat energy utilization
KR20110083996A (en) Double-piped heat exchanger
CN104197612B (en) A kind of high efficiency and heat radiation assembly of semiconductor freezer
RU2795639C1 (en) Sectional radiator containing helical thermal bridge
JP7484074B2 (en) Heat exchanger and hot water device equipped with same
CN207797806U (en) A kind of special pipe wing heat exchanger
KR100666871B1 (en) A heat exchanger
CN212030284U (en) Modular salt melting sleeve heat exchanger structure with expansion joint
WO2008078211A1 (en) A heat exchanger
CN209279737U (en) A kind of three runner spiral wound tube type heat exchangers
KR101321989B1 (en) A fin heat exchanger by heat transfer between spiral channel and double pipe
CN202648477U (en) Radiation type high temperature heat-exchanger
KR100740698B1 (en) Header pipe for heat exchanger
KR20130117898A (en) Heat exchange pipe and heat exchanger having the same
CN206094994U (en) Bushing type pre -heater
CN109253636A (en) A kind of three runner spiral wound tube type heat exchangers
KR100575278B1 (en) A tube for heat exchange with a capillary-type heat pipe
KR20050116067A (en) Heat exchanger
CN216815133U (en) Plate heat exchanger
CN211651313U (en) Heat exchanger adopting heat exchange tubes with high heat exchange area
CN219265060U (en) Cold trap adopting H-shaped finned tube
CN212567026U (en) Heat exchanger
RU2799161C1 (en) Heat exchanger
KR100332300B1 (en) Oil cooler