SU1666912A1

SU1666912A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: SU1666912A1
Application number: SU894730879A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Михайлович Марченко; Владимир Михайлович Богданов; Валерий Андреевич Моргун; Федор Федорович Молодкин; Иосиф Матвеевич Болдак; Евгений Евгеньевич Врублевский; Евгений Николаевич Супранович
Original assignee: Институт Тепло-И Массообмена Им.А.В.Лыкова
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1991-07-30

Abstract

Изобретение может быть использовано дл утилизации тепловой энергии. Цель изобретени - интенситфикаци теплообмена между средами. Каналы 3 и 4 дл нагреваемой и охлаждаемой сред разделены перегородкой 2, в которой установлены тепловые трубы 5. Испарители и конденсаторы тепловых труб 5 введены соответственно в каналы 4 и 3 на различную величину, увеличивающуюс по ходу движени сред. В каналах 3 и 4 установлены шиберы 6, 7, оси 8 которых расположены в зоне концов тепловых труб 5, имеющих наибольшую длину. Плоскости шиберов 6, 7 в одном из крайних положений примыкают к концам тепловых труб 5, а в другом - к стенке соответствующего канала 3 и 4. На оси 8 каждого шибера 6, 7 установлена втулка, а шиберы 6, 7 выполнены по крайней мере из двух пластин, одна из которых прикреплена к оси 8, а друга - к втулке. Оси 8 и втулки могут быть снабжены автономными приводами. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.The invention can be used to recover thermal energy. The purpose of the invention is to intensify heat exchange between media. Channels 3 and 4 for the heated and cooled media are separated by a partition 2 in which heat pipes 5 are installed. The evaporators and condensers of heat pipes 5 are introduced into channels 4 and 3 by a different amount, increasing along the movement of the media. In channels 3 and 4 gates 6, 7 are installed, the axes 8 of which are located in the zone of the ends of heat pipes 5 having the greatest length. The planes of the gates 6, 7 in one of the extreme positions are adjacent to the ends of the heat pipes 5, and in the other to the wall of the corresponding channel 3 and 4. On the axis 8 of each gate 6, 7 there is a sleeve, and the gates 6, 7 are made of two plates, one of which is attached to the axis 8, and the other to the sleeve. Axis 8 and bushings can be equipped with independent drives. 2 hp ff, 5 ill.

Description

Изобретение относитс к теплообмен- ным аппаратам и может быть использовано в различных отрасл х промышленности дл утилизации тепловой энергии. The invention relates to heat exchangers and can be used in various industries for the utilization of thermal energy.

Целью изобретени вл етс интенсификаци теплообмена.The aim of the invention is to intensify heat transfer.

На фиг.1 представлен теплообменник, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.З, на фиг,5 - сечение Г-Г на фиг.З.Figure 1 shows the heat exchanger, a general view; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z - section bb in figure 1; in Fig. 4, section BB is shown in Fig. 3; in Fig. 5, section G-D in Fig. 3.

Теплообменник содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на каналы 3 и 4 соответственно дл нагреваемой и охпажда- емой сред. В перегородке 2 установлены тепловые трубы 5, испарители которых расположены в канале 4 охлаждаемой среды, аThe heat exchanger comprises a housing 1 divided by a partition 2 into channels 3 and 4, respectively, for heated and cooled media. In the partition 2 installed heat pipes 5, the evaporators of which are located in the channel 4 of the cooled medium, and

конденсаторы - в канале 3 нагреваемой среды . При этом испарители и конденсаторы тепловых труб 5 введены в соответствующие каналы 4 и 3 на различную величину, увеличивающуюс по ходу движени среды . В каналах 3 и 4 установлены шиберы 6 и 7, оси 8 которых расположены в зоне концов тепловых труб 5, имеющих наибольшую длину. Плоскости шиберов б, 7 в одном из крайних положений примыкают к концам тепловых труб 5, а в другом - к стенке соответствующего канала 3 и 4. На оси 8 каждого шибера 6 и 7 установлена втулка 9, а шиберы 6 и 7 выполнены по крайней мере из двух пластин 10 и 11, од на из которых 10 прикреплена к оси 8, а друга 11 - к втупке 9. Оси 8 и втулки 9 шиберов 6 и 7 снабженыcondensers - in channel 3 of the heated medium. At the same time, the evaporators and condensers of the heat pipes 5 are introduced into the corresponding channels 4 and 3 by a different amount, increasing as the medium moves. In channels 3 and 4 gates 6 and 7 are installed, the axes 8 of which are located in the zone of the ends of heat pipes 5 having the greatest length. The planes of the gates b, 7 in one of the extreme positions are adjacent to the ends of the heat pipes 5, and in the other to the wall of the corresponding channel 3 and 4. On the axis 8 of each gates 6 and 7 there is a sleeve 9, and the gates 6 and 7 are at least from two plates 10 and 11, one of which 10 is attached to the axis 8, and the other 11 - to the insert 9. The axes 8 and the sleeves 9 of the gates 6 and 7 are supplied

ОABOUT

оabout

ON ОON Oh

юYu

автономными приводами 12 и 13. В канале 3 нагреваемой среды установлены датчики 14 температуры, функционально св занные с приводами 12 и 13 шиберов 6 и 7.Autonomous drives 12 and 13. Sensors 14 of temperature are installed in channel 3 of the heated medium, functionally connected with drives 12 and 13 of gates 6 and 7.

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Гор чие газы подаютс в канал 4 охлаждаемой среды, а холодный воздух - в канал 3 нагреваемой среды. Если шиберы 6 и 7 в обоих каналах 3 и 4 закрыты, то концы тепловых труб в зонах за шиберами 6 и 7 будут обдуватьс средами с меньшей скоростью, следствием чего вл етс некоторое снижение интенсивности теплообмена в указанных зонах. Поскольку перепад давлений в каналах 3 и 4 при этом максимальный, то данный режим работы соответствует меньшим расходам теплообменивающихс сред. В режиме работы теплообменника с закрытыми шиберами 6 и 7 обеспечиваетс достаточно высока эффективность его работы за счет установки испарителей и конденсаторов тепловых труб на разной высоте от перегородки 2 и прилегани плоскостей шиберов 6 и 7 к концам тепловых труб 5.При этом организуютс плавно расшир ющиес по ходу движени сред каналы 3 и 4.The hot gases are supplied to the channel 4 of the medium to be cooled, and the cold air is fed to the channel 3 of the medium to be heated. If the gates 6 and 7 in both channels 3 and 4 are closed, the ends of the heat pipes in the zones behind the gates 6 and 7 will be blown with media at a lower speed, resulting in a slight decrease in the heat exchange rate in these zones. Since the pressure drop in channels 3 and 4 is maximum, this mode of operation corresponds to lower consumption of heat exchanging media. In the operation mode of the heat exchanger with closed gates 6 and 7, the efficiency of its operation is ensured by installing evaporators and heat pipe condensers at different heights from the partition 2 and adjoining the planes of the gates 6 and 7 to the ends of the heat pipes 5. At the same time as the media moves, channels 3 and 4.

Шиберы 6 и 7 открывают, поворачива ось 8 и втулку 9 или то и другое одновременно . При этом пластины 10, прикрепленные к оси 8, и пластины 11, прикрепленные к втулке 9, поворачиваютс , открыва доступ сред к концам тепловых труб 5, расположенных за шиберами 6 и 7.Shibera 6 and 7 open, turning the axis 8 and the sleeve 9, or both. In this case, the plates 10, attached to the axis 8, and the plates 11, attached to the sleeve 9, rotate, opening access of the media to the ends of the heat pipes 5 located behind the gates 6 and 7.

Если поворачивают пластины 10 и 11 шибера 7, расположенные в канале 4 охлаждаемой среды, то происходит снижение давлени , перераспределение скоростей движени среды по зонам канала 4 и повышение температуры стенки тепловых труб 5, расположенных в крайних по ходу среды р дах,If the plates 10 and 11 of the gate 7 are turned, located in the channel 4 of the cooled medium, then the pressure decreases, the velocity of the medium moves over the zones of the channel 4 and the temperature of the heat pipe walls 5 located in the outermost rows

Так как при открытии шиберов 6 и 7 уменьшаетс гидравлическое сопротивление соответственно в каналах 3 и 4, то может быть увеличен расход сред. Поскольку часть среды с начальной температурой, мину первые р ды тепловых труб, проходит по наклонным зазорам вдоль шиберов 6 и 7 непосредственно к тепловым трубам 5 за ос ми 8, то температура тепловых труб 5 в последних р дах повышаетс . Следствием этого вл етс предотвращение обмерзани , либо прекращение выделени влаги из сред (прекращение сернокислотной коррозии ). В описанных экстремальных режимах работы не произойдет резкого уменьшени передаваемой тепловой мощности, а также снижени эффективности теплообменника, если полностью открывать одну или несколько пластин 10 и 11 вместо частичного открыти шиберов 6 и 7. В этом случае за открытыми пластинами 10 или 11 образуютс несколько потоков теплоносителей, увеличивающих по своим направлени м температуры тепловых труб 5 и предотвращающих обледенение или сернокислотную коррозию в этих зонах. Закрыва открытые ранее пластины 10, 11 и открыва соседниеSince when opening the gates 6 and 7 the hydraulic resistance decreases in the channels 3 and 4, respectively, the flow rate of the media can be increased. Since a part of the medium with the initial temperature, the first row of heat pipes, passes through inclined gaps along the gates 6 and 7 directly to the heat pipes 5 behind the axes 8, the temperature of the heat pipes 5 in the last rows increases. The consequence of this is to prevent freezing or stop the release of moisture from the media (cessation of sulfuric acid corrosion). In the described extreme modes of operation, there will not be a sharp decrease in the transferred thermal power, as well as a decrease in the efficiency of the heat exchanger, if one or several plates 10 and 11 are fully opened instead of partially opening the gates 6 and 7. In this case, several heat transfer fluids , increasing in their direction the temperature of heat pipes 5 and preventing icing or sulfuric acid corrosion in these zones. Closing the previously opened plate 10, 11 and open neighboring

0 с ними пластины, можно поочередно устран ть обмерзание труб 5 при достаточно высокой мощности и эффективности работы теплообменника.With these plates, it is possible to alternately eliminate the freezing of pipes 5 with a sufficiently high power and efficiency of the heat exchanger.

Когда в канале 4 пластины 10 открыты,When in channel 4 the plates 10 are open,

5 пластины 11 закрыты, а в канале 3, наоборот , пластины 10 закрыты, а 11 - открыты, что предотвращает обмерзание или сернокислотную коррозию при достаточно высокой эффективности работы теплообменника5 plates 11 are closed, and in channel 3, on the contrary, plates 10 are closed, and 11 are open, which prevents frosting or sulfuric acid corrosion at a sufficiently high efficiency of the heat exchanger

0 и повышенных расходах сред. При этом гидравлические сопротивлени обоих каналов 3 и 4 не превыс т оптимальных значений.0 and increased costs n— In this case, the hydraulic resistance of both channels 3 and 4 does not exceed the optimal values.

В зависимости от температуры поступающей в теплообменник среды подбираютDepending on the temperature of the medium entering the heat exchanger,

5 наиболее оптимальный режим работы теплообменника . Оптимизаци режима может происходить автоматически, если на ось в и втулку 9 установить автономные приводы 12 и 13, которые св заны с датчиками 145 the most optimal mode of operation of the heat exchanger. Optimization of the mode can occur automatically if autonomous drives 12 and 13 are connected to the axis in and the sleeve 9, which are connected to sensors 14

0 температуры, установленными в канале 3 нагреваемой среды.0 temperature set in the channel 3 of the heated medium.

Использование изобретени позвол ет обеспечить регулирование скорости среды в каналах 3 и 4 теплообменника и за счетThe use of the invention allows to control the speed of the medium in the channels 3 and 4 of the heat exchanger and due to

5 этого интенсифицировать процесс теплообмена при измен ющихс услови х эксплуатации .5 of this, to intensify the process of heat exchange under changing operating conditions.

Кроме того, по вл етс возможность за счет повышени температуры крайних поIn addition, it is possible by increasing the temperature of the extreme

0 ходу среды р дов тепловых труб 5 предотвращать сернокислотную коррозию тепловых труб 5 в канале 4 охлаждаемой среды или обмерзание тепловых труб в зимний период в канале 3 нагреваемой среды, при0 to the medium flow of heat pipes 5 to prevent sulfuric acid corrosion of heat pipes 5 in channel 4 of the cooled medium or freezing of heat pipes in winter in channel 3 of the heated medium,

5 сохранении достаточно высокой интенсивности теплообмена.5 maintaining a sufficiently high intensity of heat transfer.

Claims

Claim 1. Heat exchanger containing channels for heated and cooled media separated by a partition with heat pipes installed in it, the evaporators of which are located in the channel of the medium to be cooled, and the condensers in the channel of the heated medium, in the last of which there is a gate, and the condensers introduced

5 into the indicated channel by a different amount in the course of the medium movement, which differs from that. what. In order to intensify heat exchange, heat pipe evaporators are introduced into the channel of the cooled medium at

a different value, with the length of the evaporators and heat pipe capacitors in the channels increasing along the movement of the corresponding medium; besides, a gate is additionally installed in the channel of the cooled medium, and the axes of the gates in both channels are located in the zone of the ends of the heat pipes having the greatest length in one of the extreme positions they are adjacent to the ends of heat pipes, and in the other - to the wall of the channel.

0

2. Heat exchanger according to claim. 1, characterized by the fact. that on the axis of each gate is installed a sleeve, and the gate is made of at least two plates, one of which is attached to the axis, and the other to the sleeve, and the axis and sleeve of the gates are equipped with independent drives.

3. Heat exchanger on PP. 1 and 2, that is, the temperature sensors installed in the channel of the heated medium are functionally connected to the drives of the gates.

h

R

BUT

P

AT

-j

ъ

Fm.1

8-8

W

//

Fig.4Fm.5

Compiled by M.Kosorotoe

Tehred M. Morgenthal

FIG. five

Yr

Proofreader O. Kravtsov