SE463943B

SE463943B - HEAT TRANSMISSION DEVICE WHICH ELASTIC HEAT TRANSMISSION LINK WITH CONNECTOR IS FITTED IN A CIRCULATION CHANNEL'S WALL, WHICH THE SINGLE ELEMENT'S LOT OF EARTH MOVES IN THE MEDIA FLOW

Info

Publication number: SE463943B
Application number: SE8403612A
Authority: SE
Inventors: J Lang; G Schertz; K Fieback
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1991-02-11
Also published as: AT387457B; BG46415A1; SE8403612L; ATA169184A; SE8403612D0; DE3418335C2; DE3418335A1; DD230630A3; JPH0581837B2; SU1478026A1; CS256935B1; FR2548771A1; FR2548771B3; JPS6089684A

Description

463 943 2 de, tekniskt ekonomiskt tillämpningsbar lösningsvariant för allmängiltig användbarhet hör för närvarande icke till teknikens ståndpunkt. 463 943 2 the, technically economically applicable solution variant for universal usability is not currently part of the technology position.

Uppfinningen har till syfte att erbjuda en värmeöverförings- anordning som när den begagnas i flytande, starkt förorenade värmekällemedier, alltid skall kunna hållas helt funktionsduglig och i motsats till hittills kända principlösningar, med mycket enkla och tillförlitliga medel skall ge effektiva användnings- möjligheter. Värmeöverföringsanordningen utmärker sig genom såväl stabila som förbättrade värmeöverföringsprestanda liksom genom väsentligt lägre tillverknings-, material- och underhállskost- nader.The object of the invention is to provide a heat transfer device which when used in liquid, heavily contaminated heat source media, must always be able to be kept fully functional and in contrast to hitherto known principle solutions, with much simple and reliable means shall provide efficient possibility. The heat transfer device is distinguished by both stable as well as improved heat transfer performance as well as through significantly lower manufacturing, material and maintenance costs nader.

Till grund för uppfinningen ligger enligt ovannämnda syften uppgiften att så utforma en värmeöverföringsanordning att å ena sidan igensättningar i strömningskanalen eller värmekällemediets genomströmningsområde, liksom skorpbildningar eller igensätt- ningar av värmeöverföringsanordningens kontaktytor till följd av grova föroreningar är i det närmaste uteslutna samtidigt som till storleken små partiklar inte skall medföra några långvariga avlagringar. Vidare skall allmänt erbjudas möjlighet till användning i icke förorenade, måttligt förorenade och starkt förorenade värmekällemedier under förutsättningen att goda värmeöverföringsprestanda uppnås och framförallt skall i trots av ofta förekommande nivåändringar i värmekällemediets genom- strömningskanaler, exempelvis avloppsrör, konstanta.överförings- förhållanden erhållas. Det väsentligaste realiseringskravet består därvid i att hålla den genom värmeöverföringsanordningen framkallade tryckförlusten i värmekällemediets genomströmnings- kanal så liten som möjligt genom motsvarande utformning av värmeöverföringselementen.The basis of the invention is according to the above-mentioned objects the task of designing a heat transfer device on the one hand side blockages in the flow channel or heat source medium flow area, as well as crusts or clogging of the contact surfaces of the heat transfer device as a result of gross contaminants are virtually excluded at the same time as to the size of small particles should not cause any prolonged deposits. Furthermore, the opportunity to be offered in general use in non-polluted, moderately polluted and heavily contaminated heat source media provided good heat transfer performance is achieved and above all must in spite of frequent level changes in the heat source medium's flow channels, for example drain pipes, constant. conditions are obtained. The most important realization requirement consists in holding it through the heat transfer device caused the pressure loss in the flow source of the heat source medium channel as small as possible by corresponding design of the heat transfer elements.

Värmeöverföringsanordningen enligt uppfinningen är avsedd för indirekt värmeöverföring mellan ett förorenat värmeavgivande medium och ett värmeupptagande medium och innefattar dels värmeöverföringselement som är anordnade i genomströmningsknalen, 465 943 3 för det strömmande, förorenade, värmeavgivande mediet dels anslutningsdon som är anordnade i genomströmningskanalens vägg och i den ena änden av varje värmeöverföringselement. Det för uppfinningen utmärkande är att varje värmeöverföringselement är elastiskt och innefattar en enda eller ett flertal slingliknande strömningskanaler och att den ände av värmeöverföringselementet till vilken det värmeupptagande mediet från nämnda anslutningsdon strömmar fram, vänder och strömmar tillbaka är anordnad fritt rörligt i strömningsriktningen för det värmeavgivande mediet inuti genomströmningskanalen.The heat transfer device according to the invention is intended for indirect heat transfer between a contaminated heat emitter medium and a heat-absorbing medium and comprises partly heat transfer elements arranged in the flow channel, 465 943 3 for the flowing, polluted, heat-emitting medium partly connectors arranged in the wall of the flow channel and at one end of each heat transfer element. It because The characteristic of the invention is that each heat transfer element is elastic and comprises a single or a plurality of loop-like flow channels and that the end of the heat transfer element to which the heat-absorbing medium from said connector flows forward, turns and flows back are arranged freely moving in the flow direction of the heat dissipating medium inside the flow channel.

Vid en första principiell variant är värmeöverföringselementet, som endast har en elastisk strömningskanal med anslutningsdon vid båda de fria ändarna ansluten till en central framfördelare liksom till en. returfördelare. Fram- och :returfördelare för värmekällemediet anordnas härvid i eller utanför den värmekälle- mediet innehållande genomströmningskanalen och är utförda som komplicerad beståndsdel av ett på enkelt sätt tillverkningsbart värmeöverföringsaggregat.In a first principal variant, the heat transfer element, which has only one elastic flow channel with connectors at both free ends connected to a central front distributor as well as to one. return distributor. Front and back distributor for the heat source medium is hereby arranged in or outside the heat source the medium containing the flow channel and are designed as complicated component of a easily manufacturable heat transfer unit.

Den andra grundmässiga.utföringsvarianten, vid.vilken det böjliga värmeöverföringselementet innehåller ett flertal elastiska, till ettkanalknippeellerkanalförbandsammansattaströmningskanaler, har vid en fri ände anslutningsdon och vid den andra änden inbördes kortslutna strömningskanaler för värmebelastningens värmemediums framströmning och returströmning. Strömnings- kanalerna är med fördel anordnade intill varandra, företrädesvis i ett vertikal- eller horisontalplan, varvid kanalanordningen är utformad som ett enhetligt och matrialmässigt homogent element, varjämte kanalerna för uppnående av längre livslängd är fram- ställda av plastmaterial med olika vävinlägg. Huvudsakligen kommer härvid ifråga i ett plan bredvid varandra på bandliknande sätt anordnade två-, tre- eller fyrkanaliga värmeöverförings- element. Särskilt begagnas med tanke på en avsedd värmeåtervin- ning från värmekällemedier av föränderliga nivåer eller ringa strömningsaktivitet emellertid företrädesvis ett trekanaligt värmeöverföringselement med mellan fram- och returkanalerna 463 945 4 innesluten blindkanal, som innehåller ett till värmekällan och värmemediet anpassat medium med bestämd tjocklek. Den därmed uppnåeliga svävförmàgan med ständigt samma utgàngsmaterial för värmeöverföringselementen och den samtidigt som skyddsàtgärd med avseende på en värmeenergetisk inverkan av värmemediefram- och returströmningen fungerande1nedieinneslutningen utgör väsentliga medel för konstanta och allmänt förbättrade värmeöverföringsför- hållanden. Det kan emellertid även anses lämpligt att eftersträva en svävförmåga inom med värmekällmedium helt uppfyllda ström- ningskanaler för undvikande av alltför stora friktionskraftskom- ponenter till följd av annars därutöver verkande lyftkrafter mellan. kanalväggar' och 'värmeöverföringselement. Förutom till följd av flexibiliteten och den speciella utformningen av värmeöverföringselementen fria rörelsen hos och den därmed förbundna optimala sjävreningseffekten för värmeöverförings- elementens kontaktytor liksom värmekällemässigt och vad gäller värmeutnyttjandet hänvisas även till följande fördelar: På grund av värmeöverföringselementens fria rörelse eller dessa elements utslag i riktningen för det minsta motståndet erhålles minsta möjliga hydrauliska motstånd eller tryckförluster.The second basic.experience variant, at which the flexible the heat transfer element contains a plurality of elastic, to a channel bundle or channel interconnected flow channels, has at one free end connector and at the other end mutually short-circuited flow channels for the heat load heating medium flow and return flow. Flow the channels are advantageously arranged next to each other, preferably in a vertical or horizontal plane, the channel device being designed as a uniform and materially homogeneous element, and the channels for achieving longer service life are made of plastic material with different fabric inserts. Mainly in this case in a plane next to each other on a strip-like surface two-, three- or four-channel heat transfer devices element. In particular, in view of an intended heat recovery from heat source media of varying levels or low flow activity, however, preferably a three-channel one heat transfer element with between the return and return ducts 463 945 4 enclosed blind duct, which contains one to the heat source and the heating medium adapted medium of a fixed thickness. It thus achievable buoyancy with always the same starting material for the heat transfer elements and it at the same time as a protective measure with with respect to a heat energy effect of heating medium production and the return flow functioning1nedie containment constitutes essential means for constant and generally improved heat transfer attitudes. However, it can also be considered appropriate to strive for a buoyancy within currents completely filled with heat source medium channels to avoid excessive frictional forces components as a result of otherwise additional lifting forces between. duct walls 'and' heat transfer elements. In addition to due to the flexibility and the special design of the heat transfer elements free movement of and the thus associated optimal seawater purification effect for heat transfer the contact surfaces of the elements as well as in terms of heat source and in terms of heat utilization is also referred to the following benefits: Due to the free movement of the heat transfer elements or these element deflection in the direction of the least resistance is obtained minimum hydraulic resistance or pressure loss.

Reningseffekten kan vidare i avsevärd mån förbättras genom ytförändring till följd av kortvarig tryckminskning eller -ökning, i första hand i värmemediets strömningskanaler.The purification effect can also be significantly improved by surface change due to short-term pressure drop or increase, primarily in the flow channels of the heating medium.

Härigenom möjliggöres ibland även en avskiljning av de minsta partiklarna, mellan vilka relativt stora kohesionskrafter verkar och vilka även utvecklar mycket höga adhesionskrafter i samman- hang med värmeöverföringselementens material.This sometimes also makes it possible to separate the smallest ones the particles, between which relatively large cohesive forces act and which also develop very high adhesion forces in depend on the material of the heat transfer elements.

Den genom temperaturskillnader uppstáende värmespänningen och den av de strömningsbetingade belastningarna härledda normal- och tangentialspänningarna kan elimineras på optimalt sätt på grund av de böjliga värmeöverföringselementens fria rörlighet. Genom val av i motsvarande mån beständiga material för värmeöverför- ingselementen är även intensivt utnyttjande av aggressiva, kemiska förorenade värmekällemedier möjliga. 'x 465 943 Utföringsexempel på uppfinningen förklaras närmare i det följ ande med hänvisning till bifogade ritningar.The thermal voltage resulting from temperature differences and the of the flow-related loads derived normal and the tangential voltages can be optimally eliminated due to of the free movement of the flexible heat transfer elements. Through selection of correspondingly durable materials for heat transfer elements are also intensive use of aggressive, chemically contaminated heat source media possible. 'x 465 943 Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail in the following with reference to the accompanying drawings.

Fig. l fig. 2 fig. 3 fig. 4 fig. 5 fig. 6 fig. 7 fig. 8 fig. 9 är en snittvy av en värmeöverföringsanordning enligt uppfinningen med längs och i strömningskanalen _anordnade värmeöverföringselement med fria ändar, är en snittvy av ett värmeöverföringselement från planet I-I i fig. l, är en snittvy av en värmeöverföringsanordning enligt uppfinningen med radiellt i strömningskanalen anordnade värmeöverföringselement med fria ändar, är en snittvy av strömningskanalen från planet II-II i fig. 3, är en snittvy av en värmeöverföringsanordning enligt uppfinningen med radiella och hårnálsformigt i strömningskanalen anordnade värmeöverföringselement utan fria ändar, är en snittvy av strömningskanalen från planet III-III i fig. 5, är en snittvy av en värmeöverföringsanordning enligt uppfinningen med cirkelbågformigt i strömningskanalen anordnade värmeöverföringselement utan fria ändar, är en snittvy av strömningskanalen från planet IV-IV i fig. 7, är en snittvy av en värmeöverföringsanordning enligt uppfinningen med längs strömningskanalen anordnade värmeöverföringselement utan fria ändar, 463 943 6 fig. 10 är en snittvy av strömningskanalen fràn planet V-V i fig. 9, fig. ll är en snittvy av en värmeöverföringsanordning enligt uppfinningen med längs en delad strömningskanal anordnade värmeöverföringselement med fria ändar, fig. 12 är en snittvy av strömningskanalen från planet VI-VI i fig. 11, fig. 13 är en snittvy av en värmeöverföringsanordning enligt uppfinningen med i en avsättnings- eller förràdsbe- hállarevertikaltanordnadevärmeöverföringselementmed fria ändar, fig. 14 visar ett tvàkanaligt värmeöverföringselement med fria ändar enligt uppfinningen, fig. 15 är ett trekanaligt värmeöverföringselement med fria ändar enligt uppfinningen, och fig. 16 är ett fyrkanaligt värmeöverföringselement med fria ändar enligt uppfinningen.Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 is a sectional view of a heat transfer device according to the invention along and in the flow channel Arranged heat transfer elements with free ends, is a sectional view of a heat transfer element from planet I-I in Fig. 1, is a sectional view of a heat transfer device according to the invention with radially arranged in the flow channel heat transfer elements with free ends, is a sectional view of the flow channel from plane II-II in Fig. 3, is a sectional view of a heat transfer device according to invention with radial and hairpin-shaped i heat transfer elements arranged on the flow channel without free ends, is a sectional view of the flow channel from plane III-III in Fig. 5, is a sectional view of a heat transfer device according to invention with circular arc in the flow channel arranged heat transfer elements without free ends, is a sectional view of the flow channel from the plane IV-IV in Fig. 7, is a sectional view of a heat transfer device according to the invention with arranged along the flow channel heat transfer elements without free ends, 463 943 6 Fig. 10 is a sectional view of the flow channel from the plane V-V i Fig. 9, Fig. 11 is a sectional view of a heat transfer device according to the invention along a divided flow channel arranged heat transfer elements with free ends, Fig. 12 is a sectional view of the flow channel from the plane VI-VI in Fig. 11, Fig. 13 is a sectional view of a heat transfer device according to the invention is included in a sales or storage holding vertically arranged heat transfer elements with free ends, Fig. 14 shows a two-channel heat transfer element with free ends according to the invention, Fig. 15 is a three-channel heat transfer element with free ends according to the invention, and Fig. 16 is a four-channel heat transfer element with free ends according to the invention.

Väremöverföringsanordningen enligt uppfinningen består vad gäller enskildheterna av ett flertal värmeöverföringselement 1, som å sin sida innehåller strömningskanaler för värmemedieretur- och -framströmning 2, 3 liksom exempelvis en blindkanal 4 med innesluten luft, ett skyddsrör 5 för förhindrande av större, av strömningen betingade böjningsbelastningar, anslutningsdon 6 för àstadkommande av förbindelse mellan strömningskanalerna för värmemediets retur- och framströmning 2, 3 och de vid hàllarflän- sen 9 på omslutande sätt anbragta ringkanalerna 7, 8 för värmemediets retur- och framströmning samt motsvarande fläns- förskruvningar 10 för fästande av hàllarflänsen 9 i genomström- ningskanalen ll för värmekällemediet. Värmeöverföringselementen l med en fri ände och med vid den andra änden anbragta an- Û*- 465 943 7 slutningsdon 6 begagnas enligt fig. 2, 14, 15 och 16 företrädes- vis såsom bandliknande två-, tre- eller fyrkanalelement, varvid den elementutformning, som skall väljas, skall anordnas med avseende på maximala värmeöverföringsytor. Utnyttjandet av centriskt eller koncentriskt i varandra införda kanaler är härvid likaledes enzrealiserbar möjlighet. Några ytterligare fördelakti- ga anordningsmöjligheter av värmeöverföringselementen 1 anges närmare i fig. 3, 11 och 13, varvid i stället för de i avsätt- nings- eller förrådsbehållaren vertikalt uppifrån och nedåt ledande värmeöverföringselementen 1 även olika, icke visade horisontella eller rumsliga fastsättningsvarianter är tänkbara.The heat transfer device according to the invention consists in terms of the details of a plurality of heat transfer elements 1, such as å its side contains flow channels for heating medium return and -flow 2, 3 as well as for example a blind channel 4 with entrapped air, a protective tube 5 for preventing larger, of flow conditional bending loads, connector 6 for establishing a connection between the flow channels for the return and forward flow of the heating medium 2, 3 and those at the holding flange then 9 in an enclosing manner arranged the ring channels 7, 8 for the return and forward flow of the heating medium and the corresponding flange fittings 10 for fixing the holding flange 9 in the flow-through duct ll for the heat source medium. The heat transfer elements l with a free end and with an application placed at the other end Û * - 465 943 7 closure 6 is used according to Figs. 2, 14, 15 and 16 preferably. such as band-like two-, three- or four-channel elements, wherein the element design to be selected shall be provided with with respect to maximum heat transfer surfaces. The exploitation of centrally or concentrically interlocking channels are here likewise a realizable possibility. Some additional benefits The device possibilities of the heat transfer elements 1 are indicated in more detail in Figs. 3, 11 and 13, whereby instead of the storage or storage container vertically from top to bottom conductive heat transfer elements 1 also different, not shown horizontal or spatial attachment variants are conceivable.

En likaledes icke visad anordningstyp har som kännetecken, att värmeöverföringselementen l kan införas via exempelvis i avloppskanaler för övrigt existerande reningsstudsar eller - öppningar och då kan fylla sin funktion flytande parallellt med avloppskanalen.A type of device (not shown) is characterized in that the heat transfer elements 1 can be introduced via, for example, i drainage channels for other existing treatment pipes or - openings and then can fulfill its function floating in parallel with the sewer.

Värmeöverföringselementen 12 med vid båda ändarna befintliga anslutningsdon 6 är enligt fig. 5, 7 och 9 installerade såsom enkanalelement eller bandliknande flerkanalelement. Vid det i fig. 5 visade exemplet är även en. med 90° vriden utförbar anordning av värmeöverföringselementen 12 möjlig. Likaledes kan dessa element grundmässigt finna användning i ett motsvarande användningsområde i en i fig. 13 visad avsättnings- eller förrådsbehållare 13. Om den i fig. ll visade strömningskanalens ll Y-form ändras till en X-form, kan då även medelst värmeöver- föringselement 12 åstadkommas en genomgående, vågrät anordning i strömningskanalen ll.The heat transfer elements 12 are present at both ends connectors 6 are installed according to Figs. 5, 7 and 9 as single-channel elements or band-like multi-channel elements. At that in Fig. 5 is also an example. with 90 ° rotated executable arrangement of the heat transfer elements 12 possible. Likewise can these elements basically find use in a corresponding area of use in a deposit or shown in Fig. 13 storage container 13. If the flow channel shown in Fig. 11 11 Y-shape is changed to an X-shape, can then also by means of heat transfer guide element 12, a continuous, horizontal device is provided in the flow channel ll.

Härtill är med avseende på de visade exempelvarianterna med överföringselement 1 att anmärka, att den maximalt möjliga krökningsradien för de böjliga elementen är mindre än vad som visas för det föreliggande öppna strömningstvärsnittet, då annars vid ogynnsamma, turbulenta strömningar de enskilda elementen eventuellt kan utsättas för knutbildning. Vid kritiska an- vändningsfall är det i förkommande fall lämpligt att begagna snör- eller repliknande eller andra lämpliga distandon.In addition, with regard to the example variants shown, this is included transfer element 1 to note, that the maximum possible the radius of curvature of the flexible elements is smaller than that is displayed for the present open flow cross section, otherwise in case of unfavorable, turbulent currents the individual elements may be subject to knot formation. In the case of critical In such cases, it is appropriate to use string-like or replica-like or other suitable distands.

Claims

465 945 8 CLAIMS Heat transfer device for indirect heat transfer between a contaminated heat-emitting medium (M) and a heat-absorbing medium, comprising heat transfer elements arranged in the flow channel (II) for the flowing, contaminated, heat-emitting medium (6) and the wall of the flow channel (11) and at one end of each heat transfer element, characterized in that each heat transfer element (1) is elastic and comprises a single or a plurality of loop-like flow channels (2, 3), which the heat-absorbing medium from said connector and that the end of the heat transfer element to (6) flows forward, turns and flows back is arranged freely movable in the flow direction of the heat emitting medium (M) inside the flow channel (11).