RU42099U1

RU42099U1 - HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU42099U1
Application number: RU2004104698/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Анисимов
Original assignee: Анисимов Владимир Иванович
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2004-11-20

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к области теплотехники и может быть использовано для более эффективного обогрева жилых и производственных помещений. Теплообменник содержит зигзагообразную трубу с прямолинейными и изогнутыми участками и с выводами для подключения к тепловой сети и набор нагреваемых элементов, расположенный на внешних поверхностях участков зигзагообразной трубы, причем каждый из нагреваемых элементов выполнен в виде двух пластин прямоугольной формы с углублением, выполненным по продольной оси в плоскости каждой пластины прямоугольной формы и с центральной продольной прорезью, выполненной в углублении каждой пластины прямоугольной формы и соединенных между собой своими внешними краями, при этом нагреваемые элементы соединены между собой по внешним краям прорезей углублений, с образованием между нагреваемыми элементами внутренних сообщающихся полостей для заполнения теплопроводной жидкостью, а зигзагообразная труба расположена внутри прорезей углублений пластин прямоугольной формы набора нагреваемых элементов, закрытого боковыми торцевыми крышками. Технический результат, достигаемый предлагаемым теплообменником, заключается в увеличении поверхности теплоотдачи нагреваемых элементов без значительных потерь тепла теплоносителя, при сохранении размеров теплообменника и в расширении арсенала технических средств.The proposed technical solution relates to the field of heat engineering and can be used for more efficient heating of residential and industrial premises. The heat exchanger contains a zigzag pipe with straight and curved sections and with leads for connecting to the heat network and a set of heated elements located on the outer surfaces of the sections of the zigzag pipe, each of the heated elements made in the form of two rectangular plates with a recess made along the longitudinal axis in the plane of each rectangular-shaped plate and with a central longitudinal slot made in the recess of each rectangular-shaped plate and interconnected with their outer edges, while the heated elements are interconnected along the outer edges of the slots of the recesses, with the formation of internal communicating cavities between the heated elements to fill with a heat-conducting fluid, and the zigzag tube is located inside the slots of the recesses of the rectangular plates of the set of heated elements, closed by the side end caps. The technical result achieved by the proposed heat exchanger is to increase the heat transfer surface of the heated elements without significant heat loss of the heat carrier, while maintaining the dimensions of the heat exchanger and expanding the arsenal of technical means.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области теплотехники и может быть использовано для более эффективного обогрева жилых и производственных помещений.The proposed technical solution relates to the field of heat engineering and can be used for more efficient heating of residential and industrial premises.

Аналогичные технические решения известны см., например, заявку на изобретение ФРГ №3131737, которое содержит следующую совокупность существенных признаков:Similar technical solutions are known, see, for example, the application for the invention of Germany No. 3131737, which contains the following set of essential features:

зигзагообразную трубу с прямолинейными и изогнутыми участками, подсоединенную своими концами к тепловой сети; a zigzag pipe with straight and curved sections, connected at its ends to a heat network;

набор нагреваемых элементов, выполненных в виде пластин оребрения, установленных своими отверстиями и прорезями, выполненными в пластинах оребрения, на внешних поверхностях участков зигзагообразной трубы.a set of heated elements made in the form of fins, installed with their holes and slots made in the fins, on the outer surfaces of the sections of the zigzag pipe.

Общими признаками предлагаемого технического решения и вышеохарактеризованного аналога являются:Common features of the proposed technical solution and the above-described analogue are:

зигзагообразная труба с прямолинейными и изогнутыми участками и с выводами для подсоединения к тепловой сети;zigzag pipe with straight and curved sections and with leads for connection to a heating network;

набор нагреваемых элементов, установленных на внешних поверхностях участков зигзагообразной трубы. Технический результат, который невозможно достичь вышеохарактеризованным аналогом заключается в увеличении поверхности теплоотдачи нагреваемых элементов, без значительных потерь тепла теплоносителя, при сохранении размеров теплообменника и в расширении арсенала технических средств.a set of heated elements mounted on the outer surfaces of the sections of the zigzag pipe. The technical result that cannot be achieved by the above-described analogue is to increase the heat transfer surface of the heated elements, without significant heat loss of the heat carrier, while maintaining the dimensions of the heat exchanger and expanding the arsenal of technical means.

Причиной невозможности достижения технического результата, указанного выше является то, что увеличение поверхности теплоотдачи возможно осуществить путем увеличения размеров и числа пластин, выполняющих роль нагреваемых элементов, на нагревание которых расходуется значительная часть тепла теплоносителя и которая не принимает участия в нагревании окружающего воздуха в помещении, а просто теряется.The reason for the impossibility of achieving the technical result indicated above is that it is possible to increase the heat transfer surface by increasing the size and number of plates that act as heated elements, the heating of which consumes a significant part of the heat carrier fluid and which does not take part in the heating of the ambient air in the room, and just lost.

Известно также аналогичное техническое решение см., патент Российской Федерации №2084796, который выбран в качестве прототипа и который содержит следующую совокупность существенных признаков:A similar technical solution is also known, see, patent of the Russian Federation No. 2084796, which is selected as a prototype and which contains the following set of essential features:

- зигзагообразную трубу с прямолинейными и изогнутыми участками, подсоединенную своими свободными концами к тепловой сети;- a zigzag pipe with straight and curved sections connected with its free ends to the heating network;

- набор нагреваемых элементов, выполненных в виде пластин оребрения, расположенных своими отверстиями и прорезями, выполненными в пластинах оребрения, на внешних поверхностях участков зигзагообразной трубы. Общими признаками предлагаемого решения и прототипа являются:- a set of heated elements made in the form of fins, located with their holes and slots made in the fins, on the outer surfaces of the sections of the zigzag pipe. Common features of the proposed solution and prototype are:

- зигзагообразная труба с прямолинейными и изогнутыми участками и с выводами для подключения к тепловой сети;- a zigzag pipe with straight and curved sections and with leads for connection to a heating network;

- набор нагреваемых элементов, расположенных на внешних поверхностях участков зигзагообразной трубы.- a set of heated elements located on the outer surfaces of the sections of the zigzag pipe.

Технический результат, который невозможно достичь прототипом заключается в увеличении поверхности теплоотдачи нагреваемых элементов, без значительных потерь тепла «теплоносителя, при сохранении размеров теплообменника и в расширении арсенала технических средств.The technical result that cannot be achieved by the prototype is to increase the heat transfer surface of the heated elements, without significant heat loss of the “coolant, while maintaining the dimensions of the heat exchanger and expanding the arsenal of technical means.

Причиной невозможности достижения технического результата, указанного в прототипе является то, что увеличение поверхности теплоотдачи возможно осуществить путем увеличения размеров и числа пластин, выполняющих роль нагреваемых элементов, на нагревание которых расходуется значительная часть тепла теплоносителя и которая не принимает участия в нагревании окружающего воздуха, а просто теряется.The reason for the inability to achieve the technical result indicated in the prototype is that an increase in the heat transfer surface can be achieved by increasing the size and number of plates acting as heated elements, the heating of which consumes a significant part of the heat carrier fluid and which does not take part in the heating of the surrounding air, but simply is lost.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача по созданию теплообменников, имеющих более эффективное нагревание воздуха в жилых и производственных помещениях, является актуальной на сегодняшний день.Given the characteristics and analysis of known similar technical solutions, we can conclude that the task of creating heat exchangers having more efficient heating of air in residential and industrial premises is relevant today.

Технический результат, указанный выше достигается тем, что в теплообменнике, содержащем зигзагообразную трубу с прямолинейными и изогнутыми участками и с выводами для подключения к тепловой сети и набор нагреваемых элементов, расположенный на внешних поверхностях участков зигзагообразной трубы, при этом каждый из нагреваемых элементов выполнен в виде двух пластин прямоугольной формы с углублением, выполненным по продольной оси в плоскости каждой пластины прямоугольной формы и с центральной продольной The technical result indicated above is achieved in that in a heat exchanger containing a zigzag pipe with straight and curved sections and with leads for connecting to a heat network and a set of heated elements located on the outer surfaces of the sections of the zigzag pipe, each of the heated elements is made in the form two rectangular-shaped plates with a recess made along the longitudinal axis in the plane of each rectangular-shaped plate and with a central longitudinal

прорезью, выполненной в углублении каждой пластины прямоугольной формы и соединенных между собой своими внешними краями, при этом нагреваемые элементы соединены между собой по внешним краям прорезей углублений, с образованием между нагреваемыми элементами внутренних сообщающихся полостей для заполнения теплопроводной жидкостью, а зигзагообразная труба расположена внутри прорезей углублений пластин прямоугольной формы набора нагреваемых элементов, закрытого боковыми торцевыми крышками.a slot made in the recess of each plate of rectangular shape and interconnected by their external edges, while the heated elements are interconnected along the outer edges of the grooves of the recesses, with the formation of internal communicating cavities between the heated elements to fill the heat-conducting fluid, and the zigzag tube is located inside the grooves of the recesses rectangular-shaped plates of a set of heated elements, closed with side end caps.

Выполнение и установка нагреваемых элементов, как указано выше, позволяет при прохождении теплоносителя от теплосети через зигзагообразную трубу осуществить ее нагревание и передать тепло от ее нагретой внешней поверхности через контактные участки зигзагообразной трубы и нагреваемых элементов непосредственно к нагреваемым элементам и обеспечить при этом нагревание, как самих нагреваемых элементов, так и находящейся внутри нагреваемых элементов теплопроводной жидкости, которая нагреваясь до температуры, практически, равной температуре теплоносителя обеспечивает, в свою очередь, нагревание более значительных по площади внешних поверхностей нагреваемых элементов, а они обеспечивают нагревание воздуха, и за счет перемещения нагретых слоев воздуха внутри обогреваемого помещения, осуществить более эффективное его нагревание, так как тепло теплоносителя практически без каких-либо потерь используется на нагрев теплопроводной жидкости и нагреваемых элементов, чего не происходит в прототипе. В этом и проявляется достижение технического результата, указанного выше.The implementation and installation of the heated elements, as described above, allows the heating medium to pass through the zigzag pipe and pass heat from its heated external surface through the contact sections of the zigzag pipe and the heated elements directly to the heated elements, while heating as they themselves heated elements, and located inside the heated elements of a heat-conducting fluid, which is heated to a temperature practically equal to the temperature The heat carrier round, in turn, ensures heating of the outer surfaces of the heated elements, which are more significant in area, and they provide heating of the air, and by moving the heated layers of air inside the heated room, make it more efficient to heat, since the heat of the coolant is practically without any loss is used to heat the heat-conducting fluid and the heated elements, which does not happen in the prototype. This is the achievement of the technical result indicated above.

Предлагаемый теплообменник поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на фиг.1 изображен теплообменник, на фиг 2 и 3 изображены пластины нагреваемых элементов и их вид сбоку. The proposed heat exchanger is illustrated by the following description and drawings, where Fig. 1 shows a heat exchanger, Figs 2 and 3 show plates of heated elements and their side view.

Теплообменник содержит:The heat exchanger contains:

- зигзагообразную трубу - 1 с прямолинейными - 2 и изогнутыми - 3 участками, подсоединенную своими концами к тепловой сети - 4;- a zigzag pipe - 1 with rectilinear - 2 and curved - 3 sections, connected at its ends to the heating network - 4;

- набор нагреваемых элементов - 5, расположенный на внешних поверхностях участков зигзагообразной трубы - 1, каждый из нагреваемых элементов - 5 выполнен в виде двух пластин - 6, 7 прямоугольной формы с углублением - 8 и 9, выполненным по продольной оси в плоскости каждой пластины прямоугольной формы - 6 и 7 и с центральной продольной прорезью - 10 и 11, выполненной в углублении 8 и 9 каждой пластины - 6 и 7 прямоугольной формы и соединенных между собой своими внешними краями. При этом сами - a set of heated elements - 5, located on the outer surfaces of the sections of the zigzag pipe - 1, each of the heated elements - 5 is made in the form of two plates - 6, 7, rectangular shape with a recess - 8 and 9, made along the longitudinal axis in the plane of each rectangular plate shapes - 6 and 7 and with a central longitudinal slot - 10 and 11, made in the recess 8 and 9 of each plate - 6 and 7 of a rectangular shape and interconnected by their outer edges. At the same time

нагреваемые элементы - 5 соединены между собой по внешним краям прорезей - 10, 11 углублений - 8, 9, с образованием между нагреваемыми элементами - 5 внутренних сообщающихся полостей, для заполнения их теплопроводной жидкостью - 12. При чем зигзагообразная труба - 1 расположена внутри прорезей - 10, 11 углублений - 8, 9 пластин - 6, 7 прямоугольной формы набора нагреваемых элементов - 5; heated elements - 5 are interconnected along the outer edges of the slots - 10, 11 recesses - 8, 9, with the formation of 5 interconnected cavities between the heated elements - to fill them with a heat-conducting liquid - 12. Moreover, the zigzag pipe - 1 is located inside the slots - 10, 11 recesses - 8, 9 plates - 6, 7 of a rectangular shape of a set of heated elements - 5;

- левую боковую торцевую крышку - 13, установленную и закрепленную на левой боковой торцевой поверхности набора нагреваемых элементов - 5 и обеспечивающей закрытие прорези - 10 для предотвращения вытекания теплопроводной жидкости - 12 из внутренних полостей нагреваемых элементов - 5 наружу; правую боковую торцевую крышку - 14, установленную и закрепленную своими отверстиями, на внешних участках поверхностей концов зигзагообразной трубы - 1, а своими краями на правой боковой торцевой поверхности набора нагреваемых элементов - 5 и обеспечивающей закрытие прорези - 11 для предотвращения вытекания теплопроводной жидкости - 12 из внутренних полостей нагреваемых элементов - 5 наружу;- the left side end cover - 13, mounted and fixed on the left side end surface of the set of heated elements - 5 and providing the closure of the slot - 10 to prevent leakage of heat-conducting fluid - 12 from the internal cavities of the heated elements - 5 out; the right side end cover - 14, mounted and secured with its holes, on the outer parts of the surfaces of the ends of the zigzag pipe - 1, and with its edges on the right side end surface of the set of heated elements - 5 and providing the closing of the slot - 11 to prevent leakage of the heat-conducting fluid - 12 from internal cavities of heated elements - 5 outward;

- пробку - 15, выполненную в верхней части боковой поверхности крайнего нагреваемого элемента - 5 для обеспечения закрытия внутренней полости набора нагреваемых элементов - 5 после ее заполнения теплопроводной жидкостью - 12.- plug - 15, made in the upper part of the lateral surface of the extreme heated element - 5 to ensure that the inner cavity of the set of heated elements - 5 is closed after it is filled with heat-conducting liquid - 12.

Технология сборки теплообменника заключается в следующем. Через отверстия, выполненные в правой крышке - 14 пропускают концы зигзагообразной трубы - 1 и сваривают, например, лазерной сваркой между собой внутренние края отверстий правой крышки - 14 и участки внешней поверхности зигзагообразной трубы - 1. Устанавливают первую пластину - 7 своей прорезью - 11 на участки внешней поверхности зигзагообразной трубы - 1, направляя углубление - 9 с прорезью - 11 в сторону правой крышки - 14 и сваривают внешние края правой крышки - 14 с областью, прилегающей к прорези - 11 первой пластины. Затем устанавливают вторую пластину - 6 своей прорезью - 10 на участки внешней поверхности зигзагообразной трубы - 1, направляя внутреннюю полость углубления - 8 с прорезью - 10 в сторону внутренней полости углубления - 9 первой пластины - 7, совмещая и сваривая The heat exchanger assembly technology is as follows. The ends of the zigzag pipe - 1 are passed through the holes made in the right cover - 14 and welded, for example, by laser welding between themselves the inner edges of the holes of the right cover - 14 and the sections of the outer surface of the zigzag pipe - 1. Install the first plate - 7 with its slot - 11 on sections of the outer surface of the zigzag pipe - 1, guiding the recess - 9 with the slot - 11 toward the right cover - 14 and weld the outer edges of the right cover - 14 with the area adjacent to the slot - 11 of the first plate. Then install the second plate - 6 with its slot - 10 on the sections of the outer surface of the zigzag pipe - 1, directing the inner cavity of the recess - 8 with the slot - 10 towards the inner cavity of the recess - 9 of the first plate - 7, combining and welding

между собой внешние боковые края первой и второй пластины - 7 и 6. После этого устанавливают третью пластину - 7 своей прорезью - 11 на участки внешней поверхности зигзагообразной трубы - 1, направляя углубление - 9 с прорезью - 11 в сторону углубления - 8 с прорезью - 10 второй пластины - 6, совмещая и сваривая между собой внутренние края прорезей - 10 и 11 второй - 6 и третьей пластины - 7 и т.д. К области, прилегающей к прорези - 10 последней пластины - 6 приваривают края левой крышки - 13 и получают таким образом набор загерметизированных нагреваемых элементов - 5 с сообщающимися между собой своими внутренними полостями.between themselves, the outer lateral edges of the first and second plates are 7 and 6. After that, install the third plate - 7 with its slot - 11 on the sections of the outer surface of the zigzag pipe - 1, directing the recess - 9 with the slot - 11 towards the recess - 8 with the slot - 10 of the second plate - 6, combining and welding together the inner edges of the slots - 10 and 11 of the second - 6 and the third plate - 7, etc. To the area adjacent to the slot - 10 of the last plate - 6, the edges of the left cover - 13 are welded and thus receive a set of sealed heated elements - 5 with their internal cavities communicating with each other.

После этого открывают пробку - 15 и заливают во внутренние полости нагреваемых элементов - 5 теплопроводную жидкость - 12, например, тосол. Закрывают пробкой - 15 отверстие для подачи теплопроводной жидкости - 12 во внутренние полости нагреваемых элементов - 5 и получают готовый к эксплуатации теплообменник.After that, open the cork - 15 and fill in the internal cavities of the heated elements - 5 heat-conducting liquid - 12, for example, antifreeze. Close the stopper - 15 hole for supplying heat-conducting fluid - 12 into the internal cavity of the heated elements - 5 and get a heat exchanger ready for use.

Предлагаемый теплообменник работает следующим образом. Поступающий теплоноситель с выхода теплосети - 4 в зигзагообразную трубу - 1 осуществляет ее нагревание и передает тепло от нагретой внешней поверхности через контактные участки зигзагообразной трубы - 1 и нагреваемых элементов - 5 непосредственно к нагреваемым элементам - 5 и к теплопроводной жидкости - 12. В результате чего происходит нагревание, как самих нагреваемых элементов - 5 так находящейся внутри нагреваемых элементов - 5 теплопроводной жидкости - 12, которая нагревается до температуры, практически равной температуре теплоносителя и обеспечивает, в свою очередь, нагревание более значительных по площади внешних поверхностей нагреваемых элементов - 5, а они обеспечивают нагревание воздуха и за счет перемещения нагретых слоев воздуха внутри обогреваемого помещения, осуществляют эффективное его нагревание.The proposed heat exchanger operates as follows. The incoming coolant from the outlet of the heat network - 4 to the zigzag pipe - 1 carries out its heating and transfers heat from the heated outer surface through the contact sections of the zigzag pipe - 1 and the heated elements - 5 directly to the heated elements - 5 and to the heat-conducting liquid - 12. As a result, there is heating, both of the heated elements themselves - 5 so located inside the heated elements - 5 heat-conducting fluid - 12, which is heated to a temperature almost equal to the temperature of the coolant and about espechivaet, in turn heating the greater area of heated element outer surfaces - 5, and they are used for air heating and by moving the heated air layers inside a heated room, efficient heating it is carried out.

Таким образом, предлагаемый теплообменник позволяет снизить потери тепла теплоносителя, которые в аналогичных технических решениях используются на нагревание пластин оребрения, значительно увеличить поверхность теплоотдачи нагреваемых элементов без увеличения размеров самого теплообменника и повысить тем самым эффективность обогревания жилых и производственных помещений, поэтому предлагаемый теплообменник займет достойное место среди известных теплообменников.Thus, the proposed heat exchanger allows you to reduce heat loss of the coolant, which in similar technical solutions are used to heat the fins, to significantly increase the heat transfer surface of the heated elements without increasing the size of the heat exchanger and thereby increase the heating efficiency of residential and industrial premises, therefore, the proposed heat exchanger will take its rightful place among famous heat exchangers.

Claims

A heat exchanger containing a zigzag pipe with straight and curved sections and with leads for connecting to a heat network and a set of heated elements located on the outer surfaces of the sections of a zigzag pipe, characterized in that each of the heated elements is made in the form of two rectangular plates with a recess made along the longitudinal axis in the plane of each rectangular-shaped plate and with a central longitudinal slot made in the recess of each rectangular-shaped plate and connected interconnected by their outer edges, while the heated elements are interconnected along the outer edges of the slots of the recesses, with the formation of internal communicating cavities between the heated elements to fill with heat-conducting fluid, and the zigzag pipe is located inside the slots of the recesses of the rectangular plates of a set of heated elements, closed by the side end lids.