SK285012B6 - Jednotka výmenníka tepla - Google Patents

Abstract

Jednotka výmenníka tepla sa používa v plynovom ohrievači vody. Obsahuje trubice a rebrovanie, pričom trubice (1) sú plošne oválne a majú dve ploché časti a dve zaoblené časti a rebrá (3) sú umiestnené na najmenej jednej plochej časti (4). Plošné oválne trubice (1) sú vzájomne umiestnené tak, že zaoblená časť (2) trubice (1) sa dotýka zaoblenej časti (2) susednej trubice (1).

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka jednotky výmenníka tepla použitej v plynovom ohrievači vody, kde dochádza ku zdokonalenej výmene tepla vo výmenníku bez rizika zrážania pár.

Doterajší stav techniky

V britskej patentovej prihláške 2. 016. 135 je opísaný výmenník tepla vhodný na použitie v plynových ohrievačoch vody. Jeho súčasťou je prietoková trubica odolná proti korózii, vyrobená z medi s priletovaným rebrami na prenos tepla. Vonkajší povrch prietokovej trubice je rovnomerne pokrytý vrstvou medi a bronzu (obzvlášť na miestach, kde je priletované rebrovanie). Rebrovanie je vyhotovené z plátov ocele pokrytých chrómom spolu so stabilným titánom alebo stabilným nióbom. Vyústenia trubíc v rebrovaní sú prednostne vybavené golierčekmi, ktoré sú nasadené na trubice, a ktorými je rebrovanie pevne priletované na trubice.

V dokumente EP 545 954 je opísaný plynový ohrievač vody s množstvom prietokových trubíc vedených nad vývodom spaľovaných plynov. Prietokové trubice sú zavedené do rebrovania, ktorého rebrá sú vybavené množstvom otvorov, ktorých vzájomná vzdialenosť zodpovedá rozmiestneniu trubíc. Tie vyúsťujú na obidvoch koncoch do vodných komôr. Trubice aj rebrá sú umiestnené na nosiči, ktorého horná vertikálna časť je vybavená výčnelkami, zapustenými do otvorov v druhom rebre od konca. K prvému rebru je pripevnený druhý nosič, ku ktorému sú upevnené ďalšie časti ohrievača.

V uvedených dokumentoch sú prietokové trubice vybavené výmenníkovými rebrami, ktoré sú paralelne umiestncnc tak, aby medzerami medzi nimi mohol prúdiť spálený plyn. Prietokové trubice majú kruhový prierez s rebrami prstencovito navinutými na povrchu trubíc. Trubice s rebrami potrebujú vzhľadom na svoje usporiadanie značný priestor, takže na rýchle ohriatie vody musí byť jednotka výmenníka tepla v plynovom ohrievači značne objemná. Plynový vodný ohrievač je navyše vzhľadom na objemnú jednotku výmenníka pomerne ťažký.

Riešenie podľa patentového spisu CH č. 438645 sa týka plynového ohrievača vody s telesom, cez ktorý prúdia horúce plyny vytvorené v horáku. Teleso má v hornej časti výmeník tepla, ktorý obsahuje oválne trubice s rebrami, pričom rebrá sú vyrobené zo zvlnených pásov. Oválne trubice sú navzájom umiestnené tak, že medzi dvomi trubicami je jedno rebro a zohriata voda prúdi späť do spodnej časti plynového ohrievača vody. Oválne trubice nie sú tak vo vzájomnom kontakte.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky sú do značnej miery odstránené konštrukciou ľahšej a skladnejšej jednotky výmenníka tepla na použitie v plynovom ohrievači vody, obsahujúcej trubice a rebrovanie, pričom trubice sú plošne oválne a majú dve ploché časti a dve zaoblené časti a rebrá sú umiestnené na najmenej jednej plochej časti, ktorej podstata spočíva v tom, žc plošne oválne trubice sú vzájomne umiestnené tak, že zaoblená časť trubice sa dotýka zaoblenej časti trubice susednej.

Vo výhodnom uskutočnení má rebro podobu zvlneného pruhu.

Výhodné je, keď plošne oválna trubica je rovnako ako rebro vyrobená z kovu, uprednostňuje sa napríklad hliník, hliníkové zliatiny, meď alebo zliatiny medi, a to tak, že plošne oválna trubica i rebrovanie sú z toho istého materiálu alebo z materiálov odlišných.

Trubice a rebrovanie v jednotke výmenníka podľa tohto vynálezu nemajú kruhový prierez, trubice na prietok ohrievanej vody sú preto výhodne umiestnené jedna tesne vedľa druhej a jednotka výmenníka tepla je teda menšia a ľahšia ako v uvedených prípadoch doterajšieho stavu techniky.

Vo výhodnom uskutočnení tohto vynálezu je plošne oválna trubica vybavená rebrami na oboch plochých častiach obvodového povrchu, zaoblené časti povrchu sa ale rebrovania nedotýkajú. Plošne oválne trubice s rebrami priliehajúcimi k plochých častiam obvodu sú umiestnené jedna vedľa druhej tak, že zaoblené časti trubíc bez rebier sú tesne vedľa seba. Pri inštalácii dvoch alebo viacerých plošne oválnych trubíc (s rebrami priliehajúcimi k plochým častiam povrchu) v tej istej rovine vedľa seba, tvoria rebrá priliehajúce k plochým častiam trubíc v podstate rovnomerný povrch na prenos tepla na oboch stranách trubíc s rebrami.

Pri použití plošne oválnych trubíc s rebrami priliehajúcimi k plochým častiam povrchov týchto trubíc vo vodnom plynovom ohrievači, je horúci plyn spaľovaný v horáku nútený pretekať po v podstate rovnomernom povrchu na prenos tepla po obidvoch stranách trubíc. Tento horúci plyn zahrieva rebrá priliehajúce k plochým častiam trubíc, od rebier sa zahrejú tieto trubice a od nich sa nakoniec zahreje voda cirkulujúca v týchto trubiciach.

Prenos tepla v jednotke výmenníka tepla podľa tohto vynálezu je lepší ako podľa doterajšieho stavu techniky, pretože plošne oválne trubice majú lepšiu kapacitu vnútorného prenosu tepla ako okrúhle trubice s rovnakým objemom vnútorného povrchu. Plošne oválne trubice môžu byť ďalej umiestnené tesnejšie vedľa seba ako trubice okrúhle. Táto malá vzdialenosť medzi plošne oválnymi trubicami umožňuje použitie tenšieho rebrovania ako v doterajšom stave techniky a súčasne umožňuje väčšiu hustotu rebier. Väčšia hustota rebier zvyšuje plochu prenosu tepla a napriek tomu - vzhľadom na tenšie rebrá - znižuje hmotnosť jednotky výmenníka tepla.

Vďaka konštrukcii s v podstate rovnomernými povrchmi prenosu tepla v jednotke výmenníka tepla podľa tohto vynálezu je rozdelenie tepla zo spracovaného plynu tiež v podstate rovnomerné, čo umožňuje zdokonalenie celkovej výmeny tepla bez rizika vzniku kondenzátu.

V jednotke výmenníka tepla podľa tohto vynálezu prebieha obeh ohrievanej vody na menšej ploche ako v doterajšom stave techniky, pretože vzhľadom na umiestnenie rebier na povrchu plošne oválnych trubíc sú tieto trubice vzájomne umiestnené tesnejšie vedľa seba. Pretože v podstate rovnomerné povrchy výmeny tepla po oboch stranách plošne oválnych trubíc zlepšujú celkovú výmenu tepla, je samotná jednotka výmenníka tepla v plynovom ohrievači menšia a ľahšia ako podľa doterajšieho stavu techniky. Plynový vodný ohrievač s jednotkou výmenníka tepla podľa tohto vynálezu má takto širšie pole využitia.

Pretože plyny spaľované v ohrievači vody podľa tohto vynálezu umožňujú kvalitnejšie šírenie tepla, je taktiež možné v jednotlivých častiach výmenníka použiť rôznu hustotu rebier.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie znázornený na priloženom obrázku, kde je schematicky uvedená časť tepelného článku z výhodného uskutočnenia vynálezu pri bočnom pohľade.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obrázku sú plošne oválne trubice l umiestnené vedľa seba tak, že zaoblená časť 2 trubice 1 sa dotýka zaoblenej časti 2 susednej trubice 1. Rebrá 3 pod oboma plochými časťami 4 obvodu plošne oválnych trubíc 1 tvoria na oboch stranách trubíc 1 v podstate zhodné povrchy na prenos tepla.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Jednotka výmenníka tepla na použitie v plynovom ohrievači vody, obsahujúca trubice a rebrovanie, pričom trubice (1) sú plošne oválne a majú dve ploché časti a dve zaoblené časti a rebrá (3) sú umiestnené na najmenej jednej plochej časti (4), vyznačujúca sa tým, že plošne oválne trubice (1) sú vzájomne umiestnené tak, že zaoblená časť (2) trubice (1) je v kontakte so zaoblenou časťou (2) susednej trubice (1).
2. 2. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1, v y značujúca sa tým, že rebro (3) má podobu zvlneného pruhu.
3. 3. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že plošne oválna trubica (1) je z medi.
4. 4. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že plošne oválna trubica (1) je zo zliatiny medi.
5. 5. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že plošne oválna trubica (1) je z hliníka.
6. 6. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že plošne oválna trubica (1) je zo zliatiny hliníka.
7. 7. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa t ý m, že rebro (3) je z medi.
8. 8. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že rebro (3) je zo zliatiny medi.
9. 9. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že rebro (3) je z hliníka.
10. 10. Jednotka výmenníka tepla podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že rebro (3) je zo zliatiny hliníka.